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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckorgan für einen Kupplungsmechanismus vom Mehrscheibentyp vom Typ Nasskupplung oder Trockenkupplung, wie er beispielsweise im Automobilbereich verwendet wird.
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Es sind Nasskupplungsmechanismen bekannt, umfassend mindestens eine Nasskupplung vom Mehrscheibentyp sowie mindestens einen Aktuator, der es ermöglicht, eine Kraft zu erzeugen, um die entsprechende Kupplung in einer eingerückten oder ausgerückten Einrichtung einzurichten. Falls der Aktuator in den Nasskupplungsmechanismus integriert ist, umfasst der Aktuator einen axial beweglichen Kolben, der mit Hilfe einer Steuerkammer, der eine Ausgleichskammer zugeordnet ist, die durch mindestens einen Ausgleichsdeckel begrenzt ist, bei der Verlagerung gesteuert wird. Die durch die Verlagerung des Kolbens erzeugte Kraft wird an die Mehrscheibeneinheit der Nasskupplung unter Vermittlung eines Druckorgans mit Umdrehungsform um eine Drehachse X des Nasskupplungsmechanismus übertagen.
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So wird die Verlagerung des Betätigungskolbens auf das Druckorgan übertragen, das seinerseits erste Reibungselemente, beispielweise Reibungsscheiben mit Reibbelägen, in Bezug zu zweiten Reibungselementen der Nasskupplung, beispielsweise Flanschen, verlagert, um sie in der einen oder der anderen der genannten Einrichtungen einzurichten. Die ersten und zweiten Reibungselemente sind parallel montiert und folgen in der Mehrscheibeneinheit axial aufeinander, um miteinander zusammenzuwirken.
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Auf bekannte Weise definiert die äußere Peripherie des Druckorgans im Allgemeinen eine kontinuierliche torische Oberfläche, die axial an die Reibungselemente drückt. Der Kontakt mit dem Druckorgan ist kreisförmig und linear, so dass die Verteilung der Kraft auf der Mehrscheibeneinheit entlang einer verkleinerten Kontaktfläche erfolgt. Die Mehrscheibeneinheit ist somit nicht einheitlich geschlossen. Der Drehmomentübergang ist nicht richtig im Nasskupplungsmechanismus verteilt. Daraus ergibt sich ein Parallelitätsfehler beim Schließen der Mehrscheibeneinheit.
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Es ist möglich, diese kontinuierliche torische Oberfläche durch ein Druckorgan, umfassend Betätigungsfinger, zu ersetzen. Die Finger üben axial teilweisen Druck auf die Mehrscheibeneinheit aus und sind in Umfangsrichtung um die Achse X verteilt.
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Aus dem Dokument
DE 102015205832 A1 ist ein Druckorgan bekannt, das aus einem Blech ausgebildet ist, umfassend Betätigungsfinger für eine Nasskupplung, die an der äußeren Peripherie des Druckorgans definiert sind. Das Ende der Finger ist axial umgelegt, um eine flache und diskontinuierliche Auflagefläche zu bilden. Allerdings weist ein solches Druckorgan Nachteile auf. Die Auflagefläche des Elements ist nicht einheitlich auf dem Flansch. Je nach der radialen Position der Reihe von Betätigungsfingern können geometrische Parallelitätsfehler vorhanden sein, die Auflagefläche weist auch einen Falz- und Planheitsfehler in Bezug auf die Mehrscheibeneinheit auf. Die Mehrscheibeneinheit ist nicht einheitlich geschlossen. Überdies ist die Herstellung eines solchen Elements komplex in der Durchführung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zumindest zum Großteil auf die vorherigen Probleme zu antworten und ferner zu weiteren Vorteilen zu führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Druckorgan vorzuschlagen, um zumindest zum Großteil auf die vorherigen Probleme zu antworten und ferner zu weiteren Vorteilen zu führen.
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Die Erfindung soll insbesondere eine einfache, wirksame und wirtschaftliche Lösung für diese Problem liefern.
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Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung ein Druckorgan für einen Kupplungsmechanismus vom Mehrscheibentyp vor, das zumindest teilweise von einem Blech mit einer Dicke Ep gebildet ist, und umfassend:
- - eine Platine von ringförmiger Form mit einer Umdrehungsachse X,
- - mindestens ein Betätigungselement, das vom äußeren Abschnitt der Platine aus ausgebildet ist und sich axial von der Platine aus erstreckt, wobei das freie Ende des mindestens einen Betätigungselements eine Auflagefläche umfasst, die geeignet ist, auf der Mehrscheibeneinheit des Kupplungsmechanismus in Kontakt zu kommen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche des mindestens einen Betätigungselements bezüglich der Achse X zwischen einem Innendurchmesser des freien Endes und einem Außendurchmesser des freien Endes begrenzt ist, wobei sich die Auflagefläche kontinuierlich entlang einer Umfangsrichtung und radial zwischen dem Innen- und Außendurchmesser gemäß einer Variation ΔD erstreckt, wobei die Variation ΔD in Radialrichtung größer als oder gleich 1,3-mal die Dicke Ep des Blechs ist.
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Dieses erfindungsgemäße Druckorgan hat den Vorteil, dass es die Auflagefläche S des mindestens einen Betätigungselements gegenüber dem Reibungselement, hier dem Flansch, vergrößert, da sich jede Auflagefläche kontinuierlich in eine Umfangsrichtung und gemäß der Variation ΔD in Radialrichtung erstreckt. Die Auflagefläche S ist zwischen dem Innendurchmesser D1 und dem Außendurchmesser D2 verteilt. Da die Variation ΔD in Radialrichtung größer als die Dicke des Druckorgans ist, wird die Betätigungskraft auf eine breite Auflagefläche und nicht auf einen linearen Druckbereich ausgeübt.
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Das Druckorgan erhöht die Anzahl von Kontaktpunkten, die radial auf der Oberfläche des Flansches positioniert und zwischen dem Innendurchmesser D1 und dem Außendurchmesser D2 des freien Endes positioniert sind. Die Kraft des Druckorgans wird einheitlicher und homogener auf der Oberfläche des Flansches verteilt. Die Gefahr eines Parallelitätsfehlers wird verringert, die Reibungselemente werden einheitlich parallel entlang des Druckorgans zwischen den eingerückten und ausgerückten Einrichtungen verlagert, der Drehmomentdurchgang wird somit richtig übertragen. Schließlich ist das Druckorgan aus einem Metallblech mit der Dicke Ep ausgebildet, wobei der Vorteil darin besteht, dass die Auflagefläche S auf wirtschaftliche Weise hergestellt wird. Aus einem Stahlblech wird ein Druckorgan gebildet, das die Übertragung der axialen Kraft des Aktuators gewährleistet, die Herstellung eines solchen Druckorgans ist einfach zu verwirklichen.
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Vorteilhafterweise beträgt die Variation ΔD in Radialrichtung zwischen 1, 3- und 10-mal die Dicke Ep des Blechs, insbesondere zwischen 1,3- und 5-mal die Dicke Ep des Blechs, insbesondere zwischen 1,3- und 3-mal die Dicke Ep des Blechs. Auf diese Weise wird die verfügbare Auflagefläche vergrößert, mit einer größeren Anzahl an verfügbaren Kontaktpunkten, und folglich wird der „Parallelitätsfehler“ zwischen den Teilen verringert. Der Kontaktdruck wird auch verringert. Die Auflagefläche wird radial entlang eines Vielfachen der Dicke Ep des Blechs erweitert, wobei das definierte Intervall dieses Vielfachen den Herstellungsstandard eines solchen Druckorgans vereinfachen soll. Je weiter die Kontaktpunkte voneinander entfernt sind, desto mehr wird die Gefahr eines „Parallelitätsfehlers“ zwischen den Teilen verringert. Dieses Vielfache kann beispielsweise in Abhängigkeit von den zulässigen Druckwerten oder den geometrischen Parallelitätsfehlern der Teile gewählt werden.
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Die Erfindung kann das eine oder das andere der nachfolgend beschriebenen Merkmale in Kombination miteinander oder unabhängig voneinander aufweisen:
- - Das Druckorgan kann eine Reihe von Betätigungselementen umfassen, die in Umfangsrichtung um die Achse X on der äußeren Peripherie der Platine aus gebildet sind.
- - Das Betätigungselement kann beispielsweise ein Betätigungsfinger sein.
- - Eine Reihe von Betätigungsfingern kann in Umfangsrichtung um die Achse X von der äußeren Peripherie der Platine aus gebildet sein.
- - Das Betätigungselement der Reihe von Betätigungselementen erstreckt sich in eine Umfangsrichtung über einen Winkelwert zwischen 5° und 45°, vorzugsweise zwischen 10° und 30°.
- - Vorteilhafterweise kann die Auflagefläche auf der Schnittkante des Blechs mit der Dicke Ep ausgebildet sein.
- - Die Auflagefläche kann sich alternativ zwischen dem Innen- und Außendurchmesser des freien Endes erstreckt. Der Vorteil für die Auflagefläche ist, dass sie sich nacheinander in Richtung des Innendurchmessers, dann in Richtung des Außendurchmessers und umgekehrt mit einer größeren Regelmäßigkeit in Umfangs- und Radialrichtung erstreckt.
- - Nach einer weiteren Variante kann das Druckorgan ein Betätigungselement umfassen.
