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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung, umfassend eine erste Teilkupplung mit einem gegen eine erste Rückstellkraft zusammendrückbaren Lamellenpaket und eine zweite Teilkupplung mit einem gegen eine zweite Rückstellkraft zusammendrückbaren zweiten Lamellenpaket, wobei zur Erzeugung der Rückstellkräfte erste und zweite Federelemente vorgesehen sind, wobei ein erstes Betätigungselement zum Zusammendrücken des ersten Lamellenpakets gegen die ersten Federelemente und ein zweites Betätigungselement zum Zusammendrücken des zweiten Lamellenpakets gegen die zweiten Federelemente bewegbar ist, wobei die ersten und zweiten Federelemente unter Bildung eines gemeinsamen Federpakets an einem gemeinsamen Trägerring abgestützt sind, wobei die ersten und die zweiten Federelemente auf gleichem Radius am Trägerring abgestützt sind.
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Eine solche Kupplungsanordnung kommt bekannter Weise zur temporären Herstellung eines Momente übertragenden Kraftschlusses zwischen einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine oder eines Elektromotors und einer zu einem Getriebe laufenden Abtriebswelle zum Einsatz. Die Kupplungseinrichtung umfasst üblicherweise, wenn sie als Einfachkupplung ausgeführt ist, einen Außenlamellenträger mit daran axial verschiebbaren Außenlamellen, einen Innenlamellenträger mit daran axial verschiebbaren Innenlamellen, die zwischen die Außenlamellen greifen, sowie ein Betätigungselement, üblicherweise in Form eines Drucktopfes, das axial bewegbar ist, um das Lamellenpaket axial zusammenzudrücken. Der Außenlamellenträger ist beispielsweise mit der Antriebswelle verbunden, über die das Drehmoment eingeleitet wird, während der Innenlamellenträger mit der zum Getriebe führenden Abtriebswelle verbunden ist. Durch Zusammendrücken des Lamellenpakets wird ein Kraft- bzw. Reibschluss erwirkt, so dass von der Antriebswelle über den Außenlamellenträger eingebrachte Momente über das Lamellenpaket auf den Innenlamellenträger und über diesen auf die Abtriebswelle zum Getriebe geleitet werden können.
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Neben der Auslegung als Einfachkupplung mit nur einem Lamellenpaket ist es auch bekannt, eine Kupplungsanordnung als Doppelkupplung auszulegen. In diesem Fall umfasst die Kupplungsanordnung eine erste Teilkupplung und eine zweite Teilkupplung, die jeweils ein entsprechendes Lamellenpaket mit Außen- und Innenlamellen sowie einen Außenlamellenträger und einen Innenlamellenträger aufweisen, wobei jedes Lamellenpaket über ein separates Betätigungselement, also einen separaten Drucktopf zusammengedrückt werden kann. Die beiden Außenlamellenträger sind beispielsweise gemeinsam mit der das Drehmoment einleitenden Antriebswelle verbunden, während die beiden Innenlamellenträger mit separaten Abtriebswellen, die zu separaten Getriebestufen führen, die über die einzelnen Teilkupplungen separat geschaltet werden können, verbunden sind.
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Der Aufbau einer vorstehend beschriebenen Einfach- oder Doppelkupplung ist hinlänglich bekannt.
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Über das Zusammendrücken des respektive jedes Lamellenpakets wird, wie beschrieben, der Moment übertragende Reibschluss erwirkt. Ist dieser nicht länger erforderlich, muss das jeweils zusammengedrückte Lamellenpaket wieder geöffnet werden, wozu es zu entlasten ist. Hierfür ist es erforderlich, das Betätigungselement möglichst schnell von dem Lamellenpaket zu lösen, um dieses zu lüften. Aus diesem Grund ist das Betätigungselement, also der Drucktopf, zum Zusammendrücken des Lamellenpakets gegen Federelemente bewegbar, die eine Rückstellkraft aufbauen, die das Betätigungselement bei dessen Entlastung über die vorgeschaltete hydraulische Betätigungsanordnung wieder in die Ausgangsposition zurückschieben.
