DE102022001027A1

DE102022001027A1 - Kupplungsvorrichtung und Antriebsstrang mit einer solchen Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022001027A1
Application number: DE102022001027.5A
Authority: DE
Inventors: Oliver Groneberg; Friedrich Philipp Brezger; Yun Kai Lim
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2022-11-10
Also published as: US20220356913A1; CN115306835A; US11639742B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung (6) aufweisend eine Kupplung (46) und eine Betätigungseinrichtung (48) zur Betätigung der Kupplung (46), wobei die Betätigungseinrichtung (48) ein erstes Stellelement (84) und ein zweites Stellelement (86) aufweist, das mit einem auf die Kupplung (46) einwirkenden Beaufschlagungselement (68) zusammenwirkt. Das erste Stellelement (84) ist unter Verschiebung des zweiten Stellelements (86) in axialer Richtung (8, 10) relativ zu dem zweiten Stellelement (86) verdrehbar. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kupplungsvorrichtung (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung aufweisend eine Kupplung und eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplung, wobei die Betätigungseinrichtung ein erstes Stellelement und ein zweites Stellelement aufweist und das zweite Stellelement mit einem auf die Kupplung einwirkenden Beaufschlagungselement zusammenwirkt. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kupplungsvorrichtung.
Aus der Praxis sind Doppelkupplungsvorrichtungen bekannt, denen wiederum eine einzelne Kupplungsvorrichtung vorgeschaltet ist, um beispielsweise die Eingangsseite der Doppelkupplungsvorrichtung von einem Verbrennungsmotor zu trennen und die Eingangsseite an der Doppelkupplungsvorrichtung anschließend durch eine elektrische Maschine anzutreiben, so dass hier auch von einem Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug gesprochen werden kann. Die der Doppelkupplungsvorrichtung vorgeschaltete Kupplungsvorrichtung weist eine Kupplung auf, bei der es sich in der Regel um eine Lamellenkupplung handelt. Dieser Kupplung ist wiederum eine Betätigungseinrichtung zugeordnet, die der Betätigung der Kupplung dient. Als Betätigungseinrichtung kommen hierbei beispielsweise hydraulische Betätigungseinrichtungen in Betracht, bei denen ein Betätigungskolben durch Druckbeaufschlagung einer zugeordneten Druckkammer angetrieben und somit in axialer Richtung verschoben wird, um über ein Beaufschlagungselement mit der Kupplung zusammenzuwirken. Darüber hinaus sind auch elektromagnetische Betätigungseinrichtungen bekannt, bei denen ein Stellelement durch Bestromung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung in axialer Richtung translatorisch verschoben wird, um in dieser Richtung über ein Beaufschlagungselement mit der Kupplung zusammenzuwirken.
Die bekannten Kupplungsvorrichtungen mit Kupplung und zugeordneter Betätigungseinrichtung haben sich bewährt, sind jedoch insoweit verbesserungswürdig, als dass der Aufbau der Betätigungseinrichtung und das Einstellen dedizierter Schaltstellungen der Kupplung vereinfacht und die konstruktive Gestaltungsfreiheit vergrößert werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass diese einen besonders einfachen Aufbau aufweist, ein einfaches Einstellen dedizierte Schaltstellungen der zugehörigen Kupplung ermöglicht und eine besonders flexible Anordnung und konstruktive Gestaltung ermöglicht. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang mit einer derart vorteilhaften Kupplungsvorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 12 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung weist eine Kupplung, vorzugsweise eine Sperrklinkenkupplung bzw. einen Sperrklinkenfreilauf, und eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplung auf. Bei der Kupplung handelt es sich vorzugsweise um eine mit Hilfe der Betätigungseinrichtung schaltbare Kupplung. Die Betätigungseinrichtung weist ein erstes Stellelement und ein mit dem ersten Stellelement zusammenwirkendes zweites Stellelement auf. Das zweite Stellelement ist derart ausgebildet, dass dieses mit einem auf die Kupplung einwirkenden Beaufschlagungselement zusammenwirkt. Der Kraftübertragungsweg für die Betätigungskraft verläuft dabei vorzugsweise über das erste Stellelement, das zweite Stellelement und das Beaufschlagungselement. Während ein Betätigungskolben bei den bekannten Kupplungsvorrichtungen mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt wird, um den Betätigungskolben in axialer Richtung translatorisch zu bewegen, so dass dieser mit der Kupplung oder Lamellenkupplung zusammenwirkt, erfolgt das Aufbringen der Betätigungskraft auf die Kupplung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung zunächst durch Verdrehen des ersten Stellelements. So wird das erste Stellelement unter Verschiebung des zweiten Stellelements in axialer Richtung relativ zu dem zweiten Stellelement verdreht. Hierdurch kann ein besonders platzsparender Aufbau der Betätigungseinrichtung insbesondere im Hinblick auf dessen axiale Ausdehnung erzielt werden, zumal ein entsprechender Antrieb zum Aufbringen der Betätigungskraft beispielsweise radial versetzt zu dem ersten und zweiten Stellelement angeordnet werden kann. Mithin ist eine besonders flexible konstruktive Gestaltung der Kupplungsvorrichtung und mithin des Antriebsstrangs mit einer solchen Kupplungsvorrichtung möglich. Überdies hat sich gezeigt, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung auch besonders einfach dedizierte Schaltstellungen der Kupplung eingestellt werden können, worauf später nochmals näher eingegangen werden soll.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung sind das erste Stellelement und das zweite Stellelement an einem feststehenden Gehäuse angeordnet. Bei dem feststehenden Gehäuse kann es sich beispielsweise um das Kupplungsgehäuse handeln, in dem die Kupplung angeordnet ist. Durch die Anordnung sowohl des ersten als auch des zweiten Stellelements an dem feststehenden Gehäuse ist eine exakte Positionierung der Betätigungseinrichtung innerhalb des Antriebsstrangs möglich, der Aufbau vereinfacht und überdies ist ein mitunter unvorteilhaftes Mitdrehen von erstem und zweitem Stellelement während des Betriebs der Kupplungsvorrichtung innerhalb des Antriebsstrangs unterbunden, was die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung bzw. deren Beaufschlagung vereinfacht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das erste Stellelement verdrehbar an dem Gehäuse gelagert. Bei dieser Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das erste Stellelement mittels eines Gleitlagers verdrehbar an dem Gehäuse gelagert ist.
