DE102018004193A1

DE102018004193A1 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE102018004193A1
Application number: DE102018004193.0A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Philipp Brezger; Klaus Wolk
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2019-05-23
Also published as: US20190154089A1; US10774880B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung (2) mit einem ersten Lamellenträger (18), einem zweiten Lamellenträger (24) und einem dem ersten und zweiten Lamellenträger (18, 24) zugeordneten Lamellenpaket (34), wobei der erste und zweite Lamellenträger (18, 24) über das Lamellenpaket (34) reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar sind und der erste und zweite Lamellenträger (18, 24) ferner formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung mit einem ersten Lamellenträger, einem zweiten Lamellenträger und einem dem ersten und zweiten Lamellenträger zugeordneten Lamellenpaket, wobei der erste und zweite Lamellenträger über das Lamellenpaket reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar sind.
Aus der Praxis sind Lamellenkupplungen bekannt, die einen Außenlamellenträger, einen Innenlamellenträger und ein zwischen Außen- und Innenlamellenträger angeordnetes Lamellenpaket aufweisen. Um eine reibschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger zu erzielen, ist dem Lamellenpaket ferner eine Betätigungseinrichtung zugeordnet, mittels derer eine Betätigungskraft auf das Lamellenpaket aufgebracht werden kann, die dem Zusammendrücken des Lamellenpakets und somit der Erzielung einer reibschlüssigen Verbindung zwischen dem Außen- und Innenlamellenträger dient. Um ein besonders hohes Drehmoment über das Lamellenpaket übertragen zu können, muss die Betätigungskraft einen besonders hohen Wert annehmen. Mit anderen Worten bedarf es einer relativ hohen Betätigungskraft, um eine entsprechend hohe Drehmomentübertragungskapazität der Lamellenkupplung zu erzielen. In diesem Zusammenhang wurden Betätigungseinrichtungen zum Aufbringen der Betätigungskraft entwickelt, deren auf das Lamellenpaket wirkendes Betätigungselement in dessen Betätigungsstellung arretiert werden kann, um dauerhaft eine entsprechend hohe Betätigungskraft auf das Lamellenpaket ausüben zu können. Nach entsprechender Arretierung des Betätigungselements konnte hierdurch der Energiebedarf der zumeist hydraulisch angetriebenen Betätigungseinrichtung reduziert werden. Nichtsdestotrotz ist hierdurch noch keine signifikant höhere Drehmomentübertragungskapazität der Lamellenkupplung erzielt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lamellenkupplung zu schaffen, die einerseits eine große Drehmomentübertragungskapazität und andererseits einen einfachen und platzsparenden Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Lamellenkupplung weist einen ersten Lamellenträger, einen zweiten Lamellenträger und ein dem ersten und zweiten Lamellenträger zugeordnetes Lamellenpaket auf. Wenngleich hierin stets von einer Lamellenkupplung die Rede ist, so umfasst die vorliegende Erfindung auch Lamellenbremsen, bei denen einer der Lamellenträger feststehend ausgebildet sein kann. Der erste Lamellenträger kann beispielsweise als Außen- oder Innenlamellenträger ausgebildet sein, während der zweite Lamellenträger als Innen- oder Außenlamellenträger ausgebildet sein kann. Das den beiden Lamellenträgern zugeordnete Lamellenpaket kann sich hingegen aus Außen- und Innenlamellen zusammensetzen, die vorzugsweise im Wechsel aufeinanderfolgen. Der erste Lamellenträger und der zweite Lamellenträger können über das Lamellenpaket reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung gebracht werden, indem das Lamellenpaket beispielsweise durch eine entsprechende Betätigungseinrichtung zusammengedrückt wird. Darüber hinaus sind der erste Lamellenträger und der zweite Lamellenträger formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar, so dass ein Drehmoment zwischen den beiden Lamellenträgern formschlüssig übertragbar ist und somit bei einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung eine deutlich höhere Drehmomentübertragungskapazität der Lamellenkupplung erzielt werden kann, als dies bei der reibschlüssigen Drehmitnahmeverbindung über das Lamellenpaket allein der Fall ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind der erste und zweite Lamellenträger durch eine Betätigungseinrichtung reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar, wobei mittels der Betätigungseinrichtung eine Betätigungskraft, vorzugsweise eine Axialkraft, auf das Lamellenpaket aufbringbar ist. Grundsätzlich kann die Betätigungseinrichtung auf jedwede Weise angetrieben werden, es ist jedoch bevorzugt, wenn es sich bei der Betätigungseinrichtung um eine hydraulisch antreibbare oder angetriebene Betätigungseinrichtung handelt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind der erste und zweite Lamellenträger über die Betätigungseinrichtung formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar. Dies hat den Vorteil, dass über die ohnehin vorhandene Betätigungseinrichtung, die durch Zusammendrücken des Lamellenpakets den ersten und zweiten Lamellenträger reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringen kann, auch der erste und zweite Lamellenträger formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung gebracht werden können, so dass eine ohnehin notwendige Betätigungseinrichtung für das Lamellenpaket in einfacher Weise und platzsparend auch den wahlweisen Formschluss zwischen den beiden Lamellenträgern bewirken kann. Eine zusätzliche Formschlusseinrichtung zur Erzielung des Formschlusses zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger ist somit weitgehend entbehrlich, so dass die Lamellenkupplung einen relativ einfachen und platzsparenden Aufbau aufweisen kann, wie dies auch bei herkömmlichen Lamellenkupplungen der Fall ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung steht die Betätigungseinrichtung formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger in Drehmitnahmeverbindung, wobei die Betätigungseinrichtung dabei vorzugsweise dauerhaft formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger in Drehmitnahmeverbindung steht.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Betätigungseinrichtung unter Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger formschlüssig mit einer Endlamelle des Lamellenpakets in Drehmitnahmeeingriff bringbar. Auf diese Weise ist eine möglichst direkte formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten Lamellenträger und dem zweiten Lamellenträger vermittels der Betätigungseinrichtung und der Endlamelle erzielbar, wodurch ein platzsparender Aufbau der Lamellenkupplung erreicht wird. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, wenn die Betätigungseinrichtung unter Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger mit einer Verzahnung der Endlamelle, die mit dem zweiten Lamellenträger, einem Verzahnungsabschnitt des zweiten Lamellenträgers oder einem Lamellentragabschnitt des zweiten Lamellenträgers in Drehmitnahmeeingriff steht, um einen ohnehin notwendigen Bestandteil der Endlamelle, hier die Verzahnung der Endlamelle, auch in vorteilhafter Weise für den formschlüssigen Drehmitnahmeeingriff zu nutzen. Hierbei hat es sich überdies als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Verzahnung der Endlamelle breiter als die Verzahnung der anderen Lamellen des Lamellenpakets ausgebildet ist, um sowohl einerseits mit dem zweiten Lamellenträger, dem Verzahnungsabschnitt des zweiten Lamellenträgers oder einem Lamellentragabschnitt des zweiten Lamellenträgers sicher in Drehmitnahmeeingriff zu stehen, als auch andererseits sicher mit der Betätigungseinrichtung unter Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger in Drehmitnahmeeingriff gebracht werden zu können. So kann die Verzahnung der Endlamelle beispielsweise in axialer Richtung über den zweiten Lamellenträger, dessen Verzahnungsabschnitt oder dessen Lamellentragabschnitt hervorstehen, um die Betätigungseinrichtung auf einfache Weise mit dem hervorstehenden Abschnitt der Verzahnung der Endlamelle in Drehmitnahmeeingriff bringen zu können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung kann die Betätigungseinrichtung von einer ersten Stellung, in der der erste und zweite Lamellenträger zumindest über die Betätigungseinrichtung selbst voneinander entkoppelt sind, in eine zweite Stellung überführt werden, in der eine Reibverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger über das Lamellenpaket besteht. Des Weiteren kann die Betätigungseinrichtung von der zweiten Stellung in eine dritte Stellung überführt werden, in der der erste und zweite Lamellenträger formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen. Dabei könnte die formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger grundsätzlich auch über eine separate Formschlusseinrichtung erfolgen, die durch die Betätigungseinrichtung bzw. durch deren Überführen von der zweiten in die dritte Stellung betätigt wird. Bevorzugt ist es hierbei jedoch, wenn der erste und zweite Lamellenträger in der dritten Stellung der Betätigungseinrichtung über die Betätigungseinrichtung selbst, gegebenenfalls auch über die vorstehend genannte Endlamelle des Lamellenpakets, formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen, wie dies bereits vorangehend angedeutet wurde.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Betätigungseinrichtung in derselben Richtung von der ersten Stellung in die zweite Stellung und von der zweiten Stellung in die dritte Stellung überführbar. Wie bereits vorangehend ausgeführt, handelt es sich bei der Richtung dabei vorzugsweise um eine axiale Richtung. In jedem Fall ist es von Vorteil, wenn die Betätigungseinrichtung von der ersten in die zweite Stellung und von der zweiten in die dritte Stellung in derselben Richtung überführbar ist, zumal dabei zunächst in der zweiten Stellung die Reibverbindung zwischen den beiden Lamellenträgern und mithin deren weitgehende Drehzahlanpassung erzielt werden kann, ehe bei weiterer Bewegung in dieselbe Richtung der Formschluss zwischen den beiden Lamellenträgern bewirkt wird. Mithin können die reibschlüssige und die formschlüssige Drehmitnahmeverbindung sukzessive bzw. aufeinanderfolgend erzielt werden, wobei hierfür lediglich die Betätigungseinrichtung in dieselbe Richtung bewegt werden muss. Es kann hier auch allgemein davon gesprochen werden, dass zwangsläufig eine reibschlüssige Drehmitnahmeverbindung den Lamellenträgern zwischen der ersten Stellung und der dritten Stellung der Betätigungseinrichtung erzielt wird. Auch ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die Betätigungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass in der dritten Stellung zwangsweise sowohl die bereits in der zweiten Stellung erzielte reibschlüssige Drehmitnahmeverbindung als auch die formschlüssige Drehmitnahmeverbindung besteht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist die Betätigungseinrichtung ein erstes Betätigungselement, über das das Lamellenpaket mit der Betätigungskraft beaufschlagt werden kann, und ein zweites Betätigungselement zum Antreiben des ersten Betätigungselements auf, an dem das erste Betätigungselement, vorzugsweise in axialer Richtung, abstützbar oder abgestützt ist. Das Lamellenpaket ist dabei vorzugsweise unmittelbar mit der Betätigungskraft über das erste Betätigungselement beaufschlagbar. Bei dieser Ausführungsform ist die Betätigungseinrichtung somit zumindest zweiteilig oder zweistückig ausgebildet. Das Zusammensetzen der Betätigungseinrichtung aus dem ersten und zweiten Betätigungselement hat den Vorteil, dass diese genau auf die ihnen zugeordnete Funktion hin ausgelegt werden können. So kann das erste Betätigungselement insbesondere im Hinblick auf die Beaufschlagung des Lamellenpakets ausgelegt werden, während das zweite Betätigungselement im Wesentlichen im Hinblick auf dessen Funktion, also zum Beispiel der Erzielung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger über dieses zweite Betätigungselement, ausgelegt werden kann. Auch wird hierdurch die Fertigung vereinfacht, zumal der Ausschuss bei funktionell getrennten und separaten Betätigungselementen geringer ist, als dies bei zwei einstückig miteinander ausgebildeten Betätigungsabschnitten der Fall wäre. Darüber hinaus ermöglicht die Unterteilung der Betätigungseinrichtung in ein erstes und zweites Betätigungselement eine Relativbewegung zwischen den beiden Betätigungselementen, wie dies später nochmals näher anhand einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dargelegt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung kann das erste Betätigungselement durch Überführen der Betätigungseinrichtung von der zweiten in die dritte Stellung relativ zu dem zweiten Betätigungselement von einer Ausgangsposition in eine zurückgesetzte Position bewegt werden. Dies ist insofern von Vorteil, als dass ein Antreiben der Betätigungseinrichtung weiterhin möglich ist, so dass diese zumindest über das zweite Betätigungselement in die dritte Stellung überführt werden kann, ohne dabei jedoch die über das erste Betätigungselement auf das Lamellenpaket aufgebrachte Kraft noch wesentlich zu erhöhen, zumal die Reibverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger bereits im Wesentlichen in der zweiten Stellung der Betätigungseinrichtung über das Lamellenpaket erzielt werden kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung kann das zweite Betätigungselement vermittels der Endlamelle formschlüssig mit dem zweiten Lamellenträger, gegebenenfalls dem Verzahnungsabschnitt oder dem Lamellentragabschnitt des zweiten Lamellenträgers, in Drehmitnahmeeingriff gebracht werden, um die formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger über die Betätigungseinrichtung und die genannte Endlamelle auf besonders platzsparende Weise zu bewirken.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist das erste Betätigungselement über eine Rückstelleinrichtung zum Zurückstellen des ersten Betätigungselements in dessen Ausgangsposition an dem zweiten Betätigungselement abstützbar oder abgestützt. Mithin ist das erste Betätigungselement entgegen einer Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung von der Ausgangsposition in die zurückgesetzte Position relativ zu dem zweiten Betätigungselement bewegbar. Die Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung sollte dabei derart bemessen sein, dass das erste Betätigungselement erst dann entgegen der Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung von der Ausgangsposition relativ zu dem zweiten Betätigungselement in die zurückgesetzte Position bewegt wird, wenn über das erste Betätigungselement eine entsprechend hohe Betätigungskraft auf das Lamellenpaket aufgebracht ist, die geeignet ist, die Lamellenkupplung bereits reibschlüssig über das Lamellenpaket zu schließen, um eine weitgehende Anpassung der Drehzahlen von erstem und zweitem Lamellenträger zu erreichen.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist die Rückstelleinrichtung eine Federeinrichtung zur Erzeugung einer Federkraft auf, aus der die vorstehend genannte Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung resultiert. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Federeinrichtung mindestens eine Tellerfeder oder Schraubenfeder aufweist, wobei sich eine Federeinrichtung aus einem Tellerfederpaket mit mindestens zwei Tellerfedern als besonders vorteilhaft herausgestellt hat. Auch hat es sich als hilfreich herausgestellt, wenn die jeweils aufeinanderfolgenden Tellerfedern des Tellerfederpakets eine einander entgegengesetzte Konizität aufweisen.
