DE102022130968B4 - Coupling device - Google Patents
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Abstract
Kupplungsvorrichtung mit einem Gehäuse (20), einem Verbindungselement (30) und einem Betätigungsmechanismus (40), wobei der Betätigungsmechanismus (40) dazu dient, das Verbindungselement (30) mit dem Gehäuse (20) zu verbinden und von diesem zu trennen, wobei der Betätigungsmechanismus (40) umfasst:einen Antriebszylinder mit einem Zylinderkörper (41) und einem in dem Zylinderkörper (41) angeordneten Kolben (42), wobei der Kolben (42) mit dem Verbindungselement (30) verbunden ist, um zu bewirken, dass sich das Verbindungselement (30) in einer axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung bewegt und dadurch mit dem Gehäuse (20) verbunden und von diesem getrennt wird; undeine Membranfeder (44), die auf einer dem Verbindungselement (30) zugewandten Seite des Kolbens (42) entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, um eine Verlagerungskraft auf den Kolben (42) auszuüben, so dass der Kolben (42) das Verbindungselement (30) von dem Gehäuse (20) wegbewegt und dadurch das Verbindungselement (30) von dem Gehäuse (20) trennt, dadurch gekennzeichnet, dassder Betätigungsmechanismus (40) ferner eine Druckplatte (45) umfasst, die auf einer dem Kolben (42) abgewandten Seite der Membranfeder (44) angeordnet ist,wobei die Druckplatte (45) fest mit dem Zylinderkörper (41) verbunden ist, so dass bei einer Bewegung des Kolbens (42) in der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung die Membranfeder (44) an der Druckplatte anliegt und sich zwischen der Druckplatte (45) und dem Kolben (42) aus- und einziehen lässt,wobei die Druckplatte (45) sich auf der dem Kolben (42) abgewandten Seite der Membranfeder (44) befindet und an einem radial äußeren Ende der Membranfeder (44) anliegt, und eine Anlagefläche der Membranfeder (44) gegen die Druckplatte (45) eine Bogenfläche ist.A coupling device with a housing (20), a connecting element (30) and an actuating mechanism (40), the actuating mechanism (40) serving to connect and disconnect the connecting element (30) from the housing (20), the actuating mechanism (40) comprising:a drive cylinder with a cylinder body (41) and a piston (42) arranged in the cylinder body (41), the piston (42) being connected to the connecting element (30) to cause the connecting element (30) to move in an axial direction of the coupling device and thereby to be connected to and disconnected from the housing (20); anda diaphragm spring (44) which is arranged on a side of the piston (42) facing the connecting element (30) along the axial direction of the coupling device in order to exert a displacement force on the piston (42) so that the piston (42) moves the connecting element (30) away from the housing (20) and thereby separates the connecting element (30) from the housing (20), characterized in thatthe actuating mechanism (40) further comprises a pressure plate (45) which is arranged on a side of the diaphragm spring (44) facing away from the piston (42),wherein the pressure plate (45) is firmly connected to the cylinder body (41) so that when the piston (42) moves in the axial direction of the coupling device, the diaphragm spring (44) rests against the pressure plate and can be extended and retracted between the pressure plate (45) and the piston (42),wherein the pressure plate (45) is on the side facing away from the piston (42) the diaphragm spring (44) and rests against a radially outer end of the diaphragm spring (44), and a contact surface of the diaphragm spring (44) against the pressure plate (45) is an arcuate surface.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Antriebskraftübertragung von Fahrzeugen, insbesondere eine Kupplungsvorrichtung.The present invention relates to the field of drive force transmission of vehicles, in particular a coupling device.
Die Kupplungsvorrichtung ist eine übliche Komponente in mechanischen Getrieben und kann in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs montiert werden, um dessen Leistungszufuhr zu verbinden oder zu unterbrechen. Die Kupplungsvorrichtung umfasst in der Regel ein Gehäuse, ein Verbindungselement und einen Betätigungsmechanismus, der das Verbindungselement und das Gehäuse miteinander verbindet und voneinander trennt. Im Stand der Technik verwendet der Betätigungsmechanismus üblicherweise eine Schraubenfeder oder dergleichen, um das Verbindungselement von dem Gehäuse zu trennen, was zu einer großen Größe des Betätigungsmechanismus in einer axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung führt, so dass die gesamte Kupplungsvorrichtung einen großen Raum einnimmt, was jedoch genau von dem Antriebsstrang des Fahrzeugs mit begrenztem Einbauraum nicht erwartet wird.The clutch device is a common component in mechanical transmissions and can be mounted in a drive train of a vehicle to connect or interrupt its power supply. The clutch device typically includes a housing, a connecting member, and an operating mechanism that connects and disconnects the connecting member and the housing. In the prior art, the operating mechanism usually uses a coil spring or the like to separate the connecting member from the housing, resulting in a large size of the operating mechanism in an axial direction of the clutch device, so that the entire clutch device occupies a large space, which is exactly not expected from the drive train of the vehicle with limited installation space.
