DE10249220B3

DE10249220B3 - Clutch device for coupling a drive element to a driven element comprises a first clutch disk and a second clutch disk pre-tensioned in an engaging state with a clutch carrier by a pre-tensioning device

Info

Publication number: DE10249220B3
Application number: DE2002149220
Authority: DE
Inventors: Michael Ferstl; Christian Janisch; Jens-Uwe Kropp; Karl Smirra
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2022-10-23

Abstract

Clutch device for coupling a drive element to a driven element (8, 9) comprises a first clutch disk (6) and a second clutch disk (7), each connected to the driven element for torque transfer. The clutch disks each drive the driven element in a different direction when the clutch disks engage with a clutch carrier (3). The clutch disks are pre-tensioned in the engaging state by a pre-tensioning device. Preferred Features: The clutch carrier has a carrier disk (5) arranged on a hollow shaft (4). The clutch disks are pre-tensioned by at least one spring element (10, 11) designed as a disk spring or a flat spiral spring.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln eines Antriebselements mit einem Abtriebselement.The present invention relates to a coupling device for coupling a drive element with an output element.

Kupplungen sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt. Um bei den bekannten Kupplungen eine Übertragung von Drehmoment in zwei unterschiedliche Drehrichtungen und einen Freilauf zu ermöglichen, sind bei den bekannten Kupplungen eine Vielzahl von einzelnen Komponenten mit jeweils einzelnen Funktionen notwendig, um bei einer Abtriebswelle eine Linksdrehung, einen Freilauf bzw. eine Rechtsdrehung zu erhalten. Derartige Kupplungen sind aufgrund ihrer Vielzahl von Einzelteilen relativ teuer und benötigen insbesondere einen großen Bauraum. Insbesondere bei automatischen Getrieben für Fahrzeuge sollten derartige Kupplungen jedoch aus Gründen eines geringen Gewichts und eines kleinen Bauraums möglichst kleinbauend ausgeführt sein.Couplings are in different Refinements known from the prior art. To the well-known Clutches a transmission of torque in two different directions of rotation and one Allow to be freewheel in the known couplings, a large number of individual components with individual functions necessary to achieve an output shaft Left turn to get a freewheel or a right turn. Such couplings are due to their large number of individual parts relatively expensive and need especially a big one Space. Especially with automatic transmissions for vehicles Such couplings should, however, for reasons of light weight and a small installation space if possible small size his.

Aus der Druckschrift DE 1 505 941 A ist eine Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln eines Antriebselements mit einem Abtriebselement bekannt, bei der zwei Kupplungsscheiben vorgesehen sind, wobei das Abtriebselement in unterschiedliche Drehrichtungen angetrieben wird, abhängig davon mit welcher der Kupplungsscheiben ein Kupplungsmitnehmer in Eingriff gebracht wird. Das Antriebselement umfasst dazu eine Spindel, welche den Kupplungsmitnehmer derart antreibt, dass bei Antrieb der Spindel in einer ersten Drehrichtung der Kupplungsmitnehmer mit der ersten Kupplungsscheibe in Eingriff gelangt und bei Antrieb der Spindel in der zweiten Drehrichtung der Kupplungsmitnehmer mit der zweiten Kupplungsscheibe in Eingriff gelangt.From the publication DE 1 505 941 A. is known a coupling device for coupling a drive element with an output element, in which two clutch plates are provided, the output element being driven in different directions of rotation, depending on which of the clutch plates a clutch driver is brought into engagement. For this purpose, the drive element comprises a spindle which drives the clutch driver in such a way that when the spindle is driven in a first direction of rotation the clutch driver engages with the first clutch disk and when the spindle is driven in the second direction of rotation the clutch driver engages with the second clutch disk.

Ähnlich geartete Kupplungsvorrichtungen sind auch aus den Druckschriften US 3 200 919 und DE 585 312 C bekannt.Similar coupling devices are also from the publications US 3,200,919 and DE 585 312 C known.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln eines Antriebselements mit einem Abtriebselement bereitzustellen, welche bei einfachem und kompaktem Aufbau und kostengünstiger Herstellbarkeit eine Übertragung von Drehmoment in zwei unterschiedlichen Drehrichtungen ermöglicht.It is therefore the task of the present Invention, a coupling device for coupling a drive element to provide with an output element, which with simple and compact structure and less expensive Manufacturability a transfer of torque in two different directions of rotation.

Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.This task is accomplished by a coupling device solved with the features of claim 1. The subclaims show preferred developments of the invention.

Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln eines Antriebselements mit einem Abtriebselement ermöglicht es, abhängig von der Drehrichtung des Antriebselements das Abtriebselement jeweils in der gleichen Drehrichtung wie das Antriebselement zu betreiben und gleichzeitig einen Freilauf bereitzustellen. Hierzu umfasst die Kupplungsvorrichtung eine erste und eine zweite Kupplungsscheibe, welche jeweils mit dem Abtriebselement verbunden sind. Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung ist dabei derart konzipiert, dass abhängig von der Drehrichtung des Antriebselements ein mit diesem verbundener Kupplungsmitnehmer entweder mit der ersten oder der zweiten Kupplungsscheibe in Eingriff gelangt und dabei eine Drehmomentübertragung in jeweils einer anderen Drehrichtung ermöglicht. Wenn sich der Kupplungsmitnehmer mit keiner der beiden Kupplungsscheiben in Eingriff befindet, befindet sich das Abtriebselement im Freilauf. Hierbei steht der Kupplungsmitnehmer mit einer Spindel, welche die jeweils zu übertragende Drehrichtung des Drehmoments vorgibt, in Verbindung und wird mittels der Drehung der Spindel in Eingriff bzw. außer Eingriff mit jeweils einer Kupplungsscheibe gebracht.The coupling device according to the invention Coupling a drive element with an output element enables dependent the output element in each case from the direction of rotation of the drive element to operate in the same direction of rotation as the drive element while providing a freewheel. This includes the clutch device has a first and a second clutch disk, which are each connected to the output element. The coupling device according to the invention is designed in such a way that depending on the direction of rotation of the Drive elements a coupling driver connected to this either engages with the first or the second clutch disc and torque transmission in a different direction of rotation. If the clutch driver with neither of the two clutch disks is engaged the output element is freewheeling. Here is the clutch driver with a spindle which determines the direction of rotation of the Torque specifies, and is connected by means of the rotation the spindle is engaged or not Engaged with one clutch disc each.

Vorzugsweise umfasst der Kupplungsmitnehmer eine Hohlwelle und ein daran angeordnetes Kupplungselement, insbesondere eine Mitnehmerscheibe. Das Kupplungselement tritt dabei vor- zugsweise mit den Kupplungsscheiben in Eingriff bzw. außer Eingriff. Die Hohlwelle des Kupplungsmitnehmers ist dabei derart angeordnet, dass die Spindel der Kupplungsvorrichtung durch die Hohlwelle hindurch geführt ist.The coupling driver preferably comprises a hollow shaft and a coupling element arranged thereon, in particular a drive plate. The coupling element preferably occurs engaged or disengaged with the clutch discs. The hollow shaft the clutch driver is arranged such that the spindle of the Coupling device is guided through the hollow shaft.

Um einerseits ein weiches Ein- bzw. Auskuppeln zu erreichen und andererseits eine automatische Rückstellung beim Auskuppeln zu erhalten, sind die Kupplungsscheiben im Eingriffszustand mit dem Kupplungsmitnehmer mittels eines Vorspannmittels zur automatischen Rückstellung in ihre Ausgangsposition vorgespannt. Als Vorspannmittel wird dabei vorzugsweise wenigstens ein Federelement eingesetzt. Besonders bevorzugt ist das Federelement dabei als Tellerfeder oder als Spiralfeder ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist für jede Kupplungsscheibe ein separates Federelement vorgesehen. Dadurch kann insbesondere eine in Axialrichtung sehr kompakte und kleinbauende Kupplungsvorrichtung rea lisiert werden. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist für beide Kupplungsscheiben nur ein gemeinsames Federelement vorgesehen, welches abhängig von der sich im Eingriff befindenden Kupplungsscheibe in der einen oder in der anderen Richtung vorgespannt wird.On the one hand, a soft To achieve disengagement and on the other hand an automatic reset To obtain when disengaging, the clutch discs are in the engaged state with the clutch driver by means of a biasing means for automatic provision biased into their starting position. As a preloading device preferably at least one spring element is used. Particularly preferred is the spring element as a plate spring or as a spiral spring educated. According to one preferred embodiment of the Invention is for each clutch disc is provided with a separate spring element. Thereby can be particularly compact and small in the axial direction Coupling device can be realized. According to another preferred Embodiment of the present invention is only for both clutch plates a common spring element is provided, which depends on the engaged clutch disc in one or in is biased in the other direction.

Um eine Rückstellung der Kupplungsscheiben zu begrenzen und jeweils eine gleiche Ausgangsstellung der Kupplungsscheiben zu erhalten, sind vorzugsweise Anschläge zur Begrenzung der Bewegung der Kupplungsscheibe in Axialrichtung vorgesehen.To reset the clutch discs limit and an identical starting position of the clutch discs to obtain, preferably stops to limit the movement the clutch disc is provided in the axial direction.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die Kupplungsscheiben und das Kupplungselement des Kupplungsmitnehmers jeweils eine Verzahnung auf. Besonders bevorzugt weist das Kupplungselement des Kupplungsmitnehmers dabei auf beiden Seiten eine Verzahnung auf. Dadurch kann ein besonders sicherer Eingriff zwischen den beiden Kupplungsbauteilen erhalten werden. Besonders bevorzugt ist die Verzahnung dabei als eine Verzahnung mit in Axialrichtung geneigten Flächen, wie z.B. eine Sägezahnverzahnung, ausgebildet, wodurch die Kupplungsscheiben jeweils nur eine Übertragung von Drehmoment in einer Richtung ermöglichen. Eine derartige Sägezahnverzahnung unterstützt auch bei Umkehr der Drehrichtung den Lösevorgang zwischen der Kupplungsscheibe und dem Kupplungsmitnehmer, da aufgrund der geneigten Flächen die beiden Bauteile in Axialrichtung voneinander getrennt werden.According to another preferred embodiment of the present invention, the clutch discs and the clutch element of the Coupling driver each have a toothing. The coupling element of the coupling driver particularly preferably has a toothing on both sides. A particularly secure engagement between the two coupling components can thereby be obtained. The toothing is particularly preferably designed as a toothing with surfaces inclined in the axial direction, such as a sawtooth toothing, as a result of which the clutch disks only allow torque to be transmitted in one direction. Such a sawtooth toothing supports the release process between the clutch disc and the clutch driver even when the direction of rotation is reversed, since the two components are separated from one another in the axial direction due to the inclined surfaces.