Grundsätzlich könnte die vorstehend genannte Federeinrichtung derart angeordnet sein, dass lediglich ein geringer Teil der von der Federeinrichtung aufgebrachten Federkraft die resultierende Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung ausmacht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass hierdurch insbesondere beim Übergang der Betätigungseinrichtung von der dritten Stellung in die zweite Stellung ein zumindest zeitweiser Einbruch der Drehmomentübertragungskapazität der Lamellenkupplung auftritt, der bei einem vorangehenden Übergang von der zweiten Stellung in die dritte Stellung nicht vorhanden ist. Um dem entgegenzuwirken, ist die Federeinrichtung in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung derart angeordnet, dass die Federkraft der Federeinrichtung im Wesentlichen in dieselbe Richtung wie die Rückstellkraft wirkt, wobei es bevorzugt ist, wenn die Federkraft der Federeinrichtung einen Winkel von weniger als 45° mit der resultierenden Rückstellkraft einschließt. Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei herausgestellt, wenn die Federkraft der Federeinrichtung parallel zur resultierenden Rückstellkraft ausgerichtet ist, um eine resultierende Rückstellkraft zu erzielen, die im Wesentlichen der Federkraft der Federeinrichtung entspricht und somit einen zeitweisen Einbruch der Drehmomentübertragungskapazität beim Übergang von der dritten Stellung in die zweite Stellung der Rückstelleinrichtung zu vermeiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung wirkt die Federkraft der Federeinrichtung, gegebenenfalls auch die Rückstellkraft, in axialer Richtung der Lamellenkupplung.
Alternativ oder ergänzend zu den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsformen entspricht die aus der Federkraft der Federeinrichtung resultierende Rückstellkraft in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung im Wesentlichen der Federkraft der Federeinrichtung, wobei die resultierende Rückstellkraft vorzugsweise mehr als 50 %, besonders bevorzugt mehr als 90 %, der Federkraft der Federeinrichtung beträgt, um einen - wenn auch nur kurzen - Einbruch der Drehmomentübertragungskapazität beim Übergang von der dritten Stellung in die zweite Stellung der Betätigungseinrichtung zu vermeiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung steht das zweite Betätigungselement über das erste Betätigungselement formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger in Drehmitnahmeverbindung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist das erste Betätigungselement lamellenartig oder/und ringscheibenförmig ausgebildet, um in geeigneter Weise auf das Lamellenpaket, gegebenenfalls die vorangehend beschriebene Endlamelle, einwirken zu können. Auf diese Weise wird die Betätigungskraft relativ gleichmäßig auf das Lamellenpaket übertragen. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn zumindest ein Bestandteil oder ein Bauteil des ersten Betätigungselements lamellenartig oder/und ringscheibenförmig ausgebildet ist, während beispielsweise ein weiteres Bauteil mit dem zweiten Betätigungselement zusammenwirkt oder/und der Abstützung oder Aufnahme der Rückstelleinrichtung oder/und der Federeinrichtung der Rückstelleinrichtung oder auch der Führung der Rückstelleinrichtung, gegebenenfalls entlang des ersten Lamellenträgers, dient.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung stehen das erste und zweite Betätigungselement formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung. So weist das erste Betätigungselement vorzugsweise eine Verzahnung auf, die mit einer Verzahnung an dem zweiten Betätigungselement in Drehmitnahmeeingriff steht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung steht das erste Betätigungselement formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger in Drehmitnahmeverbindung, wobei das erste Betätigungselement vorzugsweise eine Verzahnung aufweist, die mit einem Verzahnungsabschnitt oder einem Lamellentragabschnitt des ersten Lamellenträgers in Drehmitnahmeeingriff steht. Auf diese Weise wird der ohnehin vorhandene Verzahnungsabschnitt oder Lamellentragabschnitt des ersten Lamellenträgers auch zur Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit dem ersten Betätigungselement genutzt, wodurch ein einfacher und kompakter Aufbau erreicht ist und die Herstellung vereinfacht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist ein Anschlag zwischen dem ersten und zweiten Betätigungselement vorgesehen, über den das erste Betätigungselement in der zurückgesetzten Position an dem zweiten Betätigungselement abstützbar oder abgestützt ist. Dabei ist der Anschlag vorzugsweise derart an dem ersten oder zweiten Betätigungselement angeordnet, dass nach Erreichen der zurückgesetzten Position eine weitere Komprimierung oder ein Aufblockgehen der Federeinrichtung der Rückstelleinrichtung verhindert ist. Im Sinne eines vereinfachten und einfach herstellbaren Aufbaus der Lamellenkupplung hat es sich überdies als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Anschlag lösbar an dem ersten oder zweiten Betätigungselement angeordnet oder/und als Sicherungsring ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die vorstehend genannte Verzahnung an dem zweiten Betätigungselement, die der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit dem ersten Betätigungselement dient, unter Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger formschlüssig mit der vorstehend genannten Endlamelle des Lamellenpakets, vorzugsweise mit der Verzahnung der Endlamelle, in Drehmitnahmeeingriff bringbar. Mithin wird auch hier die ohnehin vorhandene Verzahnung an dem zweiten Betätigungselement, die der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit dem ersten Betätigungselement dient, auch für die Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger über die Endlamelle verwendet, wodurch der Aufbau der Lamellenkupplung deutlich vereinfacht ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine teilweise Seitenansicht einer Lamellenkupplung in geschnittener Darstellung mit der Betätigungseinrichtung in einer ersten Stellung,
2 die Lamellenkupplung von 1 mit der Betätigungseinrichtung in einer zweiten Stellung,
3 die Lamellenkupplung von 1 und 2 mit der Betätigungseinrichtung in einer dritten Stellung und
4 die über der Zeit aufgetragene Drehmomentübertragungskapazität der Lamellenkupplung aus den 1 bis 3 in den verschiedenen Stellungen der Betätigungseinrichtung.

Die 1 bis 3 zeigen eine Lamellenkupplung 2. Wenngleich hierin stets von einer Lamellenkupplung 2 die Rede ist, so umfasst dies auch entsprechend ausgebildete Lamellenbremsen. In den Figuren sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 der Lamellenkupplung 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Lamellenkupplung 2 bzw. deren Bestandteile um eine sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckende Drehachse 16 drehbar sind. Die Umfangsrichtungen 12, 14 können dabei auch als Drehrichtungen bezeichnet werden.