- - Das Betätigungselement kann sich in Umfangsrichtung über mindestens 345 Grad erstrecken, was kontinuierlich eine einzige und Breite Auflagefläche in Umfangsrichtung um die Achse X und eine bessere Kontakthomogenität gewährleistet.
- - Das Betätigungselement kann sich in Umfangsrichtung über 360 Grad erstrecken.
- - Das Betätigungselement kann eine in eine Ebene P einbeschriebene Auflagefläche bilden, wobei die Ebene P senkrecht auf die Achse X steht. Auf diese Weise ermöglicht es die ebene Fläche, die Parallelitätsfehler der Auflage zwischen den Teilen zu verringern und nachzustellen. Wobei die Auflagefläche zum Flansch parallel ist. Der Finger gewährleistet einen einheitlichen Kontaktdruck gegenüber der Gesamtheit des Flansches.
- - Die Auflagefläche des Betätigungselements kann in der Ebene P eine sinusförmige Kontur (mit einer Periode T), beispielsweise in Form von Wellen oder Zinnen, bilden. Je kleiner die Periode T ist, desto größer ist die Anzahl von Wellen und desto größer ist die Kontaktfläche.
- - Die Auflagefläche des Betätigungselements kann in der Ebene P eine Kontur in Form von Zinnen bilden.
- - Die Reihe von Betätigungsfingern kann N Betätigungsfinger umfassen, die im Winkel um die Achse X in einer regelmäßigen Verteilung verteilt sind, wobei N zwischen 3 und 25 beträgt. Mit anderen Worten liegt die regelmäßige Winkelverteilung der Betätigungsfinger beispielsweise zwischen 10° und 45° in Abhängigkeit von der Anzahl von Fingern. Beispielsweise kann die Reihe von Betätigungsfingern 12 Betätigungsfinger umfassen, die im Winkel von 30° um die Achse X verteilt sind. Bei einem weiteren Beispiel kann die Reihe von Betätigungsfingern 18 Betätigungsfinger umfassen, die im Winkel von 20° um die Achse X verteilt sind. Die Finger des Druckorgans haben den Vorteil, dass sie einheitlich verteilt sind. Die Auflage des Druckorgans ist gleichmäßig auf der Oberfläche des Flansches verteilt, wodurch der Parallelitätsfehler zwischen den Teilen begrenzt wird. Draus ergibt sich eine einheitlich parallele Verlagerung der Reibungselemente beim Schließen der Mehrscheibeneinheit.
- - Die Betätigungsfinger können identisch sein, was beispielsweise die Herstellung eines solchen Druckorgans vereinfacht. Als Variante können die Betätigungsfinger unterschiedlich sein.
- - Die Auflageflächen der Betätigungsfinger können in eine Ebene P einbeschrieben sein, wobei die Ebene P auf die Achse X senkrecht steht.
- - Die Betätigungselemente können durch Tiefziehen oder Falzen erhalten werden. Auf diese Weise ermöglichen das Tiefziehen oder Falzen des Blechs die Herstellung der Finger mit komplexen Formen ohne Materialverlust.
- - Die Auflagefläche kann durch Bearbeitung erhalten werden.
- - Die Auflageflächen können eine kegelstumpfartige Fläche in Bezug zur Achse X bilden. Mit anderen Worten kann die Auflagefläche S aus einer Seitenfläche eines Kegelstumpfs ausgebildet sein.
- - Die kegelstumpfartige Fläche kann nach außen geneigt sein.
- - Die kegelstumpfartige Fläche kann nach innen geneigt sein.
- - Die Auflagefläche eines der Betätigungselemente kann in der Ebene P eine geschlossene Kontur bilden, wobei die Kontur beispielsweise von kreisförmiger, elliptischer oder polygonaler Form ist.
- - Vorteilhafterweise ist eine Öffnung im Inneren der geschlossenen Kontur vorgesehen, was den Herstellungsvorgang vereinfacht.
- - Vorteilhafterwiese kann sich die Auflagefläche in einer zylindrischen Form oder in Form eines Ovals oder eines Kreises erstrecken.
- - Die Auflagefläche eines der Betätigungselemente kann in der Ebene P eine offene Kontur bilden, wobei die Kontur beispielsweise ein Kreisbogen, eine Gerade oder mit einer V-Form ist.
- - Die Auflagefläche kann sich im Wesentlichen in Form eines U oder eines C oder eines S erstrecken.
- - Die Betätigungsfinger können in einer schraubenförmigen Anordnung eingerichtet sein. Auf diese Weise ist die Anordnung der Finger regelmäßig und einheitlich in Umfangsrichtung ausgerichtet.
- - Vorteilhafterweise kann sich die Auflagefläche auf der Ebene P linear zwischen dem Innen- und Außendurchmesser erstrecken, wobei die Auflagefläche im Winkel in Bezug zur Umfangsrichtung der Platine gemäß einem Neigungswinkel Alpha α versetzt ist. Auf diese Weise erstrecken sich die Finger gerade und sind gemäß einem Neigungswinkel Alpha α geneigt. Diese geneigten Finger haben den Vorteil, dass sie einen homogenen Kontakt zwischen dem Innendurchmesser D1 und dem Außendurchmesser D2 des freien Endes gewährleisten, was die Parallelität des Flansches (oder ersten Reibungselements) mit dem Rest der Reibungselemente innerhalb der Mehrscheibeneinheit und einen besser auf dem Flansch verteilten Kontaktdruck gewährleistet.
- - Der Neigungswinkel Alpha α kann zwischen 5 Grad und 70 Grad, vorzugsweise zwischen 20 und 40 Grad in Bezug zur Umfangsrichtung betragen.
- - Der Neigungswinkel Alpha α kann 30 Grad in Bezug zur Umfangsrichtung betragen.
- - Der Neigungswinkelwert Alpha α kann für jeden Betätigungsfinger unterschiedlich sein.
- - Der Betätigungsfinger kann in Bezug zu einer Achse O, die parallel zur Achse X ist und im Wesentlichen durch den Schwerpunkt G der Auflagefläche S verläuft, verdreht sein. Mit anderen Worten können die Finger entlang der Achse, die durch den Schwerpunkt G der Auflagefläche verläuft, ausgerichtet sein, beispielsweise ausgerichtet gemäß einem spiralförmigen Motiv, das auf der durch den Schwerpunkt G verlaufenden Achse zentriert ist.
- - Der Innenabschnitt der Platine kann einen Betätigungskolben bilden, der für die Betätigung der Mehrscheibeneinheit des Kupplungsmechanismus vorgesehen ist. Auf diese weise dient das Druckorgan als Kolben, die Übertragung der Kraft des Aktuators wird in einem einzigen und selben Teil durchgeführt.
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Die Erfindung betrifft nach einem zweiten Aspekt auch einen Kupplungsmechanismus vom Mehrscheibentyp, umfassend:
- - eine Drehmomenteingangsträgerscheibe,
- - eine Drehmomentausgangsträgerscheibe,
- - eine Mehrscheibeneinheit, die radial zwischen den Drehmomenteingangs- und -ausgangsträgerscheiben zwischengefügt ist, und
- - ein Druckorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Druckorgan eine axiale Kraft ausübt, die zwischen dem Innen- und Außendurchmesser auf die Mehrscheibeneinheit bei der Betätigung des Kupplungsmechanismus verteilt wird.
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Der Kupplungsmechanismus nach dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst vorteilhafterweise mindestens eine der untenstehenden Verbesserungen, wobei die technischen Merkmale, die diese Verbesserungen bilden, allein oder in Kombination betrachtet werden können:
- - Nach einer ersten Ausführungsvariante ist der Kupplungsmechanismus nach dem zweiten Aspekt der Erfindung vom Typ einer Einfachkupplung. Nach einer zweiten Ausführungsvariante ist der Kupplungsmechanismus nach dem zweiten Aspekt der Erfindung vom Typ einer Doppelkupplung.
- - Für jede der Ausführungsvarianten ist der Kupplungsmechanismus nach dem zweiten Aspekt der Erfindung vom Typ Trockenkupplungsmechanismus, wobei das Kupplungsmodul nur eine Hochdruckhydraulikschaltung umfasst. Alternativ ist für jede der Ausführungsvarianten der Kupplungsmechanismus nach dem zweiten Aspekt der Erfindung vom Typ Nasskupplungsmechanismus, wobei der Kupplungsmechanismus mindestens eine Niederdruckhydraulikschaltung und eventuell eine Hochdruckhydraulikschaltung umfasst.
- - Für jede der vorher beschriebenen Ausführungsarten umfasst der Kupplungsmechanismus - nach einer ersten Version - zwei Kupplungen, die in einer axialen Einrichtung eingerichtet sind, wobei eine erste Kupplung vor einer zweiten Kupplung angeordnet ist, wobei die zwei Kupplungen vom Mehrscheibentyp in einem selben Radialabstand zur Drehachse angeordnet sind. Nach einer zweiten Version, die mit jeder der vorher beschriebenen Ausführungsvarianten vereinbar ist, umfasst der Kupplungsmechanismus zwei Kupplungen vom Mehrscheibentyp, die in einer radialen Einrichtung eingerichtet sind, wobei eine erste Kupplung radial außerhalb einer zweiten Kupplung angeordnet ist. Nach der ersten oder der zweiten Version ist der Kupplungsmechanismus ein Mechanismus mit Nassdoppelkupplung.