Um eine sichere Anordnung des ersten Stellelements relativ zu der Kupplung sowie zu dem zweiten Stellelement sowie innerhalb des Antriebsstrangs zu ermöglichen, ist das erste Stellelement in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung in axialer Richtung an dem Gehäuse festgelegt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das zweite Stellelement verdrehsicher oder/und in axialer Richtung verschiebbar an dem Gehäuse angeordnet, um auch eine sichere Positionierung des zweiten Stellelements relativ zu dem ersten Stellelement sowie innerhalb des Antriebsstrangs an dem Gehäuse zu gewährleisten. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das zweite Stellelement über ein an dem Gehäuse befestigtes Verdrehsicherungsteil verdrehsicher an dem Gehäuse angeordnet ist, zumal hierdurch eine aufwendige Bearbeitung des Gehäuses zur Sicherstellung der Verdrehsicherheit vermieden werden kann. Stattdessen muss lediglich das Verdrehsicherungsteil, das zunächst separat gefertigt werden konnte, an dem Gehäuse befestigt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung weist das erste Stellelement einen Stellring auf, der ein Stellrohr des zweiten Stellelements umgibt. Dabei sind der Stellring und das Stellrohr vorzugsweise koaxial angeordnet. Auch ist der Stellring bei dieser Ausführungsform vorzugsweise ebenfalls rohrförmig ausgebildet. Überdies ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn an dem Stellring in radialer Richtung hervorstehende Ansätze angeordnet sind, die sich in Führungen in dem Stellrohr erstrecken und die durch Verdrehen des Stellrings unter Verschiebung des Stellrohrs entlang der Führungen bewegt werden. Mithin ist hier sinngemäß eine Zwangsführung vorgesehen, die durch eine Drehung des Stellrings über die hervorstehenden Ansätze innerhalb der Führungen des Stellrohrs eine Verschiebung des Stellrohrs in axialer Richtung bewirkt. Die hervorstehenden Ansätze könnten einstückig mit dem Stellring ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die hervorstehenden Ansätze jedoch an dem Stellring befestigte Bauteile, wobei es sich bei dem an dem Stellring befestigten Bauteilen vorzugsweise um zylindrische Stifte handelt. Um bei einer Drehung des Stellrings relativ zu dem Stellrohr überdies eine zumindest teilweise stufenweise Verschiebung zu bewirken, weisen die Führungen in dem Stellrohr besonders bevorzugt einen von einer Geraden abweichenden, gegebenenfalls stufenartigen, Verlauf auf.
Um die bereits zuvor erwähnte verdrehsichere Anordnung des zweiten Stellelements zu bewirken, ist in dem Stellrohr des zweiten Stellelements in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung mindestens eine Aussparung, vorzugsweise mindestens ein randseitiger Einschnitt, vorgesehen, in den sich ein Vorsprung des Gehäuses oder das Verdrehsicherungsteil unter Erzielung der verdrehsicheren Anordnung des Stellrohrs des zweiten Stellelements an dem Gehäuse erstreckt. Wie bereits zuvor angedeutet, ist es dabei von Vorteil, wenn die Verdrehsicherung über das Verdrehsicherungsteil an dem Gehäuse erfolgt, um die Erzeugung eines Vorsprungs an dem Gehäuse selbst zu vermeiden, grundsätzlich kann der Vorsprung jedoch auch an bzw. von dem Gehäuse ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Verdrehsicherungsteil rohrförmig ausgebildet, während das Stellrohr axial verschiebbar in radialer Richtung an dem rohrförmigen Verdrehsicherungsteil abgestützt ist. Mithin soll das Verdrehsicherungsteil bei dieser Ausführungsform nicht nur die Verdrehsicherheit des zweiten Stellelements bzw. des Stellrohrs gewährleisten, vielmehr dient das rohrförmige Verdrehsicherungsteil hier auch der gleitenden Abstützung des Stellrohrs, so dass dem Verdrehsicherungsteil eine vorteilhafte Doppelfunktion zukommt. Dies ist insbesondere insofern von Vorteil, als dass eine recht aufwendige Bearbeitung des Gehäuses selbst entfällt. Überdies können für die Gleitlagerung in axialer Richtung und das Gehäuse unterschiedliche Materialien eingesetzt werden, die auf die jeweilige Aufgabe abgestimmt sind. So kann das Gehäuse beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein, während das rohrförmige Verdrehsicherungsteil aus Stahl gefertigt ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung weist das rohrförmige Verdrehsicherungsteil mindestens einen Vorsprung auf, der sich in die mindestens eine zuvor erwähnte Aussparung in dem Stellrohr erstreckt. In diesem Zusammenhang haben sich mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Vorsprünge an dem rohrförmigen Verdrehsicherungsteil als vorteilhaft herausgestellt, die sich in eine entsprechende Anzahl von Aussparungen oder Einschnitten in dem Stellrohr erstrecken.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung weist das erste Stellelement einen in radialer Richtung hervorstehenden Stellhebel auf, wobei sich der Stellhebel vorzugsweise in radialer Richtung nach außen erstreckt. Der Stellhebel steht mit dem Stellring des ersten Stellelements in Drehmitnahmeverbindung, wobei sich der Stellring vorzugsweise in radialer Richtung innen an den Stellhebel anschließt, der vorzugsweise strebenartig ausgebildet ist. Über den Stellhebel des ersten Stellelements kann die Betätigungskraft zur Betätigung der Kupplung über die Betätigungseinrichtung besonders einfach eingebracht werden, zumal ein entsprechender Antrieb oder eine Antriebsmechanik der Betätigungseinrichtung weiter von der Drehachse der beiden Stellelemente oder/und der Drehachse der Kupplung entfernt positioniert werden kann, wo die Kupplungsvorrichtung in der Regel weniger Bauraum in Anspruch nimmt.
Der Stellhebel ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung über einen einstückig mit dem Stellhebel oder/und einstückig mit dem Stellring ausgebildeten Verbindungsring an dem Stellring abgestützt oder/und befestigt oder/und mit dem Stellring verbunden. Der Verbindungsring ist vorzugsweise rohrförmig ausgebildet. Der Verbindungsring ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser den Stellring umgibt. Überdies ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn das erste Stellelement über den Verbindungsring in radialer Richtung mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuse abgestützt ist, um eine sichere Anordnung und Verdrehbarkeit des ersten Stellelements an dem Gehäuse zu ermöglichen. Hierbei ist insbesondere eine mittelbare Abstützung in radialer Richtung bevorzugt, die beispielsweise über einen an dem Gehäuse befestigten Gleitring erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung weist das erste Stellelement zwischen dem Stellhebel und dem Stellring, gegebenenfalls zwischen dem Stellhebel und dem Verbindungsring, einen ringscheibenförmigen Abschnitt auf, über den das erste Stellelement in axialer Richtung mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuse abgestützt ist, um die Festlegung des ersten Stellelements in axialer Richtung an dem Gehäuse zu bewirken.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der ringscheibenförmige Abschnitt des ersten Stellelements in axialer Richtung zwischen dem Gehäuse einerseits und einem an dem Gehäuse befestigen Haltering andererseits angeordnet. Der Haltering ist dabei unter Zwischenlage des ringscheibenförmigen Abschnitts an dem Gehäuse befestigt, um eine zunächst separate einfache Herstellung des Halterings zu ermöglichen und anschließend die Festlegung des ersten Stellelements durch Befestigung des Halterings an dem Gehäuse zu ermöglichen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Haltering lösbar an dem Gehäuse befestigt, beispielsweise angeschraubt, ist, um auch eine einfache Demontage der Betätigungseinrichtung zu ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Stellrohr in axialer Richtung formschlüssig mit dem Beaufschlagungselement gekoppelt. Alternativ oder ergänzend ist das Stellrohr lösbar mit dem Beaufschlagungselement gekoppelt, um eine einfache Montage und Demontage zu ermöglichen. Stellrohr und Beaufschlagungselement sind vorzugsweise durch Relativbewegung in radialer Richtung zueinander voneinander lösbar.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist zum Zwecke der formschlüssigen oder/und lösbaren Kopplung zwischen Stellrohr und Beaufschlagungselement ein Radialabschnitt an dem Beaufschlagungselement oder dem Stellrohr vorgesehen, der sich in eine Umfangsnut an dem Stellrohr oder Beaufschlagungselement erstreckt, um eine besonders einfache bzw. einfach zu realisierende formschlüssige Kopplung zu erzielen. Um überdies eine einfache Lösbarkeit von Stellrohr und Beaufschlagungselement zu erzielen, ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn sich die Umfangsnut oder der Radialabschnitt höchstens über die Hälfte des Umfangs des Stellrohrs oder Beaufschlagungselements erstreckt. So kann sich beispielsweise die Umfangsnut an dem Stellrohr höchstens über die Hälfte des Umfangs des Stellrohrs erstrecken, während sich der in die Umfangsnut hervorstehende Radialabschnitt an dem Beaufschlagungselement über den gesamten Umfang des Beaufschlagungselements erstrecken kann. Auf diese Weise kann das Beaufschlagungselement bei der Montage und Demontage einfach in radialer Richtung in die Umfangsnut eingeführt oder in radialer Richtung aus der Umfangsnut herausgeführt werden.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist dem Beaufschlagungselement eine Rasteinrichtung zum Verrasten des Beaufschlagungselements in mindestens eine Axialstellung, vorzugsweise in mindestens zwei oder mindestens drei Axialstellungen, relativ zu der Kupplung zugeordnet, um ein einfaches Einstellen dedizierter Schaltstellungen der Kupplung zu ermöglichen. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Rasteinrichtung mindestens ein federvorgespanntes Rastelement einerseits aufweist, das in eine Rastvertiefung andererseits einrastbar ist. So kann das federvorgespannte Rastelement beispielsweise an einem Bauteil der Kupplung angeordnet sein und in eine Rastvertiefung in dem Beaufschlagungselement einrastbar sein, oder umgekehrt, um möglichst exakt in der gewünschten Axialstellung des Beaufschlagungselements relativ zu der Kupplung gehalten zu werden.