Die Lamellenkupplung 2 weist einen ersten Lamellenträger 18 auf. Der erste Lamellenträger 18 ist hier als sogenannter Innenlamellenträger ausgebildet. Der erste Lamellenträger 18 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich in den axialen Richtungen 4, 6, wobei an der in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite eine Drehmitnahmekontur 20 in Form einer Verzahnung vorgesehen ist. An seinem in axialer Richtung 4 gelegenen Ende weist der rohrförmige erste Lamellenträger 18 einen Lamellentragabschnitt 22 auf, an dessen in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite eine Verzahnung 23 vorgesehen ist. Der Lamellentragabschnitt 22 bzw. dessen Verzahnung 23 ist mit der Drehmitnahmekontur 20 in radialer Richtung 8, 10 geschachtelt angeordnet.
Des Weiteren weist die Lamellenkupplung 2 einen zweiten Lamellenträger 24 auf, der hier als Außenlamellenträger ausgebildet ist. So weist der zweite Lamellenträger 24 einen sich im Wesentlichen in radialer Richtung 8, 10 erstreckenden Stützabschnitt 26 auf, an dessen in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite eine Drehmitnahmekontur 28 in Form einer Verzahnung vorgesehen ist. An das in radiale Richtung 8 nach außen weisende Ende schließt sich ein im Wesentlichen rohrförmig ausgebildeter und ausgehend von dem Stützabschnitt 26 in axialer Richtung 6 erstreckender Lamellentragabschnitt 30 an. An der in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite des Lamellentragabschnitts 30 ist wiederum eine Verzahnung 32 vorgesehen.
Dem ersten und zweiten Lamellenträger 18, 24 ist ein Lamellenpaket 34 zugeordnet, über das der erste und zweite Lamellenträger 18, 24 reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung gebracht werden können. Das Lamellenpaket 34 weist erste Lamellen 36 sowie eine Endlamelle 38, die jeweils als Innenlamellen ausgebildet sind und mit dem Verzahnung 23 des Lamellentragabschnitts 22 in Drehmitnahmeeingriff stehen, jedoch in axialer Richtung 4, 6 relativ zu dem Lamellentragabschnitt 22 verschiebbar sind, und zweite Lamellen 40 sowie eine Endlamelle 42 auf, die als Außenlamellen ausgebildet sind und mit der Verzahnung 32 des Lamellentragabschnitts 30 in Drehmitnahmeverbindung stehen, wobei auch die zweiten Lamellen 40 und die Endlamelle 42 in axialer Richtung 4, 6 relativ zu dem Lamellentragabschnitt 30 verschiebbar sind. Die als Außenlamellen ausgebildeten zweiten Lamellen 40 sowie die Endlamelle 42 und die als Innenlamellen ausgebildeten ersten Lamellen 36 sowie die Endlamelle 38 folgen in axialer Richtung 4, 6 wechselweise aufeinander, wobei die Endlamelle 42 das in axiale Richtung 6 weisende Ende des Lamellenpakets 34 ausbildet, während die Endlamelle 38 das in axiale Richtung 4 weisende Ende des Lamellenpakets 34 ausbildet. Die Endlamelle 38 ist über einen Sicherungsring 44 in axialer Richtung 4 an dem ersten Lamellenträger 18 abstützbar oder abgestützt.
In axialer Richtung 6 folgt auf das Lamellenpaket 34 eine Betätigungseinrichtung 46, die über eine in axialer Richtung 6 auf die Betätigungseinrichtung 46 folgende Kolben-Zylinder-Einheit 48 hydraulisch antreibbar oder angetrieben ist. Die Kolben-Zylinder-Einheit 48 weist einen ringförmig ausgebildeten Zylinder 50 auf, der drehfest mit dem ersten Lamellenträger 18 verbunden, hier mit dem ersten Lamellenträger 18 verschweißt, ist. Innerhalb des Zylinders 50 ist ein in den axialen Richtungen 4, 6 bewegbarer Kolben 52 angeordnet, der den Innenraum des Zylinders 50 in eine erste Druckkammer 54 einerseits und eine zweite Druckkammer 56 andererseits unterteilt, wobei der Kolben 52 als Ringkolben und die erste und zweite Druckkammer 54, 56 mithin jeweils als ringförmige Druckkammern 54, 56 ausgebildet sind. Die zweite Druckkammer 56 kann hier als Druckausgleichskammer fungieren, zumal der Zylinder 50 bei Betrieb der Lamellenkupplung 2 zusammen mit dem ersten Lamellenträger 18 rotiert, so dass die zweite Druckkammer 56 einen Fliehölausgleich zu bewirken vermag. Durch hydraulische Druckbeaufschlagung der ersten Druckkammer 54 kann der Kolben 52 in axialer Richtung 4 verschoben werden, um mit seinem Betätigungsende 58 auf die Betätigungseinrichtung 46 zu wirken, mittels derer wiederum der erste und zweite Lamellenträger 18, 24 reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung gebracht werden können, indem die Betätigungseinrichtung 46 auf das Lamellenpaket 34 einwirkt bzw. dieses zusammendrückt. Dabei ist eine in axialer Richtung 4 wirkende Betätigungskraft 60 auf das Lamellenpaket 34 aufbringbar, die in 2 und 3 anhand eines Pfeils angedeutet ist.
Die Betätigungseinrichtung 46 setzt sich im Wesentlichen aus einem ersten Betätigungselement 62 und einem zweiten Betätigungselement 64 zusammen. Das erste Betätigungselement 62 weist einen im Wesentlichen rohrförmigen und sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckenden ersten Abschnitt 66 auf, der in radialer Richtung 8, 10 an der in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite des ersten Lamellenträgers 18 abstützbar oder abgestützt ist. In axialer Richtung 4 schließt sich an den ersten Abschnitt 66 ein zweiter Abschnitt 68 an, der sich ausgehend von dem ersten Abschnitt 66 im Wesentlichen in radialer Richtung 8 nach außen erstreckt. Der erste und zweite Abschnitt 66, 68 sind dabei einstückig miteinander ausgebildet. An dem in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Ende des zweiten Abschnitts 68 schließt sich wiederum ein dritter Abschnitt 70 des ersten Betätigungselements 62 an, wobei der dritte Abschnitt 70 sich wiederum im Wesentlichen in radialer Richtung 8, 10 erstreckt, in seinem in radialer Richtung 8 außen gelegenen Bereich jedoch unter Ausbildung eines ringförmigen Freiraums 72 in axialer Richtung 6 zurückgesetzt ist. In seinem in radialer Richtung 10 innenliegenden Bereich steht der dritte Abschnitt 70 jedoch in axialer Richtung 4 hervor, um über eine in axiale Richtung 4 weisende Betätigungsfläche 74 mit der Endlamelle 42 des Lamellenpakets 34 zusammenwirken zu können, wie dies später nochmals näher erläutert werden soll.
