DE102017111113A1

DE102017111113A1 - Vorrichtung zur axialen vorspannung eines kupplungsmechanismus an einer übertragungskette

Info

Publication number: DE102017111113A1
Application number: DE102017111113.1A
Authority: DE
Inventors: Arnaud Dole; François Thibaut
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2017-11-30
Also published as: FR3051860B1; KR20170135767A; FR3051860A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsmechanismus (10), der für den Einbau zwischen einem Motor und einem Kraftfahrzeugübertragungssystem (400) vorgesehen ist, wobei der Kupplungsmechanismus (10) ein Vorspannelement aufweist, das so angeordnet ist, dass es eine axiale Kraft zwischen einem Kupplungshalter (500) und einem zweiten Axialblockierungselement aufbringt, mit dem es möglich ist, zumindest eine axiale Arretierung zwischen der Kupplung (100, 200) und einer Welle (A1, A2) des Übertragungssystems (400) zu bilden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kupplungsmechanismus und insbesondere eine Vorrichtung zur axialen Vorspannung eines derartigen Kupplungsmechanismus an einer Übertragungskette. Sie gehört zum Gebiet der Übertragungssysteme, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Kupplungsmechanismen bekannt, die Folgendes aufweisen:

– eine Motoreingangsnabe, die mit einer Motoreingangswelle verbunden sein kann,
– eine Ausgangsnabe, die mit einem Übertragungssystem verbunden sein kann,
– eine Mehrscheibenkupplung, die Folgendes aufweist:
– mehrere erste Reibelemente, die über einen Eingangsscheibenträger und die Eingangsnabe drehfest mit der Eingangswelle verbunden sind,
– mehrere zweite Reibelemente, die über einen Ausgangsscheibenhalter und die Ausgangsnabe drehfest mit der Ausgangswelle verbunden sind,
– ein Steuerungssystem mit einem Gehäuse und einer Betätigungseinrichtung, die so angeordnet ist, dass die Kupplung in einer Stellung gestaltet ist, die folgende umfasst:
– eine eingerückte Ausgestaltung, bei der die mehreren ersten Reibelemente der Kupplung drehbar an die mehreren zweiten Reibelemente der Kupplung gekoppelt sind, und
– eine ausgerückte Ausgestaltung, bei der die mehreren ersten Reibelemente der Kupplung von den mehreren zweiten Reibelementen in der Kupplung in Drehung entkoppelt sind.

Während ihres Betriebs werden von der Betätigungseinrichtung axiale Kräfte erzeugt und zur Kupplung übertragen, um diese alternativ in der eingerückten oder ausgerückten Ausgestaltung auszugestalten. Die Richtung der axialen Kräfte, die zum Konfigurieren der Kupplung in der eingerückten Ausgestaltung erzeugt werden, ist zu derjenigen entgegengesetzt, die zum Konfigurieren der Kupplung in der ausgerückten Stellung erforderlich ist. Dieser Wechsel von entgegengesetzten Kräften, die durch den Kupplungsmechanismus übertragen werden, kann zu axialen Verschiebungen bestimmter wesentlicher Bestandteile des Kupplungsmechanismus führen und einen vorzeitigen Verschleiß des Kupplungsmechanismus hervorrufen.
Um einen optimalen Betrieb des Kupplungsmechanismus zu gewährleisten, ist es auch erforderlich, eine permanente axiale Kopplung des Kupplungsmechanismus an der Übertragungskette sicherzustellen. Es ist insbesondere erforderlich, eine axiale Kopplung der Elemente sicherzustellen, die entlang einer Kraftkette zwischen der Betätigungseinrichtung und der Kupplung liegen, wobei es durch die Kraftkette möglich ist, eine axiale Kraft zum Konfigurieren der Kupplung in einer der oben definierten Stellungen zu übertragen. Aus dem Stand der Technik sind Kupplungsmechanismen bekannt, bei denen die verschiedenen wesentlichen Bestandteile mit hohen Abmessungstoleranzen hergestellt und zusammengefügt werden, wodurch die funktionalen axialen Spiele zwischen den verschiedenen Teilen reduziert werden können und somit die Amplitude der oben genannten Verschiebungen begrenzt werden. Der Nachteil bei derartigen Kupplungsmechanismen besteht darin, dass es erforderlich ist, ein ganz besonderes Augenmerk auf die Herstellung der Teile und ihre Montage zu haben, wodurch die Kosten zur Herstellung dieser Kupplungsmechanismen steigen.
Im Rahmen der Lieferung von Kupplungsmechanismen für die Nachrüstung besteht darüber hinaus ein Bedarf, eine derartige axiale Kopplung mit einer ausreichend flexiblen Lösung zu realisieren, um sie einerseits mit verschiedenen auf dem Automobilmarkt verfügbaren Übertragungssystemen kompatibel zu machen und andererseits die Anbringung der Kupplungsmechanismen zu vereinfachen. Es besteht insbesondere der Bedarf, ökonomische und standardisierbare Lösungen für die axiale Kopplung eines Kupplungsmechanismus an einer Übertragungskette vorzuschlagen.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, zumindest größtenteils auf die obigen Probleme zu antworten und darüber hinaus zu weiteren Vorteilen zu führen, die sich beim Lesen der Beschreibung und der Figuren ergeben.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen neuen Kupplungsmechanismus zur Lösung mindestens eines dieser Probleme vorzuschlagen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine permanente axiale Kopplung des Kupplungsmechanismus an der Übertragungskette zu gewährleisten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die axialen funktionalen Spiele des Kupplungsmechanismus zu begrenzen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, den vorzeitigen Verschleiß der axialen Lager, die im Kupplungsmechanismus vorhanden sind, zu begrenzen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anbringung einer Kupplung an einer Übertragungskette zu geringen Kosten zu realisieren.
Darstellung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird mindestens eines der oben genannten Ziele mit einem Kupplungsmechanismus erreicht, der zwischen einem Motor und einem Kraftfahrzeugübertragungssystem eingebaut werden soll, wobei der Mechanismus (i) eine Unterbaugruppe mit mindestens einer Kupplung und einem Kupplungshalter, der so angeordnet ist, dass er die Kupplung über ein Wälzlager radial stützt, (ii) ein Steuerungssystem mit einem Gehäuse und mindestens einem Ringkolben, der so angeordnet ist, dass er sich in Bezug auf das Gehäuse axial verlagert, um die Kupplung einzurücken oder auszurücken, wobei der Kupplungshalter in einer axialen Zwischenstellung zwischen dem Steuerungssystem und einer Ausgangsnabe des Kupplungsmechanismus liegt, (iii) ein System zur Blockierung des Steuerungssystems gegenüber der Kupplung, wobei das Blockierungssystem ein erstes Axialblockierungselement aufweist, das so angeordnet ist, dass es zumindest eine axiale Arretierung zwischen dem Steuerungssystem und dem Übertragungssystem bildet, ein zweites Axialblockierungselement, das so angeordnet ist, dass es zumindest eine axiale Arretierung zwischen der Kupplung und einer Welle des Übertragungssystems bildet, sowie ein Drehblockierungselement, das so angeordnet ist, dass es den Kupplungshalter und das Steuerungssystem koppelt, und (iv) ein Vorspannelement aufweist, das so angeordnet ist, dass es eine axiale Kraft zwischen dem Kupplungshalter und dem zweiten Axialblockierungselement aufbringt.
Gemäß ihrem ersten Aspekt ermöglicht es die Erfindung in einer geschickten Weise, eine permanente axiale Kopplung der gesamten Übertragungskette zu gewährleisten. Es ist somit insbesondere möglich, eine axiale Kraft zwischen dem Kupplungshalter und dem zweiten Axialblockierungselement zu erzeugen, mit der es möglich ist, die verschiedenen zwischen dem Kupplungshalter und dem zweiten Axialblockierungselement liegenden Teile in Kontakt zu halten. Aufgrund der Tatsache, dass ein axialer Kontakt zwischen den Teilen der Übertragungskette permanent aufrechterhalten wird, wird somit eine Reduzierung und sogar eine Beseitigung der axialen Bewegungen zwischen den Teilen der Übertragungskette bei einem Übergang der Kupplung von einer ihrer Ausgestaltungen, zum Beispiel der eingerückten Ausgestaltung, zur anderen ihrer Ausgestaltungen, zum Beispiel zur ausgerückten Ausgestaltung, ermöglicht. Die Erfindung gemäß ihrem ersten Aspekt ermöglicht somit eine Beseitigung der axialen Spiele entlang der Übertragungskette und eine Begrenzung des vorzeitigen Verschleißes der in dem Kupplungsmechanismus vorhandenen axialen Lager.
Die Erfindung gemäß ihrem ersten Aspekt ermöglicht in geschickter Weise eine Lösung der technischen Probleme mit einer ökonomischen Lösung, die an eine sehr große Anzahl von Übertragungssystemen angepasst werden kann, was die Erfindung für eine Industrialisierung in großem Maßstab besonders wichtig macht und die Herstellung von Kupplungsmechanismen zur Nachrüstung, die leicht anzubringen sind, ermöglicht.
Die Anbringung eines derartigen Kupplungsmechanismus an einer Übertragungskette ist somit vereinfacht, und die Kosten für die Umsetzung und Wartung sind reduziert, da es möglich ist, einerseits das Steuerungssystem und andererseits die Kupplung separat zu liefern.
Der Kupplungshalter ist so angeordnet, dass er eine auf Höhe des oder der Ringkolben erzeugte axiale Kraft überträgt, insbesondere wenn dieser sich axial zum Einrücken der Kupplung verlagert. Dazu ist der Kupplungshalter axial in einer Stellung blockiert, die axial zwischen dem Steuerungssystem und der Ausgangsnabe der Kupplung liegt.
Auf der Seite der Ausgangsnabe und des Motors ist der Kupplungshalter durch das zweite Axialblockierungselement axial blockiert, welches axial auf der Seite liegt, die bezogen auf die Kupplung zum Ringkolben entgegengesetzt ist.
Der Kupplungshalter liegt vorzugsweise indirekt an dem zweiten Axialblockierungselement an. Alle Zwischenteile zwischen dem Kupplungshalter und dem zweiten Axialblockierungselement sind vorteilhafterweise so angeordnet, dass sie eine axiale Kraft übertragen können.
Auf der Seite des Steuerungssystems ermöglicht das Vorspannelement eine Übertragung einer axialen Kraft zwischen dem Steuerungssystem, insbesondere seinem Gehäuse, und dem Kupplungshalter. Mit dem Vorspannelement ist es auch möglich, den Kupplungshalter und alle Zwischenteile zwischen dem Kupplungshalter und dem zweiten Axialblockierungselement gegen das zweite Axialblockierungselement zu pressen.
Darüber hinaus ist der Kupplungshalter so angeordnet, dass er das Gewicht der Kupplung über ein Wälzlager und insbesondere über ein Wälzlager mit Schrägkontakt radial hält, um sowohl eine radiale Kraft als auch eine axiale Kraft übertragen zu können.
Das Wälzlager ist axial durch einen Arretierring blockiert, der auf der Seite angeordnet ist, die zu der von dem Ringkolben ausgeübten axialen Kraft entgegengesetzt ist. Mit anderen Worten liegt der Arretierring axial zwischen dem Wälzlager und der Ausgangsnabe der Kupplung.
Radial ist das Wälzlager zwischen dem Kupplungshalter und der Kupplung angeordnet.
Der Kupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst vorzugsweise eine nasse oder trockene Kupplung.