Eine besonders kompakte Bauweise kann erhalten werden, wenn eine Kupplungsscheibe integral mit einer Abstandshalterbuchse gebildet ist. Dabei hält die Abstandshalterbuchse einen vorbestimmten Abstand zwischen den beiden Kupplungsscheiben aufrecht.A particularly compact design can be obtained when a clutch disc is integral with a Spacer bushing is formed. The spacer bushing holds a predetermined distance between the two clutch plates upright.

Vorzugsweise umfasst das Abtriebselement eine Abtriebswelle und einen daran angeordneten, im Wesentlichen topfförmigen Abtriebskörper, auf den die Drehmomentübertragung durch die Kupplungsscheiben erfolgt. Der Abtriebskörper dient dabei gleichzeitig als Gehäuse der Kupplungsvorrichtung, so dass die Bauteileanzahl besonders gering gehalten werden kann.The output element preferably comprises one Output shaft and an essentially pot-shaped output body arranged thereon, on the the torque transmission through the clutch discs. The output body serves at the same time as a housing the coupling device, so that the number of components is particularly low can be held.

Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung kann insbesondere vorteilhaft in Kraftfahrzeugen, beispielsweise bei so genannten Shift-By-Wire-Anwendungen in Automatikschaltgetrieben, beispielsweise als Antriebsvorrichtung für einen Exzenter zum Auslösen von Schaltvorgängen oder als Antrieb für eine Mutter oder Ähnliches, welche den eigentlichen Schaltvorgang auslöst, verwendet werden.The coupling device according to the invention can particularly advantageous in motor vehicles, for example so-called shift-by-wire applications in automatic transmissions, for example as a drive device for an eccentric for triggering switching operations or as a drive for a mother or the like, which triggers the actual switching process.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:Below is the present Invention based on preferred embodiments in connection described with the drawing. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittsicht einer Kupplungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Freilaufstellung, 1 2 shows a schematic sectional view of a clutch device according to a first exemplary embodiment of the present invention in the freewheel position,

2 eine schematische Schnittansicht der in 1 gezeigten Kupplungsvorrichtung im Eingriffszustand in einer ersten Drehrichtung, 2 is a schematic sectional view of the in 1 Coupling device shown in the engaged state in a first direction of rotation,

3 eine schematische Schnittansicht der in 1 und 2 gezeigten Kupplungsvorrichtung im Eingriffszustand in einer zweiten Drehrichtung, 3 is a schematic sectional view of the in 1 and 2 Coupling device shown in the engaged state in a second direction of rotation,

4 eine schematische Schnittansicht einer Kupplungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 4 2 shows a schematic sectional view of a coupling device according to a second exemplary embodiment of the present invention,

5 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Kupplungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 5 a perspective exploded view of a coupling device according to a third embodiment of the present invention, and

6 eine schematische Schnittansicht der in 5 gezeigten Kupplungsvorrichtung im montierten Zustand. 6 is a schematic sectional view of the in 5 Coupling device shown in the assembled state.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine Kupplung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.Below is with reference to the 1 to 3 a clutch 1 described according to a first embodiment of the present invention.