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Bei einer Doppelkupplung sind entsprechende erste und zweite Federelemente, beispielsweise Schraubenfedern, vorgesehen, wobei das erste Betätigungselement gegen die ersten Federelemente und das zweite Betätigungselement gegen die zweiten Federelemente bewegt werden kann. Üblicherweise sind die ersten Federelemente in Form eines ersten Federpakets und die zweiten Federelemente in Form eines zweiten Federpakets zusammengefasst und jeweils an einem Trägerring abgestützt, so dass jedes Federpaket separat mit dem jeweiligen Betätigungselement gekoppelt ist. Im Falle einer radialen Anordnung der ersten Teilkupplung zur zweiten Teilkupplung respektive des ersten Lamellenpakets zum zweiten Lamellenpaket weisen die Federpakete entsprechend unterschiedliche Durchmesser auf. Alternativ ist es auch denkbar, siehe beispielsweise
DE 10 2016 222 739 A1 , die ersten und zweiten Federelemente möglichst kompakt anzuordnen, wozu gemäß
DE 10 2016 222 739 A1 die zweiten Federelemente in die ersten Federelemente konzentrisch hineingestellt werden, so dass sich jeweilige Federpaare aus ersten und zweiten Federelementen ergeben. Die zweiten Federelemente sind dabei deutlich länger als die ersten Federelemente, so dass, axial gesehen, auch die beiden Betätigungselemente in unterschiedlichen Axialebenen mit den jeweiligen ersten und zweiten Federelementen gekoppelt sind. Neben dieser integrierten Anordnung der Federelemente ist auch eine separate Anordnung der unterschiedlich langen, ersten und zweiten Federelemente, auf gleichem Radius liegend, aus
DE 10 2016 222 739 A1 bekannt.
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Aufgrund der unterschiedlichen Länge der ersten und zweiten Federelemente ist die bekannte Federanordnung axial gesehen nicht allzu kompakt. Insbesondere wirken im Betrieb aufgrund der unterschiedlichen Geometrie der Federelemente unterschiedliche Fliehkräfte, die darüber hinaus auch ungleichförmig verteilt sind. Dies ist insbesondere bei Verwendung einer solchen Doppelkupplungsanordnung in Verbindung mit rein elektrischen Antrieben problematisch, da die Antriebe respektive Elektromaschinen mit sehr hohen Drehzahlen laufen und demzufolge auch die Kupplungsanordnung und mit ihr die Federpakete mit sehr hohen Drehzahlen rotieren.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Kupplungsanordnung anzugeben.
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Zur Lösung des Problems ist bei einer Kupplungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die ersten Federelemente andererseits an ersten Druckabschnitten eines über das erste Betätigungselement bewegbaren ersten Druckrings und die zweiten Federelemente andererseits an zweiten Druckabschnitten eines über das zweite Betätigungselement bewegbaren zweiten Druckrings abgestützt sind, wobei die ersten und zweiten Federelemente die gleiche Länge aufweisen und zwischen den ersten Druckabschnitten Durchgriffsöffnungen ausgebildet sind, durch die die zweiten Druckabschnitte greifen.
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Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung sind die ersten und zweiten Federelemente gleich lang, das heißt, dass Federelemente mit gleicher Geometrie verwendet werden können, wobei sich lediglich innerhalb der Federelementeigenschaften Unterschiede zeigen können, die sich jedoch nicht auf die Federgeometrie auswirken. Sie sind an einem gemeinsamen Trägerring mit einem Ende abgestützt. Die anderen Enden der ersten und zweiten Federelemente sind an entsprechenden ersten und zweiten Druckabschnitten der beiden Betätigungselemente abgestützt, wobei, da die Federelemente gleiche Länge aufweisen, im unbetätigten Zustand, wenn also die Druckringe nicht belastet sind, diese Druckabschnitte in der gleichen Axialebene liegen. Um eine separate Betätigung der ersten und zweiten Federelemente zu ermöglichen, muss die Möglichkeit gegeben sein, dass die Druckabschnitte einander durchgreifen können. Zu diesem Zweck sind am ersten Druckring zwischen den dort ausgebildeten ersten Druckabschnitten entsprechende Durchgriffsöffnungen ausgebildet, durch die die zweiten Druckabschnitte des zweiten Druckrings, der axial gesehen etwas vom ersten Druckring beabstandet ist, durchgreifen können.
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Es ergibt sich demzufolge ein axial gesehen sehr kompakter Federpaketaufbau, der auch, da gleiche Federelemente verwendet werden können, homogen ist, so dass in Verbindung mit der kompakten Anordnung auf gleichem Radius die auf die Federelemente wirkenden Fliehkräfte gering gehalten werden, insbesondere, da die Möglichkeit besteht, aufgrund der kompakten Anordnung auf gleichem Radius die Federelemente sehr nahe um die Antriebswelle anzuordnen, also den Durchmesser der Federanordnung relativ gering zu halten. Daher eignet sich die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung insbesondere für hochdrehende Anwendungen.
