DE102019201878A1

DE102019201878A1 - Kupplungsanordnung

Info

Publication number: DE102019201878A1
Application number: DE102019201878.5A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Grosspietsch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Eine Kupplungsanordnung (1; 1a) ist mit einer Kupplungseinrichtung (29) versehen, aufweisend ein zu Drehbewegungen um eine Zentralachse (2) befähigtes Kupplungsgehäuse (4) und vorgesehen zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen einem Antrieb (7) und einem Abtrieb (33) bei in eingerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten (55) sowie zur Trennung des Abtriebs (33) vom Antrieb (7) bei in ausgerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten (55), wobei die Kupplungskomponenten (55) in Form wenigstens eines Kupplungskolbens (20) sowie zumindest eines Kupplungselementes (27, 37) vorgesehen sind, durch den Kupplungskolben (20) eine zumindest wesentliche Abdichtung zwischen einem Druckraum (21) und einem Torusraum (24) erfolgt, in welchem das zumindest eine Kupplungselement (27, 37) aufgenommen ist, und der Druckraum (21) sowie der Torusraum (24) zur Versorgung mit Fluid oder zur Abführung von Fluid über Druckleitungen (25; 36) an eine Versorgungseinheit (26) angeschlossen sind. Eine zur Versorgung mit Fluid dienende erste Druckleitung (36) ist an den Torusraum (24) angeschlossen und steht über diesen mit dem Druckraum (21) in Druckverbindung, und eine zur Abführung von Fluid dienende zweite Druckleitung (25) ist ebenfalls an den Torusraum (24) angeschlossen, wobei der Kupplungskolben (20) dem Druckraum (21) zugeordnet ist, und an seiner von dem Druckraum (21) abgewandten Seite einen Ausgleichsraum (40) begrenzt, in welchem ein vom Druck im Torusraum (24) abweichender Druck eingestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung mit einer Kupplungseinrichtung, aufweisend ein zu Drehbewegungen um eine Zentralachse befähigtes Kupplungsgehäuse und vorgesehen zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb bei in eingerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten sowie zur Trennung des Abtriebs vom Antrieb bei in ausgerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten, wobei die Kupplungskomponenten in Form wenigstens eines Kolbens sowie zumindest eines Kupplungselementes vorgesehen sind, durch den Kolben eine zumindest wesentliche Abdichtung zwischen einem Druckraum und einem Torusraum erfolgt, in welchem das zumindest eine Kupplungselement aufgenommen ist, und der Druckraum sowie der Torusraum zur Versorgung mit Fluid oder zur Abführung von Fluid über Druckleitungen an eine Versorgungseinheit angeschlossen sind.
Eine derartige Kupplungsanordnung ist aus der DE 10 2006 023 288 A1 bekannt. Der Torusraum der Kupplungsanordnung ist über eine erste Druckleitung zur Versorgung mit Fluid sowie über eine zweite Druckleitung zur Abführung von Fluid an die Versorgungseinheit angeschlossen. Während diese beiden Druckleitungen in üblicher Weise mit einem als Versorgungseinheit dienenden Getriebe verbunden sind, ist der Druckraum der Kupplungsanordnung zur Versorgung mit Fluid über eine Druckleitung an eine Druckquelle angeschlossen, die von der Versorgungseinheit und damit vom Getriebe unabhängig sein kann. Auf diese Weise kann zwar eine als Drei-Leitungssystem ausgebildete Kupplungsanordnung auch dann durch eine Versorgungseinheit versorgt werden, wenn das dieser Versorgungseinheit zugeordnete Getriebe als Zweileitungssystem ausgeführt ist, jedoch ist der hierzu notwendige technische Aufwand aufgrund der zusätzlichen Druckquelle sowie der ergänzenden Druckquelle erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung derart auszubilden, dass diese auch mit lediglich zwei Druckleitungen, mithin also bei Ausführung als Zweileitungssystem, für einen effizienten Wärmeaustausch an Kupplungskomponenten der Kupplungseinrichtung geeignet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Kupplungsanordnung mit einer Kupplungseinrichtung vorgesehen, aufweisend ein zu Drehbewegungen um eine Zentralachse befähigtes Kupplungsgehäuse und vorgesehen zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb bei in eingerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten sowie zur Trennung des Abtriebs vom Antrieb bei in ausgerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten, wobei die Kupplungskomponenten in Form wenigstens eines Kolbens sowie zumindest eines Kupplungselementes vorgesehen sind, durch den Kolben eine zumindest wesentliche Abdichtung zwischen einem Druckraum und einem Torusraum erfolgt, in welchem das zumindest eine Kupplungselement aufgenommen ist, und der Druckraum sowie der Torusraum zur Versorgung mit Fluid oder zur Abführung von Fluid über Druckleitungen an eine Versorgungseinheit angeschlossen sind.