- - Vorteilhafterweise ist der Kupplungsmechanismus ein Mechanismus mit Dreifachkupplung oder Hybridkupplungen, die dazu bestimmt sind, genauer betrachtet für die Fahrzeuge mit automatisiertem Getriebe eingesetzt zu werden.
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Es sind verschiedene Ausführungsarten der Erfindung vorgesehen, die nach der Gesamtheit ihrer möglichen Kombinationen die verschiedenen hier dargelegten optionalen Merkmale einschließen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen ferner aus der nachfolgenden Beschreibung einerseits und aus mehreren Ausführungsbeispielen hervor, die hinweisenden und nicht beschränkenden Charakter haben und sich auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beziehen, wobei:
- [1] eine Axialschnittansicht eines Nasskupplungsmechanismus vom Mehrscheibentyp nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung beschreibt;
- [2] eine teilweise Axialschnittansicht des Nasskupplungsmechanismus vom Mehrscheibentyp nach der ersten Ausführungsart der Erfindung aus 1 beschreibt;
- [3] eine Perspektivansicht des Druckorgans nach der ersten Ausführungsart der Erfindung, die in 1 dargestellt ist, beschreibt;
- [4] eine Perspektivansicht des Druckorgans nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung ähnlich der ersten Ausführungsart beschreibt;
- [5] eine Perspektivansicht des Druckorgans nach einer dritten Ausführungsart der Erfindung ähnlich der ersten Ausführungsart beschreibt;
- [6] eine Perspektivansicht des Druckorgans nach einer vierten Ausführungsart der Erfindung beschreibt;
- [7] eine radiale Vorderansicht des Druckorgans nach der vierten Ausführungsart der Erfindung, die in 6 dargestellt ist, beschreibt;
- [8] eine Axialschnittansicht des Druckorgans nach der vierten Ausführungsart der Erfindung, die in 6 dargestellt ist, beschreibt;
- [9] eine teilweise und perspektivische Ansicht des Druckorgans nach der vierten Ausführungsart der Erfindung, die in 6 dargestellt ist, beschreibt;
- [10] eine Teilansicht eines Betätigungselements des Druckorgans nach der vierten Ausführungsart der Erfindung, die in 6 dargestellt ist, beschreibt.
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Natürlich können die Merkmale, die Varianten und die verschiedenen Ausführungsarten der Erfindung gemäß verschiedenen Kombinationen miteinander verbunden werden, sofern sie nicht unvereinbar sind oder einander ausschließen. Es sind insbesondere Varianten der Erfindung vorstellbar, die nur eine Auswahl von in der Folge beschriebenen Merkmalen isoliert von den anderen beschriebenen Merkmalen umfassen, wenn diese Auswahl von Merkmalen ausreichend ist, um einen technischen Vorteil zu verleihen, oder um die Erfindung vom Stand der Technik zu unterscheiden.
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Insbesondere sind alle beschriebenen Varianten und Ausführungsarten untereinander kombinierbar, wenn auf technischer Ebene nichts gegen diese Kombination spricht.
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In den Figuren behalten die mehreren Figuren gemeinsamen Elemente dasselbe Bezugszeichen.
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In der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden auf nicht beschränkende Weise und zur Erleichterung deren Verständnisses die folgenden Begriffe verwendet:
- - „vorne“ oder „hinten“ in einer definierten Richtung in Bezug zu einer axialen Ausrichtung, die durch eine Drehachse X des Druckorgans oder des Kupplungsmechanismus bestimmt ist, wobei „hinten“ den Abschnitt bezeichnet, der sich rechts in den Figuren auf der Seite eines Getriebes beispielsweise befindet, und wobei „vorne“ den linken Teil der Figuren auf der Seite eines Verbrennungsmotors beispielsweise bezeichnet; und
- - „innen/intern“ oder „außen/extern“ in Bezug zur Drehachse X und in einer radialen Ausrichtung orthogonal zur axialen Ausrichtung, wobei „innen“ einen proximalen Abschnitt der Drehachse X bezeichnet, und „außen“ einen distalen Abschnitt der Drehachse X bezeichnet.
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In 1 ist eine erste Einsatzart eines Nasskupplungsmechanismus 1 für ein Drehmomentübertragungssystem dargestellt. Der Nasskupplungsmechanismus 1 ist vom Mehrscheibentyp und weist eine Hauptdrehachse X auf.
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Ein solcher Kupplungsmechanismus 1 umfasst:
- - eine Drehmomenteingangsnabe 10, die eingerichtet ist, um drehfest mit einer Antriebswelle, hier der Motorwelle (nicht dargestellt) gekoppelt zu sein, wobei die Drehmomenteingangswelle 10 vom Typ eines Drehmomentübertragungselements 11 nach dem ersten Aspekt der Erfindung oder nach einer ihrer Verbesserungen ist;
- - mindestens eine Drehmomentausgangsnabe 80, die eingerichtet ist, um drehfest mit einer Übertragungswelle A1 gekoppelt zu sein;
- - mindestens eine Nasskupplung E1, die eingerichtet ist, um selektiv die Drehmomenteingangsnabe 10 mit mindestens einer Drehmomentausgangsnabe 80 drehfest zu koppeln;
- - ein Betätigungssystem 60 der mindestens einen Kupplung E1, wobei das Betätigungssystem 60 ein Druckorgan 50 umfasst, das es ermöglicht, die mindestens eine Kupplung E1 zu steuern.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel umfasst der Kupplungsmechanismus 1 zwei Kupplungen E1, E2, die in einer axialen Einrichtung eingerichtet sind, d.h. axial nebeneinander entlang der Achse X angeordnet sind. Die erste Kupplung E1 befindet sich vor der zweiten Kupplung E2, wobei die zwei Kupplungen E1, E2 in einem selben Radialabstand zur Drehachse X angeordnet sind. Nur eine der zwei Kupplungen E1 ist hier in 1 dargestellt, wobei der Kupplungsmechanismus 1 eine radiale Symmetrieachse Y für die Kupplung E1 und ihre Steuerung durch das Betätigungssystem 60 aufweist. So ist der Kupplungsmechanismus 1 dazu vorgesehen, selektiv die Motorwelle mit einer ersten oder einer zweiten Übertragungswelle A1, A2 unter Vermittlung einer der zwei Kupplungen E1, E2 drehfest zu koppeln. Der Kupplungsmechanismus ist ein Mechanismus mit Nassdoppelkupplung, der gesteuert wird, um selektiv die Antriebswelle mit einer ersten Übertragungswelle A1 und einer zweiten Übertragungswelle A2 des Getriebes zu koppeln, wobei die erste Welle A1 und die zweite Welle A2 koaxial sind.
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Als nicht dargestellte Variante umfasst der Kupplungsmechanismus 1 zwei Kupplungen E1, E2, die in einer radialen Einrichtung eingerichtet sind, wobei die erste Kupplung E1 radial außerhalb einer zweiten Kupplung E2 angeordnet ist.
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In 1 ist der Kupplungsmechanismus 1 vom Typ eines Nasskupplungsmechanismus: er umfasst eine erste Hydraulikschaltung 120, Niederdruckschaltung genannt, die die Drehmomenteingangsnabe 10 durchquert, um die Kühlung und Schmierung der mindestens einen Kupplung E1, E2 während ihres Betriebs zu gewährleisten.
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Der Kupplungsmechanismus 1 umfasst eventuell eine zweite Hydraulikschaltung 110, Hochdruckschaltung genannt, um das Betätigungssystem 60 mit Hydraulikfluid zu versorgen, um die mindestens eine Kupplung E1 zu steuern, genauer um eine Druckkammer 61 zu versorgen, die es ermöglicht, eine axiale Kraft auf die mindestens eine Kupplung E1, E2 zu erzeugen.
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Das Betätigungssystem 60 des Kupplungsmechanismus 1 ermöglicht es somit, jede Kupplung E1, E2 selektiv zwischen ihrer eingerückten Einrichtung und ihrer ausgerückten Einrichtung zu steuern. Vorzugsweise umfasst das Betätigungssystem 60:
- - eine Druckkammer 61, die dazu vorgesehen ist, das Hydraulikfluid unter Druck von der Hochdruckhydraulikschaltung zu erhalten. Die Druckkammer 61 ermöglicht es, die axiale Kraft zu erzeugen, die es ermöglicht, die entsprechende Kupplung E1 in ihrer eingerückten Einrichtung einzurichten;
- - einen Betätigungskolben 56, der axial innerhalb der Druckkammer 61 beweglich ist, wobei der Betätigungskolben 56 innerhalb der Druckkammer 61 angeordnet ist und für die Betätigung des Kupplungsmechanismus bestimmt ist, um die Kupplung E1 einzurichten;
- - ein Druckorgan 50, das mit dem Betätigungskolben 56 verbunden und axial beweglich ist, wobei sich das Druckorgan 50 teilweise radial außerhalb der Druckkammer 61 erstreckt, um die axiale Kraft der Druckkammer 61 zu übertragen;
- - eine Ausgleichskammer 62, die gegenüber der Druckkammer 61 in Bezug auf einen Kolben angeordnet ist. Die Ausgleichskammer 62 ermöglicht es, das Druckorgan 50 entgegengesetzt zur entsprechenden Kupplung E1 zurückzuschieben, um es der Kupplung E1 zu ermöglichen, in ihrer ausgerückten Einrichtung eingerichtet zu werden. Zu diesem Zweck nimmt die Ausgleichskammer ein elastisches Rückstellelement 63, wie beispielsweise eine Schraubenfeder, auf, die sich axial durch die Ausgleichskammer 62 erstreckt, und die axial am Betätigungskolben 56 anliegt.