Der dritte Abschnitt 70 ist nicht einstückig mit dem ersten und zweiten Abschnitt 66, 68 ausgebildet, sondern vielmehr mit diesen verschweißt, wobei ein Federaufnahmeraum 76 in axialer Richtung 4, 6 zwischen dem dritten Abschnitt 70 und dem zweiten Abschnitt 68 ausgebildet ist. Innerhalb des Federaufnahmeraums 76 ist mindestens ein Federelement 78 angeordnet, hier zwei Tellerfedern, wobei das mindestens eine Federelement 78 in axialer Richtung 4 an dem ersten Lamellenträger 18, hier an der Verzahnung 23 des Lamellentragabschnitts 22, und in axialer Richtung 6 an dem zweiten Abschnitt 68 des ersten Betätigungselements 62 abstützbar oder abgestützt ist. Das Federelement 78 dient dem Zurückstellen der Betätigungseinrichtung 46 in die später näher beschriebene erste Stellung, die in 1 gezeigt ist, wenn die erste Druckkammer 54 nicht oder nicht mehr mit Hydraulikdruck beaufschlagt ist.
Der dritte Abschnitt 70 des ersten Betätigungselements 62 ist im Wesentlichen in der Art einer Lamelle ausgebildet und weist an seinem in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite eine Verzahnung 80 auf, die mit der Verzahnung 23 des Lamellentragabschnitts 22 in Drehmitnahmeeingriff steht, so dass das erste Betätigungselement 62 formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger 18 in Drehmitnahmeverbindung steht. Trotz des Drehmitnahmeeingriffs ist es jedoch möglich, das erste Betätigungselement 62 in axialer Richtung 4, 6 relativ zu dem ersten Lamellenträger 18 zu verschieben. An seinem in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Ende weist der dritte Abschnitt 70 eine weitere Verzahnung 82 auf, die mithin als Außenverzahnung ausgebildet ist und der nachstehend näher beschriebenen Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Betätigungselement 62 und dem zweiten Betätigungselement 64 dient. Überdies ist an dem in axiale Richtung 6 weisenden Ende des ersten Abschnitts 66 ein ringförmig umlaufendes Stützteil 84 befestigt, hier angeschweißt, das in radialer Richtung 8 nach außen über den ersten Abschnitt 66 des ersten Betätigungselements 62 hervorsteht.
Das zweite Betätigungselement 64 der Betätigungseinrichtung 46 ist ebenso wie das erste Betätigungselement 62 in axialer Richtung 4, 6 relativ zu dem ersten Lamellenträger 18 verschiebbar ausgebildet, wobei auch das erste und zweite Betätigungselement 62, 64 untereinander in axialer Richtung 4, 6 relativ zueinander verschiebbar sind. Das zweite Betätigungselement 64 weist einen sich im Wesentlichen in radialer Richtung 8, 10 erstreckenden ersten Abschnitt 86 auf, der mit seinem in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Ende in axialer Richtung 6 an dem Stützteil 84 des ersten Betätigungselements 62 abstützbar oder abgestützt ist. In radialer Richtung 8 nach außen schließt sich ein zweiter Abschnitt 88 an den ersten Abschnitt 86 an, wobei der zweite Abschnitt 88 im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist und sich ausgehend von dem ersten Abschnitt 86 in axiale Richtung 4 erstreckt. Dabei ist der zweite Abschnitt 88 in der Art eines Lamellentragabschnitts ausgebildet, zumal dieser eine in radialer Richtung 10 nach innen weisende Verzahnung 90 aufweist. In diese Verzahnung 90 greift die Verzahnung 82 des dritten Abschnitts 70 des ersten Betätigungselements 62 ein, so dass das erste und zweite Betätigungselement 62, 64 formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen. Der erste und zweite Abschnitt 86, 88 des zweiten Betätigungselements 64 sind wiederum einstückig miteinander ausgebildet. Auch entspricht die Verzahnung 90 im Wesentlichen der Verzahnung 32 was die Zähnezahl sowie die Zahnbreiten angeht. Auch die Kopf- und Fußkreisdurchmesser der beiden Verzahnungen 32, 90 sind in der dargestellten Ausführungsform identisch ausgebildet.
Das erste und zweite Betätigungselement 62, 64 begrenzen einen innenliegenden Freiraum 92, der in Umfangsrichtung 12, 14 ringförmig umlaufend ausgebildet ist. Genauer gesagt ist der Freiraum 92 in radialer Richtung 10 sowie in axialer Richtung 4 durch das erste Betätigungselement 62 und in radialer Richtung 8 und axialer Richtung 6 durch das zweite Betätigungselement 64 begrenzt. Der Freiraum 92 dient im Wesentlichen der Aufnahme einer Rückstelleinrichtung 94, über die das erste und zweite Betätigungselement 62, 64 in axialer Richtung 4, 6 aneinander abstützbar oder abgestützt sind. Genauer gesagt ist das erste Betätigungselement 62 in axialer Richtung 6 über die Rückstelleinrichtung 94 an dem zweiten Betätigungselement 64 abstützbar, während das zweite Betätigungselement 64 in axialer Richtung 4 über die Rückstelleinrichtung 94 an dem ersten Betätigungselement 62 abstützbar oder abgestützt ist. Die Rückstelleinrichtung 94 dient dem Zurückstellen des ersten Betätigungselements 62 in dessen in den 1 und 2 gezeigte Ausgangsposition. Mithin ist das erste Betätigungselement 62 entgegen einer Rückstellkraft 96 der Rückstelleinrichtung 94 von der Ausgangsposition nach den 1 und 2 relativ zu dem zweiten Betätigungselement 64 in axialer Richtung 6 in eine zurückgesetzte Position bewegbar, die in 3 angedeutet ist.
Die Rückstelleinrichtung 94 ist im Wesentlichen von einer Federeinrichtung 98 gebildet, die beispielsweise von einer oder mehreren Tellerfedern oder Schraubenfedern gebildet sein kann. In der dargestellten Ausführungsform ist die Federeinrichtung 98 von mindestens zwei, hier drei, Tellerfedern 100 gebildet, wobei die Tellerfedern 100, die unmittelbar aufeinanderfolgen, jeweils eine einander entgegengesetzte Konizität aufweisen. So ist die in axialer Richtung 4 endseitig angeordnete Tellerfeder 100 an dem ersten Betätigungselement 62, genauer gesagt dem dritten oder zweiten Abschnitt 70; 68, abgestützt, während die in axialer Richtung 6 gelegene endseitige Tellerfeder 100 an dem zweiten Betätigungselement 64, genauer gesagt dem ersten Abschnitt 86 des zweiten Betätigungselements 64, abgestützt ist. In der in den 1 und 2 gezeigten Ausgangsposition des ersten Betätigungselements 62 relativ zu dem zweiten Betätigungselement 64 ist somit der erste Abschnitt 86 des zweiten Betätigungselements 64 durch die Federeinrichtung 98 gegen das Stützteil 84 an dem ersten Betätigungselement 62 gedrückt und an diesem abgestützt.
