DE102019206722B3

DE102019206722B3 - clutch unit

Info

Publication number: DE102019206722B3
Application number: DE102019206722.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Lienhart
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2039-05-10
Also published as: WO2020225047A1

Abstract

Kupplungseinheit (1) umfassend eine erste Kupplung (2), eine zweite Kupplung (3), einen Elektromotor (4) zur Aktuierung der ersten Kupplung (2) und der zweiten Kupplung (3), wobei über eine Bestromung des Elektromotors (4) die erste Kupplung (2) aktuierbar ist und über eine Gegenbestromung des Elektromotors (4) die zweite Kupplung (3) aktuierbar ist, ein Planetengetriebe (5) und eine Antriebswandlereinrichtung (6) zum Wandeln der rotatorischen Bewegungen des Elektromotors (4) in translatorische Betätigungsbewegungen der ersten Kupplung (2) und der zweiten Kupplung (3), wobei der Elektromotor (4) über das Planetengetriebe (5) verstellwirksam mit der Antriebswandlereinrichtung (6), verbunden ist, wobei die Kupplungseinheit (1) einen Schutzmechanismus (7) aufweist, der dazu angepasst ist, bei einem Fehlerfall in der Bestromung des Elektromotors (4) zur Aktuierung der ersten Kupplung (2) die Antriebswandlereinrichtung (6) in eine über den Schutzmechanismus (7) vorbestimmte Neutralposition zu bewegen.Coupling unit (1) comprising a first clutch (2), a second clutch (3), an electric motor (4) for actuating the first clutch (2) and the second clutch (3), the current being supplied to the electric motor (4) first clutch (2) can be actuated and the second clutch (3) can be actuated via counter-current supply to the electric motor (4), a planetary gear (5) and a drive converter device (6) for converting the rotary movements of the electric motor (4) into translatory actuating movements of the first clutch (2) and the second clutch (3), the electric motor (4) being connected to the drive converter device (6) via the planetary gear (5) for adjustment, the clutch unit (1) having a protective mechanism (7) which is adapted to, in the event of a fault in the energization of the electric motor (4) for actuating the first clutch (2), the drive converter device (6) into a neutral position predetermined by the protective mechanism (7) tion to move.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinheit umfassend eine erste Kupplung, eine zweite Kupplung, einen Elektromotor zur Aktuierung der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung, wobei über eine Bestromung des Elektromotors die erste Kupplung aktuierbar ist und über eine Gegenbestromung des Elektromotors die zweite Kupplung aktuierbar ist, ein Planetengetriebe und eine Antriebswandlereinrichtung zum Wandeln der rotatorischen Bewegungen des Elektromotors in translatorische Betätigungsbewegungen der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung, wobei der Elektromotor über das Planetengetriebe verstellwirksam mit der Antriebswandlereinrichtung, verbunden ist.The present invention relates to a clutch unit comprising a first clutch, a second clutch, an electric motor for actuating the first clutch and the second clutch, the first clutch being actuatable by energizing the electric motor and the second clutch being actuatable by counter-energizing the electric motor. a planetary gear and a drive converter device for converting the rotary movements of the electric motor into translational actuation movements of the first clutch and the second clutch, the electric motor being connected to the drive converter device in an adjustment-effective manner via the planetary gear.