Wie bereits vorangehend angedeutet, handelt es sich bei der Kupplung der Kupplungsvorrichtung vorzugsweise um eine schaltbare Kupplung. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist die Kupplung als eine schaltbare Sperrklinkenkupplung ausgebildet, wobei bei einer Sperrklinkenkupplung auch von einem sogenannten Sperrklinkenfreilauf gesprochen werden kann.
Die Sperrklinkenkupplung weist in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring und mindestens eine Sperrklinke auf, über die der erste und zweite Laufring drehmitnahmekoppelbar sind.
Dabei ist das Beaufschlagungselement derart ausgebildet, dass dieses mit der mindestens einen Sperrklinke zusammenwirkt, um ein entsprechendes Verschwenken der Sperrklinke zu ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Beaufschlagungselement zwischen einer ersten Axialstellung, einer zweiten Axialstellung und einer dritten Axialstellung verstellbar bzw. verschiebbar. In der ersten Axialstellung ist der erste Laufring in einer ersten und zweiten Relativdrehrichtung mit dem zweiten Laufring über die mindestens eine Sperrklinke drehmitnahmegekoppelt. In der zweiten Axialstellung ist der erste Laufring in der ersten Relativdrehrichtung, nicht aber in der zweiten Relativdrehrichtung, mit dem zweiten Laufring über die mindestens eine Sperrklinke drehmitnahmegekoppelt. In der dritten Axialstellung ist der erste Laufring weder in der ersten noch in der zweiten Relativdrehrichtung mit dem zweiten Laufring über die mindestens eine Sperrklinke drehmitnahmegekoppelt.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Beaufschlagungselement mitdrehend und axial verschiebbar an dem zweiten Laufring der Sperrklinkenkupplung angeordnet. Dabei weist der zweite Laufring, bei dem es sich gegebenenfalls um den ausgangsseitigen Laufring handelt, vorzugsweise einen rohrförmigen Abschnitt auf, an dem das Beaufschlagungselement mitdrehend und axial verschiebbar angeordnet ist.
Das Beaufschlagungselement weist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung mindestens einen axial hervorstehenden Beaufschlagungsstift auf, über den das Beaufschlagungselement mit der mindestens einen Sperrklinke zusammenwirkt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn jeweils einer Sperrklinke ein axial hervorstehender Beaufschlagungsstift zugeordnet ist. Die Beaufschlagungsstifte und die zugeordneten Sperrklinken sind derart ausgelegt, dass eine Axialverschiebung des Beaufschlagungsstiftes mitsamt dem Beaufschlagungselement zu einer Schwenkbewegung oder Halten der Sperrklinke in eine/einer Schwenkstellung führt, wie dies bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das erste Stellelement um eine Achse relativ zu dem zweiten Stellelement verdrehbar, wobei die Achse parallel zu der Drehachse der Kupplung angeordnet ist oder der Drehachse der Kupplung entspricht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das erste Stellelement unter Verdrehung relativ zu dem zweiten Stellelement mit einer Betätigungskraft beaufschlagbar, wobei es sich bei der Betätigungskraft vorzugsweise um eine Tangentialkraft handelt. Dabei erfolgt die Beaufschlagung des ersten Stellelements vorzugsweise über den bereits zuvor erwähnten Stellhebel des ersten Stellelements und besonders bevorzugt vermittels einer mit dem Stellhebel zusammenwirkenden Stellstange oder eines mit dem Stellhebel zusammenwirkenden Exzenters, um die Betätigungskraft, gegebenenfalls die Tangentialkraft, auf den Stellhebel und somit auf das erste Stellelement aufzubringen.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug weist eine Doppelkupplungsvorrichtung, vorzugsweise eine parallele Doppelkupplungsvorrichtung, und eine Kupplungsvorrichtung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art auf, wobei die Kupplungsvorrichtung im Drehmomentübertragungsweg oder/und in axialer Richtung zwischen einer Antriebseinheit, gegebenenfalls einem Verbrennungsmotor, und einer Eingangsseite der Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet ist. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sei auf die Vorteile der darin vorgesehenen erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung verwiesen, die in entsprechender Weise auch für den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs gelten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sind die Doppelkupplungsvorrichtung und die Kupplungsvorrichtung in einem gemeinsamen Raum innerhalb eines Kupplungsgehäuses angeordnet, wobei das genannte Kupplungsgehäuse, gegebenenfalls ein Kupplungsgehäusedeckel desselben, vorzugsweise das feststehende Gehäuse ausbildet, an dem das erste Stellelement und das zweite Stellelement angeordnet sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist der zweite Laufring der als Sperrklinkenkupplung ausgebildeten Kupplung der Kupplungsvorrichtung oder/und der Rotor einer elektrischen Maschine mit der Eingangsseite der Doppelkupplungsvorrichtung drehfest verbunden. Mithin eignet sich diese Ausführungsform in besonderem Maße zur Realisierung eines Antriebsstrangs innerhalb eines Hybridfahrzeugs.
Um einen besonders kompakten Aufbau des Antriebsstrangs zu erzielen, ist die Kupplungsvorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs radial geschachtelt mit zumindest einer Kupplung der Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit einer der Doppelkupplungsvorrichtung vorgeschalteten Kupplungsvorrichtung,
2 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung für den Antriebsstrang nach 1 in geschnittener Darstellung und
3 eine Explosionsdarstellung der Kupplungsvorrichtung aus 2 unter Weglassung des Sperrklinkenfreilaufs.

1 zeigt die schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs 2 für ein Kraftfahrzeug mit einer parallelen Doppelkupplungsvorrichtung 4 und einer Ausführungsform einer der Doppelkupplungsvorrichtung 4 vorgeschalteten Kupplungsvorrichtung 6, so dass hier auch von einem Antriebsstrang 2 mit einer Dreifach-Kupplungsvorrichtung gesprochen werden kann. In 1 wie auch den nachfolgenden Figuren sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 8, 10, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 12, 14 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 16, 18 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei der Antriebsstrang 2 bzw. Bauteile davon, die Doppelkupplungsvorrichtung 4 und die Kupplungsvorrichtung 6 um eine sich in den axialen Richtungen 8, 10 erstreckende Drehachse 20 drehbar sind.