Daher ist es wünschenswert, eine Kupplungsvorrichtung bereitzustellen, die in einer axialen Richtung weniger Raum einnimmt. Aus der
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Kupplungsvorrichtung mit einem Gehäuse, einem Verbindungselement und einem Betätigungsmechanismus bereitgestellt, wobei der Betätigungsmechanismus dazu dient, das Verbindungselement mit dem Gehäuse zu verbinden und von diesem zu trennen, wobei der Betätigungsmechanismus umfasst: einen Antriebszylinder mit einem Zylinderkörper und einem in dem Zylinderkörper angeordneten Kolben, wobei der Kolben mit dem Verbindungselement verbunden ist, um zu bewirken, dass sich das Verbindungselement in einer axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung bewegt und dadurch mit dem Gehäuse verbunden und von diesem getrennt wird; und eine Membranfeder, die auf einer dem Verbindungselement zugewandten Seite des Kolbens entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, um eine Verlagerungskraft auf den Kolben auszuüben, so dass der Kolben das Verbindungselement von dem Gehäuse wegbewegt und dadurch das Verbindungselement von dem Gehäuse trennt.According to an embodiment of the present invention, there is provided a coupling device having a housing, a connecting element and an actuating mechanism, the actuating mechanism serving to connect and disconnect the connecting element from the housing, the actuating mechanism comprising: a drive cylinder having a cylinder body and a piston arranged in the cylinder body, the piston being connected to the connecting element to cause the connecting element to move in an axial direction of the coupling device and thereby to be connected to and disconnected from the housing; and a diaphragm spring arranged on a side of the piston facing the connecting element along the axial direction of the coupling device to exert a displacement force on the piston so that the piston moves the connecting element away from the housing and thereby separates the connecting element from the housing.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Betätigungsmechanismus ferner eine Druckplatte, die auf einer dem Kolben abgewandten Seite der Membranfeder angeordnet ist, wobei die Druckplatte fest mit dem Zylinderkörper verbunden ist, so dass bei einer Bewegung des Kolbens in der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung die Membranfeder an der Druckplatte anliegt und sich zwischen der Druckplatte und dem Kolben aus- und einziehen lässt.According to the present invention, the actuating mechanism further comprises a pressure plate which is arranged on a side of the diaphragm spring facing away from the piston, wherein the pressure plate is firmly connected to the cylinder body so that when the piston moves in the axial direction of the coupling device, the diaphragm spring rests against the pressure plate and can be extended and retracted between the pressure plate and the piston.
Gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich die Druckplatte auf einer dem Kolben abgewandten Seite der Membranfeder und liegt an einem radial äußeren Ende der Membranfeder an, wobei eine Anlagefläche der Membranfeder gegen die Druckplatte eine Bogenfläche ist.According to the present invention, the pressure plate is located on a side of the diaphragm spring facing away from the piston and rests against a radially outer end of the diaphragm spring, wherein a contact surface of the diaphragm spring against the pressure plate is an arcuate surface.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Betätigungsmechanismus ferner einen Verbindungsring, der zwischen dem Kolben und der Membranfeder angeordnet ist, wobei der Verbindungsring an dem Kolben montiert ist und an einem radial inneren Ende der Membranfeder anliegt.According to a preferred embodiment of the present invention, the actuating mechanism further comprises a connecting ring arranged between the piston and the diaphragm spring, wherein the connecting ring is mounted on the piston and abuts against a radially inner end of the diaphragm spring.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Querschnitt des Verbindungsrings kreisförmig.According to a preferred embodiment of the present invention, a cross section of the connecting ring is circular.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Betätigungsmechanismus ferner ein Lager, das zwischen dem Kolben und dem Verbindungselement angeordnet ist, wobei ein Außenring des Lagers fest mit dem Kolben verbunden ist, während ein Innenring des Lagers am Verbindungselement befestigt ist, wobei das Lager jeweils radial und axial an dem Kolben bzw. dem Verbindungselement befestigt ist.According to a preferred embodiment of the present invention, the actuating mechanism further comprises a bearing arranged between the piston and the connecting element, wherein an outer ring of the bearing is fixedly connected to the piston, while an inner ring of the bearing is fastened to the connecting element, wherein the bearing is fastened radially and axially to the piston and the connecting element, respectively.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Kolben einen Hauptkörperabschnitt, der in dem Zylinderkörper aufgenommen ist, einen Druckabschnitt, der sich von dem Hauptkörperabschnitt in einer radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung erstreckt, und einen Befestigungsabschnitt, der sich von dem Druckabschnitt in der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung erstreckt und um den Außenring des Lagers herum vorgesehen ist.According to a preferred embodiment of the present invention, the piston includes a main body portion housed in the cylinder body, a pressing portion extending from the main body portion in a radial direction of the clutch device, and a fixing portion extending from the pressing portion in the axial direction of the clutch device and provided around the outer ring of the bearing.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Befestigungsabschnitt eine Stufe, die sich von seiner unteren Oberfläche entlang der radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung erstreckt, wobei die Stufe an einem dem Verbindungselement zugewandten Ende des Außenrings des Lagers anliegt, um den Außenring radial und axial zu begrenzen; der Befestigungsabschnitt umfasst ferner eine Sprengringnut, die auf einer dem Gehäuse abgewandten Seite des Lagers angeordnet ist; und der Betätigungsmechanismus ist ferner mit einem Sprengring versehen, der in die Sprengringnut des Kolbens eingreifen kann, wodurch eine axiale Begrenzung des Außenrings des Lagers in der axialen Richtung ermöglicht wird.According to a preferred embodiment of the present invention, the fastening portion comprises a step extending from its lower surface along the radial direction of the coupling device, the step being formed on a surface facing the connecting element. end of the outer ring of the bearing to radially and axially limit the outer ring; the fastening portion further comprises a snap ring groove arranged on a side of the bearing facing away from the housing; and the actuating mechanism is further provided with a snap ring which can engage in the snap ring groove of the piston, thereby enabling axial limitation of the outer ring of the bearing in the axial direction.