Der Mechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst vorteilhaft zwei vorzugsweise nasse Mehrscheibenkupplungen, wobei das Steuerungssystem einen ersten und einen zweiten Ringkolben aufweist, die zur Kopplung bzw. Entkopplung der ersten und zweiten Kupplung an einer ersten oder zweiten Welle des Übertragungssystems über eine erste und zweite Ausgangsnabe angeordnet sind.
Jede Mehrscheibenkupplung weist zum einen mehrere erste Reibelemente, wie etwa Flansche auf, die über einen Eingangsscheibenträger und eine Eingangsnabe drehfest mit der Eingangswelle verbunden sind, und zum anderen mehrere zweite Reibelemente, wie etwa Reibscheiben, die über ein erstes oder zweites Kraftübertragungsorgan und eine erste oder zweite Ausgangsnabe drehfest mit mindestens einer der Welle des Übertragungssystems verbunden sind.
Das erste und zweite Kraftübertragungsorgan sind so angeordnet, dass eine von dem ersten und zweiten Ringkolben des Steuerungssystems erzeugte axiale Kraft zu den zweiten Reibelementen übertragen wird.
Alternativ sind die mehreren Flansche über das erste oder zweite Kraftübertragungsorgan und eine erste oder zweite Ausgangsnabe drehfest mit mindestens einer der Welle des Übertragungssystems verbunden, und die mehreren Reibscheiben sind über einen Eingangsscheibenträger und eine Eingangsnabe drehfest mit der Eingangswelle verbunden.
Das Steuerungssystem ist so angeordnet, dass es jede Kupplung in eine Stellung konfiguriert, die folgende umfasst:

– eine eingerückte Ausgestaltung, bei der die mehreren ersten Reibelemente drehbar an die mehreren zweiten Reibelemente gekoppelt sind, und
– eine ausgerückte Ausgestaltung, bei der die mehreren ersten Reibelemente von den mehreren zweiten Reibelementen in Drehung entkoppelt sind.

Jede Kupplung ist vorzugsweise in einer Stellung konfiguriert, die sich von der der anderen unterscheidet: wenn die erste Kupplung in der eingerückten Stellung konfiguriert ist, dann ist die zweite Kupplung vorzugsweise in der ausgerückten Ausgestaltung konfiguriert, und wenn die erste Kupplung in der ausgerückten Stellung konfiguriert ist, dann ist die zweite Kupplung vorzugsweise in der ausgerückten Stellung konfiguriert.
Die erste und zweite Kupplung können möglicherweise gleichzeitig in der ausgerückten Stellung konfiguriert sein.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei einem Kupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bei dem Steuerungssystem vorzugsweise um ein hydraulisches oder pneumatisches Steuerungssystem, wobei der Ringkolben axial gleitend am Gehäuse angebracht ist.
Der Kolben verlagert sich axial in Bezug auf das Gehäuse, so dass die entsprechende Kupplung eingerückt oder ausgerückt wird, beispielsweise über eine Reibkopplung auf Höhe der ersten und zweiten Reibelemente der Kupplung, was schließlich zu einer drehbaren Kopplung der Eingangswelle mit einer der Welle des Übertragungssystems führt.
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden in nicht einschränkender Weise und zur Vereinfachung des Verständnisses die Begriffe wie folgt verwendet:

– ”vordere, vorderer, vorderes” oder ”hintere, hinterer, hinteres” entsprechen der Richtung in Bezug auf eine axiale Ausrichtung, die von der Hauptdrehachse O des Übertragungssystems bestimmt wird, wobei ”der hintere Teil” den in den Figuren auf der rechten Seite liegenden Teil auf der Seite des Übertragungssystems bezeichnet und ”der vordere Teil” den in den Figuren auf der linken Seite liegenden Teil auf der Seite des Motors bezeichnet; und
– ”innere, innerer, inneres/interne, interner, internes” oder ”äußere, äußerer, äußeres/externe, externer, externes” in Bezug auf die Achse O und entlang einer radialen Ausrichtung, die zur axialen Ausrichtung orthogonal verläuft.

Ein Mechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorzugsweise alternativ oder zusätzlich mindestens eine der nachfolgenden ersten Weiterentwicklungen umfassen, die möglicherweise in Kombination betrachtet werden:

– das Vorspannelement liegt vorzugsweise axial zwischen dem Gehäuse und dem Kupplungshalter und/oder radial innerhalb des Gehäuses. In diesem Fall kann das Vorspannelement einfach bei der Montage zwischen dem Gehäuse und dem Kupplungshalter angeordnet werden, ohne an dem Gehäuse und/oder an dem Kupplungshalter befestigt zu sein;
– das Vorspannelement greift zumindest in eine Umfangsnut ein, die auf einem Auflagebereich des Kupplungshalters liegt, um bei der Anbringung der Unterbaugruppe an dem Übertragungssystem seine Anordnung zu vereinfachen. Die Stellung des Vorspannelements an dem Auflagebereich des Kupplungshalters ist nämlich somit vorgegeben und ermöglicht es, es zumindest zeitweise bei der Anbringung der Unterbaugruppe an dem Übertragungssystem in Stellung zu halten;
– die Umfangsnut ist in dem Auflagebereich radial nach außen gerichtet, wobei der Auflagebereich des Kupplungshalters möglicherweise radial innerhalb eines komplementären Auflagebereichs des Gehäuses liegt. Alternativ ist die Umfangsnut in dem Auflagebereich radial nach innen gerichtet, wobei der Auflagebereich des Kupplungshalters möglicherweise radial außerhalb eines komplementären Auflagebereichs des Gehäuses liegt;
– der Abstand zwischen dem Vorspannelement und der Ausgangsnabe ist kleiner als der Abstand zwischen dem Vorspannelement und dem Übertragungssystem, wodurch die axialen Abmessungen des Auflagebereichs des Kupplungshalters, der mit dem Gehäuse zusammenwirkt, reduziert werden können. Vorteilhafter Weise liegt eine erste Seite des Vorspannelements an einer vorderen Fläche des Gehäuses an, und eine zweite Seite des Vorspannelements liegt an einer hinteren Fläche des Kupplungshalters an;
– der Belastungsbereich des Vorspannelements beträgt zwischen 50 N und 500 N;
– das Vorspannelement umfasst mindestens eine Wellenscheibe, zum Beispiel vom Typ Onduflex-Scheibe, und/oder eine elastische Scheibe vom Typ Belleville-Scheibe und/oder mindestens eine Druckfeder;
– das Steuerungssystem oder der Kupplungshalter weist ein Mittel für die axiale Halterung des Vorspannelements auf, beispielsweise eine einstückige Wulst und/oder einen Rand. Somit ist das Vorspannelement fest und vorzugsweise abnehmbar an dem Kupplungshalter oder an dem Steuerungssystem befestigt. Auf diese Weise wird die Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in zwei leicht erkennbare Produkte unterteilt:
– das Vorspannelement ist über ein Mittel zur axialen Halterung an dem Kupplungshalter befestigt. In diesem Fall wird das Vorspannelement mit der Kupplung geliefert, die an dem Kupplungshalter montiert wird, bevor die Unterbaugruppe mit der Kupplung an dem entsprechenden Übertragungssystem angebracht wird; oder alternativ
– ist das Vorspannelement über ein Mittel zur axialen Halterung an dem Steuerungssystem befestigt. In diesem Fall wird das Vorspannelement mit dem Steuerungssystem geliefert, das zunächst an dem Übertragungssystem befestigt wird, wobei das Vorspannelement anschließend an dem Gehäuse montiert wird und die Unterbaugruppe mit der Kupplung dann an dem Steuerungssystem angebracht wird;
– das Drehblockierungselement liegt in dem Innenraum des Kraftübertragungsorgans, der vorteilhafterweise radial zwischen der Kupplung und der Welle des Übertragungssystems und axial innerhalb des Kraftübertragungsorgans liegt;
– das Drehblockierungselement weist (i) mindestens eine erste Einkerbung auf, die axial ausgerichtet und auf dem Auflagebereich des Kupplungshalters ausgebildet ist, (ii) mindestens eine zweite Einkerbung, die auf einem Auflagebereich des Kupplungshalters ausgebildet und axial gegenüber der ersten Einkerbung ausgerichtet ist, und (iii) mindestens einen Keil, der mit der ersten und der zweiten Einkerbung zusammenwirkt;
– das Drehblockierungselement weist mindestens eine Einkerbung auf, die axial ausgerichtet und auf dem Auflagebereich des Kupplungshalters ausgebildet ist, und das Gehäuse weist mindestens eine Nase auf, die auf einem Auflagebereich liegt, wobei die Nase(n) mit der bzw. den Einkerbungen zusammenwirkt bzw. zusammenwirken. Die Nase nimmt üblicherweise die Form eines kleinen zylindrischen Teils mit radialer Ausdehnung an, da über dem Auflagebereich, auf dem sie liegt, hervorsteht. Der Kupplungshalter weist dann einen komplementären Auflagebereich auf, der gegenüber der an dem Gehäuse liegenden Nase angeordnet ist, wobei der komplementäre Auflagebereich eine Einkerbung aufweist, die gegenüber der Nase liegt, so dass sich diese zumindest teilweise in die Einkerbung einfügen und eine Drehkopplung zwischen dem Kupplungshalter und dem Gehäuse realisieren kann. Die Nase ist vorzugsweise mit dem Auflagebereich, auf dem sie liegt, einstückig ausgebildet, oder die Nase ist alternativ an dem Auflagebereich, auf dem sie liegt, angesetzt und fest mit diesem verbunden;
– das Drehblockierungselement weist mindestens eine Einkerbung auf, die axial ausgerichtet und auf dem Auflagebereich des Gehäuses des Steuerungssystems ausgebildet ist, und der Kupplungshalter weist mindestens eine Nase auf, die auf einem Auflagebereich liegt, wobei die Nase(n) mit der bzw. den Einkerbungen zusammenwirkt bzw. zusammenwirken. Die Nase nimmt üblicherweise die Form eines kleinen zylindrischen Teils mit radialer Ausdehnung an, das über dem Auflagebereich, auf dem sie liegt, hervorsteht. Das Gehäuse weist dann einen komplementären Auflagebereich auf, der gegenüber der auf dem Kupplungshalter liegenden Nase angeordnet ist, wobei der komplementäre Auflagebereich eine Einkerbung aufweist, die gegenüber der Nase liegt, so dass sich diese zumindest teilweise in die Einkerbung einfügen und eine Drehkopplung zwischen dem Kupplungshalter und dem Gehäuse realisieren kann. Die Nase ist vorzugsweise mit dem Auflagebereich, auf dem sie liegt, einstückig ausgebildet, oder die Nase ist alternativ an dem Auflagebereich, auf dem sie liegt, angesetzt und fest mit diesem verbunden;
– das Drehblockierungselement weist erste Rillen auf, die auf einem Auflagebereich des Kupplungshalters liegen, sowie zweite Rillen, die auf einem komplementären Auflagebereich des Gehäuses des Steuerungssystems liegen, wobei die ersten und zweiten Rillen zusammenwirken. Die ersten Rillen sind vom Typ Stecker und die zweiten Rillen vom Typ Buchse. Alternativ sind die ersten Rillen vom Typ Buchse und die zweiten Rillen vom Typ Stecker. Unter Rillen vom Typ Stecker sind Rillen zu verstehen, die sich radial nach außen erstrecken, und analog dazu unter Rillen vom Typ Buchse Rillen, die sich radial nach innen erstrecken. Typischerweise nehmen die Rillen die Form eines Zapfens mit axialer Ausdehnung auf einer Umfangskontur des entsprechenden Auflagebereichs an.

Bei einer steckerartigen Rille steht der Zapfen mit axialer Ausdehnung in Bezug auf den Auflagebereich hervor. Im Fall einer buchsenartigen Rille bildet der Zapfen mit axialer Ausdehnung eine Einkerbung in dem Auflagebereich.