Stand der TechnikState of the art

Kupplungseinheiten, insbesondere Lamellenkupplungen, werden in der Regel über eine Aktuatoreinheit mit einem Elektromotor und einem Zwischengetriebe mit einer Übertragungskomponente aktuiert. Ein derartiges Zwischengetriebe wird oftmals durch ein Schneckengetriebe ausgebildet, dessen Schneckenwelle antriebswirksam mit einer Kugelrampeneinheit als Übertragungskomponente verbunden ist. Weiterhin sind Aufbauten bekannt, bei denen das Zwischengetriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist. Kupplungseinheiten der oben genannten Art weisen meist mehrere Kupplungen auf, die über ein und dieselbe Aktuatoreinheit aktuiert werden, wodurch Bauraum optimal ausgenutzt werden kann und ein reduzierter Bauteilaufwand entsteht. Werden über eine Aktuatoreinheit nicht nur eine Kupplung einer Kupplungseinheit, sondern zumindest eine weitere Kupplung einer Kupplungseinheit durch Bestromung eines Elektromotors aktuiert, so ist es wichtig einen definierten „fail save open“ Zustand einstellen zu können. Unter dem Einstellen eines „fail save open“ Zustands ist dabei ein Vorgang zu verstehen, der bei einem Fehler in der Bestromung des Elektromotors dazu führt, dass sich ausgehend von einem aktuierten Zustand einer Kupplung ein „Neutralzustand“, nämlich ein Zustand, in dem keine Kupplung aktuiert ist, einstellt und nicht automatisch die weitere Kupplung aktuiert wird. Über die Aktuierung von Kupplungen über ein Schneckengetriebe als Zwischengetriebe kann zwar kein definierter „fail safe o-pen“ Zustand eingestellt werden, jedoch weist das Schneckengetriebe einen schlechten Wirkungsgrad auf, wodurch sich eine weitere Kupplung nicht gleich aktuiert. Die Gestaltung einer Aktuatoreinheit mit Elektromotor und Schneckengetriebe ist jedoch nicht immer die bauraumgünstigste Ausführungsversion, sondern vielmehr die mit einem Planetengetriebe als Zwischengetriebe. Bei einer solchen Ausführungsversion muss jedoch ein Mechanismus vorgesehen werden, der einen „fail save open“ Zustand ermöglicht.Clutch units, in particular multi-plate clutches, are generally actuated via an actuator unit with an electric motor and an intermediate gear with a transmission component. Such an intermediate gear is often formed by a worm gear, the worm shaft of which is connected to a ball ramp unit as a transmission component in a drive-effective manner. Furthermore, structures are known in which the intermediate gear is designed as a planetary gear. Coupling units of the type mentioned above usually have a plurality of couplings which are actuated via one and the same actuator unit, as a result of which space can be optimally utilized and a reduced outlay on components is incurred. If not only a clutch of a clutch unit, but at least one further clutch of a clutch unit is actuated by energizing an electric motor, it is important to be able to set a defined "fail save open" state. The setting of a “fail save open” state is understood to mean a process that, in the event of a fault in the current supply to the electric motor, leads to a “neutral state”, namely a state in which none occurs, based on an actuated state of a clutch Clutch is actuated, adjusts and the further clutch is not automatically actuated. Although a defined "fail safe o-pen" state cannot be set by actuating clutches via a worm gear as an intermediate gear, the worm gear has poor efficiency, which means that another clutch is not immediately actuated. However, the design of an actuator unit with an electric motor and worm gear is not always the most space-saving version, but rather that with a planetary gear as an intermediate gear. In the case of such an execution version, however, a mechanism must be provided which enables a “fail save open” state.

Das Dokument DE 20 2010 008 447 U1 offenbart beispielsweise eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung einer Kupplungsanordnung umfassend eine Axialverstellvorrichtung, eine Kupplungsanordnung und ein Federmittel. Die Axialverstellvorrichtung weist ein Stützelement, ein Stellelement und eine Rampenanordnung auf, wobei das Stützelement relativ zum Stellelement drehbar angetrieben ist und über die Rampenanordnung das Stellelement axial zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung verstellt. Die Rampenanordnung ist dabei derart gestaltet, dass in der Endstellung des Stützelements die Federmittel über das Stellelement und über die Rampenanordnung drehmomentfrei auf das Stützelement wirken oder ein Drehmoment in Richtung der Endstellung des Stützmoments ausüben.The document DE 20 2010 008 447 U1 discloses, for example, an actuating device for actuating a clutch arrangement comprising an axial adjustment device, a clutch arrangement and a spring means. The axial adjusting device has a supporting element, an adjusting element and a ramp arrangement, the supporting element being driven rotatably relative to the adjusting element and axially adjusting the adjusting element between a starting position and an end position via the ramp arrangement. The ramp arrangement is designed such that in the end position of the support element, the spring means act without torque on the support element via the actuating element and via the ramp arrangement or exert a torque in the direction of the end position of the support torque.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Kupplungseinheit mit einem Elektromotor und einem Planetengetriebe anzugeben, die es ermöglicht bei optimiertem Bauraumbedarf auf einfache Art und Weise einen „fail save open“ Zustand zu realisieren.It is an object of the invention to provide a clutch unit with an electric motor and a planetary gear, which makes it possible to implement a “fail save open” state in a simple manner with an optimized installation space requirement.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch Kupplungseinheit umfassend eine erste Kupplung, eine zweite Kupplung, einen Elektromotor zur Aktuierung der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung, wobei über eine Bestromung des Elektromotors die erste Kupplung aktuierbar ist und über eine Gegenbestromung des Elektromotors die zweite Kupplung aktuierbar ist, ein Planetengetriebe und eine Antriebswandlereinrichtung zum Wandeln der rotatorischen Bewegungen des Elektromotors in translatorische Betätigungsbewegungen der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung, wobei der Elektromotor über das Planetengetriebe verstellwirksam mit der Antriebswandlereinrichtung, verbunden ist, wobei die Kupplungseinheit einen Schutzmechanismus aufweist, der dazu angepasst ist, bei einem Fehlerfall in der Bestromung des Elektromotors zur Aktuierung der ersten Kupplung oder der zweiten Kupplung die Antriebswandlereinrichtung in eine über den Schutzmechanismus vorbestimmte Neutralposition zu bewegen.The problem is solved by a clutch unit comprising a first clutch, a second clutch, an electric motor for actuating the first clutch and the second clutch, wherein the first clutch can be actuated by energizing the electric motor and the second clutch can be actuated by counter-energizing the electric motor , a planetary gear and a drive converter device for converting the rotary movements of the electric motor into translational actuating movements of the first clutch and the second clutch, the electric motor being connected to the drive converter device in an actuating manner via the planetary gear, the clutch unit having a protective mechanism which is adapted to in the event of a fault in the energization of the electric motor for actuating the first clutch or the second clutch, to move the drive converter device into a neutral position predetermined by the protective mechanism.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.Further developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.