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verbindungselement einen Verbindungsabschnitt, der mit dem Gehäuse in Eingriff steht, einen mit dem Kolben verbundenen Schubabschnitt zum Bewegen des Verbindungselements entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung mittels des Kolbens und einen Stützabschnitt zum Montieren des Betätigungsmechanismus; das Verbindungselement ist mit einer Stufe zur radialen und axialen Begrenzung des Innenrings des Lagers versehen, und das Verbindungselement umfasst auch eine Sprengringnut, die auf einer dem Gehäuse abgewandten Seite des Lagers angeordnet ist; und der Betätigungsmechanismus ist ferner mit einem Sprengring versehen, der in die Sprengringnut des Verbindungselements eingreifen kann, wodurch eine axiale Begrenzung des Innenrings des Lagers in der axialen Richtung ermöglicht wird.According to a preferred embodiment of the present invention, the connecting member comprises a connecting portion engaging with the housing, a thrust portion connected to the piston for moving the connecting member along the axial direction of the clutch device by means of the piston, and a support portion for mounting the actuating mechanism; the connecting member is provided with a step for radially and axially limiting the inner ring of the bearing, and the connecting member also comprises a snap ring groove arranged on a side of the bearing facing away from the housing; and the actuating mechanism is further provided with a snap ring which can engage in the snap ring groove of the connecting member, thereby enabling axial limitation of the inner ring of the bearing in the axial direction.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Betätigungsmechanismus ferner einen auf einer radial inneren Seite des Zylinderkörpers aufgesetzten Begrenzer, um einen effektiven Weg der Bewegung des Kolbens entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung zu begrenzen.According to a preferred embodiment of the present invention, the actuating mechanism further comprises a limiter mounted on a radially inner side of the cylinder body for limiting an effective path of movement of the piston along the axial direction of the clutch device.
Daher kann gemäß der Kupplungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung der in der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung eingenommene Raum verringert werden, indem der Betätigungsmechanismus auf der radial äußeren Seite des Verbindungselements entlang der radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist. Weiterhin kann gemäß dem Betätigungsmechanismus der vorliegenden Erfindung durch Bereitstellen einer Verlagerungskraft für den Kolben mittels der Membranfeder der axial eingenommene Raum der Kupplungsvorrichtung weiter verringert werden, so dass ihre Gesamtstruktur kompakter ist, wodurch der gesamte eingenommene Raum der Kupplungsvorrichtung reduziert wird.Therefore, according to the clutch device of the present invention, the space occupied in the axial direction of the clutch device can be reduced by disposing the operating mechanism on the radially outer side of the connecting member along the radial direction of the clutch device. Furthermore, according to the operating mechanism of the present invention, by providing a displacement force to the piston by means of the diaphragm spring, the axially occupied space of the clutch device can be further reduced so that its overall structure is more compact, thereby reducing the total occupied space of the clutch device.
Merkmale, Vorteile und technische Wirkungen beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung des Einrückzustands der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt eine schematische Darstellung des Ausrückzustands der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
1 shows a schematic representation of the engagement state of the clutch device according to the present invention. -
2 shows a schematic representation of the release state of the clutch device according to the present invention.
Die beigefügten Zeichnungen entsprechen nicht unbedingt dem tatsächlichen Maßstab.The attached drawings do not necessarily correspond to the actual scale.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und Beispiele näher ausführlich beschrieben. Die detaillierte Beschreibung der folgenden Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen werden verwendet, um die Prinzipien der Erfindung beispielhaft zu veranschaulichen, aber den Umfang der Erfindung nicht einzuschränken, das heißt, die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.The embodiments of the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings and examples. The detailed description of the following embodiments and the accompanying drawings are used to illustrate the principles of the invention by way of example, but do not limit the scope of the invention, that is, the invention is not limited to the described embodiments.
In der Beschreibung der Erfindung wird darauf hingewiesen, dass räumlich relevante Begriffe (wie z. B. „oben“, „unten“, „außen“, „innen“ usw.) verwendet werden, um die Position eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Elements im Verhältnis zu einem anderen Element zu beschreiben. So können räumlich relevante Begriffe auf Richtungen angewandt werden, die bei der Verwendung von den in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Richtungen abweichen. Obwohl sich alle diese räumlich verwandten Begriffe zur Vereinfachung der Darstellung auf die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Richtungen beziehen, kann der Fachmann natürlich verstehen, dass auch andere als die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Richtungen verwendet werden können.In the description of the invention, it is noted that spatially relevant terms (such as "top", "bottom", "outside", "inside", etc.) are used to describe the position of one element shown in the accompanying drawings in relation to another element. Thus, spatially relevant terms may be applied to directions that, in use, differ from the directions shown in the accompanying drawings. Although all of these spatially related terms refer to the directions shown in the accompanying drawings for ease of illustration, it will of course be understood by those skilled in the art that directions other than those shown in the accompanying drawings may also be used.