Zusätzlich oder alternativ kann ein Mechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder gemäß einer seiner ersten Weiterentwicklungen alternativ oder zusätzlich mindestens eine der nachfolgenden zweiten Weiterentwicklungen umfassen, die möglicherweise in Kombination betrachtet werden:

– das erste Axialblockierungselement hat mindestens einen direkten Kontakt mit einer oder mit mehreren Flächen des Übertragungssystems. Das erste Axialblockierungselement kann insbesondere aus einem Axialarretierelement bestehen, das so angeordnet ist, dass es eine Bewegung des Übertragungssystems in Bezug auf das Steuerungssystem nach hinten verhindert;
– das erste Axialblockierungselement ist so angeordnet, dass es eine ebene Anlage mit dem Übertragungssystem bildet. Das erste Axialblockierungselement weist vorzugsweise eine Anlagefläche auf, die an dem Gehäuse des Steuerungssystems und gegenüber dem Übertragungssystem liegt. Die Anlagefläche des ersten Axialblockierungselements ist vorzugsweise eben und so angeordnet, dass sie an einer komplementären Fläche des Übertragungssystems in Anlage gelangt, wobei die Anlagefläche des ersten Axialblockierungselements an einer hinteren Fläche des Gehäuses liegen kann;
– das erste Axialblockierungselement ist so angeordnet, dass eine axiale Blockierung zwischen dem Steuerungssystem und dem Übertragungssystem realisiert wird;
– das Übertragungssystem kann möglicherweise drehbar mit dem Steuerungssystem gekoppelt sein, um jegliche relative Rotationsbewegung zwischen dem Steuerungssystem und dem Übertragungssystem zu verhindern. Das Steuerungssystem kann insbesondere über ein Befestigungsmittel, das zumindest eine Blockierung der Drehung gegenüber dem Übertragungssystem realisiert, etwa mittels einer Montageschraube, abnehmbar mit dem Übertragungssystem verbunden sein;
– auf der Seite der Welle des Übertragungssystems kann das zweite Axialblockierungselement so angeordnet sein, dass es eine axiale Arretierung bildet, um eine Bewegung des Kupplungsmechanismus nach vorne zu verhindern, durch die es sich von dem Steuerungssystem und insbesondere von dem Ringkolben lösen würde. In diesem Fall bilden die zwischen der Welle des Übertragungssystems und dem Steuerungssystem liegenden Zwischenelemente zusammen eine Kette, die über Verbindungen, die alle so angeordnet sind, dass eine von einem der Ringkolben zwischen der Welle des Übertragungssystems und dem Steuerungssystem ausgeübte axiale Kraft aufgenommen wird, axial fest verbunden ist;
– das zweite Axialblockierungselement kann so angeordnet sein, dass es jegliche relative axiale Bewegung zwischen dem Steuerungssystem und einer Welle des Übertragungssystems und/oder einer Motoreingangswelle verhindert;
– auf der Seite der Welle des Übertragungssystems sind somit das zweite Axialblockierungselement, die Ausgangsnabe der Kupplung(en) und der Kupplungshalter so angeordnet, dass eine axiale Kraft übertragen wird. Vorzugsweise ist ein Wälzlager zwischen der Ausgangsnabe der Kupplung und dem Kupplungshalter und möglicherweise zwischen allen Ausgangsnaben der Kupplungen angeordnet. Ein Nadellager ist insbesondere zwischen der Ausgangsnabe der Kupplung und dem Kupplungshalter und möglicherweise zwischen allen Ausgangsnaben der Kupplungen angeordnet;
– die erste Ausgangsnabe der Kupplung liegt vorteilhafterweise direkt an dem zweiten Axialblockierungselement an;
– das zweite Axialblockierungselement des Axialblockierungssystems ist an der bzw. den Welle des Übertragungssystems angeordnet und liegt vor der Ausgangsnabe mindestens einer Kupplung. Es weist vorzugsweise ein Axialarretierelement auf, das so angeordnet ist, dass eine axiale Kraft nach vorne zwischen der Ausgangsnabe und der Welle des Übertragungssystems übertragen wird. Seine vorteilhafte Stellung am Ende der Kraftkette und der Welle des Übertragungssystems ermöglicht somit einen leichten Zugang zum Axialblockierungssystem, wenn das Übertragungssystem und insbesondere das Getriebe von dem Motor abgebaut ist. Das zweite Axialblockierungselement liegt im Allgemeinen axial an der Welle des Übertragungssystems und an der Ausgangsnabe der Kupplung an;
– das zweite Blockierungselement des Axialblockierungssystems weist ein Element wie etwa einen Arretierring auf;
– das zweite Blockierungselement des Axialblockierungssystems liegt in einer Nut, die an der bzw. den Welle des Übertragungssystems angeordnet ist;
– eine radiale Kraft, die der bzw. den Kupplungen zugeordnet ist, wird auf Höhe des Kupplungshalters von einem Wälzlager aufgenommen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es in geschickter Weise, die radialen Abmessungen des Lagers zu reduzieren, wobei dieses radial näher an der Drehachse O gehalten ist, wodurch die aufgenommenen Kräfte und der Verschleiß des Wälzlagers reduziert werden. Bei dem Wälzlager handelt es sich vorzugsweise um ein Schrägwälzlager, so dass sowohl eine axiale Kraft als auch eine radiale Kraft übertragen werden kann;
– bei dem Wälzlager handelt es sich vorzugsweise um ein Kugellager mit Schrägkontakt;
– das Gehäuse des Systems zur Steuerung der Kupplung weist eine ebene Fläche auf, die so angeordnet ist, dass sie axial in Anlage an das Übertragungssystem gelangt. Das Zusammenwirken zwischen der ebenen Fläche des Gehäuses und einer gegenüberliegenden Fläche des Übertragungssystems bildet das erste Axialblockierungselement, insbesondere in Form eines Axialarretierelements;
– das Gehäuse des Steuerungssystems kann aus mehreren Teilen bestehen. Das Steuerungssystem kann insbesondere einen Betätigungshalter aufweisen, der an das Gehäuse angesetzt ist und axial zwischen dem Gehäuse und der Ausgangsnabe liegt. Im Allgemeinen bezeichnet das Gehäuse ein mechanisches Teil des Übertragungssystems, das ausreichend starr ist, um beispielsweise das Steuerungssystem drehbar und/oder axial an das Übertragungssystem zu koppeln;
– der Betätigungshalter ist zumindest drehbar an das Gehäuse gekoppelt;
– der Betätigungshalter ist mit axialem Spiel gegenüber dem Übertragungssystem angebracht, so dass sichergestellt ist, dass die axiale Blockierung zwischen dem Steuerungssystem und dem Übertragungssystem auf Höhe des Steuerungssystems realisiert wird. Mit anderen Worten trägt der Betätigungshalter nicht direkt zur axialen Blockierung mit dem Übertragungssystem bei. Auf diese Weise sind die axialen Abmessungstoleranzen des Betätigungshalters gering, wodurch der Betätigungshalter zu geringen Kosten hergestellt werden kann;
– der Betätigungshalter ist in einer Bohrung des Steuerungssystems und ohne radiales Spiel mit dem Steuerungssystem angebracht. Diese Montage ohne Spiel ist vorzugsweise mit Kraft realisiert und ermöglicht die Realisierung einer drehbaren Kopplung zwischen dem Betätigungshalter und dem Steuerungssystem;
– der Betätigungshalter ist in einer Bohrung des Steuerungssystems gefalzt, wodurch eine drehbare Kopplung zwischen dem Betätigungshalter und dem Steuerungssystem realisiert werden kann;
– der Betätigungshalter ist einstückig mit dem Gehäuse des Steuerungssystems ausgebildet;
– der Betätigungshalter und/oder das Gehäuse bestehen vorzugsweise aus metallischem Material wie Stahl oder Aluminium oder möglicherweise aus Kunststoffmaterial;
– der Kupplungshalter und das Gehäuse sind über ein Drehblockierungselement drehbar gekoppelt, welches so angeordnet ist, dass es das Steuerungssystem drehbar an den Kupplungshalter koppelt und jegliche relative Rotationsbewegung zwischen dem Steuerungssystem und dem Kupplungshalter verhindert;
– der Kupplungshalter und das Gehäuse des Steuerungssystems sind ineinander verschachtelt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Übertragungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder einer ihrer Weiterentwicklungen vorgeschlagen, das über einen Torsionsschwingungsdämpfer drehbar an eine Eingangswelle gekoppelt ist, wobei die Eingangswelle von mindestens einer Kurbelwelle in Drehung versetzt wird.
Es sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, die entsprechend all ihren möglichen Kombinationen die verschiedenen optionalen Merkmale, die hier dargelegt sind, beinhalten.
Beschreibung der Figuren und Ausführungsformen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch zum einen aus der nachfolgenden Beschreibung und zum anderen aus mehreren Ausführungsbeispielen, die zur Kenntnisnahme und in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen angegeben sind. Darin zeigen:
1 eine Ansicht im Axialschnitt eines Übertragungssystems mit einem nassen Doppelkupplungsmechanismus gemäß den ersten Aspekt der Erfindung und gemäß einer ersten Ausführungsform, bei der das Vorspannelement in einer Umfangsnut des Kupplungshalters angeordnet ist;
2 eine Ansicht im Axialschnitt eines Übertragungssystems mit einem nassen Doppelkupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der das Element zur Drehblockierung des Kupplungshalters gegenüber dem Steuerungssystem eine Nase aufweist, die mit einer Einkerbung zusammenwirkt
3 eine Ansicht im Axialschnitt eines Übertragungssystems mit einem nassen Doppelkupplungsmechanismus gemäß den ersten Aspekt der Erfindung und gemäß einer dritten Ausführungsform, bei der das Element zur Drehblockierung des Kupplungshalters gegenüber dem Steuerungssystem mehrere komplementäre Rillen aufweist, die an dem Kupplungshalter bzw. an dem Steuerungssystem angeordnet sind;
4a und 4b Detailansichten im Axialschnitt einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Vorspannelement an einer vorderen Fläche des Steuerungssystems und an einer hinteren Fläche des Kupplungshalters anliegt, wobei das Vorspannelement in einer Umfangsnut des Kupplungshalters gehalten ist, die radial nach innen bzw. nach außen ausgerichtet ist;
5a, 5b und 5c die Schritte zur Anbringung der Unterbaugruppe mit der Kupplung an dem Steuerungssystem;
6a, 6b und 6c Detailansichten der Montage des Vorspannelements in einer Umfangsnut des Kupplungshalters bei der in den 5 veranschaulichten Anbringung der Unterbaugruppe.
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind keineswegs einschränkend. Es sind insbesondere Erfindungsvarianten denkbar, die nur eine Auswahl von nachfolgend beschriebenen Merkmalen beinhalten, die von weiteren beschriebenen Merkmalen getrennt sind, sofern diese Merkmalsauswahl ausreicht, um einen technischen Vorteil zu bieten oder die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik zu differenzieren. Diese Auswahl umfasst mindestens ein vorzugsweise funktionales Merkmal ohne strukturelle Einzelheiten oder nur mit einem Teil der strukturellen Einzelheiten, wenn allein dieser Teil ausreicht, um einen technischen Vorteil zu bieten oder die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik zu differenzieren.
Alle Varianten und alle beschriebenen Ausführungsformen sind insbesondere miteinander kombinierbar, sofern auf technischer Ebene nichts dieser Kombination entgegensteht.
In den Figuren behalten Elemente, die mehrere Figuren gemeinsam haben, das gleiche Bezugszeichen.