Darüber hinaus sei noch auf den Anschlag 102 zwischen dem ersten und zweiten Betätigungselement 62, 64 verwiesen, über den das erste Betätigungselement 62 in der zurückgesetzten Position nach 3 an dem zweiten Betätigungselement 64 in axialer Richtung 6 abstützbar oder abgestützt ist, um eine weitere Komprimierung der Federeinrichtung 98 oder/und ein Aufblockgehen der Federeinrichtung 98 zu vermeiden. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist der Anschlag 102 vorzugsweise lösbar an dem ersten oder zweiten Betätigungselement 62, 64, hier dem zweiten Betätigungselement 64, angeordnet, wobei der Anschlag 102 besonders bevorzugt von einem Sicherungsring gebildet ist, der in einer entsprechenden Nut innerhalb der Verzahnung 90 angeordnet ist, um eine Abstützung des dritten Abschnitts 70 des ersten Betätigungselements 62 in axialer Richtung 6 über den Sicherungsring an dem zweiten Betätigungselement 64 zu bewirken, wenn sich das erste Betätigungselement 62 in der zurückgesetzten Position nach 3 befindet.
Durch die Komprimierung der Federeinrichtung 98 erzeugt diese eine Federkraft 104, aus der letztlich die Rückstellkraft, die auf das erste Betätigungselement 62 in axiale Richtung 4 wirkt, resultiert. In der Ausgangsposition des ersten Betätigungselements 62 ist die Federeinrichtung 98 vorzugsweise vorgespannt. Die Federkraft 104 wirkt im Wesentlichen in dieselbe Richtung wie die Rückstellkraft 96, hier in axialer Richtung 4. Grundsätzlich sollte die Federkraft 104 einen Winkel von weniger als 45° mit der resultierenden Rückstellkraft 96 einschließen und - wie in der vorliegenden Ausführungsform - parallel zur resultierenden Rückstellkraft 96 ausgerichtet sein. Dies wird durch entsprechende Anordnung der Federeinrichtung 98 erreicht, wobei hier sowohl Federkraft 104 als auch die daraus resultierende Rückstellkraft 96 in axialer Richtung 4 wirken, so dass die resultierende Rückstellkraft 96 im Wesentlichen der Federkraft 104 entspricht. Grundsätzlich sollte die resultierende Rückstellkraft 96 mehr als 50 %, vorzugsweise mehr als 90 %, der Federkraft 104 betragen, die die Federeinrichtung 98 bei deren Komprimierung aufbringt.
Die Betätigungseinrichtung 46 ist als zusammenhängendes Modul ausgebildet, dessen Bestandteile verliersicher aneinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass das erste Betätigungselement 62, das zweite Betätigungselement 64, die Rückstelleinrichtung 94, deren Federeinrichtung 98 und der Anschlag 102 verliersicher aneinander angeordnet sind, so dass das daraus gebildete Modul im Rahmen der Montage einfach in axialer Richtung 4 auf den ersten Lamellenträger 18 aufgeschoben werden kann, ehe die Kolben-Zylinder-Einheit 48 an dem ersten Lamellenträger 18 befestigt wird. Dabei sollten oder könnten auch die Federelemente 78 innerhalb des Federaufnahmeraums 76 bereits als Teil eines solchen Moduls ausgebildet sein. Im Einbauzustand steht das erste Betätigungselement 62 über die Verzahnung 82 formschlüssig mit der Verzahnung 23 des Lamellentragabschnitts 22 und somit formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger 18 in Drehmitnahmeverbindung. Dies gilt in entsprechender Weise für das zweite Betätigungselement 64, zumal dieses über die Verzahnung 82 an dem ersten Betätigungselement 62 und die Verzahnung 90 an dem zweiten Betätigungselement 64 mit dem ersten Betätigungselement 62 in Drehmitnahmeeingriff steht, so dass die gesamte Betätigungseinrichtung 46 formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger 18 in Drehmitnahmeverbindung steht.
Die vorstehend genannte Endlamelle 42 weist eine in radialer Richtung 8 nach außen weisende Verzahnung 106 auf, die mit der Verzahnung 32 an dem zweiten Lamellenträger 24 in Drehmitnahmeeingriff steht. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist die Verzahnung 106 der Endlamelle 42 jedoch zumindest breiter als die Verzahnung an den zweiten Lamellen 40 ausgebildet, wobei die Verzahnung 106 in der dargestellten Ausführungsform breiter als alle Außen- oder Innenverzahnungen der Lamellen 36, 38, 40 ausgebildet ist. Unter der Breite einer Verzahnung ist hierbei deren Ausdehnung in axialer Richtung 4, 6 zu verstehen. Dabei ist ein in radialer Richtung 8 außenliegender Bereich 108 der Endlamelle 42 in axialer Richtung 4, 6 breiter ausgebildet als ein in radialer Richtung 10 innenliegender Bereich 110, wobei die Verzahnung 106 einerseits in die Verzahnung 32 des zweiten Lamellenträgers 24 eingreift und andererseits in axialer Richtung 6 über das Ende des Lamellentragabschnitts 30 des zweiten Lamellenträgers 24 hervorsteht.
Nachstehend sollen unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 weitere Merkmale der Lamellenkupplung 2 sowie deren Funktionsweise beschrieben werden.
1 zeigt die Betätigungseinrichtung 46 in einer ersten Stellung. In der ersten Stellung sind der erste und zweite Lamellenträger 18, 24 voneinander entkoppelt, so dass weder eine reibschlüssige noch eine formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen erstem und zweitem Lamellenträger 18, 24 besteht. Innerhalb der Betätigungseinrichtung 46 nimmt das erste Betätigungselement 62 eine Ausgangsposition relativ zu dem zweiten Betätigungselement 64 ein, in die es über die Rückstellkraft 96 der Rückstelleinrichtung 94 vorgespannt ist.
Um eine reibschlüssige Drehmitnahmeverbindung über das Lamellenpaket 34 zwischen dem ersten Lamellenträger 18 und dem zweiten Lamellenträger 24 zu schaffen, wird die Betätigungseinrichtung 46 von der ersten Stellung nach 1 in die zweite Stellung nach 2 überführt. Zu diesem Zweck wird die erste Druckkammer 54 mit Hydraulikdruck beaufschlagt, so dass der Kolben 52 in axiale Richtung 4 gedrängt wird, um über das Betätigungsende 58 auf das zweite Betätigungselement 64 der Betätigungseinrichtung 46 zu wirken, die infolgedessen zusammen mit dem ersten Betätigungselement 62 entgegen der Rückstellkraft der Federelemente 78 in axialer Richtung 4 gegen das Lamellenpaket 34 verschoben ist. In der zweiten Stellung drückt die Betätigungsfläche 74 des ersten Betätigungselements 62 gegen die Endlamelle 42, so dass das Lamellenpaket 34 zusammengedrückt wird, und in der zweiten Stellung eine Reibverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger 18, 24 über das Lamellenpaket 34 besteht. Auch taucht dabei der breitere äußere Bereich 108 der Endlamelle 42 tiefer in axialer Richtung 6 in den ringförmigen Freiraum 72 an dem ersten Betätigungselement 62 ein, ohne mit diesem zu kollidieren. Das erste Betätigungselement 62 befindet sich hingegen weiterhin in dessen Ausgangsposition relativ zu dem zweiten Betätigungselement 64.