Die erste Kupplung ist besonders bevorzugt als eine Lamellenkupplung ausgebildet.The first clutch is particularly preferably designed as a multi-plate clutch.

Der Schutzmechanismus ist bevorzugt an einer Abtriebswelle des Elektromotors funktionswirksam zwischen dem Elektromotor und dem Planetengetriebe angeordnet.The protective mechanism is preferably on an output shaft of the electric motor functionally arranged between the electric motor and the planetary gear.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung weist der Schutzmechanismus folgende Komponenten auf:

- ein Bewegungsgewinde, wobei das Bewegungsgewinde an der Abtriebswelle angeordnet oder ausgebildet ist,
- eine Stützmutter, wobei die Stützmutter auf dem Bewegungsgewinde axial bewegbar angeordnet ist,
- eine Arretierfeder, wobei die Arretierfeder funktionswirksam zwischen dem Planetengetriebe und der Stützmutter angeordnet ist und die Stützmutter bei Bestromung des Elektromotors zur Aktuierung der ersten Kupplung und bei einem Fehlerfall in der Bestromung des Elektromotors zur Aktuierung der ersten Kupplung über die gespannte Arretierfeder in einer Position auf dem Bewegungsgewinde gehalten wird, die einer Neutralposition der Antriebswandlereinrichtung entspricht und
- eine Stützfeder, wobei die Stützmutter über die Stützfeder mit einer vorbestimmten Federkraft gegen das Bewegungsgewinde gedrückt wird.

In a preferred embodiment of the present invention, the protective mechanism has the following components:

a movement thread, the movement thread being arranged or formed on the output shaft,
a support nut, the support nut being arranged to be axially movable on the movement thread,
- A locking spring, wherein the locking spring is functionally arranged between the planetary gear and the support nut and the support nut when the electric motor is energized to actuate the first clutch and in the event of a fault in the energization of the electric motor to actuate the first clutch via the tensioned locking spring in one position the movement thread is held, which corresponds to a neutral position of the drive converter device and
- A support spring, wherein the support nut is pressed against the movement thread by the support spring with a predetermined spring force.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. zeigt eine beispielhafte Kupplungseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung.

The invention is described below by way of example with reference to the drawings.

Fig. Shows an exemplary clutch unit according to the present invention.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die in Fig. dargestellte Kupplungseinheit 1 weist eine erste Kupplung 2, eine zweite Kupplung 3, einen Schutzmechanismus 7 und eine Aktuatoreinheit auf.The coupling unit shown in Fig 1 has a first clutch 2 , a second clutch 3 , a protective mechanism 7 and an actuator unit.

Die Aktuatoreinheit umfasst einen Elektromotor 4, ein Planetengetriebe 5 und eine Antriebswandlereinrichtung 6.The actuator unit comprises an electric motor 4 , a planetary gear 5 and a drive converter device 6 ,

Die erste Kupplung 2 ist als eine Lamellenkupplung 2` ausgebildet. Die zweite Kupplung 3 ist als eine Klauenkupplung 3` ausgebildet. Die Lamellenkupplung 2` und die Klauenkupplung 3' sind im Wesentlichen koaxial angeordnet.The first clutch 2 is as a multi-plate clutch 2` educated. The second clutch 3 is like a claw clutch 3` educated. The multi-plate clutch 2` and the dog clutch 3 ' are arranged essentially coaxially.