In 1 ist ein Übertragungssystem mit einem Kupplungsmechanismus 10, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das eine Hauptdrehachse O aufweist, gezeigt.
In den folgenden Absätzen wird der Kupplungsmechanismus 10 mit seinen technischen und funktionalen Merkmalen, die alle Ausführungsformen gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemeinsam haben, dargestellt. Die Ausführungsformen werden anschließend hinsichtlich ihrer Besonderheiten und Unterschiede zu diesen gemeinsamen technischen und funktionalen Merkmalen beschrieben. 1 dient der Unterstützung der Beschreibung der technischen und funktionalen Merkmale, die alle Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung gemeinsam haben.
Allgemeine Ausführungsform
Der in 1 und in den nachfolgenden FIGUREN veranschaulichte Kupplungsmechanismus 10 ist eine nasse Doppelkupplung in einer sogenannten radialen Ausgestaltung, wobei die erste Kupplung 100 vorzugsweise außerhalb der zweiten Kupplung 200 liegt.
Alternativ kann der Kupplungsmechanismus 10 in einer sogenannten axialen Stellung konfiguriert sein, wobei die erste Kupplung 100 axial nach hinten und die zweite Kupplung 200 axial nach vorne angeordnet sind.
Weiterhin alternativ kann es sich bei dem Kupplungsmechanismus 10 um eine trockene Doppelkupplung handeln.
Der Kupplungsmechanismus 10 mit nasser Doppelkupplung ist so angeordnet, dass die Eingangswelle über die erste Kupplung 100 bzw. die zweite Kupplung 200 wahlweise an eine erste Welle A1 des Übertragungssystems oder an eine zweite Welle A2 des Übertragungssystems gekoppelt werden kann.
Die Eingangswelle wird von mindestens einer Kurbelwelle 900 in Drehung versetzt und über einen Torsionsschwingungsdämpfer 800 an die Kurbelwelle 900 gekoppelt.
Die erste Welle A1 des Übertragungssystems und die zweite Welle A2 des Übertragungssystems sind vorzugsweise koaxial.
Die erste Kupplung 100 und die zweite Kupplung 200 sind vorzugsweise Mehrscheibenkupplungen. Jede Mehrscheibenkupplung umfasst zum einen mehrere erste Reibelemente 101, 201, wie etwa Flansche, die drehfest mit der Eingangswelle verbunden sind, und zum anderen mehrere zweite Reibelemente 102, 202, beispielsweise Reibscheiben, die drehfest mit mindestens einer der Wellen A1, A2 des Übertragungssystems verbunden sind.
Die erste Welle A1 des Übertragungssystems ist drehbar an eine Eingangswelle gekoppelt und wird von dieser in Drehung versetzt, wenn die erste Kupplung 100 in einer sogenannten eingerückten Stellung konfiguriert ist, in der die mehreren ersten Reibelemente 101 drehbar an die mehreren zweiten Reibelemente 102 gekoppelt sind.
Die erste Welle A1 des Übertragungssystems ist in Drehung von der Eingangswelle entkoppelt, wenn die erste Kupplung 100 in einer sogenannten ausgerückten Stellung konfiguriert ist, in der die mehreren ersten Reibelemente 101 in Drehung von den mehreren zweiten Reibelementen 102 entkoppelt sind.
Die zweite Welle A2 des Übertragungssystems ist drehbar an die Eingangswelle gekoppelt und wird von dieser in Drehung versetzt, wenn die zweite Kupplung 200 in einer eingerückten Ausgestaltung konfiguriert ist, in der die mehreren ersten Reibelemente 201 drehbar an die mehreren zweiten Reibelemente 202 gekoppelt sind.
Die zweite Welle A2 des Übertragungssystems ist in Drehung von der Eingangswelle entkoppelt, wenn die zweite Kupplung 200 in einer sogenannten ausgerückten Stellung konfiguriert ist, in der die mehreren ersten Reibelemente 201 in Drehung von den mehreren zweiten Reibelementen 202 entkoppelt sind.
Im Kontext der Erfindung sind die Wellen A1 und A2 des Übertragungssystems so angeordnet, dass sie mit einem Übertragungssystem 400, wie etwa mit einem Getriebe vom Typ, mit denen Kraftfahrzeuge ausgestattet sind, zusammenwirken können.
Bei dem Kupplungsmechanismus 10 mit nasser Doppelkupplung, der in 1 veranschaulicht ist, ist die erste Kupplung 100 so angeordnet, dass die ungeraden Gängen des Übertragungssystems 400 eingelegt werden, und die zweite Kupplung 200 ist so angeordnet, dass die geraden Gänge und der Rückwärtsgang des Übertragungssystems 400 eingelegt werden. Alternativ sind die von der ersten Kupplung 100 bzw. der zweiten Kupplung 200 übernommenen Gänge umgekehrt.
Die erste Kupplung 100 und die zweite Kupplung 200 sind so angeordnet, dass eine sogenannte Eingangsleistung – ein Drehmoment und eine Drehgeschwindigkeit – der Eingangswelle in Abhängigkeit von dem jeweiligen Zustand der Kupplungen 100 und 200 über eine Eingangsabdeckung 109 im Wechsel zu einer der beiden Wellen A1, A2 des Übertragungssystems übertragen wird.
Die Kupplungen 100 und 200 sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie sich nicht gleichzeitig in der gleichen eingerückten oder ausgerückten Ausgestaltung befinden. Die erste und die zweite Kupplung 100, 200 können möglicherweise gleichzeitig in der ausgerückten Stellung konfiguriert sein.
Der Kupplungsmechanismus 10 weist um die Achse O mindestens ein Eingangselement auf, das drehbar an eine nicht gezeigte Eingangswelle gekoppelt ist. Das Eingangselement des Kupplungsmechanismus 10 weist vorzugsweise mindestens eine Eingangsnabe 130 auf. An ihrem unteren Fortsatz ist die Eingangsnabe 130 möglicherweise über eine Vorrichtung 800 zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, wie etwa ein Doppeldämpfungsschwungrad, drehbar und/oder axial mit der Eingangswelle verbunden.
An ihrer Außenausdehnung ist die Eingangsnabe auf Höhe eines unteren Endes, das im vorderen Bereich einer Eingangsabdeckung 109 liegt, drehbar an diese Eingangsabdeckung 109 gekoppelt. Sie sind vorzugsweise fest miteinander verbunden und beispielsweise durch eine Schweißverbindung und/oder eine Nietverbindung befestigt. Auf der Seite ihres oberen Endes ist die Eingangsabdeckung 109 über einen Eingangsscheibenträger 106 drehbar an eine erste Kupplung 100 gekoppelt, wobei der Eingangsscheibenträger 106 vorzugsweise durch Formschluss, insbesondere vom Typ Rillen, drehbar an die Eingangsabdeckung 109 gekoppelt ist.
Die erste und die zweite Kupplung 100 und 200 werden von einem Steuerungssystem 300 mit einer ersten und einer zweiten Betätigungseinrichtung 320, 330 gesteuert. Das Steuerungssystem 300 weist ein Gehäuse 307 auf, dessen oberer Abschnitt 301 so angeordnet ist, dass er möglicherweise Befestigungsmittel 310 aufnimmt, die mit dem Übertragungssystem 400 zusammenwirken. Das Gehäuse 307 des Steuerungssystems 300 weist auch einen unteren Abschnitt 302 mit axialer Erstreckung auf, der so angeordnet ist, dass er die erste und zweite Betätigungseinrichtung 320 und 330 stützt. Auf Höhe seines hinten liegenden Abschnitts weist das Steuerungssystem 300 eine sogenannte Anlagefläche 304 auf, die vorzugsweise eben und so angeordnet ist, dass eine ebene Anlage mit dem Übertragungssystem 400 realisiert wird. Die Anlagefläche 304 liegt vorzugsweise axial im hinteren Teil des Steuerungssystems 300.
Das Gehäuse 307 ist vorzugsweise aus einem Stück gebildet. Es kann möglicherweise durch Zusammenfügen von mehreren Teilen gebildet sein. Das Steuerungssystem kann zum Beispiel einen an das Gehäuse angesetzten Betätigungshalter aufweisen, der axial zumindest teilweise zwischen dem Gehäuse und der Ausgangsnabe angeordnet ist. Der Betätigungshalter ist zumindest drehbar an das Gehäuse gekoppelt. Gemäß einer Ausführungsvariante ist der Betätigungshalter mit axialem Spiel gegenüber dem Übertragungssystem angebracht, so dass gewährleistet ist, dass die axiale Blockierung zwischen dem Steuerungssystem und dem Übertragungssystem auf Höhe des Steuerungssystems erfolgt. Dazu kann der Betätigungshalter zum Beispiel ohne radiales Spiel in einer Bohrung des Gehäuses angebracht sein, um eine Drehkopplung zwischen dem Betätigungshalter und dem Gehäuse des Steuerungssystems zu realisieren. Alternativ kann der Betätigungshalter in einer Bohrung des Gehäuses gefalzt sein.
Bei der ersten und zweiten Betätigungseinrichtung 320 und 330 handelt es sich vorzugsweise um hydraulische Zylinder. Die erste und zweite Betätigungseinrichtung 320, 330 können jeweils einen Ringkolben aufweisen. Das Steuerungssystem 300 weist einen (nicht gezeigten) ersten und zweiten Kanal 321 und 331 zur Versorgung mit Hydraulikfluid für die erste und zweite Betätigungseinrichtung 320, 300 auf. Das Hydraulikfluid ist vorzugsweise ein unter Druck stehendes Fluid, beispielsweise Öl.
Die erste Betätigungseinrichtung 320 ist so angeordnet, dass sie die erste Kupplung 100 in einer Stellung zwischen der eingerückten und der ausgerückten Stellung konfiguriert. Die erste Betätigungseinrichtung 320 ist insbesondere axial hier von hinten nach vorne zwischen der eingerückten Ausgestaltung und der ausgerückten Ausgestaltung der Kupplung 100 beweglich.
Die erste Betätigungseinrichtung 320 ist einerseits über ein erstes Lager 140 und andererseits über ein erstes Kraftübertragungsorgan 105 mit der ersten Kupplung 100 verbunden.
Das erste Lager 140 ist so angeordnet, dass es axiale Kräfte, die von der ersten Betätigungseinrichtung 320 erzeugt werden, zum ersten Kraftübertragungsorgan 105 überträgt.
Das erste Kraftübertragungsorgan 105 ist so angeordnet, dass es auf Höhe seines oberen Fortsatzes 104 eine axiale Kraft zur ersten Kupplung 100 überträgt, wobei der obere Fortsatz 104 axial nach vorne verläuft, um die ersten Reibelemente 101 zum einen von den zweiten Reibelementen 102 und zum anderen von einem äußeren Reaktionselement 103 der Eingangsabdeckung 109 zu entfernen oder dagegen zu pressen.
Das äußere Reaktionselement 103 ist über die Eingangsabdeckung 109 drehbar an die Eingangsnabe 130 gekoppelt. Das äußere Reaktionselement 103 und die Eingangsabdeckung 109 sind vorzugsweise einstückig, als Variante aus zwei Teilen gebildet, die über jegliches Mittel, wie etwa über eine Niet- oder Schweißverbindung aneinander befestigt sind.
Das äußere Reaktionselement 103 hat eine Form, die zu derjenigen der ersten und zweiten Reibelemente komplementär ist, so dass eine Reibkopplung der ersten und zweiten Reibelemente 101, 102 möglich ist, wenn die erste Betätigungseinrichtung 320 eine axiale Kraft nach vorne ausübt, um die erste Kupplung 100 in ihrer eingerückten Stellung zu konfigurieren. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Reaktionselement die Form einer Scheibe annehmen, die sich radial nach außen erstreckt und von der ein Mittelbereich sich axial nach vorne erstreckt.