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Als Federelemente sind bevorzugt Schraubenfedern vorgesehen, wobei sich bevorzugt die ersten und zweiten Federelemente, in Umfangsrichtung gesehen, in ihrer Anordnung abwechseln und demzufolge auch die ersten und zweiten Druckabschnitte einander abwechselnd ausgebildet sind. Dies führt natürlich auch zu einem symmetrischen Aufbau der Druckringe, was einerseits für eine symmetrische Krafteinleitung über die Druckringe in die Federelementpakete und umgekehrt sorgt, so dass es nicht zu einem Verkippen kommen kann und andererseits die Druckringe in Bezug auf die Fliehkräfte quasi ausgeglichen sind.
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Die Druckabschnitte selbst sind bevorzugt als flächige Laschen ausgebildet, so dass eine hinreichend große Abstützfläche für die jeweiligen Federelemente respektive Schraubenfedern gegeben ist.
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Um die Schraubenfedern auf einfache Weise am Trägerring und den Laschen fixieren zu können, sind zweckmäßigerweise an dem Trägerring und den Laschen axiale Ausstellungen ausgebildet, auf denen die Schraubenfedern am Innenumfang fixiert sind. Diese zylindrischen, sich axial erstreckenden Ausstellungen greifen in den Innenumfang der Schraubenfedern ein, das heißt, dass die Schraubenfedern auf diese Ausstellung aufgepresst und damit sicher fixiert sind.
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Wie beschrieben wird der erste Druckring über das erste Betätigungselement, also den ersten Drucktopf bewegt, während der zweite Druckring über das zweite Betätigungselement, also den zweiten Drucktopf bewegt wird, wobei die Drucktöpfe in bekannter Weise über entsprechende hydraulische Kolbenanordnungen, beispielsweise CSC-Betätigungsanordnungen, axial bewegt werden. Sowohl bei radialer Verschachtelung der ersten und zweiten Teilkupplung als auch bei axialer Anordnung derselben ist der erste Drucktopf axial versetzt zum zweiten Drucktopf angeordnet, was dazu führt, dass auch der erste und der zweite Druckring axial gesehen zumindest mit den Abschnitten, an denen die Drucktöpfe angreifen, versetzt zueinander sind. Um auf einfache Weise das erste Betätigungselement mit der Kolbenanordnung respektive dem zwischengeschalteten Ausrücklager koppeln zu können, sind zweckmäßigerweise am Druckring Durchbrechungen vorgesehen, durch die entsprechende, sich axial erstreckende Finger des ersten Betätigungselements greifen. Diese Finger laufen axial zu dem Ausrücklager der Kolbenanordnung, wo sie anliegen, so dass eine mechanische Kopplung gegeben ist. Dabei können die Durchbrechungen im zweiten Druckring in Verlängerung der ersten Druckabschnitte des ersten Druckrings ausgebildet sein, sie können aber auch in Umfangsrichtung versetzt hierzu ausgebildet sein.
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Insbesondere bei radialer Verschachtelung der beiden Teilkupplungen, grundsätzlich möglich aber auch bei axialer Anordnung der beiden Teilkupplungen, ist es zweckmäßig, wenn der zweite Druckring einen größeren Außendurchmesser als der erste Druckring aufweist, wobei am Außenumfang des ersten und/oder des zweiten Druckrings ein Anlageabschnitt für das erste oder zweite Betätigungselement ausgebildet ist. Vor allem bei radialer Schachtelung der beiden Teilkupplungen muss das zweite Betätigungselement radial weiter nach außen zum radial außenliegenden zweiten Lamellenpaket geführt werden. Da aber auch die hydraulischen Betätigungsanordnungen, beispielsweise die CSC-Anordnung, konzentrisch ausgebildet ist, so dass die entsprechende Kolben konzentrisch zueinander angeordnet und damit ebenfalls radial geschachtelt sind, wie auch die entsprechenden Ausrücklager, ist der zweite Druckring mit größerem Innendurchmesser ausgeführt als der erste Druckring. Von daher greift der zweite Drucktopf an einer radial gesehen weiter außen liegenden Position am Anlageabschnitt des zweiten Druckrings an als der erste Drucktopf am ersten Druckring. Unabhängig davon ermöglicht die entsprechende Druckringausgestaltung eine weitere Kompaktierung und damit die verbesserte Ausnutzung des vorhandenen Bauraums.
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Der Trägerring, insbesondere aber auch die beiden Druckringe, sind als einfache Blechbauteile aus einem Metallblech gefertigt. Um dieses im Hinblick auf die wirkenden Kräfte zu versteifen, ist es möglich, den Trägerring und/oder den ersten und/oder den zweiten Druckring über Sicken und/oder umgelegte Randabschnitte zu versteifen, also durch entsprechende geometrische Ausbildung die Steifigkeit zu erhöhen.