Die Kupplungsvorrichtung 6 ist im Drehmomentübertragungsweg oder/und in axialer Richtung 8, 10 zwischen einer Antriebseinheit 22, gegebenenfalls einem Verbrennungsmotor, des Antriebsstrangs 2 und einer Eingangsseite 24 der Doppelkupplungsvorrichtung 4 angeordnet. Überdies weist die Doppelkupplungsvorrichtung 4 eine erste und eine zweite Ausgangsseite 26, 28 auf, die zu einem Getriebe 30 führen, so dass die Kupplungsvorrichtung 6 und die Doppelkupplungsvorrichtung 4 gleichermaßen im Drehmomentübertragungsweg oder/und in axialer Richtung 8, 10 zwischen der Antriebseinheit 22 in Form des Verbrennungsmotors und dem Getriebe 30 angeordnet sind.
Wie aus 1 ersichtlich, weist die parallele Doppelkupplungsvorrichtung 4 eine erste und eine zweite Lamellenkupplung 32, 34 auf, denen eine gemeinsame Eingangsseite 24 in Form eines Außenlamellenträgers und die erste bzw. zweite Ausgangsseite 26 bzw. 28 in Form jeweils eines Innenlamellenträgers zugeordnet sind. Auch sind die erste und zweite Lamellenkupplung 32, 34 in axialer Richtung 8, 10 gestaffelt oder miteinander fluchtend angeordnet, wie dies bei parallelen Doppelkupplungsvorrichtungen üblich ist.
Die Doppelkupplungsvorrichtung 4 und die Kupplungsvorrichtung 6 sind in einem gemeinsamen Raum 36 angeordnet, der innerhalb eines Kupplungsgehäuses 38 ausgebildet ist, das ein feststehendes Gehäuse ausbildet. Dabei kann das Kupplungsgehäuse 38 beispielsweise als Teil eines Motor- oder Getriebegehäuses ausgebildet sein. Auch ist die Kupplungsvorrichtung 6 radial geschachtelt mit einer der beiden Kupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung 4 angeordnet, hier mit der zweiten Lamellenkupplung 34 der Doppelkupplungsvorrichtung 4, um einen besonders kompakten Aufbau zu erzielen.
Überdies ist dem Antriebsstrang 2 zusätzlich zu der Antriebseinheit 22 in Form des Verbrennungsmotors eine elektrische Maschine 40 zugeordnet, deren Rotor 42 mit der Eingangsseite 24 der Doppelkupplungsvorrichtung 4 drehfest verbunden ist, während der dem Rotor 42 zugeordnete Stator 44 der elektrischen Maschine 40 an dem feststehenden Gehäuse in Form des Kupplungsgehäuses 38 befestigt ist. Überdies ist der später näher beschriebene zweite Laufring der Kupplungsvorrichtung 6 drehfest mit der Eingangsseite 24 der Doppelkupplungsvorrichtung 4 verbunden, so dass bei dem zweiten Laufring der Kupplungsvorrichtung 6 auch von dem ausgangsseitigen Laufring gesprochen werden kann.
Die in 1 gezeigte Kupplungsvorrichtung 6 weist eine Kupplung 46 sowie eine Betätigungseinrichtung 48 zur Betätigung dieser Kupplung 46 auf, wobei die weiteren Merkmale sowohl der Kupplungsvorrichtung 6 als auch des Antriebsstrangs 2 nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 näher erläutert werden sollen.
Wie aus 2 ersichtlich, ist die Kupplung 46 der Kupplungsvorrichtung 6 als eine schaltbare Kupplung 46, hier als eine schaltbare Sperrklinkenkupplung 46 ausgebildet. Bei einer Sperrklinkenkupplung 46 kann auch von einem sogenannten Sperrklinkenfreilauf gesprochen werden, wobei die dargestellte Sperrklinkenkupplung 46 einen ersten Laufring 50, der als in radialer Richtung 14 innenliegender und eingangsseitiger Laufring ausgebildet ist, und einen zweiten Laufring 52 aufweist, der als in radialer Richtung 12 außenliegender und ausgangsseitiger Laufring ausgebildet ist, wobei der zweite Laufring 52 - wie bereits vorangehend angedeutet - mit der Eingangsseite 24 der Doppelkupplungsvorrichtung 4 drehfest verbunden ist. Mithin umgibt der zweite Laufring 52 den ersten Laufring 50 in radialer Richtung 12 von außen, wobei in radialer Richtung 12, 14 zwischen den einander zugewandten Seiten der Laufringe 50, 52 mehrere Sperrklinken 54 angeordnet sind, die in bekannter Weise zwischen einer Kopplungsstellung und einer Lösestellung verschwenkbar sind, wobei die Sperrklinken 54 vorzugsweise in die Kopplungsstellung vorgespannt sind. Wenngleich nicht näher dargestellt, so sind in der dargestellten Ausführungsform zwei Sperrklinkenarten vorgesehen, die gegensinnig in die Kopplungsstellung und gegensinnig in die Lösestellung verschwenkbar sind.
Der umlaufende Spalt zwischen dem ersten Laufring und dem zweiten Laufring 50, 52, in dem die Sperrklinken 54 angeordnet sind, ist in axialer Richtung 8 durch eine erste Seitenwand 56 und in axialer Richtung 10 durch eine zweite Seitenwand 58 begrenzt, die jeweils im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet und an dem zweiten Laufring 52 drehfest befestigt sind. In radialer Richtung 14 nach innen schließt sich an die zweite Seitenwand 58 ein rohrförmiger Abschnitt 60 an, der sich ausgehend von der zweiten Seitenwand 58 in axiale Richtung 10 erstreckt. Der rohrförmige Abschnitt 60 ist drehfest mit der zweiten Seitenwand 58 verbunden, hier beispielhaft durch Einstückigkeit, während die zweite Seitenwand 58 - wie bereits vorangehend angedeutet - drehfest an dem zweiten Laufring 52 befestigt ist, so dass bei dem rohrförmigen Abschnitt 60 auch von einem rohrförmigen Abschnitt 60 des zweiten Laufrings 52 gesprochen werden kann. Der erste Laufring 50 ist hingegen an einer Eingangswelle oder Eingangsnabe 62 drehfest befestigt, die sich in axialer Richtung 10 durch den rohrförmigen Abschnitt 60 und durch eine zentrale Öffnung 64 in dem feststehenden Gehäuse in Form des Kupplungsgehäuses 38 erstreckt, um mittelbar oder unmittelbar mit einer Ausgangsseite der Antriebseinheit 22 verbunden zu sein. Überdies ist die Eingangswelle oder -nabe 62 über ein Radiallager 66, vorzugsweise ein Wälzlager, in der Öffnung 64 an dem Kupplungsgehäuse 38 abgestützt.