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Bei einer nicht dargestellten Variante ist das Druckorgan mit einem Trockenkupplungsmechanismus vereinbar. In diesem Fall kann der Kupplungsmechanismus insbesondere ein Druckorgan, mindestens eine Reaktionsplatte und Reibungselemente, hier beispielsweise mindestens eine Reibungsscheibe, die Reibbeläge trägt, umfassen. Die Reibungsscheibe kann drehfest mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden sein. Ebenso kann der Trockenkupplungsmechanismus vom Typ Doppelkupplungsmechanismus (oder Dreifachkupplung oder auch Hybridkupplungen) sein, die dazu bestimmt sind, genauer betrachtet für die Fahrzeuge mit automatisiertem Getriebe eingesetzt zu werden.
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Nach der ersten Ausführungsart sind die Kupplungen E1, E2 vorteilhafterweise vom Typ Mehrscheibeneinheit. Die Mehrscheibeneinheit jeder Kupplung E1, E2 umfasst einerseits eine Vielzahl von ersten Reibungselementen 31, wie beispielsweise Flansche, die drehfest mit der Motorwelle verbunden sind, und andererseits eine Vielzahl von zweiten Reibungselementen 32, wie beispielsweise Reibungsscheiben, die drehfest mit einer der Übertragungswellen A1, A2 verbunden sind. Eventuell besteht die Vielzahl von ersten Reibungselementen 31 in Reibungsscheiben, die drehfest mit der Motorwelle verbunden sind, und besteht die Vielzahl von zweiten Reibungselementen 32 in Flanschen, die drehfest mit mindestens einer der Übertragungswellen A1, A2 verbunden sind.
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In dem in den 1 bis 2 dargestellten Beispiel ist jedes erste Reibungselement 31 vom Typ eines Metallflansches; und ist jedes zweite Reibungselement 32 vom Typ einer Reibungsscheibe. Jede Reibungsscheibe 32 umfasst Reibbeläge, die auf jeder ihrer Seiten, vorne und hinten, angeordnet sind. Die Reibungsscheiben 32 sind jeweils zwischen zwei Flanschen 31 zwischengefügt und sind drehfest mit einer Ausgangsträgerscheibe 40 mit einer axialen Translationsfreiheit verbunden.
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Wenn die mindestens eine Kupplung E1 in einer so genannten eingerückten Position eingerichtet ist, in der die Vielzahl von ersten Reibungselementen 31 der mindestens einen Kupplung E1 drehfest mit der Vielzahl von zweiten Reibungselementen 32 der mindestens einen Kupplung E1 gekoppelt ist, ist die entsprechende Übertragungswelle A1 drehfest mit der Motorwelle gekoppelt und wird von ihr durch Reibungskopplung in Drehung angetrieben. Alternativ, wenn die mindestens eine Kupplung E1 in einer so genannten ausgerückten Position eingerichtet ist, in der die Vielzahl von ersten Reibungselementen 31 der mindestens einen Kupplung E1 von der Vielzahl von zweiten Reibungselementen 32 der mindestens einen Kupplung E1 entkoppelt ist, ist die entsprechende Übertragungswelle A1 von der Motorwelle entkoppelt.
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Die mindestens eine Kupplung E1 ist mit der Motorwelle unter Vermittlung einer Eingangsträgerscheibe 20 verbunden, die mit den ersten Reibungselementen 31 der mindestens einen Kupplung E1 verbunden ist. Die Eingangsträgerscheibe 20 umfasst eine Eingangsflanschscheibe 21, die mit der Drehmomenteingangsnabe 10 verbunden ist. Diese Architektur ermöglicht es somit, die Eingangsleistung an den Kupplungsmechanismus 1 zu liefern. Auf analoge Weise ist die mindestens eine Kupplung E1 mit der entsprechenden Übertragungswelle A1 unter Vermittlung einer Ausgangsträgerscheibe 40 verbunden, die mit den zweiten Reibungselementen 32 der mindestens einen Kupplung E1 verbunden ist. Genauer ist die Mehrscheibeneinheit 31, 32 radial zwischen den Drehmomenteingangs- 20 und -ausgangsträgerscheiben 40 zwischengefügt. Diese Architektur ermöglicht es somit, die Eingangsleistung an mindestens eine Übertragungswelle A1 unter Vermittlung des Kupplungsmechanismus 1 zu übertragen.
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Um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten, umfasst der Kupplungsmechanismus 1 ferner:
- - ein Axiallager 70, das sich in einer axialen Zwischenposition zwischen einem vorderen Axialende AV der Drehmomenteingangsnabe 10 und der Ausgangsträgerscheibe 40 befindet;
- - ein erstes Radiallager 69, das sich zwischen einem Zwischenbereich 104 und der Übertragungswelle A1 befindet, wobei das zweite Radiallager 69 die radialen Kräfte des Kupplungsmechanismus 1 auf der Übertragungswelle A1 trotz ihrer möglichen differenziellen Drehung trägt;
- - als nicht dargestellte Variante kann ein zweites Radiallager zwischen dem Zwischenbereich 104 der Drehmomenteingangsnabe 10 und dem Kupplungsträger angeordnet sein, wobei das erste Radiallager die radialen Kräfte des Kupplungsträgers auf der Drehmomenteingangsnabe 10 trotz ihrer möglichen differenziellen Drehung trägt.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist das erste Reibungselement 31 am vorderen Ende der Mehrscheibeneinheit 31, 32 angeordnet und wirkt mit dem Druckorgan 50 der Kupplung E1 über mindestens eine Auflagefläche S zusammen. Die Auflagefläche S des Druckorgans 50 kommt somit auf der Mehrscheibeneinheit 31, 32 des Kupplungsmechanismus 1 in Kontakt. Das Druckorgan 50 ist axial zwischen der Ausgangsträgerscheibe 40 und dem Drehmomentübertragungselement 11 zwischengefügt.
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Das Druckorgan 50 ist in Translation entlang der Achse X beweglich, d.h. axial gleitend montiert, und wirkt mit dem vorher beschriebenen Betätigungssystem 60 zusammen, das geeignet ist, das Druckorgan 50 und seine Auflagefläche S axial nach vorne gleiten zu lassen. Um die erste Kupplung E1 von ihrer ausgerückten Position in ihre eingerückte Position zu verlagern, wird das Kraftübertragungselement 25 nach hinten verlagert, so dass jede der Reibungsscheiben zwischen zwei Flanschen eingeklemmt wird, und das Drehmoment somit zwischen der Eingangsträgerscheibe 20 der ersten Kupplung E1 und der Ausgangsträgerscheibe 40 übertragen wird. Auf diese Weise überträgt das Druckorgan 50 die Betätigungskraft auf die Kupplung E1.
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Das Druckorgan 50 umfasst eine Platine 51 mit einer Umdrehungsachse X, auf der die Auflagefläche S ausgebildet ist. Die Platine 51 ist von ringförmiger Form und erstreckt sich radial kontinuierlich in Bezug zur Achse X. in dem Beispiel der 1 bis 3 ist die Auflagefläche S im Bereich des äußeren Abschnitts der Platine 51 ausgebildet. Der äußere Abschnitt des Druckorgans 50 ist axial zwischen der ersten Kupplung E1 und der Eingangsflanschscheibe 21 zwischengefügt.
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Eine äußere Peripherie 52 der ringförmigen Platine 51 ist im Bereich des äußeren Abschnitts des Druckorgans 50 ausgebildet. Die inneren und äußeren Abschnitte der Platine 50 sind axial zueinander entlang der Achse X versetzt. Aus diesem Grund umfasst die Platine 51 auch einen Zwischenbereich mit axialer Ausdehnung, der sich radial zwischen den inneren und äußeren Abschnitten der Platine 51 befindet. Der Zwischenbereich mit axialer Ausdehnung der Platine befindet sich radial unter der Mehrscheibeneinheit 31, 32.
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Um auch den axialen Platzbedarf der Kupplung E1 zu begrenzen, kann die Platine 51 des Druckorgans 50 auf ihrem äußeren Abschnitt eine axiale Verstärkung 40 der Platine nach vorne umfassen, in der zumindest teilweise die Ausgangsträgerscheibe 40 und ein axial verlängerter Bereich 641 einer Auskleidungsplatte 64, wie in den 1 bis 2 dargestellt, angeordnet ist. Die Verstärkung der Platine 51 ist von ringförmiger Form und vom Zwischenbereich mit axialer Ausdehnung der Platine 51 ausgehend definiert. Die äußere Peripherie 52 des Druckorgans ist in der Verstärkung der Platine 51 ausgebildet. Die Verstärkung der Platine 51 kann kontinuierlich sein, um eine einheitliche ebene Fläche zu bilden. Die Verstärkung der Platine 51 kann auch durch Tiefziehen von Blech hergestellt sein.