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Des Weiteren kann bei einer Kupplungseinrichtung, wie sie zu Beginn der Beschreibungseinleitung dem Grunde nach definiert ist und auch bereits bekannt ist, und die nicht zwingend die vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Merkmale aufweist, vorgesehen sein, dass eine auf einer Welle drehfest angeordnete Nabe vorgesehen ist, an der ein Mitnehmerelement, das mit Außenlamellenträgern der beiden Lamellenpakete gekoppelt ist, angeordnet ist, wobei die Nabe über einen in einer Nut an der Welle axial festgelegten Sicherungsring axial gesichert ist, wobei an dem Trägerring des Federpakets wenigstens ein sich axial erstreckender Sicherungsabschnitt vorgesehen ist, der am Sicherungsring, ihn radial übergreifend, anliegt. Wie bereits einleitend beschrieben, wird über die Antriebswelle das Drehmoment eingeleitet, das über ein mit der Antriebswelle verbundenes Mitnehmerelement in Form eines Ringflansches, der mit beiden in diesem Fall bevorzugt radial geschachtelten, konzentrisch ineinander angeordneten Außenlamellenträgern der beiden Teilkupplungen verbunden ist, an diese übertragen wird. Das Mitnehmerelement ist über eine in eine Axialverzahnung am Außenumfang der Antriebswelle kämmend eingesetzte, innenverzahnte Nabe mit der Antriebswelle drehfest verbunden. Diese Nabe wird von einem Ende der Antriebswelle in die Axialverzahnung eingeschoben und ist an dieser über einen Sicherungsring axial zu fixieren. Der Sicherungsring, ein geschlitzter Metallring, wird in eine Radialnut, die im Bereich der Außenverzahnung der Antriebswelle ausgebildet ist, eingeschnappt, so dass die Nabe an ihm axial abgestützt ist.
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Während bei üblichen Anwendungen in Verbindung mit Brennkraftmaschinen, bei denen die Kupplungsanordnung keinen allzu hohen Drehzahlen ausgesetzt ist, keine Gefahr besteht, dass der Sicherungsring fliehkraftbedingt seine Form ändert und, da geschlitzt, sich weitet und aus der Nut springen kann, hat sich bei Anwendung der Kupplungsanordnung in Verbindung mit einem rein elektrischen Antrieb, also einer entsprechenden Elektromaschine, mit den sehr hohen Drehzahlen herausgestellt, dass es eben hierzu kommen kann. Um auf einfache Weise eine Sicherung des Sicherungsrings gegen ein fliehkraftbedingtes Aufweiten zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, diese Sicherung über den Trägerring des Federpakets umfassend die ersten und zweiten Federelemente vorzunehmen, was möglich ist, nachdem die Federelemente respektive die Federelementanordnung sehr kompakt ist und um die Antriebswelle bzw. die Nabe mit geringem Abstand verläuft. Dies ermöglicht es, am Trägerring einen entsprechenden Sicherungsabschnitt auszubilden, der sich axial erstreckt und den Sicherungsring radial übergreift und an ihm anliegt. Der Trägerring erfüllt demzufolge eine Doppelfunktion, nämlich zum einen die der Abstützung der ersten und zweiten Federelemente, zum anderen die der Sicherung des Sicherungsrings. Das heißt, dass die Kupplungsanordnung auch mit Drehzahlen, die deutlich höher als die Loslösedrehzahl des geschlitzten Sicherungsrings ohne zusätzlicher Sicherung über den Trägerring liegt, rotieren kann, ohne dass es zu irgendwelchen Problemen hinsichtlich der Anordnung des Sicherungsrings in der Nut kommen kann.
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Dabei kann der Sicherungsring als um den gesamten Innenumfang des Trägerrings umlaufender Bördelabschnitt ausgeführt sein, das heißt, dass dieser Bördelabschnitt den Sicherungsring um den gesamten Ringumfang umgreift und an ihm anliegt. Alternativ ist es auch denkbar, dass am Innenumfang des Trägerrings mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, jeweils einen Sicherungsabschnitt bildende Bördellaschen ausgebildet sind. In diesem Fall ist die Anlage nicht um den gesamten Umfang, sondern nur lokal gegeben, was aber ebenfalls ausreichend für eine Sicherung ist. Beispielsweise sind 4 - 10 derartiger Bördellaschen ausgebildet.