Von besonderer Bedeutung hierbei ist, dass eine zur Versorgung mit Fluid dienende erste Druckleitung an den Torusraum angeschlossen ist und über diesen mit dem Druckraum in Druckverbindung steht, dass eine zur Abführung von Fluid dienende Druckleitung ebenfalls an den Torusraum angeschlossen ist, und dass der Kupplungskolben dem Druckraum zugeordnet ist, und an seiner von dem Druckraum abgewandten Seite einen Ausgleichsraum begrenzt, in welchem ein vom Druck im Torusraum abweichender Druck eingestellt ist.
Durch den Anschluss beider Druckleitungen an den Torusraum kann dieser wie üblich durchströmt und dadurch eine intensive Kühlung von Kupplungskomponenten der Kupplungseinrichtung in Form wenigstens eines Kolbens sowie zumindest eines Kupplungselementes erzielt werden. Im Gegensatz zum Torusraum verbleibt der Druckraum ohne Anschluss an eine Druckleitung, und wird stattdessen über den Torusraum versorgt, mit welchem der Druckraum in Druckverbindung steht. Hierfür verfügt der Torusraum über einen zu dem Druckraum führenden Strömungsdurchgang. Dadurch wird ein Druckanstieg im Torusraum zwangsläufig auch zu einem Druckanstieg im Druckraum führen, und ein Druckabfall im Torusraum zwangsläufig auch zu einem Druckabfall im Druckraum. Der Druck im Druckraum ist also regelbar, ohne dass der Druckraum über einen eigenen Druckanschluss verfügt. Voraussetzung für diese Funktionalität ist allerdings, dass in dem Ausgleichsraum, welcher dem Druckraum zugeordnet ist, ein vom Druck im Torusraum abweichender Druck eingestellt ist. Insofern wird ein Druckanstieg im Druckraum zu einer Verlagerung des Kupplungskolbens in Richtung zum Ausgleichsraum führen, sobald der Druck im Druckraum höher als der Druck in dem Ausgleichsraum ist, während ein Druckabfall im Druckraum zu einer Verlagerung des Kupplungskolbens in vom Ausgleichsraum fortweisender Richtung führen wird, sobald der Druck im Druckraum geringer ist als der Druck im Ausgleichsraum.
Da der Druckraum keine Kupplungskomponenten der Kupplungseinrichtung aufnimmt, und in einer derartigen Kupplungsanordnung primär die Kupplungskomponenten einer intensiven Kühlung bedürfen, ist der Verzicht auf eine dem Druckraum zugeordnete separate Druckleitung auch unter dem Aspekt der Kühlung unkritisch.
Während der Druckaufbau im Druckraum über den Strömungsdurchgang zum Torusraum realisiert wird, erfolgt ein Druckabbau im Druckraum über diejenige Druckleitung, die zur Abführung von Fluid aus dem Torusraum dient, da diese Druckleitung mit dem Strömungsdurchgang zwischen Torus- und Druckraum in Strömungsverbindung steht. Der Strömungsdurchgang ist mit Vorzug radial innerhalb der Kupplungskomponenten vorgesehen, so dass auch der Druckraum, ebenso wie der Torusraum, von radial innen aus versorgt werden kann. Der Strömungsdurchgang kann hierbei den Radialbereich von Naben des Kupplungsgehäuses sowie zumindest einer Kupplungskomponente durchdringen.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass bei der Kupplungsanordnung zur Erfüllung der Funktionalität in dem Ausgleichsraum, welcher dem Druckraum zugeordnet ist, ein vom Druck im Torusraum abweichender Druck eingestellt sein muss. Mit Vorzug wird dafür gesorgt, dass der Druck im Ausgleichsraum unabhängig vom jeweiligen Schaltzustand der Kupplungseinrichtung stets zumindest im Wesentlichen konstant ist, und idealerweise sogar zumindest im Wesentlichen drucklos. Im letztgenannten Fall ist der Ausgleichsraum über eine Druckentlastungsleitung mit einem Bereich außerhalb des Kupplungsgehäuses verbunden.
Sofern keine Maßnahmen getroffen sind, im Ausgleichsraum einen den Druck im Druckraum übersteigenden Druck aufzubauen, um dadurch den Kupplungskolben in seine Ausrückposition zurückzubewegen, ist es erforderlich, diese Rückbewegung des Kupplungskolbens auf andere Weise herbeizuführen. Vorzugsweise ist hierzu vorgesehen, dem Kupplungskolben eine Gegenfeder zuzuordnen, deren Anpresskraft bei Aufbau einer Druckerhöhung im Druckraum unter Verformung der Gegenfeder überwunden wird, während die Gegenfeder durch Druckabsenkung im Druckraum unter Entformung den Kupplungskolben bei dessen Rückkehr in seine Einrückposition unterstützt. Idealerweise ist die Gegenfeder einerends an dem Kupplungskolben und anderenends an einer Begrenzungswand des Anpressraumes abgestützt.