Die Kupplung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst eine Antriebsspindel 2, welche von einem nicht dargestellten Antrieb in ihre beiden Drehrichtungen antreibbar ist. Ein Kupplungsmitnehmer 3 ist aus einer Hohlwelle 4, in welcher die Spindel 2 angeordnet ist, sowie einer Mitnehmerscheibe 5 gebildet. Über eine nicht dargestellte Mutter ist die Spindel 2 mit dem Kupplungsmitnehmer 3 verbunden. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Kupplung eine erste Kupplungsscheibe 6, eine zweite Kupplungsscheibe 7 und ein Abtriebselement, welches aus einem Kupplungskörper 8. und einer Abtriebswelle 9 gebildet wird. Der Kupplungskörper 8 stellt gleichzeitig auch das Gehäuse der Kupplung 1 bereit. Die erste Kupplungsscheibe 6 steht über Verbindungselemente 14, welche eine axiale Verschiebung der Kupplungsscheibe 6 gegenüber dem Kupplungskör per 8 ermöglichen, mit dem Kupplungskörper 8 in Verbindung. Ein Federelement 10 in Form. einer Spiralfeder spannt die erste Kupplungsscheibe 6 leicht in Richtung der Mitnehmerscheibe 5 vor, so dass die Kupplungsscheibe 6 unter leichter Vorspannung an einem Anschlag 16 anliegt.The coupling 1 according to the first embodiment comprises a drive spindle 2 which can be driven in its two directions of rotation by a drive, not shown. A clutch driver 3 is from a hollow shaft 4 in which the spindle 2 is arranged, and a drive plate 5 educated. The spindle is over a nut, not shown 2 with the clutch driver 3 connected. Furthermore, the clutch according to the invention comprises a first clutch disc 6 , a second clutch disc 7 and an output element, which consists of a clutch body 8th , and an output shaft 9 is formed. The clutch body 8th also provides the clutch housing 1 ready. The first clutch disc 6 is above connecting elements 14 which cause an axial displacement of the clutch disc 6 compared to the clutch body by 8, with the clutch body 8th in connection. A spring element 10 in shape. the first clutch disc is tensioned by a spiral spring 6 slightly in the direction of the drive plate 5 in front so that the clutch disc 6 under slight tension on a stop 16 is applied.

In gleicher Weise wie die erste Kupplungsscheibe 6 ist die zweite Kupplungsscheibe 7 über Verbindungselemente 15, welche eine Axialverschiebung der zweiten Kupplungsscheibe 7 gegenüber dem Kupplungskörper 8 ermöglichen und eine Feder 11 für ein Anliegen der zweiten Kupplungsscheibe 7 an einem Anschlag 17 ausgebildet.In the same way as the first clutch disc 6 is the second clutch disc 7 about fasteners 15 , which is an axial displacement of the second clutch disc 7 towards the clutch body 8th enable and a spring 11 for a concern of the second clutch disc 7 at a stop 17 educated.

Der Kupplungskörper 8 ist ein im Wesentlichen zylinderförmiges Bauteil, welches fest mit der Abtriebswelle 9 verbunden ist. Die Anschläge 16 und 17 sind dabei an der Innenseite des Kupplungskörpers 8 integral gebildet.The clutch body 8th is an essentially cylindrical component, which is fixed to the output shaft 9 connected is. The attacks 16 and 17 are on the inside of the coupling body 8th formed integrally.

Weiterhin umfasst die Kupplung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein ortsfestes Führungselement 12, welches sich mit einer an der Außenseite der Hohlwelle 4 des Kupplungsmitnehmers 3 gebildeten Drehsicherung 13 im bzw. außer Eingriff befinden kann.The clutch also includes 1 according to the first embodiment, a stationary guide element 12 , which is located on the outside of the hollow shaft 4 of the clutch driver 3 formed rotation lock 13 can be in or out of engagement.

An den Kontaktflächen der Kupplungsscheiben 6 und 7 sowie an beiden Seiten der Mitnehmerscheibe 5 sind jeweils Sägezahnverzahnungen ausgebildet, um eine sichere Übertragung des Drehmoments zu erreichen. Weiterhin ermöglicht die Sägezahnverzahnung im Eingriffszustand jeweils nur eine Übertragung von Drehmoment in eine Drehrichtung. Somit sind die Sägezahnverzahnungen an der Kupplungsscheibe 6 und der Kupplungsscheibe 7 gegenläufig zueinander ausgebildet.On the contact surfaces of the clutch discs 6 and 7 and on both sides of the drive plate 5 sawtooth gears are designed to achieve a safe transmission of the torque. Furthermore, the sawtooth toothing in the engaged state only allows torque to be transmitted in one direction of rotation. The sawtooth gears are thus on the clutch disc 6 and the clutch disc 7 against commonly trained to each other.

Nachfolgend wird die Funktion der Kupplungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. In 1 ist die Freilaufstellung der Kupplung dargestellt, in welcher kein Drehmoment auf die Abtriebswelle 9 übertragen wird. 2 zeigt einen Eingriffszustand der Kupplungsvorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments in einer ersten Drehrichtung und 3 zeigt einen Eingriffszustand der Kupplung 1 zur Übertragung eines Drehmoments in einer zweiten Drehrichtung, entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung.Below is the function of the coupling device 1 described according to the first embodiment. In 1 the clutch is shown in the freewheel position, in which no torque is applied to the output shaft 9 is transmitted. 2 shows an engaged state of the clutch device for transmitting a torque in a first direction of rotation and 3 shows an engagement state of the clutch 1 to transmit a torque in a second direction of rotation, opposite to the first direction of rotation.