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Wie beschrieben sind die beiden Teilkupplungen bevorzugt radial ineinander liegend angeordnet, das heißt, dass die beiden Lamellenpakete radial ineinander liegen und konzentrisch zueinander verlaufen, ebenso die entsprechenden ringförmigen Lamellenträger. Dies ermöglicht insbesondere in axialer Richtung gesehen einen sehr kompakten Aufbau, wobei, da die Federelementanordnung quasi einen minimal möglichen Innendurchmesser aufweist und unmittelbar benachbart zur Antriebswelle respektive der Nabe verläuft, eine weitergehende Kompaktierung möglich ist, da die Federelementanordnung in einen noch vorhandenen, bis dato ungenutzten Bauraum integriert werden kann respektive für eine separate Federanordnung, wie bisher, kein Bauraum benötigt wird. Radial gesehen ist, da die entsprechenden Komponenten mit geringem Abstand zueinander angeordnet werden können, ebenfalls ein hinreichend hoher Kompaktierungsgrad gegeben. Alternativ dazu besteht aber natürlich auch die Möglichkeit, die Lamellenpakete respektive Teilkupplungen axial hintereinander liegend anzuordnen. Dies erlaubt es, insbesondere in radialer Richtung relativ gering aufzubauen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Perspektivansicht einer Federelementanordnung respektive des kompletten Federpakets aus Trägerring und den beiden Druckringen, und
- 2 eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung mit zwei Teilkupplungen und der Federelementanordnung aus 1.
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1 zeigt eine Perspektivansicht eines für eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung vorgesehenen Federpakets 1, umfassend erste Federelemente 2 sowie zweite Federelemente 3, die einander abwechselnd auf gleichem Radius mit einer Seiten an einem Trägerring 4 abgestützt sind. Die Federelemente 2, 3 sind bevorzugt identisch in ihrer Geometrie und bevorzugt auch in der Anzahl, jedoch kann die Anzahl variieren, wie auch die verschiedenen Federelemente beispielsweise unterschiedliche Federraten aufweisen. In jedem Fall weisen die ersten und zweiten Federelemente 2, 3 allesamt die gleiche Länge auf.
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Am Trägerring 4, der einen entsprechenden Radialflansch 5 aufweist, sind entsprechende, axial gerichtete Ausstellungen 6 ausgebildet, die zylindrisch sind und die in die ersten und zweiten Federelemente 2, 3 eingreifen, die auf diese Ausstellungen 6 aufgepresst sind, worüber die Federelemente 2, 3 am Trägerring 4 fixiert sind.
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Der Trägerring 4 weist des Weiteren an seinem Innenumfang einen axial ausgestellten Ringflansch 7 auf, der als umlaufender gebördelter Sicherungsabschnitt 8 der Sicherung eines Sicherungsrings dient, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Die ersten Federelemente 2 dienen zum Rückstellen eines mit ihnen bewegungsgekoppelten ersten Betätigungselements in Form eines Drucktopfes einer ersten Teilkupplung, während die zweiten Federelemente 3 der Rückstellung eines zweiten Betätigungselements in Form eines zweiten Drucktopfs einer zweiten Teilkupplung dienen. Für die Kopplung der ersten und zweiten Federelemente 2, 3 mit den jeweiligen ersten und zweiten Betätigungselementen ist ein erster Druckring 9, der axial gesehen näher zum Trägerring 4 angeordnet ist, sowie ein zweiter Druckring 10 vorgesehen. Am ersten Druckring 9 sind radial nach innen vorstehende erste Druckabschnitte 11 in Form von flächigen Laschen 12 ausgebildet, an denen ebenfalls entsprechende Ausstellungen 13 ausgebildet sind, die in die ersten Federelemente 2 eingreifen, auf diese sind also die ersten Federelemente 2 an dieser Seite aufgepresst.
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Zwischen den ersten Druckabschnitten 11 sind Durchgriffsöffnungen 14 ausgebildet, in die zweite Druckabschnitte 15 in Form von größerflächigen Laschen 16 eingreifen, die am zweiten Druckring 10 ausgebildet sind, wozu am zweiten Druckring 10 ein axial verlaufender Flansch 17 ausgebildet ist, an dessen Innenumfang die Laschen 16, radial nach innen gerichtet, angeformt sind. Auch an den Laschen 16 sind entsprechende Ausstellungen 18 ausgebildet, auf die die zweiten Federelemente 3 aufgepresst sind.