Darüber hinaus ist in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung auch darauf hinzuweisen, dass, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben und eingeschränkt, die Begriffe „montiert“, „miteinander verbunden“ und „verbunden“ in einem weiten Sinne zu verstehen sind, wobei es sich beispielsweise um eine feste Verbindung oder um eine lösbare Verbindung oder eine einstückige Verbindung, um eine direkte Verbindung oder um eine indirekte Verbindung über ein Zwischenmedium handeln kann. Für den Fachmann kann die spezifische Bedeutung der vorstehenden Begriffe in der vorliegenden Erfindung gemäß dem spezifischen Fall verstanden werden.Furthermore, in the description of the present invention, it should also be noted that, unless expressly stated and limited otherwise, the terms "assembled", "interconnected" and "connected" are to be understood in a broad sense, which may, for example, be a fixed connection or a detachable connection or an integral connection, a direct connection or an indirect connection via an intermediate medium. For those skilled in the art, the specific meaning of the above terms in the present invention can be understood according to the specific case.
Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, wird im Folgenden die Kupplungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
Wie in
Beispielhaft ist zwischen der Übertragungswelle 10 und dem Verbindungselement 30 eine Verbindungswelle 50 vorgesehen, und die Verbindungswelle 50 ist hohlzylindrisch und auf die Übertragungswelle 10 aufgesetzt. Eine Innenumfangsfläche der Verbindungswelle 50 ist beispielsweise über einen Keil mit der Übertragungswelle 10 verbunden, während eine Außenumfangsfläche der Verbindungswelle 50 beispielsweise ebenfalls über einen Keil drehfest mit dem Verbindungselement 30 verbunden ist, wodurch die Drehung der Übertragungswelle 10 über die Verbindungswelle 50 auf das Verbindungselement 30 übertragen werden kann, und die Übertragungswelle 10 ein Drehelement mitdrehen kann. Da außerdem das Verbindungselement 30 und die Verbindungswelle 50 über den Keil miteinander verbunden sind, kann sich das Verbindungselement 30 relativ zu der Verbindungswelle 50 entlang einer axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung bewegen. Um während der Bewegung des Verbindungselements 30 entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung zu verhindern, dass das Verbindungselement 30 von der Verbindungswelle 50 getrennt wird, ist an einem dem Gehäuse 20 abgewandten Ende der Verbindungswelle 50 ein Anschlag 51 ausgebildet, der von der Außenumfangsfläche der Verbindungswelle 50 entlang einer radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung nach außen absteht.For example, a connecting shaft 50 is provided between the transmission shaft 10 and the connecting element 30, and the connecting shaft 50 is hollow cylindrical and placed on the transmission shaft 10. An inner peripheral surface of the connecting shaft 50 is connected to the transmission shaft 10, for example via a wedge, while an outer peripheral surface of the connecting shaft 50 is also connected to the connecting element 30 in a rotationally fixed manner, for example via a wedge, whereby the rotation of the transmission shaft 10 can be transmitted to the connecting element 30 via the connecting shaft 50, and the transmission shaft 10 can rotate a rotary element. In addition, since the connecting element 30 and the connecting shaft 50 are connected to one another via the wedge, the connecting element 30 can move relative to the connecting shaft 50 along an axial direction of the coupling device. In order to prevent the connecting element 30 from being separated from the connecting shaft 50 during the movement of the connecting element 30 along the axial direction of the coupling device, a stop 51 is formed on an end of the connecting shaft 50 facing away from the housing 20, which stop 51 projects outward from the outer peripheral surface of the connecting shaft 50 along a radial direction of the coupling device.
Das Verbindungselement 30 umfasst einen Verbindungsabschnitt 31, der mit dem Gehäuse 20 in Eingriff steht, einen Schubabschnitt 32, der mit dem Betätigungsmechanismus 40 verbunden ist, um das Verbindungselement 30 entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung mittels des Betätigungsmechanismus 40 zu verschieben, und einen Stützabschnitt 33 zum Montieren des Betätigungsmechanismus 40. Der Verbindungsabschnitt 31 ist an seinem radial äußeren Ende mit verlängerten Verzahnungen versehen und kann in die am radial inneren Ende des Gehäuses 20 angeordnete Verzahnungen eingreifen. Der Stützabschnitt 33 erstreckt sich im Wesentlichen entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung und ist beweglich auf der Verbindungswelle 50 aufgesetzt, das heißt, er kann sich axial relativ zu der Übertragungswelle 10 bewegen, um den Betätigungsmechanismus 40 abzustützen. Der Schubabschnitt 32 kann zwischen dem Verbindungsabschnitt 31 und dem Stützabschnitt 33 vorgesehen sein. Vorzugsweise können der Verbindungsabschnitt 31, der Schubschnitt 32 und der Stützabschnitt 33 einstückig ausgebildet sein.The connecting member 30 includes a connecting portion 31 that engages with the housing 20, a pushing portion 32 that is connected to the actuating mechanism 40 to slide the connecting member 30 along the axial direction of the coupling device by means of the actuating mechanism 40, and a supporting portion 33 for mounting the actuating mechanism 40. The connecting portion 31 is provided with extended teeth at its radially outer end and can engage with the teeth arranged at the radially inner end of the housing 20. The supporting portion 33 extends substantially along the axial direction of the coupling device and is movably mounted on the connecting shaft 50, that is, it can move axially relative to the transmission shaft 10 to support the actuating mechanism 40. The pushing portion 32 can be provided between the connecting portion 31 and the supporting portion 33. Preferably, the connecting portion 31, the pushing portion 32 and the supporting portion 33 can be formed integrally.