Das äußere Reaktionselement 103 weist insbesondere eine Außenrille auf, die mit einer Innenrille der Eingangsabdeckung 109 zusammenwirkt.
Die erste Kupplung 100 ist vorzugsweise eine Mehrscheibenkupplung. Sie umfasst mindestens ein erstes Reibelement 101, etwa eine Reibscheibe. Die ersten Reibelemente 101 sind über einen Ausgangsscheibenträger 110, der ein Ausgangselement der ersten Kupplung 100 bildet, drehbar an die erste Welle A1 des Übertragungssystems gekoppelt.
Der erste Ausgangsscheibenträger 110 weist an seinem radialen Außenumfang einen axialen Fortsatz 107 auf, der mit einer Verzahnung versehen ist, die für die Zusammenwirkung mit einer komplementären Verzahnung an jedem ersten Reibelement 101, insbesondere am radialen Innenrand jedes ersten Reibelements 101 vorgesehen ist. Der Ausgangsscheibenträger ist somit durch Eingriff mit den ersten Reibelementen 101 drehbar gekoppelt.
Auf Höhe seines unteren radialen Endes ist der erste Ausgangsscheibenträger 110 mit einer ersten Ausgangsnabe 120 verbunden. Der erste Ausgangsscheibenträger 110 und die erste Ausgangsnabe 120 sind vorzugsweise über eine Schweißverbindung, als Variante über eine Nietverbindung aneinander befestigt.
Die erste Ausgangsnabe 120 weist radial innen axiale Rillen auf, die so angeordnet sind, dass sie mit komplementären Rillen zusammenwirken, die an der ersten Welle A1 des Übertragungssystems liegen, so dass eine Drehkopplung realisiert wird.
Die erste Kupplung 100 weist auch elastische Rückstellmittel auf, um die erste Betätigungseinrichtung 320 automatisch in die ausgerückte Stellung zurückzudrücken. Die elastischen Rückstellmittel sind vorzugsweise durch elastische Scheiben, etwa Wellenscheiben vom Typ ”Onduflex TM” gebildet. Die elastischen Rückstellscheiben sind axial zwischen den zweiten Reibelementen 101, 102 angeordnet. Sie liegen vorzugsweise radial innerhalb der ersten Reibelemente 101. Jede elastische Rückstellscheibe liegt axial an der radialen vorderen Fläche eines zweiten Reibelements 102 und an der radialen hinteren Fläche eines weiteren zweiten Reibelements 102, das axial angrenzt, an.
Die zweiten Reibelemente werden von den elastischen Rückstellmitteln axial beaufschlagt, um die Freigabe der ersten Reibelemente 101 und das Rückstellen der ersten Betätigungseinrichtung 320 in die ausgerückte Stellung zu vereinfachen.
In einer nicht dargestellten Variante werden die Rückstellmittel der ersten Betätigungseinrichtung 320 durch mindestens eine Druckfeder gebildet.
Die zweite Kupplung 200 des Kupplungsmechanismus 10 hat eine ähnliche Ausgestaltung wie die erste Kupplung 100, wobei die zweite Kupplung 200 vorzugsweise vom Typ Mehrscheibenkupplung ist.
Bei Bedarf wird für die Beschreibung der zweiten Kupplung 200 vorteilhafterweise auf die ausführliche Beschreibung der ersten Kupplung 200 verwiesen, die oben angegeben ist.
Vergleichbar mit der für die erste Kupplung 100 beschriebenen Ausgestaltung ist die zweite Betätigungseinrichtung 330 so angeordnet, dass sie die zweite Kupplung 200 in einer Stellung zwischen der eingerückten Ausgestaltung und der ausgerückten Stellung konfiguriert.
Die zweite Betätigungseinrichtung 330 ist zum einen über ein zweites Lager 240 und zum anderen über ein zweites Kraftübertragungsorgan 250 mit der zweiten Kupplung 200 verbunden.
Die zweite Betätigungseinrichtung weist vorteilhafterweise einen Ringkolben auf, der axial gleitend am Gehäuse 307 des Steuerungssystems angebracht ist.
Das zweite Lager 240 ist zum einen so angeordnet, dass axiale Kräfte, die von der zweiten Betätigungseinrichtung 330 erzeugt werden, zum zweiten Kraftübertragungsorgan 205 übertragen werden, und zum anderen so, dass sie die radiale Last trägt, die von dem ersten Kraftübertragungsorgan 105 ausgeübt wird.
Das zweite Kraftübertragungsorgan 205 ist so angeordnet, dass auf Höhe seines oberen Fortsatzes 204 eine axiale Kraft zur zweiten Kupplung 200 übertragen wird, wobei sich der obere Fortsatz 204 axial nach vorne und durch eine Öffnung 108 erstreckt, die in dem Eingangsscheibenträger 106 ausgebildet ist, um die ersten Reibelemente 201 zum einen von den zweiten Reibelementen 202 und von einem inneren Reaktionselement 203 zu entfernen oder dagegen zu pressen.
Das innere Reaktionselement 203 ist mit einem Abschnitt mit axialer Ausdehnung 206 fest verbunden, der nach vorne ausgerichtet und über einen Abschnitt mit radialer Ausdehnung 208, der durch jegliches Mittel, beispielsweise über eine Schweiß- oder Nietverbindung an dem Eingangsscheibenträger 106 befestigt ist, fest verbunden ist. Alternativ sind das innere Reaktionselement 203 und der Eingangsscheibenträger 106 einstückig ausgebildet.
Das zweite Kraftübertragungsorgan 205 liegt axial zwischen dem Eingangsscheibenträger 106 und dem ersten Kraftübertragungsorgan 105.
An seinem unteren Abschnitt weist das zweite Kraftübertragungsorgan 205 eine Bohrung 212 auf, um einen Innenraum zu belassen, so dass keine radiale Anlage an dem Steuerungssystem 300 oder an einer der Wellen A1, A2 des Übertragungssystems erfolgt.
Das äußere Reaktionselement 203 hat eine Form, die zu derjenigen der ersten oder zweiten Reibelemente 201, 202 komplementär ist, so dass eine Reibkopplung der ersten und zweiten Reibelemente 201, 202 möglich ist, wenn die zweite Betätigungseinrichtung 330 eine axiale Kraft nach vorne ausübt, um die zweite Kupplung 200 in ihrer eingerückten Stellung zu konfigurieren. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Reaktionselement 230 die Form eines Rings mit einer Verzahnung am Außenumfang und einer mittleren Anlagenut, die sich axial nach hinten erstreckt, annehmen.
Die zweite Kupplung 200 ist vorzugsweise eine Mehrscheibenkupplung. Sie weist mindestens ein erstes Reibelement 201 auf, etwa eine Reibscheibe. Die ersten Reibelemente 201 sind über einen zweiten Ausgangsscheibenträger 210, der ein Ausgangselement der zweiten Kupplung 200 bildet, drehbar an die zweite Welle A2 des Übertragungssystems gekoppelt.
Der zweite Ausgangsscheibenträger 210 weist an seinem radialen Außenumfang einen axialen Fortsatz 207 auf, der mit einer Verzahnung versehen ist, die dazu vorgesehen ist, mit einer komplementären Verzahnung an jedem ersten Reibelement 201 und insbesondere am radialen Innenumfang jedes ersten Reibelements 201 zusammenzuwirken. Der zweite Ausgangsscheibenträger ist somit durch Eingriff mit den ersten Reibelementen 201 drehbar gekoppelt.
Auf Höhe seines radialen unteren Endes ist der zweite Ausgangsscheibenträger 210 mit einer zweiten Ausgangsnabe 220 verbunden. Der zweite Ausgangsscheibenträger 210 und die zweite Ausgangsnabe 220 sind vorzugsweise über eine Schweißverbindung, als Variante über eine Nietverbindung aneinander befestigt.
Die zweite Ausgangsnabe 220 weist radial innen axiale Rillen auf, die so angeordnet sind, dass sie mit komplementären Rillen zusammenwirken, die an der zweiten Welle A2 des Übertragungssystems liegen, so dass eine Drehkopplung gebildet ist.
Die zweite Welle A2 des Übertragungssystems nimmt die Form eines hohlen Zylinders an, in den die erste Welle A1 des Übertragungssystems eingesetzt werden kann.
Die zweite Kupplung 200 weist auch elastische Rückstellmittel auf, um die zweite Betätigungseinrichtung 330 automatisch in die ausgerückte Stellung zurückzustellen. Die elastischen Rückstellmittel sind vorzugsweise durch elastische Scheiben gebildet, wie etwa Wellenscheiben vom Typ ”Onduflex TM”. Die elastischen Rückstellscheiben sind axial zwischen den zweiten Reibelementen 201, 202 angeordnet. Sie liegen vorzugsweise radial innerhalb der ersten Reibelemente 201. Jede elastische Rückstellscheibe liegt axial an der radialen vorderen Fläche eines zweiten Reibelements 102 und an der radialen hinteren Fläche eines weiteren zweiten Reibelements 102, das axial angrenzt, an.
Die zweiten Reibelemente werden von den elastischen Rückstellmitteln axial beaufschlagt, um die Freigabe der ersten Reibelemente 201 und das Rückstellen der zweiten Betätigungseinrichtung 330 in die ausgerückte Stellung zu vereinfachen.
In einer nicht dargestellten Variante werden die Rückstellmittel der zweiten Betätigungseinrichtung 330 durch mindestens eine Druckfeder gebildet.
Der Eingangsscheibenträger 106 weist ferner ein sogenanntes inneres Segment 111 auf, das sich auf Höhe der Öffnung 108 radial zum Inneren des Kupplungsmechanismus 10 und axial nach vorne erstreckt. An seinem unteren Ende liegt das innere Segment 111 des Eingangsscheibenträgers 106 an einem Absatz 118 an, der radial an einem Wälzlager 113 anliegt, das so angeordnet ist, dass die radiale Last des Eingangsscheibenträgers 106 aufgenommen wird.
Radial ist das Wälzlager 113 fest mit einem Kupplungshalters 500 verbunden, der in einer axialen Zwischenstellung zwischen dem Steuerungssystem 300 und der ersten und zweiten Ausgangsnabe 120, 220 liegt.
Axial wird die Position des Wälzlagers 113 nach vorne durch einen Anschlag 114 definiert. Der Anschlag 114 kann vorzugsweise ein Blockierungsring oder Arretierring sein. Darüber hinaus kann der Anschlag 114 vorzugsweise in einer Nut liegen, die an der Umfangsfläche des Kupplungshalters 500 ausgebildet ist.
Allgemeiner ist das Wälzlager 113 radial zwischen dem Kupplungshalter 500 und dem Eingangsscheibenträger 106 angeordnet. Axial wird das Wälzlager 113 durch einen Arretierring 114 arretiert, der auf der Seite angeordnet ist, die zu der von der ersten oder zweiten Betätigungseinrichtung 320, 330 ausgeübten axialen Kraft entgegengesetzt ist.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Wälzlager 113 um ein Kugellager mit Schrägkontakten, so dass sowohl eine axiale Kraft als auch eine radiale Kraft übertragen werden kann. Diese axiale Kraft wird auf Höhe des Wälzlagers 113 von dem Arretierring 114 aufgenommen. Wenn die erste oder zweite Betätigungseinrichtung 320, 330 eine axiale Kraft zu dem ersten oder zweiten Kraftorgan 105, 205 überträgt, um die entsprechende Kupplung 100, 200 in eine eingerückte oder ausgerückte Ausgestaltung zu konfigurieren, wird nämlich eine axiale Kraft zwischen einem ersten Ende, das die erste oder zweite Betätigungseinrichtung 320, 330 aufweist, und einem zweiten Ende, das auf Höhe der Welle A1, A2 des Übertragungssystems und insbesondere auf Höhe des zweiten Blockierungselements 600 liegt, übertragen. Alle Elemente, die an der Übertragung einer axialen Kraft beim Betrieb der Kupplung teilnehmen und axial zwischen den zweiten Blockierungselement 600 und der ersten oder zweiten Betätigungseinrichtung 320, 330 liegen, werden axial blockiert, so dass die axiale Kraft übertragen werden kann.