In dem Diagramm nach 4, bei dem die Drehmomentübertragungskapazität über der Zeit aufgetragen ist, ist der Zeitraum a zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ angedeutet, in dem sich die Betätigungseinrichtung 46 in der zweiten Stellung befindet, wobei zum Zeitpunkt t₁ erstmalig eine Reibverbindung über das Lamellenpaket 34 besteht und die Drehmomentübertragungskapazität der Lamellenkupplung 2 bei einem stärkeren Zusammendrücken des Lamellenpakets 34 in entsprechender Weise ansteigt. Dabei beaufschlagt das erste Betätigungselement 62, genauer gesagt dessen dritter Abschnitt 70, das Lamellenpaket 34 bzw. die Endlamelle 42 unmittelbar mit der Betätigungskraft 60.
Im Zuge des weiteren Zusammendrückens des Lamellenpakets 34 über die Betätigungseinrichtung 46 steigt nicht nur die Drehmomentübertragungskapazität weiter an, vielmehr wird auch die Federkraft 104 der Federeinrichtung 98 und mithin die daraus resultierende Rückstellkraft 96 überwunden, so dass sich das erste Betätigungselement 62 in axialer Richtung 6 relativ zu dem zweiten Betätigungselement 64 verschiebt, wobei auch von einer Verschiebung des zweiten Betätigungselements 64 in axialer Richtung 4 relativ zu dem ersten Betätigungselement 62 gesprochen werden kann. Hierdurch verharrt das erste Betätigungselement 62 sinngemäß in dessen Position relativ zu dem ersten Lamellenträger 18, während das zweite Betätigungselement 64 weiter in axiale Richtung 4 relativ zu dem ersten Lamellenträger 18 verschoben werden kann.
Auf diese Weise gelangt die Betätigungseinrichtung 46 zum Zeitpunkt t₂ in 4 in eine dritte Stellung, die in 3 gezeigt ist. In der dritten Stellung stehen der erste und zweite Lamellenträger 18, 24 über die Betätigungseinrichtung 46 formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung, wobei die Betätigungseinrichtung 46 zu diesem Zweck in derselben axialen Richtung 4 von der ersten in die zweite und von der zweiten in die dritte Stellung überführt wurde. Genauer gesagt ist die Betätigungseinrichtung 46 unter Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger 18, 24 formschlüssig mit der Endlamelle 42 des Lamellenpakets 34 in Drehmitnahmeeingriff gebracht. So greift die Verzahnung 90 aufgrund der Verschiebung des zweiten Betätigungselements 64 in axialer Richtung 4 relativ zu dem ersten Lamellenträger 18 in der dritten Stellung nach 3 in den in axialer Richtung 6 hervorstehenden Abschnitt der Verzahnung 106 der Endlamelle 42 ein, so dass das zweite Betätigungselement 64 vermittels der Endlamelle 42 formschlüssig mit dem zweiten Lamellenträger 24, genauer gesagt dessen Lamellentragabschnitt 30 bzw. dessen Verzahnung 32 in Drehmitnahmeeingriff gebracht ist. Mithin besteht in der dritten Stellung der Betätigungseinrichtung 46 nach 3 eine formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten Lamellenträger 18 und dem zweiten Lamellenträger 24 über die Verzahnung 23 am ersten Lamellenträger 18, die mit der Verzahnung 23 in Eingriff stehende Verzahnung 80 des ersten Betätigungselements 62, das erste Betätigungselement 62, die Verzahnung 82 an dem ersten Betätigungselement 62, die mit der Verzahnung 82 in Drehmitnahmeeingriff stehende Verzahnung 90 an dem zweiten Betätigungselement 64, die mit der Verzahnung 90 in Drehmitnahmeeingriff stehende Verzahnung 106 an der Endlamelle 42 und die Verzahnung 32 des zweiten Lamellenträgers 24, die ebenfalls mit der Verzahnung 106 der Endlamelle 42 in Drehmitnahmeeingriff steht.
In der dritten Stellung der Betätigungseinrichtung 46 weist die Lamellenkupplung 2 eine deutlich erhöhte Drehmomentübertragungskapazität auf, wie dies in 4 anhand des Zeitraumes b zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ angedeutet ist. Sollte die Betätigungseinrichtung 46 zum Zeitpunkt t₃ wieder in die zweite Stellung überführt werden, so sackt die Drehmomentübertragungskapazität wieder deutlich ab, zumal zum Zeitpunkt t₃ dann nur noch die reibschlüssige Drehmitnahmeverbindung über das Lamellenpaket 34 besteht. Dank der vorstehend beschriebenen Anordnung der Federeinrichtung 98 bzw. des Verhältnisses zwischen Federkraft 104 und Rückstellkraft 96 sinkt die Drehmomentübertragungskapazität jedoch nicht oder allenfalls für einen ganz kurzen Zeitraum unter das Niveau, das bei Ende des Zeitraums a bestand, ehe die formschlüssige Verbindung erzielt wurde. Bei weiterer Druckabsenkung innerhalb der ersten Druckkammer 54 sinkt die Drehmomentübertragungskapazität ab dem Zeitpunkt t₃ im Zeitraum c wieder ab, bis zum Zeitpunkt t₄ wieder die erste Stellung der Betätigungseinrichtung 46 erreicht ist, in der der erste und zweite Lamellenträger 18, 24 voneinander entkoppelt sind. Ein entsprechendes Zurückstellen der Betätigungseinrichtung 46 in die erste Stellung ist dabei durch die Rückstellkraft der Federelemente 78 bewirkt.