Der Betätigungsmechanismus 40 ist zumindest teilweise am Verbindungselement 30 angeordnet. Insbesondere ist der Betätigungsmechanismus 40 entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung auf einer dem Gehäuse 20 abgewandten Seite des Verbindungselements 30 angeordnet, während der Betätigungsmechanismus 40 entlang der radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung radial außerhalb des Stützabschnitts 33 des Verbindungselements 30 angeordnet ist. Da der Betätigungsmechanismus 40 entlang der radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung radial außerhalb des Verbindungselements 30 angeordnet ist, kann der freie Raum in der radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung effektiv genutzt werden, um den Betätigungsmechanismus 40 zu montieren, wodurch der axial eingenommene Raum der Kupplungsvorrichtung reduziert werden kann.The actuating mechanism 40 is at least partially arranged on the connecting element 30. In particular, the actuating mechanism 40 is arranged along the axial direction of the coupling device on a side of the connecting element 30 facing away from the housing 20, while the actuating mechanism 40 is arranged along the radial direction of the coupling device radially outside the support portion 33 of the connecting element 30. Since the actuating mechanism 40 is arranged radially outside the connecting element 30 along the radial direction of the coupling device, the free space in the radial direction of the coupling device can be effectively used to mount the actuating mechanism 40, whereby the axially occupied space of the coupling device can be reduced.
Der Betätigungsmechanismus 40 kann das Verbindungselement 30 antreiben, so dass es sich entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung bewegt, wodurch das Verbindungselement 30 mit dem Gehäuse 20 verbunden und von diesem getrennt wird. Wenn das Verbindungselement 30 und das Gehäuse 20 miteinander verbunden sind, beispielsweise miteinander in Verzahnung stehen, befindet sich die Kupplungsvorrichtung in einem Einrückzustand, bei dem das Verbindungselement 30 drehfest mit dem Gehäuse 20 in Eingriff steht und die Drehung oder Antriebskraft der Übertragungswelle 10 über das Verbindungselement 30 auf das Gehäuse 20 übertragen werden kann, um das Gehäuse 20 in Drehung zu versetzen. Wenn das Verbindungselement 30 von dem Gehäuse 20 getrennt ist, befindet sich die Kupplungsvorrichtung in einem Ausrückzustand, bei dem die Drehung oder Antriebskraft nicht von der Übertragungswelle 10 über das Verbindungselement 30 auf das Gehäuse 20 übertragen wird, wobei sich die Übertragungswelle 10, die Verbindungswelle 50 und das Verbindungselement 30 zusammen drehen und sich das Gehäuse 20 jedoch nicht dreht.The actuating mechanism 40 can drive the connecting member 30 to move along the axial direction of the clutch device, thereby connecting and disconnecting the connecting member 30 from the housing 20. When the connecting member 30 and the housing 20 are connected to each other, for example, are in mesh with each other, the clutch device is in an engaged state in which the connecting member 30 is rotationally fixedly engaged with the housing 20 and the rotation or driving force of the transmission shaft 10 can be transmitted to the housing 20 via the connecting member 30 to cause the housing 20 to rotate. When the connecting member 30 is separated from the housing 20, the clutch device is in a disengagement state in which the rotation or driving force is not transmitted from the transmission shaft 10 to the housing 20 via the connecting member 30, the transmission shaft 10, the connecting shaft 50 and the connecting member 30 rotate together and the housing 20 does not rotate.