In der in 1 gezeigten Freilaufstellung befindet sich der Kupplungsmitnehmer 3 in seiner Ausgangsstellung. Hierbei ist die Mitnehmerscheibe 5 in Axialrichtung X-X ungefähr in der Mitte zwischen der ersten Kupplungsscheibe 6 und der zweiten Kupplungsscheibe 7 angeordnet. Weiterhin befindet sich in der Freilaufstellung die Drehsicherung 13 mit dem ortsfesten Führungselement 12 in Verbindung. Die Drehsicherung 13 ist beispielsweise als einer oder mehrere vorstehende Bereiche, z.B. Federn, ausgebildet, welche mit entsprechend gebildeten Ausnehmungen im Führungselement 12 in Eingriff stehen. Wenn nun ausgehend von der in 1 gezeigten Ausgangsstellung die Spindel 2 von einem Antrieb in einer ersten Drehrichtung angetrieben wird, bewegt sich der Kupplungsmitnehmer 3 in Axialrichtung X-X, da sich die Drehsicherung 13 mit dem ortsfesten Führungselement 12 im Eingriff befindet. Die Bewegung des Kupplungsmitnehmers 3 in Axialrichtung erfolgt dabei so lange, wie sich die Drehsicherung 13 mit dem Führungselement 12 im Eingriff befindet.In the in 1 shown clutch position is the clutch driver 3 in its starting position. Here is the drive plate 5 in the axial direction XX approximately in the middle between the first clutch disc 6 and the second clutch disc 7 arranged. The anti-rotation lock is also in the freewheel position 13 with the stationary guide element 12 in connection. The anti-rotation lock 13 is designed, for example, as one or more projecting areas, for example springs, which have correspondingly formed recesses in the guide element 12 are engaged. If now starting from the in 1 shown starting position the spindle 2 is driven by a drive in a first direction of rotation, the clutch driver moves 3 in the axial direction XX, since the anti-rotation device 13 is in engagement with the stationary guide element 12. The movement of the clutch driver 3 in the axial direction is as long as the rotation lock 13 is in engagement with the guide element 12.

Wenn sich, wie in 2 gezeigt, aufgrund der erfolgten Drehung der Spindel 2 die Drehsicherung 13 durch die Axialbewegung des Kupplungsmitnehmers 3 außer Eingriff mit dem ortsfesten Führungselement 12 befindet, hat sich der Kupplungsmitnehmer 3 in Axialrichtung so weit bewegt, dass sich die Mitnehmerscheibe 5 mit der ersten Kupplungsscheibe 6 im Eingriff befindet. Dabei wurde die Feder 10 komprimiert. Da sich in diesem in 2 gezeigten Zustand die Drehsicherung 13 außer Eingriff mit dem Führungselement 12 befindet, wird das Drehmoment der Spindel 2 nun nicht mehr in eine lineare Bewegung umgewandelt, sondern es erfolgt über die Mitnehmerscheibe 5, die erste Kupplungsscheibe 6 und die Verbindungselemente 14 eine Übertragung des Drehmoments auf den Kupplungskörper 8 und auf die Abtriebswelle 9.If, as in 2 shown, due to the rotation of the spindle 2 the rotation lock 13 due to the axial movement of the coupling driver 3 out of engagement with the stationary guide element 12 the clutch driver is located 3 moved so far in the axial direction that the drive plate moves 5 is engaged with the first clutch disc 6. This was the feather 10 compressed. Because in this in 2 shown condition the rotation lock 13 out of engagement with the guide member 12 is the torque of the spindle 2 no longer converted into a linear movement, but instead takes place via the drive plate 5 , the first clutch disc 6 and the fasteners 14 a transmission of the torque to the clutch body 8th and on the output shaft 9 ,

Der eigentliche Eingriffszustand zur Übertragung von Drehmoment kann dabei auch einfach durch entsprechende Ausbildung der axialen Längen der Drehsicherung 13 bzw. des ortsfesten Führungselements 12 bestimmt werden. Besonders bevorzugt werden diese Axiallängen der Drehsicherung 13 bzw. des Führungselements 12 dabei derart gewählt, dass eine Drehmomentübertragung nicht schon bei einer ersten Berührung zwischen der Mitnehmerscheibe 5 und der ersten Kupplungsscheibe 6 erfolgt, sondern erst eine axiale Verschiebung der Kupplungsscheibe 6 durch die Mitnehmerscheibe 5 erfolgt, so dass diese Bauteile sicher miteinander in Eingriff gelangen. Somit kann eine Drehmomentübertragung von der Spindel 2 auf die Abtriebswelle 9 in einer ersten Drehrichtung gewährleistet werden. Durch das Federelement 10 zwischen der Kupplungsscheibe 6 und dem Kupplungskörper 8 wird im Zusammenwirken mit der Führung 12, 13 somit sichergestellt, dass die Kupplungswirkflächen voll im Eingriff sind, bevor das volle Drehmoment übertragen werden kann.The actual state of engagement for the transmission of torque can also be achieved simply by appropriately designing the axial lengths of the rotation lock 13 or the stationary guide element 12 be determined. These axial lengths of the anti-rotation device are particularly preferred 13 or the guide element 12 chosen in such a way that a torque transmission does not occur even at the first contact between the drive plate 5 and the first clutch disc 6 takes place, but only an axial displacement of the clutch disc 6 through the drive plate 5 takes place so that these components securely engage with each other. This allows torque transmission from the spindle 2 on the output shaft 9 be guaranteed in a first direction of rotation. Through the spring element 10 between the clutch disc 6 and the clutch body 8th is in cooperation with the leadership 12 . 13 This ensures that the clutch active surfaces are fully engaged before the full torque can be transmitted.