Die Begrifflichkeit „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer Achse 21.
Die Lamellenkupplung 2' weist einen Kupplungskorb und einen Kupplungsträger auf, wobei an dem Kupplungskorb eine Vielzahl von Außenlamellen angeordnet sind und an dem Kupplungsträger eine Vielzahl von Innenlamellen angeordnet sind. Die Außenlamellen und die Innenlamellen bilden ein Lamellenpaket 18 aus, wobei innerhalb des Lamellenpakets 18 sämtliche Innenlamellen und Außenlamellen jeweils abwechselnd angeordnet sind.The term “axial” describes a direction along or parallel to an axis 21 ,
The multi-plate clutch 2 ' has a clutch basket and a clutch carrier, a plurality of outer plates being arranged on the clutch basket and a plurality of inner plates being arranged on the clutch carrier. The outer slats and the inner slats form a plate pack 18 from, being inside the plate pack 18 all inner slats and outer slats are alternately arranged.

Der Elektromotor 4 ist über das Planetengetriebe 5 antriebswirksam mit der Antriebswandlereinrichtung 6 verbunden. Die Antriebswandlereinrichtung 6 ist als eine Kugelrampenanordnung ausgebildet und dient der Wandlung der rotatorischen Bewegungen des Elektromotors 4 in translatorische Betätigungsbewegungen der ersten Kupplung 2 und der zweiten Kupplung 3.The electric motor 4 is about the planetary gear 5 effective with the drive converter device 6 connected. The drive converter device 6 is designed as a ball ramp arrangement and serves to convert the rotary movements of the electric motor 4 in translatory actuation movements of the first clutch 2 and the second clutch 3 ,

Die Kugelrampenanordnung weist eine axial feststehende nicht drehbare Stützscheibe 13 und eine axial verschiebbare Druckscheibe 14, die axial auf einen Druckkolben 15 wirkt, auf. Der Druckkolben 15 wiederum ist verstellwirksam mit der Lamellenkupplung 2` und der Klauenkupplung 3` verbunden. Die Druckscheibe 14 und die Stützscheibe 13 weisen auf ihren einander zugewandten Stirnflächen mehrere einander paarweise gegenüberliegende Kugelrampen mit über den jeweiligen Umfang der Scheibe veränderlichen Tiefen auf. In den Kugelrampenpaarungen läuft jeweils zumindest eine Kugel 16. Zwischen dem Druckkolben 15 und dem Kupplungskorb der Lamellenkupplung 2' ist eine Kupplungsfeder 17 angeordnet.The ball ramp arrangement has an axially fixed, non-rotatable support disk 13 and an axially displaceable thrust washer 14 axially on a pressure piston 15 affects. The pressure piston 15 in turn is effective with the multi-plate clutch 2` and the dog clutch 3` connected. The thrust washer 14 and the support disc 13 have, on their mutually facing end faces, a plurality of ball ramps lying opposite one another in pairs with depths which can vary over the respective circumference of the disk. At least one ball runs in each of the ball ramp pairs 16 , Between the pressure piston 15 and the clutch basket of the multi-plate clutch 2 ' is a clutch spring 17 arranged.

Die Druckscheibe 14 der Kugelrampenanordnung ist antriebswirksam mit einem Stirnrad 19 verbunden, welches wiederum fest mit einem Planetenträger des Planetengetriebes 5 verbunden ist.The thrust washer 14 the ball ramp arrangement is effective with a spur gear 19 connected, which in turn is fixed to a planet carrier of the planetary gear 5 connected is.