Die später näher beschriebene Betätigungseinrichtung 48 wirkt mit einem auf die Sperrklinkenkupplung 46 einwirkenden Beaufschlagungselement 68 zusammen. Das Beaufschlagungselement 68 ist mitdrehend und in axialer Richtung 8, 10 verschiebbar an dem zweiten Laufring 52 - zumindest unmittelbar - angeordnet. Genauer gesagt ist das Beaufschlagungselement 68 an dem rohrförmigen Abschnitt 60 des zweiten Laufrings 52 angeordnet. Zu diesem Zweck weist das Beaufschlagungselement 68 einen an der Außenseite des rohrförmigen Abschnitts 60 in radialer Richtung 12, 14 abstützbaren rohrförmigen Abschnitt 70 auf, der mithin in axialer Richtung 8, 10 gleitend verschiebbar an dem rohrförmigen Abschnitt 60 des zweiten Laufrings 52 angeordnet ist. An das in axiale Richtung 8 weisende Ende des rohrförmigen Abschnitts 70 schließt sich ein erster Radialabschnitt 72 an, der sich ausgehend von dem rohrförmigen Abschnitt 70 in radialer Richtung 12 nach außen erstreckt und im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist.
An dem ersten Radialabschnitt 72 sind mehrere in Umfangsrichtung 16, 18 voneinander beabstandete und in axialer Richtung 8 hervorstehende Beaufschlagungsstifte 74 befestigt, über die das Beaufschlagungselement 68 mit den Sperrklinken 54 der Sperrklinkenkupplung 46 zusammenwirkt, wobei jeweils ein Beaufschlagungsstift 74 mit einer der Sperrklinken 54 zusammenwirkt, die in einer der Zahl der Beaufschlagungsstifte 74 entsprechenden Zahl vorhanden sind. Auch ist aus 2 ersichtlich, dass sich die Beaufschlagungsstifte 74 durch nicht näher dargestellte Aussparungen in der zweiten Seitenwand 58 erstrecken, um mit den hinter der zweiten Seitenwand 58 angeordneten Sperrklinken 54 zusammenwirken zu können.
Darüber hinaus ist an dem rohrförmigen Abschnitt 70 in axialer Richtung 10 von dem ersten Radialabschnitt 72 beabstandet ein zweiter Radialabschnitt 76 angeordnet, der sich ausgehend von dem rohrförmigen Abschnitt 70 in radialer Richtung 12 nach außen erstreckt und in Umfangsrichtung 16, 18 umlaufend ausgebildet ist. Mithin ist auch der zweite Radialabschnitt 76 im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet, wobei der zweite Radialabschnitt 76 der später näher beschriebenen formschlüssigen Kopplung mit der Betätigungseinrichtung 48 dient.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass der erste und zweite Laufring 50, 52 über die Sperrklinken 54 drehmitnahmekoppelbar sind, wobei das Beaufschlagungselement 68 über die genannten Beaufschlagungsstifte 74 mit den Sperrklinken 54 zusammenwirkt, um die Sperrklinkenkupplung 46 in unterschiedliche Schaltstellungen zu überführen. In der dargestellten Ausführungsform kann das Beaufschlagungselement 68 zwischen einer ersten Axialstellung, die in 2 gezeigt ist und in der der erste Laufring 50 in einer ersten und zweiten Relativdrehrichtung mit dem zweiten Laufring 52 drehmitnahmegekoppelt ist, einer zweiten Axialstellung, in der der erste Laufring 50 in der ersten Relativdrehrichtung, nicht aber in der zweiten Relativdrehrichtung mit dem zweiten Laufring 52 drehmitnahmegekoppelt ist, und einer dritten Axialstellung relativ zu dem rohrförmigen Abschnitt 60 des zweiten Laufrings 52 verstellt werden, in der der erste Laufring 50 weder in der ersten, noch in der zweiten Relativdrehrichtung mit dem zweiten Laufring 52 drehmitnahmegekoppelt ist. Im Falle einer Kopplung in der ersten und zweiten Axialstellung erfolgt diese Kopplung über die Sperrklinken 54 in der jeweiligen Kopplungsstellung.
Um die jeweilige Schaltstellung der Sperrklinkenkupplung 46 besonders sicher und einfach einstellen zu können, ist dem Beaufschlagungselement 68 eine Rasteinrichtung 78 zum Verrasten des Beaufschlagungselements 68 in mindestens zwei, hier in drei Axialstellungen, relativ zu der Sperrklinkenkupplung 46 zugeordnet. Die genannte Rasteinrichtung 78 ist zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 60 des zweiten Laufrings 52 und dem rohrförmigen Abschnitt 70 des Beaufschlagungselements 68 ausgebildet bzw. angeordnet. So weist die Rasteinrichtung 78 einerseits ein federvorgespanntes Rastelement 80 und andererseits mehrere Rastvertiefungen 82 auf, wobei in der konkreten Ausführungsform nutförmig in Umfangsrichtung 16, 18 umlaufende und in axialer Richtung 8, 10 hintereinander angeordnete Rastvertiefungen 82 in der Innenseite des rohrförmigen Abschnitts 70 vorgesehen sind, während das mindestens eine Rastelement 80 in radialer Richtung 12 nach außen vorgespannt an dem rohrförmigen Abschnitt 60 des zweiten Laufrings 52 angeordnet ist. Dank der drei Rastvertiefungen 82 ist das Beaufschlagungselement 68 somit in allen drei vorgenannten Axialstellungen lösbar verrastbar.
Die Betätigungseinrichtung 48 setzt sich im Wesentlichen aus einem ersten Stellelement 84, einem zweiten Stellelement 86 und dem Beaufschlagungselement 68 zusammen, mit welchem das zweite Stellelement 86 zusammenwirkt. Dabei ist das erste Stellelement 84 unter Verschiebung des zweiten Stellelements 86 in axialer Richtung 8, 10 relativ zu dem zweiten Stellelement 86 um eine Achse 88 verdrehbar, so dass das Beaufschlagungselement 68 auf die zuvor beschriebene Weise zwischen den drei Axialstellungen relativ zu der Sperrklinkenkupplung 46 verschoben wird. Die Achse 88, um die das erste Stellelement 84 in den Umfangsrichtungen 16, 18 verdrehbar ist, ist parallel zu der Drehachse 20 ausgerichtet, entspricht in der dargestellten Ausführungsform sogar der Drehachse 20 der Sperrklinkenkupplung 46.
Das erste Stellelement 84 und das zweite Stellelement 86 sind an dem feststehenden Gehäuse 38 in Form des Kupplungsgehäuses 38 angeordnet. So weist das erste Stellelement 84 einen in Umfangsrichtung 16, 18 umlaufenden Stellring 90 auf, wobei der Stellring 90 vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist. An dem rohrförmigen Stellring 90 sind in radialer Richtung 14 nach innen hervorstehende Ansätze 92 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform wurden die Ansätze 92 nachträglich an dem Stellring 90 befestigt, wobei es sich bei den hervorstehenden Ansätzen 92 vorzugsweise um die in 3 angedeuteten zylindrischen Stifte 94 handelt, die in entsprechenden Aussparungen in dem Stellring 90 befestigt wurden.