Bei der bislang behandelten Kupplungsanordnung handelt es sich um eine Ausführung, die normalerweise ausgerückt ist, zur Übertragung von Drehmoment aber eingerückt werden kann. Derartige Kupplungsanordnungen werden in Fachkreisen üblicherweise als „normally opened“ bezeichnet. Soll die Kupplungsanordnung bei langandauernden Betriebszuständen geschlossen gehalten werden, beispielsweise bei Autobahnfahrten, kann es energetisch sinnvoll sein, die Kupplungsanordnung so auszubilden, dass sie normalerweise eingerückt ist, zu Unterbrechung der Übertragung von Drehmoment aber ausgerückt werden kann. Derartige Kupplungsanordnungen werden in Fachkreisen üblicherweise als „normally opened“ bezeichnet. Auch bei den letztgenannten Kupplungsanordnungen kann es sinnvoll sein, nur zwei Druckleitungen vorzusehen, die den Torusraum mit Fluid versorgen.
Eine solche Kupplungsanordnung kann mit einer Kupplungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie ein zu Drehbewegungen um eine Zentralachse befähigtes Kupplungsgehäuse aufweist, und zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb bei in eingerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten sowie zur Trennung des Abtriebs vom Antrieb bei in ausgerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten vorgesehen ist, wobei die Kupplungskomponenten in Form wenigstens eines Kupplungskolbens sowie zumindest eines Kupplungselementes vorgesehen sind, wobei das zumindest eine Kupplungselement in einem Torusraum aufgenommen ist, der zur Versorgung mit Fluid sowie zur Abführung von Fluid über Druckleitungen an eine Versorgungseinheit angeschlossen ist, wobei sowohl eine zur Versorgung mit Fluid dienende erste Druckleitung als auch eine zur Abführung von Fluid dienende zweite Druckleitung an den Torusraum angeschlossen ist.
Von besonderer Bedeutung hierbei ist, dass, durch Aufbau einer Druckerhöhung im Torusraum über die erste Druckleitung der Kupplungskolben unter Überwindung der Anpresskraft einer Gegenfeder aus dessen Einrückposition lösbar ist, während durch Erzeugung einer Druckabsenkung im Torusraum über die zweite Druckleitung der Kupplungskolben mittels Unterstützung durch die Anpresskraft der Gegenfeder in dessen Einrückposition rückführbar ist.
Bei dieser Ausführung ist also kein Druckraum erforderlich. Stattdessen wirkt der Druck im Torusraum auf eine Seite des Kupplungskolbens, und die Gegenfeder auf dessen andere Seite. Eine Druckerhöhung im Torusraum hat also zur Folge, dass der Kupplungskolben unter Verformung der Gegenfeder in deren Richtung verlagert wird, und dabei von dem zumindest einen Kupplungselement der Kupplungseinrichtung getrennt wird. Die Kupplungsanordnung ist dann ausgerückt. Zum Einrücken muss folglich eine Druckabsenkung im Torusraum erfolgen, so dass der Kupplungskolben unter Entformung der Gegenfeder in von dieser fortweisender Richtung verlagert wird, und dabei mit dem zumindest einen Kupplungselement der Kupplungseinrichtung in Wirkverbindung tritt. Idealerweise ist diese Gegenfeder am der vom Torusraum abgewandten Seite des Kupplungskolbens vorgesehen, um den Kupplungskolben in Richtung zum Torusraum zu belasten.
Idealerweise ist der Gegenfeder zur Beaufschlagung des Kupplungskolbens eine Übertragungsvorrichtung zugeordnet, die einerends mit der Gegenfeder und anderenends mit dem Kupplungskolben in Wirkverbindung steht. Aufgrund dieser Übertragungsvorrichtung kann die Gegenfeder beispielsweise an dem Kupplungsgehäuse aufgenommen sein, und es besteht dennoch die Möglichkeit, diese mit dem Kupplungskolben in Wirkverbindung zu setzen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt:

1 ein Prinzip-Schaltbild eines Antriebsstranges mit einem Antrieb, einer Kopplungsanordnung und einem Getriebe;
2: Eine Kupplungsanordnung, aufweisend einen an Druckleitungen angeschlossenen Torusraum und einen Druckraum, der mit dem Torusraum über einen Strömungsdurchgang in Wirkverbindung steht;
3: eine Kupplungsanordnung, aufweisend einen an Druckleitungen angeschlossenen Torusraum und eine Gegenfeder, die mit dem Torusraum über einen Kupplungskolben in Wirkverbindung steht.