Das Planetengetriebe 5 weist neben dem Planetenträger, auf dem mehrere Planetenräder angeordnet sind, ein Sonnenrad sowie ein Hohlrad auf. Die Planetenräder kämmen mit einer Außenverzahnung des Sonnenrads und einer Innenverzahnung des Hohlrads des Planetengetriebes 5. Das Sonnenrad des Planetengetriebes 5 ist fest mit der Abtriebswelle 8 des Elektromotors 4 verbunden Der Elektromotor 4 treibt somit über die Abtriebswelle 8 in das Planetengetriebe 5 ein.. Das Hohlrad des Planetengetriebes 5 ist fest mit einem Gehäuse der Kupplungseinheit 1 verbunden. Durch das Planetengetriebe 5 wird das Drehmoment des Elektromotors 4 verstärkt und über das mit dem Planetenradträger fest verbundene oder einteilig mit diesem ausgebildete Stirnrad 19 wird die Druckscheibe 14 der Kugelrampenanordnung gedreht und so relativ zur Stützscheibe 13 axial bewegt.The planetary gear 5 has, in addition to the planet carrier on which a plurality of planet gears are arranged, a sun gear and a ring gear. The planet gears mesh with an external toothing of the sun gear and an internal toothing of the ring gear of the planetary gear 5 , The sun gear of the planetary gear 5 is fixed to the output shaft 8th of the electric motor 4 connected The electric motor 4 thus drives via the output shaft 8th into the planetary gear 5 a .. The ring gear of the planetary gear 5 is fixed with a housing of the coupling unit 1 connected. Through the planetary gear 5 becomes the torque of the electric motor 4 reinforced and via the spur gear fixedly connected to the planet gear carrier or integrally formed therewith 19 becomes the thrust washer 14 the ball ramp arrangement rotated and so relative to the support disc 13 moved axially.

Bei der in Fig gezeigten Ausführungsvariante der Kupplungseinheit 1 ist die Klauenkupplung 3` geschlossen, wenn sich die Kugeln 16 in den Kugelrampenpaarungen zwischen der Stützscheibe 13 und der Druckscheibe 14 in einem unteren Totpunkt der jeweiligen Kugelrampenpaarung befindet. Die Kupplungsfeder 17 ist dabei voll ausgefahren, d.h. entspannt. Befinden sich die Kugeln 16 in den Kugelrampenpaarungen zwischen der Stützscheibe 13 und der Druckscheibe 14 in einem oberen Totpunkt der jeweiligen Kugelrampenpaarung, so ist die Lamellenkupplung 2` geschlossen. Befinden sich die Kugeln in einem Bereich der Kugelrampenpaarungen zwischen dem unteren Totpunkt und dem oberen Totpunkt, so ist weder die Klauenkupplung 3` noch die Lamellenkupplung 2' geschlossen - die Kupplungseinheit 1 befindet sich derart in einem neutralen Zustand bzw. einer Neutralposition in der keine der beiden Kupplungen 2, 2', 3, 3` aktuiert ist.In the variant of the coupling unit shown in FIG 1 is the claw coupling 3` closed when the balls 16 in the ball ramp pairings between the support disc 13 and the thrust washer 14 at a bottom dead center respective ball ramp pairing. The clutch spring 17 is fully extended, ie relaxed. Are the balls 16 in the ball ramp pairings between the support disc 13 and the thrust washer 14 at a top dead center of the respective pair of ball ramps, this is the multi-plate clutch 2` closed. If the balls are located in an area of the ball ramp pairings between bottom dead center and top dead center, neither is the claw coupling 3` still the multi-plate clutch 2 ' closed - the clutch unit 1 is thus in a neutral state or in a neutral position in which neither of the two clutches 2 . 2 ' . 3 . 3` is actuated.