Darüber hinaus weist das erste Stellelement 84 einen in radialer Richtung 12 nach außen hervorstehenden, langgestreckten Stellhebel 98 auf, wobei der Stellhebel 98 mit dem in radialer Richtung 14 weiter innen liegenden Stellring 90 des ersten Stellelements 84 in Drehmitnahmeverbindung steht. In radialer Richtung 14 nach innen schließt sich an den Stellhebel 98 ein in Umfangsrichtung 16, 18 umlaufender ringscheibenförmiger Abschnitt 100 des ersten Stellelements 84 an. In radialer Richtung 14 nach innen schließt sich an den ringscheibenförmigen Abschnitt 100 ein rohrförmiger Verbindungsring 102 an, der sich ausgehend von dem ringscheibenförmigen Abschnitt 100 in axialer Richtung 10 erstreckt. Der Stellhebel 98, der ringscheibenförmige Abschnitt 100 und der Verbindungsring 102 sind einstückig miteinander ausgebildet, wobei der Verbindungsring 102 in radialer Richtung 12, 14 an den Stellring 90 abgestützt und befestigt bzw. mit dem Stellring 90 verbunden ist. Auch umgibt der Verbindungsring 102 den Stellring 90 in radialer Richtung 12 von außen. So können der Verbindungsring 102 und der Stellring 90 beispielsweise miteinander verschweißt sein. Grundsätzlich bzw. alternativ können jedoch auch der Verbindungsring 102 und der Stellring 90 einstückig miteinander ausgebildet sein, indem das erste Stellelement 84 beispielsweise als einstückiges Blechformteil ausgebildet ist. Unabhängig von einem ein- oder mehrteiligen Aufbau ist es bevorzugt, wenn das erste Stellelement 84 von einem oder mehreren Blechformteilen gebildet ist, um hier einen besonders platzsparenden, leichtgewichtigen und einfachen Aufbau zu erzielen.
Der rohrförmige Verbindungsring 102 dient darüber hinaus der mittelbaren oder unmittelbaren Abstützung des ersten Stellelements 84 in radialer Richtung 12, 14. In der dargestellten Ausführungsform ist die in radialer Richtung 12 nach außen weisende Seite des rohrförmigen Verbindungsrings 102 mittelbar über ein an dem Kupplungsgehäuse 38 befestigtes Gleitlager 104 in radialer Richtung 12, 14 mittelbar abgestützt. Darüber hinaus ist das erste Stellelement 84 auch mittelbar oder unmittelbar in den axialen Richtungen 8, 10 an dem feststehenden Kupplungsgehäuse 38 abgestützt. Die genannte Abstützung in axialer Richtung 8, 10 erfolgt vorzugsweise über den zuvor erwähnten ringscheibenförmigen Abschnitt 100 des ersten Stellelements 84. So ist der ringscheibenförmige Abschnitt 100 in axialer Richtung 8, 10 zwischen dem Kupplungsgehäuse 38 einerseits und einem an dem Kupplungsgehäuse 38 befestigten Haltering 106 andererseits angeordnet. Der Haltering 106 ist somit unter Zwischenlage des ringscheibenförmigen Abschnitts 100 an dem Kupplungsgehäuse 38 befestigt, wobei die Befestigung mittels der in 3 gezeigten Schrauben 108 erfolgt, so dass hier - allgemein gesprochen - eine lösbare Befestigung des Halterings 106 gegeben ist.
Der ringscheibenförmige Abschnitt 100 des ersten Stellelements 84 ist jedoch nicht unmittelbar in axialer Richtung 8 an dem Haltering 106 abgestützt, vielmehr ist in axialer Richtung 8, 10 zwischen dem ringscheibenförmigen Abschnitt 100 und dem Haltering 106 eine in Umfangsrichtung 16, 18 umlaufende Anlaufscheibe 110 angeordnet. In entsprechender Weise ist der ringscheibenförmige Abschnitt 100 auch in der entgegengesetzten axialen Richtung 10 nicht unmittelbar an dem Kupplungsgehäuse 38 abgestützt, vielmehr erfolgt die Abstützung in axialer Richtung 10 unmittelbar über ein an dem Kupplungsgehäuse 38 befestigtes Gleitlager, wobei das Gleitlager zur axialen Abstützung gleichermaßen durch das bereits zuvor erwähnte Gleitlager 104 zur radialen Abstützung des ersten Stellelements 84 an dem Kupplungsgehäuse 38 verwendet wird, um die Teilevielfalt zu reduzieren. Mithin ist das erste Stellelement 84 nicht nur verdrehbar an dem Kupplungsgehäuse 38 gelagert, sondern vielmehr auch in axialer Richtung 8, 10 an dem Kupplungsgehäuse 38 festgelegt.
Das zweite Stellelement 86 ist verdrehsicher und in axialer Richtung 8, 10 verschiebbar an dem Gehäuse in Form des Kupplungsgehäuses 38 angeordnet. Dabei weist das zweite Stellelement 86 ein sich in den axialen Richtungen 8, 10 erstreckendes Stellrohr 112 auf, das von dem Stellring 90 des ersten Stellelements 84 in radialer Richtung 12 von außen umgeben ist. Dabei umgibt der Stellring 90 das Stellrohr 112 des zweiten Stellelements 86 derart, dass die in radialer Richtung 14 nach innen hervorstehenden Ansätze 92 des ersten Stellelements 84 sich in Führungen 114 in dem Stellrohr 112 erstrecken. Die Führungen 114, die auch als längliche Aussparungen bezeichnet werden können, sind gegenüber der Drehachse 20 schräggestellt und weisen überdies einen von einer Geraden abweichenden, vorzugsweise stufenartigen, Verlauf auf. Durch das Verdrehen des Stellrings 90 werden somit die in die Führungen 114 hervorstehenden Ansätze 92 unter Verschiebung des Stellrohrs 112 in den axialen Richtungen 8, 10 entlang der Führungen 114 bewegt, wobei hier auch von einer Zwangsführung gesprochen werden kann. Mithin wird hier auf relativ einfache und platzsparende Weise eine Drehbewegung des ersten Stellelements 84 in eine translatorische Bewegung des zweiten Stellelements 86 in den axialen Richtungen 8, 10 umgewandelt.
Um sowohl die verdrehsichere als auch die verschiebbare Anordnung des Stellrohres 112 des zweiten Stellelements 86 an dem Gehäuse in Form des Kupplungsgehäuses 38 zu realisieren, ist in der dargestellten Ausführungsform ein an dem Kupplungsgehäuse 38 befestigtes Verdrehsicherungsteil 116 vorgesehen. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, ist das Verdrehsicherungsteil 116 im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und mit der nach innen weisenden Seite an dem Kupplungsgehäuse 38 festgelegt, wobei das Stellrohr 112 das Verdrehsicherungsteil 116 in radialer Richtung 12 von außen umgibt und axial verschiebbar an dem rohrförmigen Verdrehsicherungsteil 116 abgestützt ist.
Darüber hinaus ist an dem Verdrehsicherungsteil 116 mindestens ein Vorsprung 118, hier ein in radialer Richtung 12 nach außen hervorstehender Vorsprung 118, an dem rohrförmigen Verdrehsicherungsteil 116 vorgesehen, der sich in der genannten radialen Richtung 12 in eine Aussparung 120 in dem Stellrohr 112 erstreckt, um auf diese Weise die verdrehsichere Anordnung des Stellrohrs 112 an dem Verdrehsicherungsteil 116 zu gewährleisten, das seinerseits verdrehsicher an dem Kupplungsgehäuse 38 befestigt ist. Bei den Aussparungen 120 handelt es sich in der dargestellten Ausführungsform um randseitige Einschnitte in dem Stellrohr 112, wie dies insbesondere der 3 entnehmbar ist, um das Stellrohr 112 im Rahmen der Montage besonders einfach an dem Verdrehsicherungsteil 116 und mithin an dem Kupplungsgehäuse 38 anbringen zu können. In der dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge 118 überdies in axialer Richtung 8, 10 langgestreckt ausgebildet, um eine besonders exakte Führung in axialer Richtung 8, 10 und eine stabile Verdrehsicherung unabhängig von der Position des Stellrohrs 112 relativ zu dem Verdrehsicherungsteil 116 zu gewährleisten.