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Nach der ersten Ausführungsart der Erfindung ist das Betätigungssystem 60 in die Nasskupplung E1 integriert. Das Druckorgan 50 befindet sich somit im Inneren der Kupplung E1. Wie insbesondere in 1 dargestellt, befindet sich der innere Abschnitt des Druckorgans 50 radial in der Druckkammer 61. Aus diesem Grund bildet der innere Abschnitt der Platine 51 den Betätigungskolben 56.
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Auf diese Weise gewährleistet das Druckorgan 50 den ordnungsgemäßen Betrieb des Betätigungssystems 60, da eine Abdichtung der Druckkammer 61 des Betätigungssystems 60 gewährleistet ist durch das Vorhandensein:
- - einer ersten Dichtung 66, die sich zwischen der Eingangsflanschscheibe 21 und der Platine 51 des Druckorgans 50, insbesondere im Bereich der Verstärkung der Platine, auf dem Zwischenbereich mit axialer Ausdehnung befindet. Vorteilhafterweise ist die erste Dichtung 66, um eine Abdichtung trotz einer differenziellen Drehung zwischen dem Druckorgan 50 und einer Verkleidungsplatte 64 zu ermöglichen, vom Typ einer dynamischen Dichtung, wie beispielsweise einer Lippendichtung;
- - einer zweiten Dichtung 68, die sich zwischen einem radial inneren Ende des Druckorgans 50 und dem zylindrischen Bereich 101 der Drehmomenteingangsnabe 10 befindet. Das radial innere Ende kann an seiner Seite durch eine Innenbohrung des Druckorgans 50 begrenzt sein. Vorteilhafterweise ist die zweite Dichtung 68, um eine Abdichtung trotz einer differenziellen Drehgeschwindigkeit zwischen dem Druckorgan 50 und der Drehmomenteingangsnabe 10 zu ermöglichen, vom Typ einer dynamischen Dichtung, wie beispielsweise einer Lippendichtung.
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Ferner ist die Ausgleichskammer 62 des Betätigungssystems 60 somit vorteilhafterweise begrenzt:
- - axial nachvorne AV durch das Druckorgan 50;
- - axial nach hinten AR durch die Verkleidungsplatte 64;
- - radial nach innen durch den zylindrischen Bereich 101 der Drehmomenteingangsnabe 10;
- - radial nach außen durch eine Verschlusszone zwischen einem Bereich mit axialer Ausdehnung 641 der Verkleidungsplatte 64 und der Platine 51 des Druckorgans 50.
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Ebenso gewährleistet das Druckorgan 50 den ordnungsgemäßen Betrieb des Betätigungssystems 60, da eine Abdichtung der Ausgleichskammer 62 des Betätigungssystems 60 gewährleistet ist durch das Vorhandensein:
- - der zweiten Dichtung 68, die sich zwischen dem radial inneren Ende des Druckorgans 50 und dem zylindrischen Bereich 101 der Drehmomenteingangsnabe10, wie vorher beschrieben, befindet;
- - einer dritten Dichtung 67, die sich zwischen dem Bereich mit axialer Ausdehnung 641 der Verkleidungsplatte 64 und der Platine 51 des Druckorgans 50, genauer betrachtet im Bereich der Verstärkung der Platine, auf dem Zwischenbereich mit axialer Ausdehnung befindet. Vorteilhafterweise ist die vierte Dichtung 67, um eine Abdichtung trotz einer differenziellen Drehgeschwindigkeit zwischen dem Druckorgan 50 und der Verkleidungsplatte 64 zu ermöglichen, vom Typ einer dynamischen Dichtung, wie beispielsweise einer Lippendichtung.
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So gleitet während des Betriebs des Übertragungssystems 60 zur Steuerung der entsprechenden Kupplung E1 ein radial inneres Ende axial entlang einer radial äußeren Seite des zylindrischen Bereichs 101 der Drehmomenteingangsnabe 10. Die zweite Dichtung 68 gewährleistet die Bewahrung der Abdichtung während dieses Gleitens. Genauer betrachtet gleitet das Druckorgan 50, wenn der Hydraulikfluiddruck in der Druckkammer 61 - durch Versorgung über die Hochdruckhydraulikschaltung - steigt, nach hinten AR in Richtung der Symmetrieachse Y, wodurch die ersten Reibungselemente 31 der Kupplung E1 gegen ihre zweiten Reibungselemente 32 komprimiert werden. wenn hingegen der Hydraulikfluiddruck geringer wird und/oder wenn eine von dem elastischen Rückstellelement 63 in der Ausgleichskammer 62 ausgeübte Kraft größer als jene der Druckkammer 61 ist, gleitet das Druckorgan 50 nach vorne AV in Richtung der Eingangsflanschscheibe, wodurch die ersten Reibungselemente 31 der Kupplung E1 von ihren zweiten Reibungselementen 32 getrennt werden.
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Um den Kupplungsmechanismus 1 mit Hydraulikfluid zu versorgen, umfasst die erste und die zweite Hydraulikschaltung Fluidleitungen, von denen mindestens ein Teil die Drehmomenteingangsnabe 10 durchqueren. Mit anderen Worten wird die Drehmomenteingangsnabe 10 von mindestens einer Fluidleitung 110, 120 der ersten Hydraulikschaltung und/oder der zweiten Hydraulikschaltung durchquert. Jede Fluidleitung 110, 120 ist von einer Vielzahl von Abschnitten gebildet, die hintereinander angeordnet sind. In dem in 1 dargestellten Beispiel durchquert die Fluidleitung 110 der ersten Hydraulikschaltung die Drehmomenteingangsnabe 10 zwischen einer Eingangsöffnung 111 und einer Ausgangsöffnung 112; und durchquert die Fluidleitung 120 der zweiten Hydraulikschaltung die Drehmomenteingangsnabe 10 zwischen einer Eingangsöffnung 121 und einer Ausgangsöffnung 122. Mit anderen Worten durchquert die Fluidleitung 110 der ersten Hydraulikschaltung die Drehmomenteingangsnabe 10 zwischen einem Eingangsabschnitt, der sich in der Nähe der Eingangsöffnung 111 befindet, und einem Ausgangsabschnitt, der sich in der Nähe der Ausgangsöffnung 112 befindet; und durchquert die Fluidleitung 120 der zweiten Hydraulikschaltung die Drehmomenteingangsnabe 10 zwischen einem Eingangsabschnitt, der sich in der Nähe der Eingangsöffnung 121 befindet, und einem Ausgangsabschnitt, der sich in der Nähe der Ausgangsöffnung 122 befindet. Jeder Abschnitt kann zum vorhergehenden Abschnitt koaxial sein oder kann alternativ je nach der gewünschten Geometrie und dem verfügbaren Platz unterschiedlich ausgerichtet sein.
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Die Fluidleitung 110 der Hochdruckhydraulikschaltung erstreckt sich auch durch den zylindrischen Bereiche 101 der Drehmomenteingangsnabe 10, um einen Raum außerhalb der Drehmomenteingangsnabe 10 und die Druckkammer 61 in Fluidverbindung zu bringen. In einer Zirkulationsrichtung des Hydraulikfluids in der Fluidleitung 110 der Hochdruckhydraulikschaltung ist die Fluidleitung 110 radial nach außen und axial nach hinten AR geneigt. In 1 bildet die Fluidleitung 110 der Hochdruckhydraulikschaltung einen Winkel unter 30° mit der Drehachse O des Kupplungsmechanismus 1. Folglich befindet sich die Ausgangsöffnung 112 der Fluidleitung 110 der Hochdruckhydraulikschaltung axial hinten AR und radial nach außen in Bezug zur Eingangsöffnung 111 der Fluidleitung 110 der Hochdruckhydraulikschaltung. Diese vorteilhafte Einrichtung ermöglicht es, die Migration des zirkulierenden Hydraulikfluids von der Eingangsöffnung 111 zu der Ausgangsöffnung 112 unter der Wirkung einer Fliehkraft im Anschluss an die Drehung des Kupplungsmechanismus 1 zu begünstigen.
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Die Fluidleitung 120 der Niederdruckhydraulikschaltung erstreckt sich durch den zylindrischen Bereich 101 der Drehmomenteingangsnabe 10, um einen Raum außerhalb der Drehmomenteingangsnabe 10 und einen Raum, der sich radial zwischen der Drehmomenteingangsnabe 10 und der Drehmomentausgangsnabe 80 befindet, in Fluidverbindung zu bringen. So verläuft das Hydraulikfluid 120, das in der Niederdruckhydraulikschaltung zirkuliert, durch den Raum, der sich zwischen der Drehmomenteingangsnabe 10 und der Drehmomentausgangsnabe 80 befindet, und mündet in die Ausgleichskammer 62 unter Vermittlung des Kanals 120, der in dem zylindrischen Bereich 101 der Drehmomenteingangsnabe 10 vorgesehen ist.
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In einer Zirkulationsrichtung des Hydraulikfluids in der Fluidleitung 120 der Niederdruckhydraulikschaltung ist die Fluidleitung 120 radial nach außen und axial nach hinten AR geneigt. Mit anderen Worten befindet sich die Ausgangsöffnung 122 der Fluidleitung 120 der Niederdruckhydraulikschaltung axial hinten AR und radial außerhalb in Bezug zur Eingangsöffnung 121 der Fluidleitung 120.