In 1 ist ein über eine Zentralachse 2 verfügender Antriebsstrang 3 mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung 1 schematisch dargestellt. Die Kupplungsanordnung 1 umfasst ein Kupplungsgehäuse 4, das über eine Mehrzahl von Befestigungsorganen 5 und ein Kopplungselement 6, wie z.B. eine Flexplatte, mit einem Antrieb 7, beispielsweise der Kurbelwelle 8 einer Brennkraftmaschine, zur gemeinsamen Drehung gekoppelt werden kann. An der vom Antrieb 7 entfernten Axialseite weist das Kupplungsgehäuse 4 eine abtriebsseitige Gehäusenabe 9 auf, die in ein Getriebegehäuse 11 eines Getriebes 10 eingreift.
Bei der in 2 herausgezeichneten Kupplungsanordnung 1 nimmt eine antriebsseitige Gehäusenabe 12 einen Gehäuseabschnitt 13 auf, dessen Abtriebsseite durch einen Gehäusedeckel 15 verschlossen ist, der mit der abtriebsseitigen Gehäusenabe 9 fest verbunden ist. Der Gehäuseabschnitt 13 verfügt im radial mittigen Bereich über eine Gehäusestufe 16 und im Bereich des radialen Außenumfangs über eine Axialverzahnung 17, während der Gehäusedeckel 15 einen in Richtung zur Antriebsseite überstehenden Axialvorsprung 18 aufweist.
Die antriebsseitige Gehäusenabe 12 zentriert einen Kupplungskolben 20, dessen radiale Außenseite gegenüber der Gehäusestufe 16 dichtend geführt ist. Axial zwischen dem Gehäuseabschnitt 13 und dem Kupplungskolben 20 ist ein Druckraum 21 begrenzt, der mittels eines die antriebsseitige Gehäusenabe 12 durchdringenden Durchlasses 22 an eine Strömungspassage 23 angeschlossen ist, die zum einen in einen Torusraum 24 mündet, und zum anderen an eine Druckleitung 25 angeschlossen ist, die zu einer Versorgungseinheit 26 führt. Der Durchlass 22 dient hierbei zusammen mit der Strömungspassage 23 als Strömungsdurchgang 30 zwischen dem Torusraum 24 und dem Druckraum 21.
Der Gehäuseabschnitt 13 nimmt an seiner Axialverzahnung 17 eine Mehrzahl radial äußerer, erster Kupplungselemente 27 drehfest, aber axial verschiebbar auf, und dient somit als Außenkupplungselemententräger 28 einer Kupplungseinrichtung 29, die darüber hinaus auch eine Mehrzahl radial innerer, zweiter Kupplungselemente 37 aufweist, die drehfest, aber axial verschiebbar, in eine Axialverzahnung 31 eines Innenkupplungselemententrägers 32 eingreifen. Der Innenkupplungselemententräger 32 ist mit einer als Abtrieb 33 wirksamen Kupplungselemententrägernabe 34 fest verbunden, wobei die Kupplungselemententrägernabe 34 drehfest mit einer nicht gezeigten Getriebeeingangswelle verbunden sein kann. Axial zwischen der Kupplungselemententrägernabe 34 und der abtriebsseitige Gehäusenabe 9 ist ein zum Torusraum 24 führender Durchlass 35 vorgesehen, der mit einer ebenfalls an die Versorgungseinheit 26 angeschlossenen Druckleitung 36 verbunden ist. Die Kupplungselemente 37 bilden ebenso wie der Kupplungskolben 20 jeweils Kupplungskomponenten 55 der Kupplungseinrichtung 29.
Das dem Axialvorsprung 18 des Gehäusedeckels 15 benachbarte erste Kupplungselement 27 stützt sich, wenn der Kupplungskolben 20 in Richtung zum Gehäusedeckel 15 verlagert wird, an dem Axialvorsprung 18 des Gehäusedeckels 15 ab. Durch den Kupplungskolben 20 werden die ersten Kupplungselemente 27 hierbei mit den zweiten Kupplungselementen 37 in Wirkverbindung gebracht. Die Kupplungseinrichtung 29 ist dann eingerückt, und zumindest ein Teil eines am Kupplungsgehäuse anliegenden Drehmomentes wird auf den Innenkupplungselemententräger 32 und damit auf den Abtrieb 33 geleitet. Im Gegensatz dazu ist die Wirkverbindung zwischen den Kupplungselementen 27 und 37 zumindest zum Teil aufgehoben, wenn die durch den Kupplungskolben 20 auf die Kupplungselemente 27 und 37 ausgeübte Anpresskraft zumindest teilweise aufgehoben ist. Die Kupplungseinrichtung 29 ist dann auf dem Weg in ihre Ausrückposition, in welcher zumindest ein Teil eines am Kupplungsgehäuse 4 anliegenden Drehmomentes nicht mehr auf den Innenkupplungselemententräger 32 und damit auf den Abtrieb 33 geleitet wird.