Der Betätigungsmechanismus 40 umfasst einen an dem Verbindungselement 30 angeordneten Antriebszylinder, ein zwischen dem Antriebszylinder und dem Verbindungselement 30 angeordnetes Lager 43, eine Membranfeder 44, die auf einer dem Verbindungsabschnitt 31 zugewandten Seite des Antriebszylinders angeordnet ist, und eine Druckplatte 45, die auf einer dem Antriebszylinder abgewandten Seite der Membranfeder 44 angeordnet ist. Dabei umfasst der Antriebszylinder einen Zylinderkörper 41 und einen Kolben 42, der beweglich in dem Zylinderkörper 41 angeordnet ist, wobei der Zylinderkörper 41 an peripheren Komponenten befestigt ist. Der Kolben 42 ist über das Lager 43 an dem Verbindungselement 30 abgestützt und kann somit in radialer Richtung an dem Verbindungselement 30 abgestützt sein. Um den Kolben 42, das Lager 43 und das Verbindungselement 30 weiter in einer axialen Richtung aneinander so zu fixieren, dass der Kolben 42 das Verbindungselement 30 zur Bewegung in einer axialen Richtung antreiben kann, ist der Kolben 42 an einem der Membranfeder 44 zugewandten Ende mit einer Stufe, die an den Außenring des Lagers 43 anliegt, und an einem anderen, der Stufe abgewandten Ende des Lagers 43 mit einer Sprengringnut versehen, während das Verbindungselement 30 auch mit einer Stufe, die axial an dem Innenring des Lagers 43 anliegt, und am anderen, der Stufe abgewandten Ende des Lagers 43 auch mit einer Sprengringnut versehen ist. Zusätzlich ist der Betätigungsmechanismus 40 auch mit zwei Anschlägen, vorzugsweise Sprengringen 46 versehen, wobei die zwei Sprengringe 46 jeweils mit der Sprengringnut des Kolbens 43 und der Sprengringnut des Verbindungselements 30 gekoppelt werden können, um einen Axialanschlag für das Lager 43 bereitzustellen. Durch diese Anordnung sind der Kolben 42 und der Außenring des Lagers 43 in beiden axialen Richtungen aneinander befestigt, und sind das Verbindungselement 30 und der Innenring des Lagers 43 in beiden axialen Richtungen aneinander befestigt, so dass bei einem hydraulischen Antrieb des Kolbens 42 zum Vor- oder Zurückfahren in axialer Richtung der Kolben 42 das Verbindungselement 30 über das Lager 43 antreiben kann, so dass es in der axialen Richtung vor- oder zurückfährt, so dass das Verbindungselement 30 mit dem Gehäuse 20 in Eingriff oder außer Eingriff gebracht wird.The actuating mechanism 40 comprises a drive cylinder arranged on the connecting element 30, a Bearing 43, a diaphragm spring 44 arranged on a side of the drive cylinder facing the connecting section 31, and a pressure plate 45 arranged on a side of the diaphragm spring 44 facing away from the drive cylinder. The drive cylinder comprises a cylinder body 41 and a piston 42 which is movably arranged in the cylinder body 41, the cylinder body 41 being fastened to peripheral components. The piston 42 is supported on the connecting element 30 via the bearing 43 and can thus be supported on the connecting element 30 in the radial direction. In order to further fix the piston 42, the bearing 43 and the connecting element 30 to one another in an axial direction so that the piston 42 can drive the connecting element 30 to move in an axial direction, the piston 42 is provided with a step at one end facing the diaphragm spring 44 which abuts the outer ring of the bearing 43 and with a snap ring groove at another end of the bearing 43 facing away from the step, while the connecting element 30 is also provided with a step which axially abuts the inner ring of the bearing 43 and with a snap ring groove at the other end of the bearing 43 facing away from the step. In addition, the actuating mechanism 40 is also provided with two stops, preferably snap rings 46, wherein the two snap rings 46 can each be coupled to the snap ring groove of the piston 43 and the snap ring groove of the connecting element 30 to provide an axial stop for the bearing 43. By this arrangement, the piston 42 and the outer ring of the bearing 43 are fixed to each other in both axial directions, and the connecting member 30 and the inner ring of the bearing 43 are fixed to each other in both axial directions, so that when the piston 42 is hydraulically driven to advance or retract in the axial direction, the piston 42 can drive the connecting member 30 via the bearing 43 to advance or retract in the axial direction, so that the connecting member 30 is engaged or disengaged from the housing 20.
Der Kolben 42 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 421, der in dem Zylinderkörper 41 aufgenommen ist, und einen Druckabschnitt 422 sowie einen Befestigungsabschnitt 423, die außerhalb des Zylinderkörpers 41 vorgesehen sind. Der Hauptkörperabschnitt 421 erstreckt sich im Wesentlichen in der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung. Mehrere Dichtungsringe sind zwischen dem Hauptkörperabschnitt 421 und dem Zylinderkörper 41 vorgesehen, um zu verhindern, dass das Fluid in dem Zylinderkörper 41 durch einen Spalt zwischen dem Hauptkörperabschnitt 421 und dem Zylinderkörper 41 leckt. Der Druckabschnitt 422 erstreckt sich im Wesentlichen entlang der radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung von einem der Membranfeder 44 zugewandten Ende des Hauptkörperabschnitts 421. Der Druckabschnitt 422 kann die Membranfeder 44 drücken, so dass sie sich in einem zusammengedrückten Zustand befindet. Vorzugsweise sind der Hauptkörperabschnitt 421, der Druckabschnitt 422 und der Befestigungsabschnitt 423 einstückig ausgebildet.The piston 42 includes a main body portion 421 housed in the cylinder body 41, and a pressing portion 422 and a fixing portion 423 provided outside the cylinder body 41. The main body portion 421 extends substantially in the axial direction of the clutch device. A plurality of seal rings are provided between the main body portion 421 and the cylinder body 41 to prevent the fluid in the cylinder body 41 from leaking through a gap between the main body portion 421 and the cylinder body 41. The pressing portion 422 extends substantially along the radial direction of the clutch device from an end of the main body portion 421 facing the diaphragm spring 44. The pressing portion 422 can press the diaphragm spring 44 so that it is in a compressed state. Preferably, the main body portion 421, the pressing portion 422 and the fixing portion 423 are integrally formed.