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Für jede Nasskupplung E1, E2 vom Mehrscheibentyp sind die Reibungselemente 31, 32 zwischen dem Druckorgan 50 und einem Reaktionselement 30 angeordnet. Für eine Doppelkupplung können die Reaktionselemente 30 unterschiedlich oder identisch und entgegengesetzt montiert sein. Jedes der Reaktionselemente 30 ist axial gegenüber dem anderen angeordnet, um einen halb-geschlossenen Hohlraum C1 zu bilden. Ein radial innerer Abschnitt 34 des Reaktionselements 30 erstreckt sich radial in Bezug zur Achse X.
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Wie in 1 dargestellt, ist das Reaktionselement 30 hier auf die äußere Trägerscheibe 20 aufgesetzt und eingerichtet, um eine Kopplung durch Reibung zwischen den Flanschen 31 und den Reibungsscheiben 32 zu ermöglichen, wenn das Druckorgan 50 eine axiale Kraft nach hinten ausübt, um die erste Nasskupplung E1 in ihrer eingerückten Position einzurichten.
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Vorzugsweise ist jedes Reaktionselement 30 an der äußeren Trägerscheibe 20 der Kupplung durch jedes Montagemittel, wie beispielsweise durch Nieten oder Schweißen, befestigt. In unserem Beispiel sind die Kupplungen E1, E2 auf identische Weise zusammengebaut, beispielsweise mit Hilfe eines Niets oder einer Montageschraube (nicht dargestellt), die gemeinsam durchqueren: eine Öffnung 36, die in dem radial äußeren Abschnitt 35 des Reaktionselements 30 ausgebildet und eingerichtet ist, und eine Öffnung 22, die in einer Erweiterung der äußeren Trägerscheibe 20 derselben Einheit ausgebildet ist. Es ist verständlich, dass jedes Reaktionselement 30 kreisförmige Umdrehungsform um die Achse X hat und in seiner Mitte ringförmig ist.
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Um das Kühlöl aus der Niederdruckhydraulikschaltung zu entfernen, das zentrifugiert und innerhalb des halb-geschlossenen Hohlraums C1 stagnierend ist, sind Öffnungen 33 auf dem einen und/oder dem anderen der Reaktionselemente 30 ausgebildet. Diese Öffnungen 33 befinden sich auf dem radial inneren Abschnitt 34 des Reaktionselements 30 und sind winkelig und/oder radial zum Äußeren des halb-geschlossenen Hohlraums C1 ausgerichtet. Die Öffnungen 33 sind winkelig um die Achse X verteilt, insbesondere mit einer regelmäßigen Verteilung. Die Ableitung des Öls ist somit während des Betriebs des Kupplungsmechanismus 1 optimiert, was das Stagnieren und vorzeitige Altern des Kühlöls begrenzt. Die Gefahr einer Verformung der Reibungselemente 31 auf Grund des hydrodynamischen Drucks des Öls wird somit vermieden. Der Betrieb der Kupplung ist verbessert.
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Vorteilhafterweise sind die Öffnungen durch Durchbohren der Reaktionselemente hergestellt, wie in 1 dargestellt. Nach einer nicht dargestellten Variante können die Öffnungen von Nuten oder Kanälen auf dem einen und/oder dem anderen der Reaktionselemente gebildet sein. Die Nuten oder Kanäle sind vom radial äußeren Abschnitt des Reaktionselements aus hergestellt.
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Nach einer weiteren nicht dargestellten Variante kann mindestens eine der Reaktionsplatten mehrere Erhöhungen umfassen, die durch Tiefziehen hergestellt sind, wobei es der so erzeugte Raum ermöglicht, das Öl zwischen den zwei Reaktionsplatten abzuleiten.
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Nach einer weiteren nicht dargestellten Variante kann mindestens ein Zwischenstück zwischen den zwei Reaktionsplatten zwischengefügt sein, beispielsweise eine oder mehrere elastische Scheiben, die beim Verschrauben zwischen den zwei Reaktionsplatten hinzugefügt werden.
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Nach der ersten Ausführungsart der Erfindung ist das Druckorgan 50 aus einem Metallblech mit einer Dicke Ep gebildet, wie in den 1 bis 3 dargestellt. Vorteilhafterweise ist die Platine 51 beispielsweise aus Stahlblech, genauer durch Tiefziehen eines Blechs, hergestellt. Es ist zu präzisieren, dass die Dicke Ep des Druckorgans 50 auf mehreren Abschnitten der Platine 51 definiert sein kann; beispielsweise an der äußeren Peripherie des Druckorgans oder auf seiner Umfangskontur, die den äußeren Abschnitt des Druckorgans 50 begrenzt. Oder auch beispielsweise im Bereich der Verstärkung oder auf der radialen Erweiterung der Platine 51.
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Das Druckorgan 50 umfasst mindestens ein Betätigungselement 55. Das mindestens eine Betätigungselement 55 ist vom äußeren Abschnitt der Platine 51 aus ausgebildet und erstreckt sich axial von der Platine 51 bis hinter die Kupplung E1. Das mindestens eine Betätigungselement 55 ist somit über seine Auflagefläche S an dem ersten Reibungselement anliegend, hier dem Flansch, der am vorderen Ende der Mehrscheibeneinheit 31, 32 der ersten Kupplung E1 angeordnet ist. Die Auflagefläche S
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In den 1 bis 2 ist das mindestens eine Betätigungselement 55 im Bereich der äußeren Peripherie 52, beispielsweise in der Verstärkung der Platine 51, ausgebildet. Das mindestens eine Betätigungselement 55 des Druckorgans ist axial in Bezug zum inneren Abschnitt der Platine 51 versetzt. Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Betätigungselement 55 aus einem einzigen einstückigen Stück mit dem Druckorgan 50 gebildet. Mit anderen Worten sind das mindestens eine Betätigungselement 55 und das Druckorgan 50 kontinuierlich und aus einem Stück. Das Betätigungselement 55 des Druckorgans 50 ist beispielsweise ein Betätigungsfinger. Als nicht dargestellte Variante kann das Betätigungselement 55 auf das Druckorgan 50 aufgesetzt sein.
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Nach der ersten Ausführungsart umfasst das Druckorgan 50 eine Vielzahl von Betätigungselementen 55, genauer eine Reihe von Betätigungsfingern 55, die vom äußeren Abschnitt der Platine 51 aus gebildet ist. Die Betätigungsfinger 55 des Druckorgans 50 weisen eine axiale Ausrichtung entlang der Achse X auf. Die Betätigungsfinger 55 oder allgemeiner die Betätigungselemente des Druckorgans 50 sind regelmäßig um die Achse X verteilt. Die Reihe von Betätigungsfingern umfasst N Betätigungsfinger 55, die winkelig um die Achse X in einer regelmäßigen Verteilung verteilt sind. N liegt zwischen 10 und 25 Betätigungsfingern. Mit anderen Worten liegt die regelmäßige Winkelverteilung der Betätigungsfinger 55 zwischen beispielsweise 10° und 45° in Abhängigkeit von der Anzahl von Finger.
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Wie insbesondere in 3 dargestellt, umfasst die Reihe von Betätigungsfingern 12 Betätigungsfinger, die im Winkel von 30° um die Achse X verteilt sind. Die Betätigungsfinger 55 sind hier identisch. Die Finger werden durch Tiefziehen oder Falzen hergestellt. Die Auflagefläche wird durch Bearbeiten hergestellt.
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Als nicht dargestellte Variante können die Betätigungsfinger oder allgemeiner die Betätigungselemente unterschiedlich sein. Beispielsweise können die Betätigungsfinger mindestens zwei Typen von unterschiedlicher Form haben, die alternierend um die Achse X vorzugsweise in einer regelmäßigen Verteilung verteilt sind.
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Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Betätigungselement 55 ein freies Ende 53, auf dem die Auflagefläche S ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Auflagefläche X am freien Ende 53 des mindestens einen Betätigungselements 55 ausgebildet. Die Auflagefläche S des mindestens einen Betätigungselements 55 ist hier axial in Bezug zur Platine 51 versetzt. In dem Beispiel der 1 bis 3 umfasst jedes Betätigungselement 55, d.h. jeder Betätigungsfinger, ein freies Ende 53, an dem die Auflagefläche S ausgebildet ist. So umfasst jedes Betätigungselement 55 eine Auflagefläche S, die an seinem freien Ende 53 ausgebildet ist. Das Druckorgan 50 umfasst somit eine Vielzahl von Auflageflächen S, die jeweils vom freien Ende 53 eines Betätigungsfingers 55 der Reihe von Betätigungselementen gebildet ist. Die Vielzahl von Auflageflächen S bildet eine allgemeine (resultierende globale) Kontaktfläche des Druckorgans 50. Vorzugsweise ist das freie Ende 53 zwischen Innen- D1 und Außendurchmessern D2 entlang der Achse X begrenzt.
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Gemäß der ersten Ausführungsart wendet das Druckorgan 50 somit eine zwischen den Innen- D1 und Außendurchmessern D2 verteilte axiale Kraft an die Mehrscheibeneinheit 31, 32 bei der Betätigung des Kupplungsmechanismus an.
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Die Auflagefläche S des mindestens einen Betätigungselements 55 erstreckt sich radial zwischen einem Innendurchmesser D1 des freien Endes 53 entlang der Achse X und einem Außendurchmesser D2 des freien Endes 53 entlang der Achse X, wie beispielsweise in den 1 bis 3 dargestellt.