Der Kupplungskolben 20 übergreift mit einem im Radialbereich der Gehäusestufe 16 vorgesehenen Axialansatz 38 dichtend eine Trennwandung 39, die den Torusraum 24 von einem Ausgleichsraum 40 trennt. Dieser Ausgleichsraum 40 wird an seiner von der Trennwandung 39 abgewandten Seite durch die vom Druckraum 21 abgewandte Seite des Kupplungskolbens 20 begrenzt. Der radial innere Bereich des Ausgleichsraumes 40 ist von einer Gegenfeder 41 durchdrungen, die sich einerends an der Trennwandung 39 und anderenends an der vom Druckraum 21 abgewandten Seite des Kupplungskolbens 20 axial abstützt. Der Ausgleichsraum 40 mündet über eine Druckentlastungsleitung 42 in einem Bereich außerhalb des Kupplungsgehäuses 4. Dadurch herrscht im Ausgleichsraum 40 ein zumindest im Wesentlichen konstanter Druck auf dem Druckniveau des Bereiches außerhalb des Kupplungsgehäuses 4 vor.
Durch Beaufschlagung der nachfolgend als erste Druckleitung bezeichneten Druckleitung 36 mit einem von der Versorgungseinheit 26 erzeugten Druck steigt der Druck im Torusraum 24 an. Diese Druckerhöhung gelangt über den Strömungsdurchgang 30 auch in den Druckraum 21, so dass dessen Druckniveau relativ zum Ausgleichsraum 40 ansteigt, und dadurch den Kupplungskolben 20 veranlasst, gegen die Wirkung der Gegenfeder 41 unter Verformung derselben eine Bewegung in Richtung zur Kupplungseinrichtung 29 und damit in dessen Einrückposition zu vollziehen. Der Axialansatz 38 des Kupplungskolbens 20 übt hierbei vorzugsweise über eine Axialfeder 43 eine Axialkraft auf die Kupplungselemente 27 und 37 der Kupplungseinrichtung 29 aus.
Zum Ausrücken der Kupplungsanordnung 1 wird der durch die erste Druckleitung 36 übertragene und von der Versorgungseinheit 26 erzeugte Druck im Torusraum 24 absinken, so dass diese Druckabsenkung über den Strömungsdurchgang 30 auch in den Druckraum 21 gelangt, so dass dessen Druckniveau relativ zum Ausgleichsraum 40 absinkt, wodurch der Kupplungskolben 20 unter der Wirkung der Gegenfeder veranlasst wird, unter Entformung derselben eine Bewegung in von der Kupplungseinrichtung 29 fortweisender Richtung und damit in Richtung der Ausrückposition des Kupplungskolbens 20 zu vollziehen.
Zum Kühlen der Reibflächen der Kupplungselemente 27 und 37 wird von der Versorgungseinheit 26 über die erste Druckleitung 36 ein Druckvolumen bereitgestellt, das oberhalb des in der nachfolgend als zweite Druckleitung bezeichneten Druckleitung 25 wirksamen Druckvolumens liegt. Aus der ersten Druckleitung 36 ausgetretenes Fluid gelangt so zur Kupplungseinrichtung 29, um diese wirksam zu kühlen. Danach gelangt dieses Fluid über den Strömungsdurchgang 30 in einen Durchlass 44, der in der Kupplungselementennabe 34 realisiert ist, um von dort aus über die zweite Druckleitung 25 in die Versorgungseinheit 26 zurückgeführt zu werden.
Bei der vorliegenden Ausführung genügen also zwei Druckleitungen 36 und 25, um sowohl den Ein- oder Ausrückvorgang des Kupplungskolbens 20 vorzugeben, als auch um für die kühlungsbedingte Durchströmung des Kupplungsgehäuses 4 zu sorgen.