Ein Aktuierungsverlauf ausgehend von einer geschlossenen Klauenkupplung 3` gestaltet sich folgendermaßen:
Bei Bestromung des Elektromotors 4 wird die Druckscheibe 14 über das Planetengetriebe 5 und das Stirnrad 19 gedreht, wodurch sich die Druckscheibe 14 relativ zur Stützscheibe 13 in eine axiale Richtung hin zur Lamellenkupplung 2` bewegt - es bewegen sich die Kugeln 16 in den Kugelrampenpaarungen zwischen der Stützscheibe 13 und der Druckscheibe 14 aus den unteren Totpunkten der Kugelrampenpaarungen entlang der Kugelrampen und drücken den Druckkolben 15 in Richtung der Lamellenkupplung 2', genauer in Richtung zum Lamellenpaket 18 der Lamellenkupplung 2'. Gleichzeitig wird die Klauenkupplung 3` geöffnet und die Kupplungsfeder 17 vorgespannt. Die Lamellenkupplung 2' ist dabei noch nicht aktiviert und das System befindet sich in einem neutralen Zustand in dem weder die Klauenkupplung 3` noch die Lamellenkupplung 2' aktuiert ist. Wird die Druckscheibe 14 weiter so verdreht und somit axial bewegt, wird die Lamellenkupplung 2` aktuiert und die Kupplungsfeder 17 maximal vorgespannt. Die Kugeln 16 in den Kugelrampenpaarungen zwischen der Stützscheibe 13 und der Druckscheibe 14 befinden sich jeweils in dem oberen Totpunkt. Um diesen Zustand aufrecht zu erhalten ist eine weitere Bestromung des Elektromotors 4 erforderlich (Haltestrom). Würde bei dieser Bestromung des Elektromotors 4 beispielsweise ein Fehler auftreten und der Elektromotor 4 stromlos werden, so würde die Kupplungsfeder 17 wieder entspannen und den Druckkolben 15 und somit die Druckscheibe 14 derart rückstellen, dass sich die Kugeln 16 in den einzelnen Kugelrampenpaarungen zwischen Stützscheibe 13 und Druckscheibe 14 zurück in den unteren Totpunkt der Kugelrampen drücken. Dabei würde also aufgrund der geringen Selbsthemmung des Planetengetriebes 5 und der vorgespannten Kupplungsfeder 17 ohne Vorhandensein des Schutzmechanismus 7 die Klauenkupplung 3` unkontrolliert geschaltet werden.An actuation process based on a closed dog clutch 3` is as follows:
When the electric motor is energized 4 becomes the thrust washer 14 about the planetary gear 5 and the spur gear 19 rotated, causing the thrust washer 14 relative to the support disc 13 in an axial direction towards the multi-plate clutch 2` moves - the balls move 16 in the ball ramp pairings between the support disc 13 and the thrust washer 14 from the bottom dead centers of the ball ramp pairs along the ball ramps and press the pressure piston 15 towards the multi-plate clutch 2 ' , more precisely towards the plate pack 18 the multi-plate clutch 2 ' , At the same time, the dog clutch 3` opened and the clutch spring 17 biased. The multi-plate clutch 2 ' is not yet activated and the system is in a neutral state in which neither the dog clutch 3` still the multi-plate clutch 2 ' is actuated. Will the thrust washer 14 further rotated and thus moved axially, the multi-plate clutch 2` actuated and the clutch spring 17 biased to a maximum. The balls 16 in the ball ramp pairings between the support disc 13 and the thrust washer 14 are each in the top dead center. In order to maintain this state, further energization of the electric motor is required 4 required (holding current). Would with this energization of the electric motor 4 for example, an error occurs and the electric motor 4 would become de-energized, so the clutch spring 17 relax again and the plunger 15 and thus the thrust washer 14 reset so that the balls 16 in the individual ball ramp pairs between the support plate 13 and thrust washer 14 press back into the bottom dead center of the ball ramps. This would be due to the low self-locking of the planetary gear 5 and the preloaded clutch spring 17 without the presence of the protective mechanism 7 the claw coupling 3` are switched out of control.

Der Schutzmechanismus 7 ist an bzw. auf der Abtriebswelle 8 des Elektromotors 4 angeordnet und umfasst ein Bewegungsgewinde 9, eine Stützmutter 10, eine Arretierfeder 11 und eine Stützfeder 12. Der Schutzmechanismus 7 ist funktionswirksam zwischen dem Planetengetriebe 5, genauer dem gehäusefesten Hohlrad des Planetengetriebes 5, und einem Lagerschild 20, das fest in dem Gehäuse, in dem sich die Kupplungseinheit 1 befindet, angeordnet ist, angeordnet. Das Bewegungsgewinde 9 ist an der Abtriebswelle 8 ausgebildet und die Stützmutter 10 kann auf diesem Bewegungsgewinde axial verfahren, nämlich aufgeschraubt und abgeschraubt werden. Die Stützmutter 10 ist ebenso gehäusefest eingespannt. Die Stützmutter 10 drückt gegen die Arretierfeder 11, die zwischen der Stützmutter 10 und dem Hohlrad des Planetengetriebes 5 angeordnet ist. Durch die Länge und die Stärke der Arretierfeder 11 wird definiert in welchem Bereich sich die Neutralposition bzw. der neutrale Zustand der Kugelrampenanordnung einstellt.The protection mechanism 7 is on or on the output shaft 8th of the electric motor 4 arranged and includes a movement thread 9 , a support nut 10 , a locking spring 11 and a support spring 12 , The protection mechanism 7 is functional between the planetary gear 5 , more precisely the housing-fixed ring gear of the planetary gear 5 , and a bearing plate 20 , which is fixed in the housing in which the coupling unit 1 located, arranged, arranged. The movement thread 9 is on the output shaft 8th trained and the support nut 10 can move axially on this movement thread, namely screwed and unscrewed. The support nut 10 is also fixed to the housing. The support nut 10 presses against the locking spring 11 that between the support nut 10 and the ring gear of the planetary gear 5 is arranged. By the length and strength of the locking spring 11 the range in which the neutral position or the neutral state of the ball ramp arrangement is established is defined.