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Das Innere des freien Endes 53 des Betätigungselements 55 definiert den Innendurchmesser D1 entlang der Achse X. Der Innendurchmesser D1 des freien Endes 53 begrenzt das Innere der Auflagefläche S. Genauer verläuft der Innendurchmesser D1 entlang der Achse X durch die Extrema der Auflagefläche S, d.h. eine Vielzahl von Extremum-Elementen, die die „Minimum“-Elemente der Auflagefläche S bilden, d.h. die „unteren“ Auflagepunkte, die auf dem freien Ende 53 ausgebildet sind und sich am nächsten zur Achse X befinden. Vorteilhafterweise ist der Innendurchmesser D1 entlang der Achse X radial größer als der Innendurchmesser des ersten Reibungselements 31, hier der Innendurchmesser der Flansche, wie insbesondere in den 1 bis 2 dargestellt.
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Das Äußere des freien Endes 53 des Betätigungselements 55 definiert den Außendurchmesser D2 entlang der Achse X. Der Außendurchmesser D2 des freien Endes 53 begrenzt das Äußere der Auflagefläche S. Es ist zu präzisieren, dass der Außendurchmesser D2 größer als der Innendurchmesser D1 des freien Endes 53 ist. Genauer verläuft der Innendurchmesser D1 entlang der Achse X durch die Extrema der Auflagefläche S, d.h. eine Vielzahl von Extremum-Elementen, die die „Maximum“-Elemente der Auflagefläche S, d.h. die „oberen“ Auflagepunkte, bilden, die an dem freien Ende 53 ausgebildet sind und sich am weitesten von der Achse X entfernt befinden. Vorteilhafterweise ist der Außendurchmesser D2 des freien Endes 53 entlang der Achse X radial kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Reibungselements 32, hier der Innendurchmesser der Reibungsscheiben.
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Vorzugsweise ist die Auflagefläche S auf der Schnittkante 54 des mindestens einen Betätigungselements 55 ausgebildet, wobei die Schnittkante 54 des Blechs die Dicke Ep hat. Die Schnittkante ist das freie Ende 53, umfassend eine Auflagefläche S. Die Schnittkante ist somit zwischen dem Innendurchmesser D1 und dem Außendurchmesser D2 entlang der Achse X begrenzt. Die Schnittkante umfasst somit die „Maximum“- und „Minimum“-Extrema der Auflagefläche S jedes Betätigungselements 55. Im Allgemeinen ist die Schnittkante des Betätigungselements 55 im Gegensatz zum Begriff der Flanke des Betätigungselements 55 als ein dünner Ausschnitt oder eine dünne Fläche, hier mit der Dicke Ep, definiert, die den Rand des Betätigungselements 55 bildet. Diese Schnittkante befindet sich im Allgemeinen am Ende des Druckorgans und verbindet zwei Blechflanken des Betätigungselements 55.
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In dem Beispiel der 3 ist die Schnittkante durch den Rand eines Betätigungsfingers zwischen seinem inneren Umfang und seinem äußeren Umfang, die die zwei Flanken definieren, definiert. Insbesondere sind die Flanken eines Betätigungselements 55 von einer Blecherhöhung der Platine 51 gebildet. Der innere Umfang ist beispielsweise durch Verformung oder Materialabhebung gebildet.
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Die Auflagefläche des mindestens einen Betätigungselements 55 erstreckt sich radial mit einer Variation ΔD. ebenso erstreckt sich das freie Ende 53 des mindestens einen Betätigungselements 55 radial mit einer Variation ΔD. Die Variation ΔD der Auflagefläche S in Radialrichtung ist zwischen dem Innendurchmesser D1 des freien Endes 53 und dem Außendurchmesser D2 des freien Endes 53 entlang der Achse X definiert. Die Variation ΔD entlang der Radialrichtung des freien Endes 53 ist größer oder gleich 1,3-mal der Dicke Ep des Blechs des Druckorgans 50. Vorzugsweise liegt die Variation ΔD entlang der Radialrichtung zwischen 1,3- und 5-mal der Dicke Ep des Blechs, vorzugsweise insbesondere zwischen 1,3- und 3-mal der Dicke Ep des Blechs. In dem Beispiel der 3 beträgt die Variation ΔD entlang der Radialrichtung ungefähr 5,7-mal die Dicke Ep des Blechs des Druckorgans 50.
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Ferner erstreckt sich die Auflagefläche S des mindestens einen Betätigungselements 55 kontinuierlich in eine Umfangsrichtung gemäß einem Winkelwert. So erstreckt sich das freie Ende 53 der Auflagefläche S des mindestens einen Betätigungselements 55 in eine Umfangsrichtung, genauer kontinuierlich gemäß einem definierten Winkelwert. Nach der ersten Ausführungsart erstreckt sich der Betätigungsfinger der Reihe von Betätigungsfingern in eine Umfangsrichtung über einen Winkelwert zwischen 5° und 45°, vorzugsweise zwischen 10° und 30°. Wie insbesondere in 3 dargestellt, ist der Winkelwert ungefähr 20 Grad in einer Umfangsrichtung. Die Erweiterung der Auflagefläche in einer Umfangsrichtung kann als die „Länge“ der Auflagefläche S definiert werden. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Form der Auflagefläche S alternativ in Umfangsrichtung und in Radialrichtung.
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Nach der ersten Ausführungsart der Erfindung ist die Auflagefläche S des Betätigungselements 55 in eine Ebene P einbeschrieben, wobei die Ebene P auf die Achse X senkrecht steht. Vorteilhafterweise sind die Auflageflächen S von Betätigungsfingern 55 des Druckorgans 50 alle in dieselbe Ebene P senkrecht auf die Achse X einbeschrieben. Vorzugsweise bildet die Auflagefläche S eines der Betätigungsfinger 55 in der Ebene P eine geschlossene Kontur 58. Die geschlossene Kontur 58 der Auflagefläche S ist beispielsweise von kreisförmiger, elliptischer, polygonaler Form. Mit anderen Worten umfasst die Auflagefläche S eines Betätigungsfingers 55 gerade abschnitte und gekrümmte Abschnitte, die kombiniert sind, um eine geschlossene Kontur 58 in der Ebene P zu bilden. Insbesondere in 3 ist die geschlossene Kontur 58 der Auflagefläche S von elliptischer Form, beispielsweise der Form eines Ovals oder einer Bohne. Vorteilhafterweise ist eine Öffnung im Inneren der geschlossenen Kontur 58 vorgesehen. Die Öffnung der geschlossenen Kontur 58 der Auflagefläche S ist durchgehend, was den Vorgang der Herstellung des Druckorgans erleichtert.
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Als nicht dargestellte Variante kann die Auflagefläche S eines der Betätigungsfinger 55 in der Ebene P eine offene Kontur bilden. Die geschlossene Kontur der Auflagefläche S kann beispielsweise ein Kreisbogen, eine Gerade oder eine V- oder W-Form sein. Insbesondere kann sich die Auflagefläche S im Wesentlichen in Form eines U oder eines C oder eines S erstrecken.
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In 4 ist eine zweite Ausführungsart der Erfindung im Wesentlichen ähnlich der ersten Ausführungsart beschrieben, außer dass die Betätigungselemente 55 in der Ebene P eine geschlossene Kontur bilden, wobei die Kontur von kreisförmiger Form ist. Die ebene P ist zu der Achse X senkrecht. Wie in 4 dargestellt, umfasst das Druckorgan 50 eine Reihe von Betätigungsfingern 55.
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Nach der zweiten Ausführungsart umfasst die Reihe 18 Betätigungsfinger, die im Winkel von 20° um die Achse X verteilt sind. Die Betätigungsfinger 55 sind identisch, wobei sie sich in zylindrischer Form erstrecken. Die im Inneren der geschlossenen Kontur 58 vorgesehene Öffnung ist kreisförmig und erstreckt sich in zylindrischer Form. Die Erweiterung der Auflagefläche in eine Umfangsrichtung kann als „Durchmesser“ der Auflagefläche S definiert werden. In diesem Beispiel erstreckt sich der Betätigungsfinger der Reihe von Betätigungsfingern in eine Umfangsrichtung über einen Winkelwert von ungefähr 10 Grad.
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In 5 ist eine dritte Ausführungsart der Erfindung im Wesentlichen ähnlich der ersten Ausführungsart beschrieben, außer dass sich das Betätigungselement 55 in Umfangsrichtung über mindestens 345 Grad um die Achse X erstreckt. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Auflagefläche S alternativ zwischen den Innen- D1 und Außendurchmessern D2 des freien Endes.
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Nach der dritten Ausführungsart umfasst das Druckorgan 50 ein einziges Betätigungselement 55, beispielsweise einen Betätigungsfinger. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Auflagefläche S des Betätigungselements 55 periodisch gemäß einer Periode T. Mit anderen Worten ist die Form der Auflagefläche S eines Betätigungselements 55 von Elementarmotiven gebildet, die sich in Umfangsrichtung reproduzieren. So bilden die Perioden T eine geschlossene Kontur 58 in der Ebene P. Die Ebene P ist senkrecht auf die Achse X.