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Aufgrund der gleichen Länge der Federelemente 2, 3 liegen im unbelasteten Zustand die Laschen 12, 16 axial gesehen in derselben Ebene. Wird über das erste Betätigungselement der erste Druckring 9 axial verschoben, so werden die ersten Federelemente 2 zusammengedrückt, der erste Druckring 9 bewegt sich vom unbetätigten zweiten Druckring 10 weg, die zweiten Laschen 16 wandern aus den Durchgriffsöffnungen 14. Umgekehrt werden, wenn der erste Druckring 9 unbelastet ist und das zweite Betätigungselement den zweiten Druckring 10 axial bewegt, die zweiten Federelementen 3 komprimiert, wobei während dieser Druckringbewegung die zweiten Laschen 16 durch die Durchgriffsöffnungen 14 hindurch bewegt werden. Das heißt, dass entsprechende Durchgriffe gebildet sind, die eine separate Bewegung der beiden Druckringe 9, 10 relativ zueinander ermöglichen.
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Am zweiten Druckring 10 ist ein Radialflansch 19 ausgebildet, der am Außenumfang einen ausgeformten Anlageabschnitt 20 aufweist, an dem das zweite Betätigungselement in Form des Drucktopfes anliegt, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Auch der erste Druckring 9 weist an seinem Außenumfang einen Anlageabschnitt 21 auf, gegen den das erste Betätigungselement, also der erste Drucktopf, anliegt. Die jeweiligen, randseitigen Geometrien der beiden Drucktöpfe 9, 10 sind durch entsprechende Umformvorgänge ausgebildet, die umlaufenden Falze dienen der Aussteifung des jeweiligen Druckrings 9, 10, wobei hier auch zusätzliche Sicken oder Ähnliches, wenngleich nicht näher dargestellt, in die entsprechenden Ringabschnitte eingeformt werden können. Dies ist ohne weiteres möglich, als die Druckringe 9, 10, wie auch der Trägerring 4, aus einem Metallblech gebildet sind.
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Während der zweite Druckring 10, da axial außenliegend, ohne weiteres im Bereich des Anlageabschnitts 20 mit dem zweiten Betätigungselement, also dem zweiten Drucktopf mechanisch gekoppelt werden kann, sind für die Kopplung des ersten Druckrings 9 mit dem ersten Betätigungselement respektive ersten Drucktopf entsprechende Vorkehrungen vorgesehen, um dieses erste Betätigungselement anderenends mit der hydraulischen Betätigungseinrichtung respektive dem zugeordneten Ausrücklager zu verbinden. Am Radialflansch 19 sind in Umfangsrichtung verteilt mehrere Durchbrechungen 22 ausgebildet, durch die sich axial erstreckende, hier nicht näher gezeigte Finger des ersten Druckrings erstrecken, die in der Montagestellung am Ausrücklager der zugehörigen hydraulischen Betätigungseinrichtung anliegen. Im gezeigten Beispiel sind die Durchbrechungen 22 radial versetzt zu den ersten Laschen 12 ausgebildet, sie können aber auch in axialer Verlängerung hierzu positioniert sein.
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2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung 23, umfassend eine erste Teilkupplung 24 mit einem ersten Lamellenpaket 25 umfassend an einem ersten Außenlamellenträger 26 angeordnete, axial verschiebbare Außenlamellen 27 sowie an einem radial innenliegenden ersten Innenlamellenträger 28 angeordnete, axial verschiebbare Innenlamellen 29, die zwischen die Außenlamellen 27 greifen.
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Der Außenlamellenträger 26 ist über ein Mitnehmerelement 30, das eine entsprechende Nabe 31 aufweist, mit einer ein zu übertragendes Drehmoment einleitenden Antriebswelle 32 verbunden, wozu die Nabe 31 mit einer axialen Innenverzahnung 33 in eine axiale Außenverzahnung 34 der Antriebswelle 32 eingeschoben ist. Die axiale Sicherung erfolgt über einen Sicherungsring 35, der in eine Ringnut 36 in der Außenverzahnung 34 eingeschnappt ist. Der Radialflansch 30 durchgreift mit entsprechenden Mitnehmerfingern 37 den Außenlamellenträger 26, der endseitig entsprechende Finger 38 aufweist, zwischen die die Mitnehmerfinger 37 greifen.
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Der Innenlamellenträger 28 ist mit einer axialen Innenverzahnung 39 auf eine axiale Außenverzahnung 40 einer ersten Abtriebswelle 41 aufgeschoben und auch dort über einen Sicherungsring 42, der in eine Nut eingreift, axial gesichert. Über ihn wird das über die Antriebswelle 32 eingeleitete Drehmoment bei Zusammendrücken des Lamellenpakets 25 auf die erste Abtriebswelle 41 gegeben.