Bei der bislang behandelten Kupplungsanordnung 1 handelt es sich um eine Ausführung, die normalerweise ausgerückt ist, zur Übertragung von Drehmoment aber eingerückt werden kann. Derartige Kupplungsanordnungen 1 werden in Fachkreisen üblicherweise als „normally opened“ bezeichnet. Soll die Kupplungsanordnung bei langandauernden Betriebszuständen geschlossen gehalten werden, beispielsweise bei Autobahnfahrten, kann es energetisch sinnvoll sein, eine in 3 gezeigte Kupplungsanordnung 1a zu verwenden, die so ausgebildet ist, dass sie normalerweise eingerückt ist, zur Unterbrechung der Übertragung von Drehmoment aber ausgerückt werden kann. Derartige Kupplungsanordnungen 1a werden in Fachkreisen üblicherweise als „normally opened“ bezeichnet. Auch bei den letztgenannten Kupplungsanordnungen 1a kann es sinnvoll sein, nur zwei Druckleitungen 25, 36 vorzusehen, die den Torusraum 24 mit Fluid versorgen.
Die in 3 herausgezeichnete Kupplungsanordnung 1a weist ein Kupplungsgehäuse 4 auf mit einem Gehäuseabschnitt 13, dessen Abtriebsseite durch einen Gehäusedeckel 15a verschlossen ist, der mit der abtriebsseitigen Gehäusenabe 9 fest verbunden ist. Der Gehäuseabschnitt 13 verfügt im Bereich des radialen Außenumfangs über eine Axialverzahnung 17, während der Gehäusedeckel 15a mit einer Radialaussparung 45 zur abgedichteten Aufnahme eines Kupplungskolbens 20a versehen ist. Die vom Torusraum 24 abgewandte Seite des Kupplungskolbens 20a ist mittels einer Übertragungsvorrichtung 46 mit einer Gegenfeder 47 verbunden, die von einer am Gehäuseabschnitt 13 befestigten Federhalterung 48 aufgenommen ist.
Die von der Gegenfeder 47 abgewandte Seite des Kupplungskolbens 20a dient zur axialen Beaufschlagung von Kupplungselementen 27 und 37, wobei es sich bei dem zum Kupplungskolben 20a benachbarten Kupplungselement um ein radial äußeres, erstes Kupplungselement 27 handelt. Die radial äußeren, ersten Kupplungselemente 27 sind drehfest, aber axial verschiebbar an der Axialverzahnung 17 des Gehäuseabschnittes 13 aufgenommen, der somit als Außenkupplungselemententräger 28 einer Kupplungseinrichtung 29 dient. Die mit diesen ersten Kupplungselementen 27 in Wirkverbindung bringbaren radial inneren, zweiten Kupplungselemente 37 greifen dagegen drehfest, aber axial verschiebbar in eine Axialverzahnung 31 eines Innenkupplungselemententrägers 32 ein, der mit einer als Abtrieb 33 wirksamen Kupplungselemententrägernabe 34 fest verbunden ist, wobei die Kupplungselemententrägernabe 34 drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 49 verbunden sein kann. Die Kupplungselemententrägernabe 34 stützt sich über einen Axialansatz 53 an einer antriebsseitigen Gehäusenabe 12 ab, und nimmt einen Stützring 51 axial fest auf, der dazu dient, das benachbarte zweite Kupplungselement 37 axial abzustützen.
Axial zwischen dem Gehäuseabschnitt 13 und der Kupplungselemententrägernabe 34 ist ein Durchlass 50 vorgesehen, der in eine Druckleitung 25 mündet, die zur Versorgungseinheit 26 führt. Axial zwischen der Kupplungselemententrägernabe 34 und der abtriebsseitigen Gehäusenabe 9 ist ein zum Torusraum 24 führender Durchlass 35 vorgesehen, der mit einer ebenfalls an die Versorgungseinheit 26 angeschlossenen Druckleitung 36 verbunden ist. Durch die erste Druckleitung 36 und den Durchlass 35 wird frisches Fluid in den Torusraum 24 und insbesondere hierbei zu den Kupplungselementen 27 und 37 zur Kühlung derselben geführt, während der Durchlass 50 und die zweite Druckleitung 25 dazu dienen, erhitztes Fluid wieder aus dem Torusraum 24 abzuführen.