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Im Falle einer Sinusform erstreckt sich die Auflagefläche S insbesondere in Form von Wellen oder Schlingen oder Mäandern, wie in 5 dargestellt. Es ist zu präzisieren, dass je größer die Periode T des Betätigungselements 55 ist, desto kleiner die Anzahl von Wellen ist. Umgekehrt je kleiner die Periode T des Betätigungselements 55 ist, desto größer ist die Anzahl von Wellen und somit desto breiter ist die Auflagefläche S. Mit anderen Worten umfasst jedes Elementarmotiv mindestens einen Peak oder einen Scheitel der Kurve. Jeder Scheitel ist durch einen Winkel Theta θ definiert, wobei der Winkel Theta θ zwischen 30 Grad und 120 Grad beträgt. Beispielsweise ermöglicht ein kleinerer Winkel Theta θ eine größere Anzahl von Wellen und somit eine größere Auflagefläche S. als nicht dargestellte Variante kann die Auflagefläche S des Betätigungsfingers in der Ebene P eine Kontur in Form von Zinnen bilden, oder allgemeiner auf kontinuierliche Weise jedes Typs von sich in Umfangsrichtung wiederholenden Motiven.
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Bei dieser Ausführungsart erstreckt sich das Betätigungselement in Umfangsrichtung über 360 Grad um die Achse X. Vorzugsweise bildet das Betätigungselement 55 in der Ebene P eine geschlossene Kontur, wobei die Kontur Sinusform (mit einer Periode T) hat. Aus diesem Grund ist nur eine Auflagefläche S vorhanden, die sich kontinuierlich um die Achse X erstreckt, die somit die globale Kontaktfläche des Druckorgans 50 bildet.
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In den 6 bis 10 ist eine vierte Ausführungsart der Erfindung im Wesentlichen ähnlich der ersten Ausführungsart beschrieben, außer dass das Druckorgan 50 eine Reihe von Betätigungselementen 55 umfasst, hier eine Reihe von Betätigungsfingern 55, die in Umfangsrichtung um die Achse X von der äußeren Peripherie 52 der Platine 51 aus gebildet ist.
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Bei dieser Ausführungsart kann die Reihe von Betätigungsfingern 18 Betätigungsfinger umfassen, die im Winkel von 20° um die Achse X verteilt sind, wie insbesondere in 6 und 8 dargestellt. In diesem Beispiel erstreckt sich der Betätigungsfinger der Reihe von Betätigungsfingern über einen Winkelwert von im Wesentlichen 10 Grad in eine Umfangsrichtung.
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Vorteilhafterweise bildet die Reihe von Betätigungsfingern 55 eine kegelstumpfartige Auflagefläche S in Bezug zur Achse X. Die Auflageflächen S bilden eine kegelstumpfartige Fläche in Bezug zur Achse X. Mit anderen Worten ist jedes Betätigungselement 55 von einer Seitenfläche eines Kegelstumpfes mit der Achse X gebildet. Die kegelstumpfartige Fläche des Druckorgans 50 ist nach außen in Bezug zur Achse X geneigt. Beispielsweise in Fall, dass das Ende des V-förmigen Kegels nach außen gerichtet ist. Als nicht dargestellte Variante kann die kegelstumpfartige Fläche des Druckorgans nach innen in Bezug zur Achse X geneigt sein. Beispielsweise in dem Fall, dass das Ende des V-förmigen Kegels nach innen gerichtet ist.
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Vorteilhafterweise kann die Auflagefläche S eines der Betätigungsfinger in einer Ebene P eine offene Kontur 57 bilden. Die offene Kontur 57 ist beispielsweise eine Gerade. Als nicht dargestellte Variante kann die offene Kontur 57 V-Form oder Kreisbogenform haben. Bei einer weiteren nicht dargestellten Variante kann sich die Auflagefläche S im Wesentlichen in Form eines U oder eines C oder eines S erstrecken; oder allgemeiner jeder anderen bekannten offenen Form 57.
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Nach der vierten Ausführungsart erstreckt sich die Auflagefläche S auf der Ebene P linear oder geradlinig zwischen den Innen- D1 und Außendurchmessern D2, wie insbesondere in den 9 bis 10 dargestellt. Mit anderen Worten erstreckt sich die Auflagefläche S auf der Ebene P in Form eines geraden Abschnitts. Die Auflagefläche S ist winkelig in Bezug zur Umfangsrichtung der Platine 51 gemäß einem Neigungswinkel Alpha α versetzt. Mit anderen Worten erstrecken sich die Betätigungsfinger 55 gerade und sind gemäß einem Neigungswinkel Alpha α geneigt. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel Alpha α hier ungefähr 30 Grad in Bezug zur Umfangsrichtung.
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Bei dieser Ausführungsart kann der Neigungswinkelwert Alpha α positiv oder negativ in Bezug zur Umfangsrichtung sein. Es ist, wie vorher beschrieben, daran zu erinnern, dass das Druckorgan nach der einen oder der anderen der folgenden Varianten entweder für eine Nasskupplung oder für eine Trockenkupplung vereinbar ist.
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Im Falle einer Nasskupplung vom Mehrscheibentyp ist der Neigungswinkel Alpha α positiv. Mit anderen Worten ist die Winkelausrichtung der Auflagefläche S zum Äußeren der Mehrscheibeneinheit 31, 32 in Bezug zur Umfangsrichtung gerichtet, wie insbesondere in 10 dargestellt. Auf diese Weise ermöglicht es der „positive“ Neigungswinkel Alpha α, das Fluid und die Kalorien zum Äußeren der Mehrscheibeneinheit 31, 32 abzuleiten.
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Im Falle einer Trockenkupplung vom Mehrscheibentyp ist der Neigungswinkel Alpha negativ. Mit anderen Worten ist die Winkelausrichtung der Auflagefläche S zum Inneren der Mehrscheibeneinheit 31, 32 in Bezug auf die Umfangsrichtung gerichtet. Auf diese Weise ermöglicht es der „negative“ Neigungswinkel Alpha α, die Luftströme zu konzentrieren oder anzusaugen, wobei sie zum Inneren der Mehrscheibeneinheit 31, 32 gerichtet werden.
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Vorteilhafterweise ist der Neigungswinkel Alpha α für jeden Betätigungsfinger 55 identisch. Als nicht dargestellte Variante ist der Neigungswinkel Alpha α für jeden Betätigungsfinger unterschiedlich. Mit anderen Worten sind die Betätigungsfinger 55 winkelig um einen untereinander unterschiedlichen Neigungswinkel Alpha α versetzt.
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Insbesondere in den 9 bis 10 definiert die Auflagefläche S jedes Betätigungsfingers 55 in ihrer Mitte einen Schwerpunkt G, durch den eine Achse O verläuft, die zur Achse X parallel ist. Vorzugsweise sind die Betätigungsfinger 55 in Bezug zu einer Achse O, die zur Achse X parallel ist und im Wesentlichen durch den Schwerpunkt G der Auflagefläche S verläuft, verdreht. Mit anderen Worten sind die Betätigungsfinger 55 entlang der Achse O, die durch den Schwerpunkt G der Auflagefläche S verläuft, beispielsweise ausgerichtet nach einem spiralförmigen Motiv, das auf die durch den Schwerpunkt G verlaufende Achse zentriert ist, ausgerichtet. Diese Betätigungsfinger 55 sind beispielsweise spindeldürr, d.h. von verringerter Dicke.
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Vorteilhafterweise sind die Betätigungsfinger 55 in einer schraubenförmigen Anordnung eingerichtet.
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Bei der vierten Ausführungsart ist präzisiert, dass der Aktuator oder das Betätigungssystem 60 der Kupplung ausgelagert ist, beispielsweise ist das Betätigungssystem 60 an einem Übertragungsgehäuse befestigt. So ist der Betätigungskolben 56 somit außerhalb der Kupplung E1 angeordnet. Auf diese Weise ist das Druckorgan 50 im Wesentlichen außerhalb der Kupplung E1 angeordnet. Genauer bildet der innere Abschnitt des Druckorgans 50 keinen Kolben 56.
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Bei dieser vierten Ausführungsart ist die Form der Platine 51 des Elements 50 dazu vorgesehen, den Platzbedarf des Kupplungsmechanismus 1 zu begrenze. Die Platine umfasst insbesondere ein radial äußeres Ende des Druckorgans 50. Auf diese Weise können die Betätigungselemente oder Betätigungsfinger 55 an die Mehrscheibeneinheit 31, 32 von außen drücken, wobei sie vorzugsweise durch spezielle Öffnungen hindurchgehen, die beispielsweise in der inneren Flanschscheibe oder in einer der Trägerscheiben der Kupplung E1 ausgebildet sind.
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Bei dieser Ausführungsart umfasst der Kupplungsmechanismus 1 zwei Kupplungen E1, E2, die in einer radialen Einrichtung eingerichtet sind, wobei eine erste Kupplung radial außerhalb einer zweiten Kupplung angeordnet ist. Die erste Kupplung E1 des Nassdoppelkupplungsmechanismus ist radial außerhalb der zweiten Kupplung E2 angeordnet.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die soeben beschriebenen Beispiele beschränkt, und zahlreiche Anpassungen können an diesen Beispielen vorgenommen werden, ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen. Insbesondere die verschiedenen Merkmale, Formen, Varianten und Ausführungsarten der Erfindung können miteinander in verschiedenen Kombinationen verbunden werden, sofern sie nicht unvereinbar oder einander ausschließend sind. Insbesondere sind alle vorher beschriebenen Varianten und Ausführungsarten miteinander vereinbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015205832 A1 [0006]