Bei einem ungewollten Fehler in der Bestromung des Elektromotors 4 bei geschlossener, d.h. aktuierter, Lamellenkupplung 2` kann die Kupplungsfeder 17 aufgrund des Schutzmechanismus 7, insbesondere aufgrund der Kräfte im Bewegungsgewinde 9 (Reibwert), den Druckkolben 15 und somit die Druckscheibe 14 lediglich in eine Position in der sich die Kugeln 16 in einem Bereich zwischen dem unteren Totpunkt und dem oberen Totpunkt der Kugelrampenpaarungen zwischen der Stützscheibe 13 und der Druckscheibe 14 befinden, drücken. Aufgrund der antriebswirksamen Verbindung zwischen der Druckscheibe 14 und der Abtriebswelle 8 des Elektromotors 4 über das Stirnrad 19 und das Planetengetriebe 5, das nahezu keine Selbsthemmung aufweist, wird dabei die Abtriebswelle 8 derart in eine Drehrichtung entsprechend der Drehrichtung bei einer Gegenbestromung des Elektromotors 4 gedreht, dass sich die Stützmutter 10 in eine Richtung hin zur Arretierfeder 11 auf das Bewegungsgewinde 9 aufschraubt und so gespannt wird. Die Arretierfeder 11 des Schutzmechanismus 7 wird dabei so lange bzw. so weit komprimiert, bis die (Öffnungs-)Kräfte im Bewegungsgewinde 9 so groß sind (Reibwert), dass sich die Stützmutter 10 nicht mehr axial am Bewegungsgewinde 9 bewegt. Die Neutralposition bzw. der neutrale Zustand der Kugelrampenanordnung stellt sich über ein Kräftegleichgewicht zwischen der Arretierfeder 11 und der Kupplungsfeder 17 ein.In the event of an unwanted fault in the electric motor supply 4 with the multi-plate clutch closed, ie activated 2` can the clutch spring 17 due to the protective mechanism 7 , especially due to the forces in the motion thread 9 (Coefficient of friction), the pressure piston 15 and thus the thrust washer 14 just in a position in which the balls 16 in a region between the bottom dead center and the top dead center of the ball ramp pairings between the support disk 13 and the thrust washer 14 press. Due to the drive connection between the thrust washer 14 and the output shaft 8th of the electric motor 4 over the spur gear 19 and the planetary gear 5 , which has almost no self-locking, becomes the output shaft 8th thus in a direction of rotation corresponding to the direction of rotation when the electric motor is energized 4 turned that the support nut 10 in one direction towards the locking spring 11 on the movement thread 9 screwed on and so tensioned. The locking spring 11 of the protection mechanism 7 is compressed until the (opening) forces in the movement thread 9 are so large (coefficient of friction) that the support nut 10 no longer axially on the movement thread 9 emotional. The neutral position or the neutral state of the ball ramp arrangement is established via a balance of forces between the locking spring 11 and the clutch spring 17 on.

Bei einer gewollten Aktuierung der Klauenkupplung 3` erfolgt eine Gegenbestromung des Elektromotors 4 und somit eine Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle 8 des Elektromotors 4 in Bezug auf die Drehrichtung bei der Bestromung des Elektromotors 4 zur Aktuierung der Lamellenkupplung 2'. Bei der Aktuierung der Klauenkupplung 3` muss der Elektromotor 4 die Federkraft der Arretierfeder 11 überwinden. Hierbei wird die Stützmutter 10 in eine Richtung hin zur Arretierfeder 11 auf das Bewegungsgewinde 9 weiter aufgeschraubt, also weiter gespannt.When the dog clutch is actuated intentionally 3` counter current is supplied to the electric motor 4 and thus a reversal of the direction of rotation of the output shaft 8th of the electric motor 4 in relation to the direction of rotation when energizing the electric motor 4 for actuating the multi-plate clutch 2 ' , When actuating the dog clutch 3` the electric motor 4 the spring force of the locking spring 11 overcome. Here the support nut 10 in one direction towards the locking spring 11 on the movement thread 9 screwed on further, so further stretched.