Der Kupplungsmechanismus 10 weist darüber hinaus ein Vorspannelement 700 auf, das so angeordnet ist, dass eine axiale Kraft zwischen dem Kupplungshalter 500 und dem zweiten Axialblockierungselement 600 aufgebracht wird. Der Kupplungshalter 500 wird somit über mehrere Teile des Kupplungsmechanismus 10 axial nach vorne gegen das zweite Axialblockierungselement 600 gedrückt.
Darüber hinaus ist der Kupplungshalter 500 über ein Axialblockierungselement, deren verschiedenen Ausführungsvarianten in den 1 bis 4 beschrieben sind, drehbar an das Gehäuse 307 gekoppelt.
Während seines Betriebs ermöglicht das Vorspannelement 700 die Beibehaltung einer permanenten axialen Kopplung zwischen den Teilen des Kopplungsmechanismus 10, die entlang einer Kraftkette angeordnet sind, die zwischen dem zweiten Axialblockierungselement 600 und der ersten und zweiten Betätigungseinrichtung 320, 330 liegt.
Diese Kraftkette umfasst insbesondere die nachfolgenden Elemente: (i) die erste und zweite Betätigungseinrichtung 320, 330, (ii) das erste und das zweite Axiallager 140, 240, mit denen es möglich ist, eine von der entsprechenden Betätigungseinrichtung 320, 330 erzeugte Kraft trotz der Drehung der Kupplung 100, 200 um die Achse O in Bezug auf die Betätigungseinrichtung 320, 330 zur entsprechenden Kupplung 100, 200 zu übertragen, (iii) ein erstes und zweites Kraftübertragungsorgan 105, 205, (iv) die erste und die zweite Kupplung 100, 200, (v) den ersten und zweiten Ausgangsscheibenträger 110, 210, (vi) die erste und die zweite Ausgangsnabe 120, 220, (vii), die Welle A1, A2 des Übertragungssystems, (viii) das zweite Axialblockierungselement 600, (ix) die Lager 115 und 116, (x) den Kupplungshalter 500, (xi) den Axialarretieranschlag 114, (xii) das Wälzlager 113, (xiii) das Gehäuse 307 und (xiv) das Vorspannelement 700.
Anhand mehrerer Ausgestaltungen zur drehbaren Kopplung des Kupplungshalters 500 und mehrerer Ausgestaltungen der Vorspannelemente 700 werden nun die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Auch wenn die in den 1 bis 4 veranschaulichten verschiedenen Ausführungsformen besondere Kombinationen einer Ausführungsvariante des Drehblockierungselements mit einer Ausführungsvariante des Vorspannelements 700 beschreiben, sind diese Ausführungsformen nicht einschränkend, und die vorliegende Erfindung umfasst alle Kombinationen der Ausführungsvarianten des Drehblockierungselements, die den Ausführungsvarianten des Vorspannelements 700 zugeordnet sind.
Es werden lediglich einige der Besonderheiten und technischen und funktionalen Unterschiede jeder Ausführungsform im Vergleich zu der zuvor anhand von 1 beschriebenen allgemeinen Ausführungsform beschrieben, um das Verständnis der Erfindung zu vereinfachen.
Erste Ausführungsform
Bei der ersten Ausführungsform, die anhand von 1 beschrieben ist, liegt das Vorspannelement 700 in einer Umfangsnut 506 des Kupplungshalters, und das Element zur Drehblockierung des Kupplungshalters am Gehäuse nimmt die Form von Rillen an. Die Umfangsnut 506 liegt insbesondere auf Höhe eines hinteren Endes eines Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500.
Die Umfangsnut 506 ist vorzugsweise nach außen ausgerichtet. Die Umfangsnut 506 kann möglicherweise nach innen ausgerichtet sein.
Der Auflagebereich 505 umfasst einen hinteren Abschnitt, der radial innerhalb des Gehäuses 307 liegt, sowie einen vorderen Abschnitt, der axial vor dem Gehäuse 307 liegt.
Die Umfangsnut 506 weist ein Mittel 507 zur axialen Halterung des Vorspannelements 700 auf, mit dem es möglich ist, das Vorspannelement vor der Anbringung des Kupplungsmechanismus 10 in der Umfangsnut 506 in Stellung zu bringen. Das Mittel 507 zur axialen Halterung wird später anhand von 6 beschrieben. Das Mittel 507 zur axialen Halterung liegt axial auf Höhe des hinteren Endes der Umfangsnut 506. Das Mittel 507 zur axialen Halterung nimmt vorteilhaft die Form eines ringförmigen Rands an. Das Mittel 507 zur axialen Halterung ist mit dem Auflagebereich 505 einstückig ausgebildet oder kann an den Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 307 angesetzt und fest und möglicherweise abnehmbar damit verbunden sein.
Wie in 5 veranschaulicht, wird das Vorspannelement 700 vor der drehbaren Kopplung des Kupplungshalters an das Steuerungssystem 300 und vor der axialen Blockierung des Kupplungsmechanismus 10 an der Übertragungskette an dem Kupplungshalter 500 angebracht.
Sobald der Kupplungsmechanismus zusammengesetzt ist, liegt das Vorspannelement 700 axial zum einen an einer vorderen Fläche 306 des Gehäuses 307 und zum anderen an einer hinteren Fläche 504 des Auflagebereichs 505 an. Das Vorspannelement 700 liegt auch axial im hinteren Teil des Drehblockierungsmittels. Auf diese Weise ist das Vorspannelement 700 so angeordnet, dass es eine axiale Kraft zwischen dem Gehäuse 307 und dem Kupplungshalter 500 und insbesondere zwischen der vorderen Fläche 306 des Gehäuses 307 und der hinteren Fläche 504 des Kupplungshalters 500 ausübt.
Das Verfahren zum Anbringung des Kupplungsmechanismus 10 gemäß der ersten Ausführungsform, wie er in 1 veranschaulicht ist, wird anhand der 5 und 6 und in dem Absatz bezüglich der Anbringung des Kupplungsmechanismus 10 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausführlich beschrieben.
Mit dieser geschickten Ausgestaltung ist es somit möglich, eine axiale Kraft auf den Kupplungshalter 500 in Bezug auf das Gehäuse 307 zu erzeugen, welches axial an das Übertragungssystem 400 gekoppelt ist. Dementsprechend führt die so erzeugte axiale Kraft dazu, dass der Kupplungshalter 500 nach vorne gedrückt wird und insbesondere der Kupplungshalter 500 gegen das Lager 116 gedrückt wird, wobei das Lager 116 gegen die erste Ausgangsnabe 120 gedrückt wird, das erste Ausgangslager 120 gegen das Lager 115 gedrückt wird, welches gegen die zweite Ausgangsnabe 220 gedrückt wird, die dann axial am axialen Arretierring 600 anliegt.
Darüber hinaus ist es mit der von dem Vorspannelement 700 erzeugten axialen Kraft auch möglich, das Wälzlager 113, die erste und die zweite Kupplung 100, 200 sowie die entsprechende erste und zweite Ausgangsabdeckung 110, 210 axial nach vorne zu drücken.
Mit dieser ersten Ausführungsform kann somit eine axial blockierte Ausgestaltung des an dem Übertragungssystem 400 angebrachten Kupplungsmechanismus 10 definiert werden.
Die Steifigkeitskonstante des Vorspannelements 700 ist so angepasst, dass sie die nach vorne erzeugten axialen Kräfte aufnimmt, wenn die erste oder zweite Kupplung 100, 200 von einer eingerückten Ausgestaltung in eine ausgerückte Ausgestaltung übergeht. Die Steifigkeitskonstante des Vorspannelements 700 ist insbesondere so definiert, dass sie größer ist als die nach vorne erzeugten axialen Kräfte, wenn die erste oder zweite Kupplung 100, 200 von der eingerückten Ausgestaltung in die ausgerückte Ausgestaltung übergeht. Als nicht einschränkendes Beispiel liegt der Belastungsbereich des Vorspannelements 700 vorteilhaft zwischen 50 N und 500 N.
Bei der in 1 veranschaulichten Ausführungsform ist das Mittel zur Drehblockierung des Kupplungshalters 500 in Bezug auf das Gehäuse 307 vom Typ mit komplementären Rillen 303, 503. Das Drehblockierungsmittel weist insbesondere erste Rillen 303 auf, die auf dem Auflagebereich 305 des Gehäuses 307 liegen, sowie zweite Rillen 503, die auf dem komplementären Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 500 liegen. Die ersten Rillen 303 sind so angeordnet, dass sie mit den zweiten Rillen 503 zusammenwirken, um eine drehbare Kopplung zwischen dem Kupplungshalter 500 und dem Steuerungssystem 300 durch Formschluss zu bilden.
Wie in 1 veranschaulicht, sind die ersten Rillen 303 vom Typ Buchse und die zweiten Rillen 503 vom Typ Stecker, so dass der Kupplungshalter 500 und das Gehäuse 307 des Steuerungssystems ineinander verschachtelt sind. Als Variante sind die ersten Rillen 303 vom Typ Stecker und die zweiten Rillen 503 vom Typ Buchse.
Zweite Ausführungsform
2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsformen der Erfindung gemäß ihrem ersten Aspekt, bei der das Element zur Drehblockierung des Kupplungshalters 500 gegenüber dem Steuerungssystem 300 zumindest eine Nase 511 ist, die auf dem Kupplungshalter 500 liegt und mit mindestens einer Einkerbung 311 zusammenwirkt, die an dem Gehäuse 307 angeordnet ist.
Die Nase 511 liegt insbesondere im hinteren Abschnitt des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500, der radial innerhalb des Gehäuses 307 liegt. Die Nase liegt auch vorzugsweise axial vor dem Vorspannelement 700.
Die Nase 511 weist einen Abschnitt mit radialer Ausdehnung auf, das sich radial nach außen erstreckt, wobei ein Abschnitt der Nase 511 einen Vorsprung außerhalb des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500 bildet.
In Umfangsrichtung erstreckt sich die Nase 511 auf einem Winkelsektor, der zwischen 5° und 30° beträgt.
Gegenüber der Nase 511 weist der Auflagebereich 305 des Gehäuses 307 eine Einkerbung 311 auf, die auf einer Innenfläche des Auflagebereichs 305 liegt. Die Einkerbung 311 ist so angeordnet, dass sie das Einsetzen mindestens eines Teils der Nase 511 ermöglicht. Die lateralen Abmessungen der Einkerbung 311 sind derart, dass sie es der Nase 511, die in die Einkerbung 311 eingreift, ermöglichen, eine drehbare Kopplung zwischen dem Kupplungshalter 500 und dem Steuerungssystem 300 zu realisieren. Mit anderen Worten sind die lateralen Abmessungen der Einkerbung 311 geringfügig größer als die der Nase 511, damit diese ohne Spiel oder mit geringem Spiel in die Einkerbung 311 eingreifen kann.