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Vorgesehen ist des Weiteren eine radial weiter außenliegende zweite Teilkupplung 43 (43 = Nut), die ein zweites Lamellenpaket 44 umfassend einen Außenlamellenträger 45 mit daran axial verschiebbaren Außenlamellen 46 sowie einen Innenlamellenträger 47 mit daran axial verschiebbaren Innenlamellen 48 auf. Der Außenlamellenträger 45 weist an seinem Ende entsprechende axial gerichtete Finger 49 auf, zwischen die die Mitnehmerfinger 37 greifen. Über das Mitnehmerelement 30 ist demzufolge eine drehfeste Kopplung der Antriebswelle 32 zu den beiden Außenlamellenträger 26 und 45 gegeben, so dass diese bei einer Rotation der Antriebswelle 32 zwingend ebenfalls samt ihrer Außenlamellen 27, 46 gedreht werden. Zur Sicherung dieser mechanischen Verbindung ist das Mitnehmerelement 30 über entsprechende Sicherungsringe 50, 51, die in entsprechenden Nuten an den Fingern 38, 49 eingreifen, axial gesichert.
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Der Innenlamellenträger 47 ist über eine Nabe 52, die eine axiale Innenverzahnung 53 aufweist, auf einer axialen Außenverzahnung 54 einer zweiten Abtriebswelle 55 drehfest aufgenommen und über einen Sicherungsring 42 gesichert. Beim Zusammendrücken des zweiten Lamellenpakets 44 wird demzufolge das über die Antriebswelle 32 eingeleitete Drehmoment auf den Innenlamellenträger 47 und über diesen auf die zweite Abtriebswelle 55 übertragen.
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Zum Zusammendrücken des ersten Lamellenpakets 25 ist ein erstes Betätigungselement 56 vorgesehen, das, wie 2 zeigt, einerseits am ersten Lamellenpaket 25 angreift und anderenends mit einer hydraulischen ersten Betätigungseinrichtung 57 respektive deren Ausrücklager 58 gekoppelt ist. Wird ein hydraulisch axial bewegbarer Kolben 59 axial verschoben, wird auch das Ausrücklager 58 verschoben, woraufhin das erste Betätigungselement 56, ein Drucktopf, gegen das erste Lamellenpaket zum Zusammendrücken bewegt wird.
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In gleicher Weise ist das zweite Lamellenpaket 44 über ein zweites Betätigungselement 60, wiederum in Form eines Drucktopfes, axial zusammendrückbar. Das zweite Betätigungselement 60 ist mit seinem anderen Ende mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 61 respektive deren Ausrücklager 62 gekoppelt, so dass bei hydraulischer Verschiebung eines weiteren Ringkolbens 63 das Ausrücklager 62 und mit ihm das zweite Betätigungselement 60 zum Zusammendrücken des zweiten Lamellenpakets 44 verschoben wird.
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Die Verschiebung der ersten und zweiten Betätigungselemente 56, 60 erfolgt gegen das Federpaket 1, das radial unmittelbar benachbart zur Nabe 31 respektive zur Antriebswelle 32 angeordnet ist und sich ersichtlich unter den Innenlamellenträger 28 der ersten Teilkupplung 24 erstreckt. Gezeigt ist in der Schnittansicht exemplarisch ein zweites Federelement 3, das einerseits am Trägerring 4, andererseits an der zweiten Lasche 16 des zweiten Druckrings 10 befestigt ist. Neben dem zweiten Druckring 10 ist auch der erste Druckring 9 gezeigt, wobei aus dieser Figur ersichtlich ist, dass die Laschen 12 und 16 in einer Axialebene liegen, also radial gesehen miteinander fluchten.
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Der erste Druckring 9 dient der Auflagerung des ersten Betätigungselements 56, das im Bereich seines oberen Randes anliegt. Wird das erste Betätigungselement 56 axial nach links verschoben, werden die ersten Federelemente 2 zusammengedrückt, die zweiten Federelemente 3 bleiben unbetätigt, der zweite Druckring 10 wird nicht bewegt. Die ersten Federelemente 2 bauen eine Rückstellkraft auf, die bei Entlastung das erste Betätigungselement 56 wieder in die Ausgangsstellung zurückschieben.
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Am zweiten Druckring 10 greift im Anlageabschnitt 20 das zweite Betätigungselement 60 an. Wird dieses axial nach links bewegt, so werden die zweiten Laschen 16 durch den ersten Druckring 9 respektive die Durchgriffsöffnungen 14 hindurchgeschoben, so dass die zweiten Federelemente 3 zusammengedrückt werden und die Rückstellkraft aufbauen, die bei Entlastung das zweite Betätigungselement 60 wieder zurückdrängt.