Wird dagegen die Lamellenkupplung 2` durch Bestromung des Elektromotors 4 aktuiert, wird die Arretierfeder 11 vollkommen entspannt und die Stützmutter 10 wird von dem Bewegungsgewinde 9 in eine Richtung weg von der Arretierfeder 11 abgeschraubt.
Um ein schnelles Wiederaufschrauben auf das partielle Bewegungsgewinde 9 zu gewährleisten und ein unkontrolliertes Umherwandern der Stützmutter 10 zu verhindern, wird die Stützfeder 12 des Schutzmechanismus 7 zwischen dem Lagerschild 20 und einem Absatz an der Stützmutter 10 angeordnet. Die Stützfeder 12 wirkt in Richtung der entspannten Arretierfeder 11 und hält die Stützmutter 10 in Position und drückt gegen die Schubkraft des Bewegungsgewindes 9.In contrast, the multi-plate clutch 2` by energizing the electric motor 4 activated, the locking spring 11 completely relaxed and the support nut 10 is from the motion thread 9 in a direction away from the locking spring 11 unscrewed.
To quickly screw it back onto the partial movement thread 9 to ensure and an uncontrolled wandering of the support nut 10 to prevent the support spring 12 of the protection mechanism 7 between the end shield 20 and a shoulder on the support nut 10 arranged. The support spring 12 acts in the direction of the relaxed locking spring 11 and holds the support nut 10 in position and presses against the thrust of the movement thread 9 ,

Weiterhin kann ein schnelles Wiederaufschrauben der Stützmutter 10 auf das Bewegungsgewinde 9 durch eine kegelförmige Form oder ein Abfasen des Bewegungsgewindes 9 erzielt werden.Furthermore, the support nut can be screwed on quickly 10 on the movement thread 9 through a conical shape or chamfering the movement thread 9 be achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kupplungseinheitclutch unit
22: Erste KupplungFirst clutch
33: Zweite KupplungSecond clutch
44: Elektromotorelectric motor
55: Planetengetriebeplanetary gear
66: AntriebswandlereinrichtungDrive converter device
77: Schutzmechanismusprotection mechanism
88th: Abtriebswelleoutput shaft
99: Bewegungsgewindemotion thread
1010: Stützmuttersupport nut
1111: Arretierfederdetent
1212: Stützfedersupport spring
1313: Stützscheibesupport disc
1414: Druckscheibethrust washer
1515: Druckkolbenpressure piston
1616: KugelBullet
1717: Kupplungsfederclutch spring
1818: Lamellenpaketdisk pack
1919: Stirnradspur gear
2020: Lagerschildend shield
2121: Achseaxis

Claims

Coupling unit (1) comprising - a first clutch (2), - a second clutch (3), - an electric motor (4) for actuating the first clutch (2) and the second clutch (3), whereby current is supplied to the electric motor ( 4) the first clutch (2) can be actuated and the second clutch (3) can be actuated by counter current supply to the electric motor (4), - a planetary gear (5) and - a drive converter device (6) for converting the rotary movements of the electric motor (4 ) in translational actuation movements of the first clutch (2) and the second clutch (3), the electric motor (4) being connected to the drive converter device (6) via the planetary gear (5) in an adjustment-effective manner, characterized in that the clutch unit (1) has a protective mechanism (7) which is adapted, in the event of a fault in the energization of the electric motor (4) for actuating the first clutch (2), to convert the drive converter device (6) into a protective mechanism Ismus (7) to move predetermined neutral position.

Coupling unit (1) after Claim 1 , characterized in that the first clutch (2) is designed as a multi-plate clutch.

Coupling unit (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the protective mechanism (7) is functionally arranged on an output shaft (8) of the electric motor (4) between the electric motor (4) and the planetary gear (5).

Coupling unit (1) after Claim 3 , characterized in that the protective mechanism (7) has the following components, namely - a movement thread (9), the movement thread (9) being arranged or formed on the output shaft (8), - a support nut (10), the support nut ( 10) on the movement thread (9) is arranged to be axially movable, - a locking spring (11), the locking spring (11) being functionally arranged between the planetary gear (5) and the support nut (10) and the support nut (10) when the Electric motor (4) for actuating the first clutch (2) and in the event of a fault in the energization of the electric motor (4) for actuating the first clutch (2) is held in a position on the movement thread (9) by means of the tensioned locking spring (11) , which corresponds to a neutral position of the drive converter device (6) and - a support spring (12), the support nut (10) via the support spring (12) with a predetermined spring force against the movement thread e (9) is pressed.