Wenngleich nicht dargestellt, so könnte die Führung des Stellrohrs 112 sowie dessen Verdrehsicherung auch unmittelbar zwischen dem Stellrohr 112 und dem Kupplungsgehäuse 38 erfolgen, indem beispielsweise eine entsprechende Führungsfläche an dem Kupplungsgehäuse 38 oder/und ein entsprechender Vorsprung an dem Kupplungsgehäuse 38 vorgesehen ist, der sich dann in die Aussparung 120 in dem Stellrohr 112 erstreckt. In fertigungstechnischer Hinsicht sowie unter Betrachtung der Funktionsfähigkeit ist jedoch die mittelbare Verdrehsicherung und Führung an dem zunächst separaten und dann am Kupplungsgehäuse 38 befestigten Verdrehsicherungsteil 116 bevorzugt.
Um das vorangehend angedeutete Zusammenwirken zwischen dem zweiten Stellelement 86 und dem auf die Sperrklinkenkupplung 46 einwirkenden Beaufschlagungselement 68 zu realisieren, ist das Stellrohr 112 des zweiten Stellelements 86 in axialer Richtung 8, 10 formschlüssig mit dem Beaufschlagungselement 68 gekoppelt, so dass eine Axialbewegung des Stellrohres 112 gleichermaßen eine Axialbewegung des Beaufschlagungselements 68 bedingt. Hierbei ist im Sinne einer vereinfachten Montage und Demontage überdies eine lösbare formschlüssige Kopplung zwischen dem Stellrohr 112 und dem Beaufschlagungselement 68 vorgesehen. Zu diesem Zweck ist an dem in axiale Richtung 8 weisenden Ende des Stellrohrs 112 des zweiten Stellelements 86 eine Umfangsnut 122 vorgesehen, deren Öffnung in radialer Richtung 14 nach innen weist. Die Umfangsnut 122 erstreckt sich jedoch höchstens über die Hälfte des Umfangs des Stellrohrs 112, wie dies insbesondere der 3 entnommen werden kann, um eine einfache Lösbarkeit zwischen Stellrohr 112 und Beaufschlagungselement 68 zu erzielen. Der in Umfangsrichtung 16, 18 vollständig umlaufende zweite Radialabschnitt 76 des Beaufschlagungselements 68 erstreckt sich hingegen in radialer Richtung 12 nach außen in die Umfangsnut 122, so dass eine formschlüssige Kopplung in axialer Richtung 8, 10 zwischen dem Stellrohr 112 und dem Beaufschlagungselement 68 erzielt ist.
Wenngleich nicht dargestellt, so könnte ein Radialabschnitt auch an dem Stellrohr 112 vorgesehen sein, der sich in eine Umfangsnut an dem Beaufschlagungselement 68 erstreckt. Auch könnte grundsätzlich anstelle der Umfangsnut 122 auch der zweite Radialabschnitt 76 in seiner Ausdehnung in Umfangsrichtung 16, 18 begrenzt sein, um eine einfache Montage und Demontage zu erzielen, wenngleich die dargestellte Konstellation bevorzugt ist.
In der dargestellten Ausführungsform kann das erste Stellelement 84 unter Verdrehung relativ zu dem zweiten Stellelement 86 mit einer Betätigungskraft 124, vorzugsweise einer Tangentialkraft, beaufschlagt werden. Dabei wird das erste Stellelement 84 vorzugsweise über einen in radialer Richtung 12 außen gelegenen Endabschnitt des Stellhebels 98 des ersten Stellelements 84 mit der Betätigungskraft 124 bzw. Tangentialkraft beaufschlagt, wobei dies beispielsweise durch eine mit dem Stellhebel 98 zusammenwirkende und sich vorzugsweise tangential erstreckende Stellstange oder durch einen mit dem Stellhebel 98 zusammenwirkenden, antreibbaren Exzenter bewirkt werden kann. Auf diese Weise kann eine auf das erste Stellelement 84 wirkende Betätigungskraft 124 bzw. Tangentialkraft zunächst in eine Drehung des ersten Stellelements 84 um die Achse 88 umgewandelt werden, die über die hervorstehenden Ansätze 92 und die Führungen 114 letztlich in eine translatorische Bewegung des zweiten Stellelements 86 in den axialen Richtungen 8, 10 umgewandelt wird, um das damit gekoppelte Beaufschlagungselement 68 in die gewünschte Axialstellung zu verschieben, in der die Sperrklinkenkupplung 46 eine entsprechende Schaltstellung einnimmt.
Bezugszeichenliste

2: Antriebsstrang
4: Doppelkupplungsvorrichtung
6: Kupplungsvorrichtung
8: axiale Richtung
10: axiale Richtung
12: radiale Richtung
14: radiale Richtung
16: Umfangsrichtung
18: Umfangsrichtung
20: Drehachse
22: Antriebseinheit
24: Eingangsseite
26: erste Ausgangsseite
28: zweite Ausgangsseite
30: Getriebe
32: erste Lamellenkupplung
34: zweite Lamellenkupplung
36: Raum
38: Kupplungsgehäuse
40: elektrische Maschine
42: Rotor
44: Stator
46: Kupplung / Sperrklinkenkupplung
48: Betätigungseinrichtung
50: erster Laufring
52: zweiter Laufring
54: Sperrklinke
56: erste Seitenwand
58: zweite Seitenwand
60: rohrförmiger Abschnitt
62: Eingangswelle / -nabe
64: Öffnung
66: Radialabschnitt
68: Beaufschlagungselement
70: rohrförmiger Abschnitt
72: erster Radialabschnitt
74: Beaufschlagungsstift
76: zweiter Radialabschnitt
78: Rasteinrichtung
80: Rastelement
82: Rastvertiefung
84: erstes Stellelement
86: zweites Stellelement
88: Achse
90: Stellring
92: Ansätze
94: zylindrische Stifte
96: Aussparungen
98: Stellhebel
100: ringscheibenförmiger Abschnitt
102: Verbindungsring
104: Gleitlager
106: Haltering
108: Schraube
110: Anlaufscheibe
112: Stellrohr
114: Führungen
116: Verdrehsicherungsteil
118: Vorsprung
120: Aussparung
122: Umfangsnut
124: Betätigungskraft

Claims

Kupplungsvorrichtung (6) aufweisend eine Kupplung (46) und eine Betätigungseinrichtung (48) zur Betätigung der Kupplung (46), wobei die Betätigungseinrichtung (48) ein erstes Stellelement (84) und ein zweites Stellelement (86) aufweist, das mit einem auf die Kupplung (46) einwirkenden Beaufschlagungselement (68) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (84) unter Verschiebung des zweiten Stellelements (86) in axialer Richtung (8, 10) relativ zu dem zweiten Stellelement (86) verdrehbar ist.
Kupplungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (84) und das zweite Stellelement (86) an einem feststehenden Gehäuse (38) angeordnet sind, wobei das erste Stellelement (84) vorzugsweise verdrehbar an dem Gehäuse (38), gegebenenfalls mittels eines Gleitlagers (104), gelagert oder/und in axialer Richtung (8, 10) an dem Gehäuse (38) festgelegt ist, oder/und das zweite Stellelement (86) vorzugsweise verdrehsicher, besonders bevorzugt über ein an dem Gehäuse (38) befestigtes Verdrehsicherungsteil (116), oder/und in axialer Richtung (8, 10) verschiebbar an dem Gehäuse (38) angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung (6) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (84) einen, vorzugsweise rohrförmigen, Stellring (90) aufweist, der ein Stellrohr (112) des zweiten Stellelements (86) umgibt, wobei an dem Stellring (90) besonders bevorzugt in radialer Richtung (14) hervorstehende Ansätze (92), gegebenenfalls an dem Stellring (90) befestigte zylindrische Stifte (94), angeordnet sind, die sich in Führungen (114) in dem Stellrohr (112) erstrecken und die durch Verdrehen des Stellrings (90) unter Verschiebung des Stellrohrs (112) entlang der Führungen (114) bewegbar sind, wobei die Führungen (114) gegebenenfalls einen von einer Geraden abweichenden Verlauf aufweisen.