Wenn die Übertragung von Drehmoment aufgehoben werden soll, kann dies durch Änderung der Drehrichtung der Spindel 2 erreicht werden. Hierbei drückt die Feder 10 einerseits die Kupplungsscheibe 6 und den Kupplungsmitnehmer 3 in Richtung der zweiten Kupplungsscheibe 7 und andererseits wird durch die spezielle konstruktive Ausbildung der Kontaktflächen zwischen der Mitnehmerscheibe 5 und der Kupplungsscheibe in Form einer axial orientierten Sägezahn-Profilierung an den beiden Scheiben 5, 6, der Entkopplungsvorgang eingeleitet. Bei Drehrichtungsumkehr der Spindel 2 wird die erste Kupplungsscheibe 6 durch die geneigten Flächen der Sägezahnverzahnung und die Federkraft in Richtung der zweiten Kupplungsscheibe 7 axialverschoben, so dass die Kupplungsscheibe 6 zur Mitnehmerscheibe 5 außer Eingriff kommt. Diese Axialverschiebung des Kupplungsmitnehmers 3 genügt; um die Drehsicherung 13 wieder mit dem ortsfesten Führungselement 12 in Eingriff zu bringen. Somit wird bei weiterer Drehung der Spindel 2 der Kupplungsmitnehmer 3 dann axial in die in 1 gezeigte Freilaufposition gebracht.If the transmission of torque is to be canceled, this can be done by changing the direction of rotation of the spindle 2 can be achieved. Here the spring presses 10 on the one hand the clutch disc 6 and the clutch driver 3 towards the second clutch disc 7 and on the other hand is due to the special design of the contact surfaces between the drive plate 5 and the clutch disc in the form of an axially oriented sawtooth profile on the two discs 5 . 6 , the decoupling process is initiated. When reversing the direction of rotation of the spindle 2 becomes the first clutch disc 6 due to the inclined surfaces of the saw toothing and the spring force in the direction of the second clutch disc 7 axially displaced so that the clutch disc 6 to the drive plate 5 disengaged. This axial displacement of the clutch driver 3 enough; around the rotation lock 13 to bring it back into engagement with the stationary guide element 12. Thus, with further rotation of the spindle 2 the clutch driver 3 then axially in the 1 shown freewheel position brought.

Wenn die Spindel 2 weiter in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, kommt die Mitnehmerscheibe 5 des Kupplungsmitnehmers 3 dann mit der zweiten Kupplungsscheibe 7 in Eingriff, wie in 3 dargestellt. In der in 3 gezeigten Stellung ist die Drehsicherung 13 wieder außer Eingriff mit dem ortsfesten Führungselement 12 und Drehmoment wird in der entgegengesetzten Drehrichtung zu dem in 2 gezeigten Zustand auf die Abtriebswelle 9 übertragen.If the spindle 2 if it is turned further in the opposite direction, the drive plate comes 5 of the clutch driver 3 then with the second clutch disc 7 engaged as in 3 shown. In the in 3 position shown is the anti-rotation lock 13 again out of engagement with the stationary guide element 12 and torque becomes in the opposite direction of rotation to that in 2 shown state on the output shaft 9 transfer.

Zusammenfassend kann somit die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung 1 bei Drehung der Spindel 2 in einer ersten Drehrichtung ein Drehmoment entsprechend der ersten Drehrichtung übertragen und bei Drehung der Antriebsspindel 2 in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung ein Drehmoment in der zweiten Drehrichtung übertragen. Je nach Drehrichtung der Spindel 2 wird dabei jeweils eine Kontaktseite der Mitnehmerscheibe 5 mit der ersten bzw. der zweiten Kupplungsscheibe in Eingriff gebracht.In summary, the coupling device according to the invention can thus 1 when the spindle rotates 2 transmit a torque corresponding to the first direction of rotation in a first direction of rotation and when the drive spindle rotates 2 transmit a torque in the second direction of rotation in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation. Depending on the direction of rotation of the spindle 2 is a contact side of the drive plate 5 brought into engagement with the first and the second clutch disc.