Das Lager 43 ist zwischen dem Befestigungsabschnitt 423 des Kolbens 42 und dem Stützabschnitt 33 des Verbindungselements 30 vorgesehen, wobei der Außenring des Lagers 43 fest mit dem Befestigungsabschnitt 423 des Kolbens 42 verbunden ist und der Innenring des Lagers 43 fest mit dem Stützabschnitt 33 des Verbindungselements 30 verbunden ist. Daher verbindet das Lager 43 das Verbindungselement 30 drehbar mit dem Kolben 42. Auf einer dem Verbindungselement 30 zugewandten Seite des Lagers 43 liegt der Außenring des Lagers 43 an der Stufe an, die sich von dem Befestigungsabschnitt 423 des Kolbens 42 in der radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung erstreckt, während der Innenring des Lagers 43 an dem Schubabschnitt 32 des Verbindungselement 30 anliegt. Außerdem sind zwischen dem Befestigungsabschnitt 423 des Kolbens 42 und dem Stützabschnitt 33 des Verbindungselements 30 ferner zwei Anschläge 46, vorzugsweise Sprengringe, vorgesehen, wobei die Sprengringe 46 den Außenring des Lagers 43 und den Kolben 42 axial fixieren, und den Innenring des Lagers 43 und den Stützabschnitt 33 axial fixieren. Wenn sich also der Kolben 42 entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung bewegt, kann der Kolben 42 den Schubabschnitt 32 über das Lager 43 mitbewegen, und das Verbindungselement 30 antreiben, so dass es sich entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung bewegt.The bearing 43 is provided between the fastening portion 423 of the piston 42 and the support portion 33 of the connecting member 30, the outer ring of the bearing 43 being fixedly connected to the fastening portion 423 of the piston 42 and the inner ring of the bearing 43 being fixedly connected to the support portion 33 of the connecting member 30. Therefore, the bearing 43 rotatably connects the connecting member 30 to the piston 42. On a side of the bearing 43 facing the connecting member 30, the outer ring of the bearing 43 abuts against the step extending from the fastening portion 423 of the piston 42 in the radial direction of the clutch device, while the inner ring of the bearing 43 abuts against the thrust portion 32 of the connecting member 30. In addition, two stops 46, preferably snap rings, are provided between the fastening section 423 of the piston 42 and the support section 33 of the connecting element 30, wherein the snap rings 46 axially fix the outer ring of the bearing 43 and the piston 42, and axially fix the inner ring of the bearing 43 and the support section 33. Thus, when the piston 42 moves along the axial direction of the coupling device, the piston 42 can move the thrust section 32 via the bearing 43 and drive the connecting element 30 so that it moves along the axial direction of the coupling device.
Entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung sind die Membranfeder 44 und die Druckplatte 45 auf einer dem Verbindungselement 30 zugewandten Seite des Kolbens 42 angeordnet, wobei die Druckplatte 45 auf einer dem Kolben 42 abgewandten Seite der Membranfeder 44 angeordnet ist, wodurch die Membranfeder 44 zwischen der Druckplatte 45 und dem Kolben 42 eingeklemmt ist. Die Druckplatte 45 ist fest mit dem Zylinderkörper 41 verbunden und umfasst ein Befestigungsteil, das sich entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung erstreckt, und ein Gegendruckteil, das sich von dem Befestigungsteil entlang der radialen Richtung der Kupplungsvorrichtung nach innen erstreckt, wobei das Befestigungsteil auf die Außenumfangsfläche des Zylinderkörpers 41 aufgesetzt ist und das Gegendruckteil an der Membranfeder 44 anliegt. Wenn sich daher der Kolben 42 in der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung bewegt, bleibt die Druckplatte 45 relativ zu dem Zylinderkörper 41 stationär, und kann die Membranfeder 44 zwischen der Druckplatte 45 und dem Kolben 42 mittels der Axialbewegung des Kolbens 42 gedehnt und zusammengedrückt werden, und wenn sich die Membranfeder 44 in einem zusammengedrückten Zustand befindet, kann sie eine Verlagerungskraft auf den Kolben 42 ausüben, so dass der Kolben 42 das Verbindungselement 30 von dem Gehäuse 20 weg mitbewegt.Along the axial direction of the coupling device, the diaphragm spring 44 and the pressure plate 45 are arranged on a side of the piston 42 facing the connecting element 30, wherein the pressure plate 45 is arranged on a side of the diaphragm spring 44 facing away from the piston 42, whereby the diaphragm spring 44 is clamped between the pressure plate 45 and the piston 42. The pressure plate 45 is firmly connected to the cylinder body 41 and comprises a fastening part that extends along the axial direction of the coupling device and a counter-pressure part that extends inward from the fastening part along the radial direction of the coupling device, wherein the fastening part is placed on the outer peripheral surface of the cylinder body 41 and the counter-pressure part abuts the diaphragm spring 44. Therefore, when the piston 42 moves in the axial direction of the coupling device, the pressure plate 45 remains stationary relative to the cylinder body 41. tionary, and the diaphragm spring 44 can be stretched and compressed between the pressure plate 45 and the piston 42 by means of the axial movement of the piston 42, and when the diaphragm spring 44 is in a compressed state, it can exert a displacement force on the piston 42 so that the piston 42 moves the connecting element 30 away from the housing 20.