Wenn ein in 3 schematisch angedeuteter, auf den radial inneren Bereich der Gegenfeder 47 wirkender Ausrücker 52 keine Axialkraft in Richtung des Pfeils P ausübt, Wird die Übertragungsvorrichtung 46 durch die Gegenfeder 47 gegen den Kupplungskolben 20a gepresst, der dadurch in Richtung zu den Kupplungselementen 27 und 37 ausgelenkt wird. Durch axiale Beaufschlagung des dem Kupplungskolben 20a benachbarten ersten Kupplungselementes 27 wird dieses in Richtung zu dem Gehäuseabschnitt 13 gedrückt. Da das dem Gehäuseabschnitt 13 benachbarte zweite Kupplungselement 27 wird sich, wenn der Kupplungskolben 20a in Richtung zum Gehäuseabschnitt 13a verlagert wird, an dem Stützring 51 der Kupplungselemententrägernabe 34 abstützen, die sich ihrerseits an der antriebsseitigen Gehäusenabe 12 des Gehäuseabschnittes 13 abstützt. Dadurch wird letztendlich die durch den Kupplungskolben 20a ausgeübte Axialkraft an dem Gehäuseabschnitt 13 aufgenommen. Bedingt durch die vom Kupplungskolben 20a ausgeübte Axialkraft werden die ersten Kupplungselemente 27 mit den zweiten Kupplungselementen 37 in Wirkverbindung gebracht. Die Kupplungseinrichtung 29 ist dann eingerückt, und zumindest ein Teil eines am Kupplungsgehäuse 4 anliegenden Drehmomentes wird auf den Innenkupplungselemententräger 32 und damit auf den Abtrieb 33 geleitet. Im Gegensatz dazu ist die Wirkverbindung zwischen den Kupplungselementen 27 und 37 zumindest zum Teil aufgehoben, wenn die durch den Kupplungskolben 20a auf die Kupplungselemente 27 und 37 ausgeübte Anpresskraft zumindest teilweise aufgehoben ist. Dies wird dann der Fall sein, wenn der in 3 schematisch angedeutete, auf den radial inneren Bereich der Gegenfeder 47 wirkende Ausrücker 52 eine Axialkraft in Richtung des Pfeils P ausübt. Dadurch wird die durch die Gegenfeder 47 in Richtung des Pfeils P ausgelenkt, und reduziert die durch die Übertragungsvorrichtung 46 auf den Kupplungskolben 20a übertragene Anpresskraft zumindest, oder hebt diese Axialkraft völlig auf. Dadurch wird der Kupplungskolben 20a seine auf die Kupplungselemente 27 und 37 ausgeübte Anpresskraft zumindest reduzieren, oder aber völlig aufheben. Die Kupplungseinrichtung 29 ist dann auf dem Weg in ihre Ausrückposition, in welcher zumindest ein Teil eines am Kupplungsgehäuse 4 anliegenden Drehmomentes nicht mehr auf den Innenkupplungselemententräger 32 und damit auf den Abtrieb 33 geleitet wird, oder sie ist völlig ausgerückt.
Auch bei dieser Ausführung genügen also zwei Druckleitungen 36 und 25, um sowohl den Ein- oder Ausrückvorgang des Kupplungskolbens 20a vorzugeben, als auch um für die kühlungsbedingte Durchströmung des Kupplungsgehäuses 4 zu sorgen.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsanordnung
2: Zentralachse
3: Antriebsstrang
4: Kupplungsgehäuse
5: Befestigungsorgane
6: Kopplungselement
7: Antrieb
8: Kurbelwelle
9: abtriebsseitige Gehäusenabe
10: Getriebe
11: Getriebegehäuse
12: antriebsseitige Gehäusenabe
13: Gehäuseabschnitt
15: Gehäusedeckel
16: Gehäusestufe
17: Axialverzahnung
18: Axialvorsprung
20: Kupplungskolben
21: Druckraum
22: Durchlass
23: Strömungspassage
24: Torusraum
25: Druckleitung
26: Versorgungseinheit
27: erste Kupplungselemente
28: Außenkupplungselemententräger
29: Kupplungseinrichtung
30: Strömungsdurchgang
31: Axialverzahnung
32: Innenkupplungselemententräger
33: Abtrieb
34: Kupplungselemententrägernabe
35: Durchlass
36: Druckleitung
37: zweite Kupplungselemente
38: Axialansatz
39: Trennwandung
40: Ausgleichsraum
41: Gegenfeder
42: Druckentlastungsleitung
43: Axialfeder
44: Durchlass
45: Radialaussparung
46: Übertragungsvorrichtung
47: Gegenfeder
48: Federhalterung
49: Getriebeeingangswelle
50: Durchlass
51: Stützring
52: Ausrücker
55: Kupplungskomponenten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006023288 A1 [0002]

Claims

Kupplungsanordnung (1; 1a) mit einer Kupplungseinrichtung (29), aufweisend ein zu Drehbewegungen um eine Zentralachse (2) befähigtes Kupplungsgehäuse (4) und vorgesehen zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen einem Antrieb (7) und einem Abtrieb (33) bei in eingerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten (55) sowie zur Trennung des Abtriebs (33) vom Antrieb (7) bei in ausgerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten (55), wobei die Kupplungskomponenten (55) in Form wenigstens eines Kupplungskolbens (20) sowie zumindest eines Kupplungselementes (27, 37) vorgesehen sind, durch den Kupplungskolben (20) eine zumindest wesentliche Abdichtung zwischen einem Druckraum (21) und einem Torusraum (24) erfolgt, in welchem das zumindest eine Kupplungselement (27, 37) aufgenommen ist, und der Druckraum (21) sowie der Torusraum (24) zur Versorgung mit Fluid oder zur Abführung von Fluid über Druckleitungen (25; 36) an eine Versorgungseinheit (26) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Versorgung mit Fluid dienende erste Druckleitung (36) an den Torusraum (24) angeschlossen ist und über diesen mit dem Druckraum (21) in Druckverbindung steht, dass eine zur Abführung von Fluid dienende zweite Druckleitung (25) ebenfalls an den Torusraum (24) angeschlossen ist, und dass der Kupplungskolben (20) dem Druckraum (21) zugeordnet ist, und an seiner von dem Druckraum (21) abgewandten Seite einen Ausgleichsraum (40) begrenzt, in welchem ein vom Druck im Torusraum (24) abweichender Druck eingestellt ist.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Torusraum (24) über einen zu dem Druckraum (21) führenden Strömungsdurchgang (30) verfügt, der mit der zur Abführung von Fluid dienenden Druckleitung (25) in Strömungsverbindung steht.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu dem Druckraum (21) führende Strömungsdurchgang (30) radial innerhalb der Kupplungskomponenten (55) vorgesehen ist.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdurchgang (30) den Radialbereich sowohl einer Kupplungselemententrägernabe (34) als auch einer antriebsseitigen Gehäusenabe (12) durchdringt.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Ausgleichsraum (40) unabhängig vom jeweiligen Schaltzustand der Kupplungseinrichtung (29) stets zumindest im Wesentlichen konstant ist, und idealerweise sogar zumindest im Wesentlichen drucklos.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (40) über eine Druckentlastungsleitung (42) mit einem Bereich außerhalb des Kupplungsgehäuses (4) verbunden ist.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungskolben (20) bei Aufbau einer Druckerhöhung im Druckraum (21) unter Überwindung der Anpresskraft einer Gegenfeder (41) in seine Einrückposition verlagerbar ist, während er durch Druckabsenkung im Druckraum (21) mittels Unterstützung durch die Anpresskraft der Gegenfeder (41) in seine Ausrückposition rückführbar ist.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfeder (41) einerends an dem Kupplungskolben (20) und anderenends an einer Trennwandung (39) des Ausgleichsraumes (40) abgestützt ist.
Kupplungsanordnung (1; 1a) mit einer Kupplungseinrichtung (29), aufweisend ein zu Drehbewegungen um eine Zentralachse (2) befähigtes Kupplungsgehäuse (4) und vorgesehen zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen einem Antrieb (7) und einem Abtrieb (33) bei in eingerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten (55) sowie zur Trennung des Abtriebs (33) vom Antrieb (7) bei in ausgerückter Schaltposition befindlichen Kupplungskomponenten (55), wobei die Kupplungskomponenten (55) in Form wenigstens eines Kupplungskolbens (20a) sowie zumindest eines Kupplungselementes (27, 37) vorgesehen sind, wobei das zumindest eine Kupplungselement (27, 37) in einem Torusraum (24) aufgenommen ist, der zur Versorgung mit Fluid sowie zur Abführung von Fluid über Druckleitungen (25; 36) an eine Versorgungseinheit (26) angeschlossen ist, wobei sowohl eine zur Versorgung mit Fluid dienende erste Druckleitung (36) als auch eine zur Abführung von Fluid dienende zweite Druckleitung (25) an den Torusraum (24) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch Aufbau einer Druckerhöhung im Torusraum (24) über die erste Druckleitung (36) der Kupplungskolben (20a) unter Überwindung der Anpresskraft einer Gegenfeder (47) aus dessen Einrückposition lösbar ist, während durch Erzeugung einer Druckabsenkung im Torusraum (24) über die zweite Druckleitung (25) der Kupplungskolben (20) mittels Unterstützung durch die Anpresskraft der Gegenfeder (47) in dessen Einrückposition rückführbar ist.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfeder (47) an der vom Torusraum (24) abgewandten Seite des Kupplungskolbens (20a) vorgesehen ist.
Kupplungsanordnung (1; 1 a) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenfeder (47) zur Beaufschlagung des Kupplungskolbens (20a) eine Übertragungsvorrichtung (46) zugeordnet ist, die einerends mit der Gegenfeder (47) und anderenends mit dem Kupplungskolben (20a) in Wirkverbindung steht.
Kupplungsanordnung (1; 1a) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfeder (47) an einer Federhalterung (48) des Kupplungsgehäuses (4) aufgenommen ist.