Somit kann mit wenigen Bauteilen eine besonders kompakte und funktionssichere, drehrichtungswirksame Kupplung bereitgestellt werden, welche auch problemlos einen Freilauf bereitstellen kann. Die erfindungsgemäße Kupplung wird insbesondere bei Shift-By-Wire-Systemen zur Auslösung des Schaltvorgangs verwendet.With just a few components, a particularly compact and functionally reliable, rotationally effective clutch can be provided, which can also provide a free-wheel without problems. The clutch according to the invention is in particular used especially in shift-by-wire systems to trigger the switching process.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 4 eine Kupplung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung-beschrieben. Dabei sind gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.The following will refer to 4 a clutch 1 according to a second embodiment of the present invention. The same or functionally the same parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.

Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei beim zweiten Ausführungsbeispiel an Stelle von zwei Federelementen nur eine gemeinsame Feder 20 zur Vorpannung der Kupplungsscheiben 6, 7 vorgesehen ist. Die Feder 20 ist dabei an einer nach außen gerichteten Seite der zweiten Kupplungsscheibe 7 an einem stangenförmigen Element 18 angeordnet. Das stangenförmige Element 18 ist mit der ersten Kupplungsscheibe 6 verbunden und weist eine axiale Länge auf, so dass es über die zweite Kupplungsscheibe 7 vorsteht (vgl. 4). Am Ende des stangenförmigen Elements 18 ist eine Abstützscheibe 19 zur Abstützung der Feder 20 vorgesehen. Zur Führung des stangenförmigen Elements 18 ist an der zweiten Kupplungsscheibe 7 ein rohrförmiges Element 21 ausgebildet. Es sei angemerkt, dass dieses rohrför mige Element 21 auch die Funktion eines Anschlags zur Sicherstellung eines vorbestimmten Abstandes zwischen den beiden Kupplungsscheiben 6, 7 ausführen kann.The second exemplary embodiment essentially corresponds to the first exemplary embodiment, with in the second exemplary embodiment only one common spring instead of two spring elements 20 for preloading the clutch discs 6 . 7 is provided. The feather 20 is on an outward side of the second clutch disc 7 on a rod-shaped element 18 arranged. The rod-shaped element 18 is with the first clutch disc 6 connected and has an axial length so that it over the second clutch disc 7 projects (cf. 4 ). At the end of the rod-shaped element 18 is a support disc 19 to support the spring 20 intended. For guiding the rod-shaped element 18 is on the second clutch disc 7 a tubular element 21 educated. It should be noted that this tubular element 21 also the function of a stop to ensure a predetermined distance between the two clutch plates 6 . 7 can perform.

Somit kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Bauteileanzahl noch weiter reduziert werden. Es sei angemerkt, dass aus Gründen der Übersichtlichkeit die Verbindungselemente zwischen den Kupplungsscheiben 6, 7 und dem Kupplungskörper 8 nicht dargestellt sind. Diese können jedoch beispielsweise wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein. Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.Thus, according to the second embodiment, the number of components can be reduced even further. It should be noted that, for reasons of clarity, the connecting elements between the clutch discs 6 . 7 and the clutch body 8th are not shown. However, these can be designed, for example, as in the first exemplary embodiment. Otherwise, the second exemplary embodiment corresponds to the first exemplary embodiment, so that reference can be made to the description given there.

Eine andere Möglichkeit der Anbringung einer einzelnen Feder ist unmittelbar zwischen den beiden Kupplungsscheiben 6, 7, was ebenfalls die axiale Verdrängungsmöglichkeit der Kupplungsscheiben gegen die Federkraft erlaubt, wobei die Feder dann insbesondere als Zugfeder ausgebildet ist.Another way of attaching a single spring is directly between the two clutch plates 6 . 7 , which also allows the axial displacement of the clutch discs against the spring force, the spring then being designed in particular as a tension spring.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 eine Kupplungsvorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind.Below is with reference to the 5 and 6 a coupling device 1 described according to a third embodiment of the present invention, wherein the same or functionally identical parts are again designated with the same reference numerals as in the first embodiment.

Wie in den ersten beiden Ausführungsbeispielen umfasst die Kupplungsvorrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine Spindel 2, einen Kupplungsmitnehmer 3, eine erste Kupplungsscheibe 6, eine zweite Kupplungsscheibe 7 und zwei Federelemente 10, 11. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind die beiden Federelemente 10, 11 dabei als Tellerfedern ausgebildet. Wie insbesondere aus 5 ersichtlich ist, ist die Mitnehmerscheibe 5 des Kupplungsmitnehmers 3 zu beiden Seiten mit einer Sägezahnverzahnung ausgebildet, die in entsprechend gebildete Sägezahnverzahnungen der Kupplungsscheiben 6, 7 eingreifen. Die Spindel 2 ist an einem Lagerbock 23 gelagert und wird über ein Antriebszahnrad 22 angetrieben. Integral im Lagerbock ist auch das ortsfeste Führungselement 12 für die am Kupplungsmitnehmer 3 gebildete Drehsicherung 13 gebildet. Eine Spindelhalterung 24 sichert die Spindel 2 am Lagerbock 23.As in the first two exemplary embodiments, the coupling device comprises 1 according to the third embodiment, a spindle 2 , a clutch driver 3 , a first clutch disc 6 , a second clutch disc 7 and two spring elements 10 . 11 , In contrast to the previous exemplary embodiments, the two spring elements are 10 . 11 designed as disc springs. How especially out 5 can be seen is the drive plate 5 of the clutch driver 3 formed on both sides with a sawtooth toothing, which in correspondingly formed sawtooth toothing of the clutch discs 6 . 7 intervention. The spindle 2 is on a bearing block 23 stored and is via a drive gear 22 driven. The fixed guide element is also integral to the bearing block 12 for those on the coupling driver 3 formed anti-rotation device 13 educated. A spindle holder 24 secures the spindle 2 on the bearing block 23 ,