Die Membranfeder 44 ist im Wesentlichen scheibenförmig, und ein Ende der Scheibe liegt an der Druckplatte 45 an und das andere Ende der Scheibe liegt an dem Kolben 42 an. Auf einer der Druckplatte 45 zugewandten Seite der Membranfeder 44 liegt das radial äußere Ende der Membranfeder 44 an der Druckplatte 45 an und auf einer dem Kolben 42 zugewandten Seite der Membranfeder 44 liegt das radial innere Ende der Membranfeder 44 an dem Druckabschnitt 422 des Kolbens 42 an. Wenn sich der Kolben 42 in Richtung der Druckplatte 45 bewegt, kann somit der Druckabschnitt 422 des Kolbens 42 das radial innere Ende der Membranfeder 44 in der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung drücken, so dass die Membranfeder 44 zusammengedrückt wird, wie in
Wenn also in der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Hydraulikfluid auf den Antriebszylinder aufgebracht wird, um den Kolben 42 anzutreiben, so dass er sich in eine in
Während des Zusammendrückens der Membranfeder 44 wird eine Reibung zwischen der Membranfeder 44 und der Druckplatte 45 sowie zwischen der Membranfeder 44 und dem Druckabschnitt 422 des Kolbens 42 erzeugt, und eine solche Reibung ist für das Zusammendrücken der Membranfeder 44 nachteilig. Um die Reibung zwischen der Membranfeder 44 und der Druckplatte 45 zu verringern, ist die Anlagefläche der Membranfeder 44 gegen die Druckplatte 45 als Bogenfläche eingestellt, wie in
Um die Reibung zwischen der Membranfeder 44 und dem Druckabschnitt 422 des Kolbens 42 zu reduzieren, ist ferner auch ein Verbindungsring 47 zwischen der Membranfeder 44 und dem Druckabschnitt 422 ausgebildet, wobei der Verbindungsring 47 auf dem Druckabschnitt 422 des Kolbens 42 montiert ist und an dem radial inneren Ende der Membranfeder 44 anliegt. Der Querschnitt des Verbindungsrings 47 ist im Wesentlichen kreisförmig, so dass nur eine Rollreibung zwischen der Membranfeder 44 und dem Verbindungsring 47 auftritt, wenn sich der Kolben 42 axial bewegt und die Membranfeder 44 drückt, was die Reibungskraft und die nachteiligen Auswirkungen der Reibungskraft stark reduziert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsformen kann der Querschnitt des Verbindungsrings 47 oval sein oder natürlich auch andere Formen haben, solange die Anlagefläche des Verbindungsrings 47 gegen die Membranfeder 44 eine Bogenfläche ist.Furthermore, in order to reduce the friction between the diaphragm spring 44 and the pressing portion 422 of the piston 42, a connecting ring 47 is also formed between the diaphragm spring 44 and the pressing portion 422, the connecting ring 47 being mounted on the pressing portion 422 of the piston 42 and abutting against the radially inner end of the diaphragm spring 44. The cross section of the connecting ring 47 is substantially circular, so that only rolling friction occurs between the diaphragm spring 44 and the connecting ring 47 when the piston 42 moves axially and presses the diaphragm spring 44, which greatly reduces the frictional force and the adverse effects of the frictional force. However, the present invention is not limited to this. In other embodiments, the cross section of the connecting ring 47 may be oval or, of course, may have other shapes as long as the abutment surface of the connecting ring 47 against the diaphragm spring 44 is an arc surface.
Außerdem umfasst der Betätigungsmechanismus 40 auch einen Begrenzer 48, der auf der radial inneren Seite des Zylinderkörpers 41 aufgesetzt ist, um den effektiven Weg des Kolbens 42 entlang der axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung zu begrenzen, wodurch verhindert wird, dass der Hauptkörperabschnitt 421 des Kolbens 42 aus dem Zylinderkörper 41 herausfällt, wenn sich der Kolben 42 in die in
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, können verschiedene Modifikationen vorgenommen und Teile davon durch Äquivalente ersetzt werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere können technische Merkmale, die in einzelnen Ausführungsformen erwähnt sind, beliebig miteinander kombiniert werden, solange es keinen strukturellen Konflikt gibt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hierin offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle technischen Lösungen, die in den Umfang der Ansprüche fallen.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, various modifications may be made and parts thereof may be replaced with equivalents without departing from the scope of the invention. In particular, technical features mentioned in individual embodiments may be arbitrarily combined with each other as long as there is no structural conflict. The present invention is not limited to the specific embodiments disclosed herein, but includes all technical solutions that fall within the scope of the claims.
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