Der Kupplungshalters weist möglicherweise mehrere Nasen 511 auf, die am Umfang des Auflagebereichs 505 verteilt sind, und der Auflagebereich 305 des Gehäuses 307 weist mehrere Einkerbungen 311 auf, die an ihrem Innenumfang verteilt sind, wobei jede Einkerbung 311 mit der gegenüberliegenden Nase 511 zusammenwirkt, so dass jede Nase 511 mit der gegenüberliegenden Einkerbung 311 gekoppelt ist.
In vergleichbarer Weise mit der ersten Ausführungsform weist die Umfangsnut 506, die an dem hinteren Abschnitt des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500 liegt, ein Mittel 507 zur axialen Halterung des Vorspannelements 700 auf, mit dem es möglich ist, das Vorspannelement bei der Anbringung des Kupplungsmechanismus 10 in der Umfangsnut 506 in Stellung zu bringen. Das Mittel 507 zur axialen Halterung liegt axial auf Höhe des hinteren Endes der Umfangsnut 506. Das Mittel 507 zur axialen Halterung nimmt vorteilhaft die Form eines ringförmigen Rands an. Das Mittel 507 zur axialen Halterung ist mit dem Auflagebereich 505 einstückig ausgebildet. Das Mittel 507 zur axialen Halterung kann an den Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 307 angesetzt und fest und möglicherweise abnehmbar damit verbunden sein.
Die Umfangsnut 506 ist vorzugsweise nach außen ausgerichtet. Die Umfangsnut 506 kann möglicherweise nach innen ausgerichtet sein.
Sobald der Kupplungsmechanismus angebracht ist, liegt das Vorspannelement 700 einerseits axial an einer vorderen Fläche 306 des Gehäuses 307 und andererseits an einer hinteren Fläche 504 des Auflagebereichs 505 an. Das Vorspannelement 700 liegt auch axial im hinteren Teil des Drehblockierungsmittels. Auf diese Weise ist das Vorspannelement 700 so angeordnet, dass es eine axiale Kraft zwischen dem Gehäuse 307 und dem Kupplungshalter 500 und insbesondere zwischen der vorderen Fläche 306 des Gehäuses 307 und der hinteren Fläche 504 des Kupplungshalters 500 ausübt.
Mit dieser geschickten Ausgestaltung ist es somit möglich, eine axiale Kraft auf den Kupplungshalter 500 in Bezug auf das Gehäuse 307 zu erzeugen, welches axial an das Übertragungssystem 400 gekoppelt ist. Dementsprechend führt die so erzeugte axiale Kraft dazu, dass der Kupplungshalter 500 nach vorne gedrückt wird und insbesondere der Kupplungshalter 500 gegen das Lager 116 gedrückt wird, wobei das Lager 116 gegen die erste Ausgangsnabe 120 gedrückt wird, das erste Ausgangslager 120 gegen das Lager 115 gedrückt wird, welches gegen die zweite Ausgangsnabe 220 gedrückt wird, die dann axial am axialen Arretierring 600 anliegt.
Das Verfahren zum Anbringung des Kupplungsmechanismus 10 gemäß der zweiten Ausführungsform, wie in 2 veranschaulicht ist, wird anhand der 5 und 6 und in dem Absatz bezüglich der Anbringung des Kupplungsmechanismus 10 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausführlich beschrieben.
Darüber hinaus ist es mit der von dem Vorspannelement 700 erzeugten axialen Kraft auch möglich, das Wälzlager 113, die erste und die zweite Kupplung 100, 200 sowie die entsprechende erste und zweite Ausgangsabdeckung 110, 210 axial nach vorne zu drücken.
Es kann somit eine axial blockierte Ausgestaltung des an dem Übertragungssystem 400 angebrachten Kupplungsmechanismus 10 definiert werden.
Die Steifigkeitskonstante des Vorspannelements 700 ist so angepasst, dass sie die nach vorne erzeugten axialen Kräfte aufnimmt, wenn die erste oder zweite Kupplung 100, 200 von einer eingerückten Ausgestaltung in eine ausgerückte Ausgestaltung übergeht. Die Steifigkeitskonstante des Vorspannelements 700 ist insbesondere so definiert, dass sie größer ist als die nach vorne erzeugten axialen Kräfte, wenn die erste oder zweite Kupplung 100, 200 von der eingerückten Ausgestaltung in die ausgerückte Ausgestaltung übergeht. Als nicht einschränkendes Beispiel liegt der Belastungsbereich des Vorspannelements 700 vorteilhaft zwischen 50 N und 500 N.
Dritte Ausführungsform
3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform der Erfindung gemäß ihrem ersten Aspekt, bei der das Element zur Drehblockierung des Kupplungshalters 500 gegenüber dem Steuerungssystem 300 vom Typ mit mehreren komplementären Rillen 303, 503 ist, die an dem Kupplungshalter 500 bzw. an dem Steuerungssystem 300 liegen. Der Kupplungshalter 500 und das Gehäuse 307 des Steuerungssystems sind ineinander verschachtelt.
In vergleichbarer Weise mit der in 1 veranschaulichten Ausführungsform ist das Mittel zur Drehblockierung des Kupplungshalters 500 in Bezug auf das Gehäuse 307 vom Typ mit komplementären Rillen 303, 503. Das Drehblockierungsmittel weist insbesondere erste Rillen 303 auf, die auf dem Auflagebereich 305 des Gehäuses 307 liegen, sowie zweite Rillen 503, die auf dem komplementären Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 500 liegen. Die ersten Rillen 303 sind so angeordnet, dass sie mit den zweiten Rillen 503 zusammenwirken, um eine drehbare Kopplung zwischen dem Kupplungshalter 500 und dem Steuerungssystem 300 durch Formschluss zu bilden.
Gemäß einer ersten Variante sind die ersten Rillen 303 vom Typ Stecker und die zweiten Rillen 503 vom Typ Buchse. Gemäß einer zweiten Variante sind die ersten Rillen 303 vom Typ Buchse und die zweiten Rillen 503 vom Typ Stecker.
Sobald der Kupplungsmechanismus 10 an dem Übertragungssystem 400 angebracht ist, liegt das Vorspannelement 700 innerhalb eines Hohlraums 512, der axial durch die vordere Fläche 306 des Gehäuses 307 und durch die hintere Fläche 504 des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500 begrenzt ist. Radial wird der Hohlraum 512 nach innen durch die zweite Welle A2 des Übertragungssystems und nach außen durch die Innenfläche des Auflagebereichs 305 des Gehäuses 307 begrenzt.
Das Vorspannelement 700 liegt axial im hinteren Teil des Drehblockierungselements. Das Vorspannelement 700 liegt axial an der vorderen Fläche 306 des Gehäuses 307 und andererseits an der hinteren Fläche 504 des Auflagebereichs 505 an. Auf diese Weise ist das Vorspannelement 700 so angeordnet, dass es eine axiale Kraft zwischen dem Gehäuse 307 und dem Kupplungshalter 500 und insbesondere zwischen der vorderen Fläche 306 des Gehäuses 307 und der hinteren Fläche 504 des Kupplungshalters 500 ausübt.
Mit dieser geschickten Ausgestaltung ist es somit möglich, eine axiale Kraft auf den Kupplungshalter 500 in Bezug auf das Gehäuse 307 zu erzeugen, welches axial an das Übertragungssystem 400 gekoppelt ist. Dementsprechend führt die so erzeugte axiale Kraft dazu, dass der Kupplungshalter 500 nach vorne gedrückt wird und insbesondere der Kupplungshalter 500 gegen das Lager 116 gedrückt wird, wobei das Lager 116 gegen die erste Ausgangsnabe 120 gedrückt wird, das erste Ausgangslager 120 gegen das Lager 115 gedrückt wird, welches gegen die zweite Ausgangsnabe 220 gedrückt wird, die dann axial am axialen Arretierring 600 anliegt.
Darüber hinaus ist es mit der von dem Vorspannelement 700 erzeugten axialen Kraft auch möglich, das Wälzlager 113, die erste und die zweite Kupplung 100, 200 sowie die entsprechende erste und zweite Ausgangsabdeckung 110, 210 axial nach vorne zu drücken.
Es kann somit eine axial blockierte Ausgestaltung des an der Übertragungssystem 400 angebrachten Kupplungsmechanismus 10 definiert werden.
Die Steifigkeitskonstante des Vorspannelements 700 ist so angepasst, dass sie die nach vorne erzeugten axialen Kräfte aufnimmt, wenn die erste oder zweite Kupplung 100, 200 von einer eingerückten Ausgestaltung in eine ausgerückte Ausgestaltung übergeht. Die Steifigkeitskonstante des Vorspannelements 700 ist insbesondere so definiert, dass sie größer ist als die nach vorne erzeugten axialen Kräfte, wenn die erste oder zweite Kupplung 100, 200 von der eingerückten Ausgestaltung in die ausgerückte Ausgestaltung übergeht. Als nicht einschränkendes Beispiel liegt der Belastungsbereich des Vorspannelements 700 vorteilhaft zwischen 50 N und 500 N.
Bei der Anbringung der Unterbaugruppe mit der ersten und zweiten Kupplung 100, 200 an dem Übertragungssystem 400 wird das Vorspannelement 700 zunächst in Anlage gegen die vordere Fläche 306 des Gehäuses 307 angeordnet. Das Steuerungssystem 300 wird anschließend über Befestigungsmittel 310 fest mit dem Übertragungssystem 400 verbunden, und die Unterbaugruppe mit der ersten und zweiten Kupplung 100, 200 wird anschließend an der ersten und zweiten Welle A1, A2 des Übertragungssystems angebracht. Der Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 500 ist insbesondere innerhalb des Gehäuses in Eingriff, so dass die ersten Rillen 303 mit den zweiten Rillen 505 zusammenwirken und eine drehbare Kopplung des Kupplungshalters 500 mit dem Steuerungssystem 300 realisieren. Die hintere Fläche 504 des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters gelangt dann an dem Vorspannelement 700 in Anlage, wodurch es gegen die vordere Fläche 306 des Gehäuses 307 gepresst wird. Schließlich wird der axiale Arretierring 600 innerhalb einer Umfangsnut 610 angeordnet, die an der ersten Welle A1 des Übertragungssystems liegt, so dass eine axiale Anlage mit der ersten Ausgangsnabe 120 realisiert wird.
Vierte Ausführungsform
Die 4a und 4b veranschaulichen eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei der das Vorspannelement 700 an einer vorderen Fläche 306 des Steuerungssystems 301 und an einer hinteren Fläche 504 des Kupplungshalters 500 anliegt, wobei das Vorspannelement 700 in einer Umfangsnut 508 des Kupplungshalters 500 gehalten ist. In 4a liegt die Umfangsnut 508 auf dem Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 500 und ist radial nach außen in Richtung eines komplementären Auflagebereichs 305 des Gehäuses 307 ausgerichtet. Im Gegensatz dazu ist in 4b die Umfangsnut 508 radial zum Inneren des Auflagebereichs 504 des Kupplungshalters 500 in Richtung des komplementären Auflagebereicsh 305 des Gehäuses 307 ausgerichtet.
Bei dem Vorspannelement 700 handelt es sich um eine Wellenscheibe. Die Wellenscheibe hat die Form eines offenen Rings, um seine Anbringung in der Umfangsnut 508 zu ermöglichen.
Bei dieser Ausführungsform begrenzt die vordere Fläche 306 des Gehäuses 307, an der das Vorspannelement 700 axial anliegt, das Gehäuse 307 nach vorne. Mit anderen Worten liegt das Vorspannelement 700 axial vor dem Gehäuse 307, wodurch seine Anbringung an dem Kupplungshalter 500 und die Montage des Kupplungsmechanismus 10 vereinfacht werden. Das Vorspannelement 700 liegt auch axial vor dem Mittel zur Drehblockierung des Kupplungshalters 500 in Bezug auf das Gehäuse 307.