Bezugszeichenliste

2: Lamellenkupplung
4: axiale Richtung
6: axiale Richtung
8: radiale Richtung
10: radiale Richtung
12: Umfangsrichtung
14: Umfangsrichtung
16: Drehachse
18: erster Lamellenträger
20: Drehmitnahmekontur
22: Lamellentragabschnitt
23: Verzahnung
24: zweiter Lamellenträger
26: Stützabschnitt
28: Drehmitnahmekontur
30: Lamellentragabschnitt
32: Verzahnung
34: Lamellenpaket
36: erste Lamellen
38: Endlamelle
40: zweite Lamellen
42: Endlamelle
44: Sicherungsring
46: Betätigungseinrichtung
48: Kolben-Zylinder-Einheit
50: Zylinder
52: Kolben
54: erste Druckkammer
56: zweite Druckkammer
58: Betätigungsende
60: Betätigungskraft
62: erstes Betätigungselement
64: zweites Betätigungselement
66: erster Abschnitt
68: zweiter Abschnitt
70: dritter Abschnitt
72: ringförmiger Freiraum
74: Betätigungsfläche
76: Federaufnahmeraum
78: Federelement
80: Verzahnung
82: Verzahnung
84: Stützteil
86: erster Abschnitt
88: zweiter Abschnitt
90: Verzahnung
92: Freiraum
94: Rückstelleinrichtung
96: Rückstellkraft
98: Federeinrichtung
100: Tellerfedern
102: Anschlag
104: Federkraft
106: Verzahnung
108: äußerer Bereich
110: innerer Bereich
a: Zeitraum
b: Zeitraum
c: Zeitraum
t₀: Zeitpunkt
t₁: Zeitpunkt
t₂: Zeitpunkt
t₃: Zeitpunkt
t₄: Zeitpunkt

Claims

Lamellenkupplung (2) mit einem ersten Lamellenträger (18), einem zweiten Lamellenträger (24) und einem dem ersten und zweiten Lamellenträger (18, 24) zugeordneten Lamellenpaket (34), wobei der erste und zweite Lamellenträger (18, 24) über das Lamellenpaket (34) reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lamellenträger (18, 24) ferner formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar sind.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lamellenträger (18, 24) durch eine, vorzugsweise hydraulisch antreibbare oder angetriebene, Betätigungseinrichtung (46) reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar sind, mittels derer eine Betätigungskraft (60) auf das Lamellenpaket (34) aufbringbar ist, wobei der erste und zweite Lamellenträger (18, 24) besonders bevorzugt über die Betätigungseinrichtung (46) formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar sind.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (46) formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger (18) in Drehmitnahmeverbindung steht, wobei die Betätigungseinrichtung (46) unter Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger (18, 24) vorzugsweise formschlüssig mit einer Endlamelle (42) des Lamellenpakets (34), besonders bevorzugt mit einer Verzahnung (106) der Endlamelle (42), die mit dem zweiten Lamellenträger (24), einem Verzahnungsabschnitt des zweiten Lamellenträgers (24) oder einem Lamellentragabschnitt (30) des zweiten Lamellenträgers (24) in Drehmitnahmeeingriff steht und gegebenenfalls breiter als die Verzahnung der anderen Lamellen (36, 38, 40) des Lamellenpakets (34) ausgebildet ist, in Drehmitnahmeeingriff bringbar ist.
Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (46) von einer ersten Stellung, in der der erste und zweite Lamellenträger (18, 24) voneinander entkoppelt sind, in eine zweite Stellung überführbar ist, in der eine Reibverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger (18, 24) über das Lamellenpaket (34) besteht, und die Betätigungseinrichtung (46) ferner von der zweiten in eine dritte Stellung überführbar ist, in der der erste und zweite Lamellenträger (18, 24), vorzugsweise über die Betätigungseinrichtung (46), formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen, wobei die Betätigungseinrichtung (46) besonders bevorzugt in derselben Richtung von der ersten in die zweite Stellung und von der zweiten in die dritte Stellung überführbar ist.
Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (46) ein erstes Betätigungselement (62), über das das Lamellenpaket (34), gegebenenfalls unmittelbar, mit der Betätigungskraft (60) beaufschlagbar ist, und ein zweites Betätigungselement (64) zum Antreiben des ersten Betätigungselements (62) aufweist, an dem das erste Betätigungselement (62) abstützbar oder abgestützt ist, wobei durch Überführen der Betätigungseinrichtung (46) von der zweiten in die dritte Stellung vorzugsweise das erste Betätigungselement (62) relativ zu dem zweiten Betätigungselement (64) von einer Ausgangsposition in eine zurückgesetzte Position bewegbar und das zweite Betätigungselement (64) besonders bevorzugt vermittels der Endlamelle (42) formschlüssig mit dem zweiten Lamellenträger (24), gegebenenfalls dem Verzahnungsabschnitt oder dem Lamellentragabschnitt (30) des zweiten Lamellenträgers (24), in Drehmitnahmeeingriff bringbar ist.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungselement (62) über eine Rückstelleinrichtung (94) zum Zurückstellen des ersten Betätigungselements (62) in dessen Ausgangsposition an dem zweiten Betätigungselement (64) abstützbar oder abgestützt ist, wobei das erste Betätigungselement (62) entgegen einer Rückstellkraft (96) der Rückstelleinrichtung (94) von der Ausgangsposition in die zurückgesetzte Position bewegbar ist und die Rückstelleinrichtung (94) vorzugsweise eine Federeinrichtung (98), besonders bevorzugt aufweisend mindestens eine Tellerfeder (100) oder Schraubenfeder, zur Erzeugung einer Federkraft (104) aufweist, aus der die Rückstellkraft (96) resultiert.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft (104) der Federeinrichtung (98) im Wesentlichen in dieselbe Richtung wie die Rückstellkraft (96) wirkt, vorzugsweise einen Winkel von weniger als 45° mit der resultierenden Rückstellkraft (96) einschließt und besonders bevorzugt parallel zur resultierenden Rückstellkraft (96) ausgerichtet ist, oder/und in axialer Richtung (4) der Lamellenkupplung (2) wirkt oder/und die resultierende Rückstellkraft (96) im Wesentlichen der Federkraft (104) entspricht, vorzugsweise mehr als 50 %, besonders bevorzugt mehr als 90 %, der Federkraft (104) beträgt.
Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Betätigungselement (64) über das erste Betätigungselement (62) formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger (18) in Drehmitnahmeverbindung steht oder/und das erste Betätigungselement (62) lamellenartig oder/und ringscheibenförmig ausgebildet ist.
Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Betätigungselement (62, 64) formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen, wobei das erste Betätigungselement (62) vorzugsweise eine Verzahnung (82) aufweist, die mit einer Verzahnung (90) an dem zweiten Betätigungselement (64) in Drehmitnahmeeingriff steht, oder/und das erste Betätigungselement (62) formschlüssig mit dem ersten Lamellenträger (18) in Drehmitnahmeverbindung steht, wobei das erste Betätigungselement (62) vorzugsweise eine Verzahnung (80) aufweist, die mit einem Verzahnungsabschnitt oder einem Lamellentragabschnitt (22) des ersten Lamellenträgers (18) in Drehmitnahmeeingriff steht, oder/und ein Anschlag (102) zwischen dem ersten und zweiten Betätigungselement (62, 64) vorgesehen ist, über den das erste Betätigungselement (62) in der zurückgesetzten Position an dem zweiten Betätigungselement (64) abstützbar oder abgestützt ist, vorzugsweise unter Verhinderung einer weiteren Komprimierung oder eines Aufblockgehens der Federeinrichtung (98), wobei der Anschlag (102) besonders bevorzugt lösbar an dem ersten oder zweiten Betätigungselement (62; 64) angeordnet oder/und als Sicherungsring ausgebildet ist.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (90)) an dem zweiten Betätigungselement (64) unter Erzielung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger (18, 24) formschlüssig mit der Endlamelle (42), vorzugsweise mit der Verzahnung (106) der Endlamelle (42), in Drehmitnahmeeingriff bringbar ist.