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Aufgrund der Anordnung der beiden Druckringe 9, 10 axial hintereinander durchgreift das erste Betätigungselement 56 mit entsprechenden axial verlaufenden Fingern 64 den zweiten Druckring 10 in dessen Durchbrechungen 22, wie die Finger 64 auch entsprechende Durchbrechungen 65 im Mitnehmerelement 30 durchgreifen, so dass die Finger 64 am Ausrücklager 58 anliegen.
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Wie beschrieben ist die Nabe 31 über den Sicherungsring 35 auf der Antriebswelle 32 axial gesichert. Ersichtlich übergreift der am Trägerring 4 ausgeformte, sich axial erstreckende und umlaufende Sicherungsabschnitt 8 den Sicherungsring 35, er liegt radial an ihm auf. Aufgrund dieses vollständigen Umgriffs ist ausgeschlossen, dass der Sicherungsring 35 sich auch bei extrem hoher Drehzahl verformt und weitet und aus der Nut 36 springen kann. Vielmehr ist er über den Sicherungsabschnitt 8 in der Nut 36 zwangsfixiert.
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Aufgrund des extrem kleinen Durchmessers des Federpakets 1 ist dieses sehr kleinbauend, weshalb es in dieser Position angeordnet werden kann, in der es aufgrund des geringen Durchmessers deutlich geringeren Fliehkräften ausgesetzt ist, als bei Ausführung mit größerem Durchmesser und anderer Positionierung. Auch ist durch die Integration des Federpakets 1 quasi unterhalb des ersten Innenlamellenträgers 28 eine optimale Bauraumausnutzung gegeben, wie darüber hinaus auch der Trägerring 4 seine Doppelfunktion einerseits als Stützring für die Federelemente 2, 3, andererseits als Sicherungsbauteil für den Sicherungsring 35 über den trägerringseitigen Sicherungsabschnitt 8 erfüllen kann.
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Wenngleich die 1 und 2 einen umlaufenden Sicherungsabschnitt 8 zeigen, ist es gleichermaßen denkbar, in Umfangsrichtung versetzte, separate laschenartige Sicherungsabschnitte auszubilden, die keine vollumfänglichen, sondern nur einen lokalen Übergriff über den Sicherungsring 35 erwirken, was aber gleichermaßen wirkungsvoll ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federpaket
- 2
- Federelement
- 3
- Federelement
- 4
- Trägerring
- 5
- Radialflansch
- 6
- Ausstellung
- 7
- Ringflansch
- 8
- Sicherungsabschnitt
- 9
- Druckring
- 10
- Druckring
- 11
- Druckabschnitt
- 12
- Lasche
- 13
- Ausstellung
- 14
- Durchgriffsöffnung
- 15
- Durchgriffsöffnung
- 16
- Lasche
- 17
- Flansch
- 18
- Ausstellung
- 19
- Radialflansch
- 20
- Anlageabschnitt
- 21
- Anlageabschnitt
- 22
- Durchbrechung
- 23
- Kupplungsanordnung
- 24
- Teilkupplung
- 25
- Lamellenpaket
- 26
- Außenlamellenträger
- 27
- Außenlamellenträger
- 28
- Innenlamellenträger
- 29
- Innenlamelle
- 30
- Mitnehmerelement
- 31
- Nabe
- 32
- Antriebswelle
- 33
- Innenverzahnung
- 34
- Außenverzahnung
- 35
- Sicherungsring
- 36
- Ringnut
- 37
- Mitnehmerfinger
- 38
- Finger
- 39
- Innenverzahnung
- 40
- Außenverzahnung
- 41
- Abtriebswelle
- 42
- Sicherungsring
- 43
- Teilkupplung
- 44
- Lamellenpaket
- 45
- Außenlamellenträger
- 46
- Außenlamelle
- 47
- Innenlamellenträger
- 48
- Innelamelle
- 49
- Finger
- 50
- Sicherungsring
- 51
- Sicherungsring
- 52
- Nabe
- 53
- Innenverzahnung
- 54
- Außenverzahnung
- 55
- Abtriebswelle
- 56
- Betätigungselement
- 57
- Betätigungseinrichtung
- 58
- Ausrücklager
- 59
- Kolben
- 60
- Betätigungselement
- 61
- Betätigungseinrichtung
- 62
- Ausrücklager
- 63
- Ringkolben
- 64
- Finger
- 65
- Durchbrechung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016222739 A1 [0006]