Das Drehblockierungsmittel ist vorzugsweise vom Typ mit komplementären Rillen 303, 503. Das Drehblockierungsmittel weist insbesondere erste Rillen 303 auf, die auf dem Auflagebereich 305 des Gehäuses 307 liegen, sowie zweite Rillen 503, die auf dem komplementären Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 500 liegen. Die ersten Rillen 303 sind so angeordnet, dass sie mit den zweiten Rillen 503 zusammenwirken, um eine drehbare Kopplung zwischen dem Kupplungshalter 500 und dem Steuerungssystem 300 durch Formschluss zu bilden.
Gemäß einer ersten Variante sind die ersten Rillen 303 vom Typ Stecker und die zweiten Rillen 503 vom Typ Buchse. Gemäß einer zweiten Variante sind die ersten Rillen 303 vom Typ Buchse und die zweiten Rillen 503 vom Typ Stecker.
Anbringung eines Kupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
Das Verfahren zur Anbringung eines Kupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung an einem Übertragungssystem wird nun zum einen anhand der 5a, 5b und 5c, die die Schritte zur Anbringung der Unterbaugruppe mit der ersten und der zweiten Kupplung 100, 200 an dem Steuerungssystem 300 veranschaulichen, und andererseits anhand der 6a, 6b und 6c beschrieben, die Detailansichten der Anbringung des Vorspannelements 700 in der Umfangsnut 506 des Kupplungshalters 500 bei der Anbringung der Unterbaugruppe veranschaulichen.
Während der Anbringung der Unterbaugruppe mit der ersten und der zweiten Kupplung 100, 200 an dem Übertragungssystem 400 wird das Vorspannelement 700 zunächst an dem Kupplungshalter 500 und insbesondere innerhalb der Umfangsnut 506 befestigt. Das Detail hinsichtlich der Anbringung des Vorspannelements 700 in der Umfangsnut 506 wird weiter unten anhand der 6a, 6b, 6c beschrieben.
Mit Bezug auf 5a wird das Steuerungssystem 300 zum Beispiel über Befestigungsmittel 310, wie etwa mehrere Befestigungsschrauben fest mit dem Übertragungssystem 400 verbunden. Das Steuerungssystem 300 wird somit axial in Anlage an dem Übertragungssystem 400 gehalten, wobei die hintere Fläche 304 des Gehäuses 307 eben an der vorderen Fläche 402 des Übertragungssystems 400 anliegt. Die Befestigungsmittel 310 sind darüber hinaus so angeordnet, dass eine drehbare Kopplung des Gehäuses 307 an dem Übertragungssystem 400 realisiert ist.
Mit Bezug auf 5b wird anschließend die Unterbaugruppe mit der ersten und der zweiten Kupplung 100, 200 an der ersten und zweiten Welle A1, A2 des Übertragungssystems angebracht. Die Unterbaugruppe wird insbesondere ausgehend von ihrem vorderen Ende und nach hinten in Richtung des Steuerungssystems 300 und des Übertragungssystems 400 und entsprechend einer axialen Translationsbewegung entlang der Achse O mit den Welle A1, A2 des Übertragungssystems in Eingriff gebracht. Der Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 500 greift dann in das Innere des Gehäuses 307 ein, so dass das Drehblockierungsmittel eine drehbare Kopplung des Kupplungshalters 500 mit dem Gehäuse 307 des Steuerungssystems 300 realisiert.
Bei dem in den 5a, 5b, 5c veranschaulichen Beispiel greifen erste Rillen 303, die auf dem inneren Auflagebereich 305 des Gehäuses 307 liegen, in zweite Rillen 503 ein, die an dem komplementären inneren Auflagebereich 505 des Kupplungshalters 500 liegen.
Wie in 5c zu sehen ist, gelangt beim weiteren Einsetzen der Unterbaugruppe nach hinten in Richtung des Steuerungssystems 300 und des Übertragungssystems 400 die hintere Fläche 504 des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500 dann in Anlage an dem Vorspannelement 700, wodurch es gegen die vordere Fläche 306 des Gehäuses 307 gepresst wird.
Schließlich wird der axiale Arretierring 600 innerhalb einer Umfangsnut 610 angeordnet, die an der ersten Welle A1 des Übertragungssystems liegt, so dass eine axiale Anlage an der ersten Ausgangsnabe 120 realisiert wird.
Die 6a, 6b, 6c veranschaulichen die Schritte für die Anbringung des Vorspannelements 700 an der Umfangsnut 506 des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500 vor der drehbaren Kopplung des Kupplungshalters 500 mit dem Gehäuse 307 des Steuerungssystems 300. 6a veranschaulicht insbesondere die Annäherung des Vorspannelements 700 in der Nähe des Rands 507 der Umfangsnut 506. 6b veranschaulicht das Eingreifen des Vorspannelements 700 auf Höhe des Rands 507, so dass dieser in Richtung der Umfangsnut 506 überschritten wird. 6c veranschaulicht das Vorspannelement, das in der Umfangsnut 506 liegt und so wie es genutzt wird, wenn der Montagemechanismus 10 an dem Übertragungssystem 400 angebracht ist.
Der in 6 gezeigte Pfeil zeigt die Verlagerungsrichtung des Vorspannelements 700 nach vorne in Bezug auf den Kupplungshalter 500 für die Anbringung in der Umfangsnut 506.
Wie in 6a veranschaulicht, ist das Vorspannelement vor der Anbringung an des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500 in seiner natürlichen Stellung, d. h. in der Ruhestellung und ohne auf diesen ausgeübte axiale Belastung nach außen nach hinten geneigt.
Wie in 6b zu sehen ist, kippt das Vorspannelement 700, wenn es mit dem Rand 507 der Umfangsnut in Kontakt gelangt, axial nach vorne, so dass sein Innendurchmesser vergrößert wird und dieser größer ist als die radialen Abmessungen des Rands 507. Dieses axiale Kippen nach vorne wird durch eine elastische Verformung des axialen Vorspannelements ermöglicht. Das axiale Vorspannelement weist möglicherweise einen radialen Spalt auf, um eine derartige elastische Verformung auf einfachere Weise zu ermöglichen.
Sobald der Rand 507 überschritten wurde, fügt sich das Vorspannelement 700 in die Umfangsnut 506 ein, deren radiale Abmessungen geringer sind als die des Rands 507. Das Vorspannelement 700 dehnt sich aus und nimmt erneut eine natürliche Stellung ein: es kippt nach hinten. Sein Innendurchmesser ist dann im Wesentlichen gleich den radialen Abmessungen der Umfangsnut 506. Das Vorspannelement 700 liegt dann an der hinteren Fläche 504 des Auflagebereichs 505 des Kupplungshalters 500 an und wird in dieser Stellung gehalten.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die soeben beschriebenen Beispiele beschränkt. Es können zahlreiche Anpassungen bei diesen Beispielen durchgeführt werden, ohne den Erfindungsrahmen zu verlassen. Die verschiedenen Merkmale, Formen, Varianten und Ausführungsformen der Erfindung können insbesondere in unterschiedlichen Kombinationen miteinander kombiniert werden, sofern sie nicht inkompatibel sind oder sich gegenseitig ausschließen. Alle oben beschriebenen Varianten und Ausführungsformen sind insbesondere miteinander kombinierbar.

Claims

Kupplungsmechanismus (10), der für den Einbau zwischen einem Motor und einem Kraftfahrzeugübertragungssystem (400) vorgesehen ist, wobei der Mechanismus Folgendes aufweist: – eine Unterbaugruppe, die Folgendes umfasst: – mindestens eine Kupplung (100, 200); – einen Kupplungshalter (500), der so angeordnet ist, dass er die Kupplung über ein Wälzlager (113) radial stützt; – ein Steuerungssystem (300) zur Steuerung der Kupplung mit einem Gehäuse (307) und mindestens einem Ringkolben (320, 330), der so angeordnet ist, dass er sich in Bezug auf das Gehäuse (307) axial verlagert, um die Kupplung (100, 200) einzurücken oder auszurücken, wobei der Kupplungshalter (500) in einer axialen Zwischenstellung zwischen dem Steuerungssystem (300) und einer Ausgangsnabe (120, 220) des Kupplungsmechanismus (10) liegt; – ein Blockierungssystem des Steuerungssystems (300) gegenüber der Kupplung, wobei das Blockierungssystem folgendes aufweist: – ein erstes Axialblockierungselement (304, 402), das so angeordnet ist, dass es zumindest eine axiale Arretierung zwischen dem Steuerungssystem (300) und dem Übertragungssystem (400) bildet; – ein zweites Axialblockierungselement (600), das so angeordnet ist, dass es zumindest eine axiale Arretierung zwischen der Kupplung und einer Welle (A1, A2) des Übertragungssystems (400) bildet; – ein Drehblockierungselement, das so angeordnet ist, dass es den Kupplungshalter (500) und das Steuerungssystem (300) koppelt; dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsmechanismus (10) ein Vorspannelement (700) aufweist, das so angeordnet ist, dass es eine axiale Kraft zwischen dem Kupplungshalter (500) und dem zweiten Axialblockierungselement (600) aufbringt.
Kupplungsmechanismus (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (700) axial zwischen dem Gehäuse (307) und dem Kupplungshalter (500) liegt.
Kupplungsmechanismus (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (700) radial innerhalb des Gehäuses (307) liegt.
Kupplungsmechanismus (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (700) zumindest in einer Umfangsnut (506, 508), die auf einem Auflagebereich (505) des Kupplungshalters (500) liegt, in Eingriff ist.
Kupplungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (506, 508) in dem Auflagebereich (505) radial nach außen ausgerichtet ist.
Kupplungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (506, 508) in dem Auflagebereich (505) radial nach innen ausgerichtet ist.
Kupplungsmechanismus (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (700) mindestens eine Wellenscheibe umfasst.
Kupplungsmechanismus (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (700) eine elastische Scheibe vom Typ Belleville-Scheibe umfasst.
Kupplungsmechanismus (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (300) ein Mittel für die axiale Halterung des Vorspannelements (700) aufweist.
Kupplungsmechanismus (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungshalter (500) ein Mittel für die axiale Halterung des Vorspannelements (700) aufweist.
Kupplungsmechanismus (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehblockierungselement mindestens eine Einkerbung (311) aufweist, die axial ausgerichtet und an einem Auflagebereich (305) des Gehäuses (307) des Steuerungssystems (300) ausgebildet ist, und der Kupplungshalter (500) mindestens eine an dem Auflagebereich (505) ausgebildete Nase (511) aufweist, wobei die mindestens eine Nase (511) mit der Einkerbung (311) zusammenwirkt.
Kupplungsmechanismus (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehblockierungselement erste Rillen (503) aufweist, die auf einem Auflagebereich (505) des Kupplungshalters (500) liegen, sowie zweite Rillen (303), die auf einem komplementären Auflagebereich (305) des Gehäuses (307) des Steuerungssystems (300) liegen, wobei die ersten (505) und die zweiten Rillen (305) zusammenwirken.
Kupplungsmechanismus (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rillen (503) vom Typ Stecker und die zweiten Rillen (303) vom Typ Buchse sind.
Kupplungsmechanismus (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rillen (503) vom Typ Buchse und die zweiten Rillen (303) vom Typ Stecker sind.
Übertragungssystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsmechanismus (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der über einen Torsionsschwingungsdämpfer (800) drehbar an eine Eingangswelle gekoppelt ist, wobei die Eingangswelle von mindestens einer Kurbelwelle (900) in Drehung versetzt wird.