Kupplungsvorrichtung (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aussparung (120), vorzugsweise mindestens ein randseitiger Einschnitt (120), in dem Stellrohr (112) vorgesehen ist, in den sich ein Vorsprung (118) des Gehäuses (38) oder das Verdrehsicherungsteil (116) unter Erzielung der verdrehsicheren Anordnung des Stellrohrs (112) des zweiten Stellelements (86) an dem Gehäuse (38) erstreckt, wobei das Verdrehsicherungsteil (116) vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist und das Stellrohr (112) axial verschiebbar in radialer Richtung (12, 14) an dem rohrförmigen Verdrehsicherungsteil (116) abgestützt ist und das rohrförmige Verdrehsicherungsteil (116) besonders bevorzugt mindestens einen Vorsprung (118) aufweist, der sich in die mindestens eine Aussparung (120) erstreckt.
Kupplungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (84) einen in radialer Richtung (12) hervorstehenden Stellhebel (98) aufweist, der mit dem Stellring (90) in Drehmitnahmeverbindung steht, wobei der Stellhebel (98) vorzugsweise über einen einstückig mit dem Stellhebel (98) oder/und dem Stellring (90) ausgebildeten, besonders bevorzugt rohrförmigen, Verbindungsring (102) an dem Stellring (90) abgestützt oder/und befestigt oder/und mit dem Stellring (90) verbunden ist, der den Stellring (90) umgibt oder/und über den das erste Stellelement (84) in radialer Richtung (12, 14) mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuse (38) abgestützt ist.
Kupplungsvorrichtung (6) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (84) zwischen dem Stellhebel (98) und dem Stellring (90), gegebenenfalls dem Verbindungsring (102), einen ringscheibenförmigen Abschnitt (100) aufweist, über den das erste Stellelement (84) in axialer Richtung (8, 10) mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuse (38) abgestützt ist, wobei der ringscheibenförmige Abschnitt (100) vorzugsweise in axialer Richtung (8, 10) zwischen dem Gehäuse (38) einerseits und einem an dem Gehäuse (38) befestigten Haltering (106) andererseits angeordnet ist, wobei der Haltering (106) besonders bevorzugt unter Zwischenlage des ringscheibenförmigen Abschnitts (100) an dem Gehäuse (38) befestigt, gegebenenfalls lösbar befestigt oder angeschraubt, ist.
Kupplungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellrohr (112) in axialer Richtung (8, 10) formschlüssig oder/und lösbar mit dem Beaufschlagungselement (68) gekoppelt ist, wobei sich zu diesem Zweck vorzugsweise ein Radialabschnitt (76) an dem Beaufschlagungselement (68) oder Stellrohr (112) in eine Umfangsnut (122) an dem Stellrohr (112) oder Beaufschlagungselement (68) erstreckt und sich die Umfangsnut (122) oder der Radialabschnitt (76) besonders bevorzugt höchstens über die Hälfte des Umfangs des Stellrohrs (112) oder Beaufschlagungselements (68) erstreckt.
Kupplungsvorrichtung (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Beaufschlagungselement (68) eine Rasteinrichtung (78) zum Verrasten des Beaufschlagungselements (68) in mindestens einer Axialstellung, vorzugsweise in mindestens zwei oder mindestens drei Axialstellungen, relativ zu der Kupplung (46) zugeordnet ist, wobei die Rasteinrichtung (78) besonders bevorzugt mindestens ein federvorgespanntes Rastelement (80) einerseits aufweist, das in eine Rastvertiefung (82) andererseits einrastbar ist.
Kupplungsvorrichtung (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (46) eine schaltbare Sperrklinkenkupplung ist, wobei die Sperrklinkenkupplung vorzugsweise einen ersten Laufring (50), einen zweiten Laufring (52) und mindestens eine Sperrklinke (54) aufweist, über die der erste und zweite Laufring (50, 52) drehmitnahmekoppelbar sind, und das Beaufschlagungselement (68) mit der mindestens einen Sperrklinke (54) zusammenwirkt, wobei das Beaufschlagungselement (68) besonders bevorzugt zwischen einer ersten Axialstellung, in der der erste Laufring (50) in einer ersten und zweiten Relativdrehrichtung, einer zweiten Axialstellung, in der der erste Laufring (50) in der ersten Relativdrehrichtung, nicht aber in der zweiten Relativdrehrichtung, und einer dritten Axialstellung, in der der erste Laufring (50) weder in der ersten, noch in der zweiten Relativdrehrichtung mit dem zweiten Laufring (52) über die mindestens eine Sperrklinke (54) drehmitnahmegekoppelt ist, verstellbar ist.
Kupplungsvorrichtung (6) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Beaufschlagungselement (68) mitdrehend und axial verschiebbar an dem zweiten Laufring (52), vorzugsweise einem rohrförmigen Abschnitt (60) des zweiten Laufrings (52), angeordnet ist und besonders bevorzugt mindestens einen axial hervorstehenden Beaufschlagungsstift (74) aufweist, über den das Beaufschlagungselement (68) mit der mindestens einen Sperrklinke (54) zusammenwirkt.
Kupplungsvorrichtung (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (84) um eine Achse (88), die parallel zu der Drehachse (20) der Kupplung (46) angeordnet ist oder der Drehachse (20) der Kupplung (46) entspricht, relativ zu dem zweiten Stellelement (86) verdrehbar oder/und unter Verdrehung relativ zu dem zweiten Stellelement (86), vorzugsweise über den Stellhebel (98) des ersten Stellelements (84), besonders bevorzugt vermittels einer mit dem Stellhebel (98) zusammenwirkenden Stellstange oder eines mit dem Stellhebel (98) zusammenwirkenden Exzenters, mit einer Betätigungskraft (124), gegebenenfalls einer Tangentialkraft, beaufschlagbar ist.
Antriebsstrang (2) mit einer Doppelkupplungsvorrichtung (4), gegebenenfalls einer parallelen Doppelkupplungsvorrichtung (4), und einer Kupplungsvorrichtung (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche im Drehmomentübertragungsweg oder/und in axialer Richtung (8, 10) zwischen einer Antriebseinheit (22), gegebenenfalls einem Verbrennungsmotor, und einer Eingangsseite (24) der Doppelkupplungsvorrichtung (4), wobei die Doppelkupplungsvorrichtung (4) und die Kupplungsvorrichtung (6) vorzugsweise in einem gemeinsamen Raum (36) innerhalb eines Kupplungsgehäuses (38) angeordnet sind, das das feststehende Gehäuse (38) ausbildet, wobei der zweite Laufring (52) oder/und der Rotor (42) einer elektrischen Maschine (40) besonders bevorzugt mit der Eingangsseite (24) der Doppelkupplungsvorrichtung (4) drehfest verbunden oder/und die Kupplungsvorrichtung (6) besonders bevorzugt radial geschachtelt mit zumindest einer Kupplung (34; 32) der Doppelkupplungsvorrichtung (4) angeordnet ist.