Wie insbesondere aus 6 ersichtlich ist, ist die zweite Kupplungsscheibe 7 integral mit einer Abstandshalterbuchse 26 gebildet. Wie aus 5 ersichtlich ist, weist die Abstandshalterbuchse 26 vier Nuten 27 in Axialrichtung auf, welche mit entsprechend ausgebildeten Führungsvorsprüngen 28 im Kupplungskörper 8 eingreifen. In entsprechender Weise sind in der ersten Kupplungsscheibe 6 ebenfalls vier Ausnehmungen 30 gebildet, welche im montierten Zustand mit den Führungsvorsprüngen 28 in Verbindung stehen. Somit wird eine Drehmomentübertragung von der Kupplungsscheibe 6 bzw. 7 auf den Kupplungskörper 8 und die daran angeordnete Abtriebswelle 9 ermöglicht. Die Abstandshalterbuchse 26 stellt dabei einen vorbestimmten Abstand zwischen der ersten und der zweiten Kupplungsscheibe 6, 7 bereit.How especially out 6 can be seen is the second clutch disc 7 integral with a spacer bushing 26 educated. How out 5 can be seen, the spacer bushing 26 four grooves 27 in the axial direction, which with correspondingly formed guide projections 28 in the coupling body 8th intervention. In a corresponding manner are in the first clutch disc 6 also four recesses 30 formed, which in the assembled state with the guide projections 28 stay in contact. Thus, a torque transmission from the clutch disc 6 or 7 on the coupling body 8th and the output shaft arranged thereon 9 allows. The spacer bushing 26 sets a predetermined distance between the first and the second clutch disc 6 . 7 ready.

Wie weiterhin aus 6 ersichtlich ist, ist der Kupplungsmitnehmer 3 über eine Mutter 29 mit der Spindel 2 in Verbindung.How continue from 6 can be seen, the clutch driver 3 about a mother 29 with the spindle 2 in connection.

Die Funktionsweise des dritten Ausführungsbeispiels ist insbesondere wie die im ersten Ausführungsbeispiel. In 6 ist die Freilaufstellung der Abtriebswelle 9 dargestellt, wobei sich die Drehsicherung 13 des Kupplungsmitnehmers 3 mit dem ortsfesten Führungselement 12 im Eingriff befindet. Ein Federanschlag 25 verhindert ein axiales Verschieben der Feder 10. Der Federanschlag 25 ist dabei in einer im Kupplungskörper 8 gebildeten Nut befestigt.The mode of operation of the third embodiment is in particular like that in the first embodiment. In 6 is the freewheel position of the output shaft 9 shown, with the rotation lock 13 of the clutch driver 3 is in engagement with the stationary guide element 12. A spring stop 25 prevents the spring from moving axially 10 , The spring stop 25 is in one in the coupling body 8th formed groove attached.

Der Kupplungskörper 8 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet, wobei die Führungsvorsprünge 28 die axiale Bewegbarkeit der Kupplungsscheiben 6, 7 gewährleisten. Durch die ge genläufige Sägezahnverzahnung an den beiden Seiten der Mitnehmerscheibe 5 bzw. den Kupplungsscheiben 6, 7 ist eine Drehmomentübertragung jeweils in einer entsprechenden Drehrichtung möglich und die Sägezahnverzahnung unterstützt jeweils den Lösevorgang zwischen der Mitnehmerscheibe 5 und den jeweiligen Kupplungsscheiben 6, 7.The clutch body 8th is essentially pot-shaped, with the guide projections 28 the axial mobility of the clutch discs 6 . 7 guarantee. Due to the opposing sawtooth teeth on both sides of the drive plate 5 or the clutch discs 6 . 7 torque transmission is possible in a corresponding direction of rotation and the sawtooth toothing supports the release process between the drive plate 5 and the respective clutch discs 6 . 7 ,

Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.Otherwise this embodiment corresponds the two previous embodiments, so that reference can be made to the description given there.

Claims

Coupling device for coupling an drive elements ( 22 ) with an output element ( 8th . 9 ) in two different directions of rotation, comprising a first clutch disc ( 6 ) and a second clutch disc ( 7 ), which are each connected to the output element for torque transmission, the first and the second clutch disc ( 6 . 7 ) the output element ( 8th . 9 ) each drive in a different direction of rotation when the clutch discs ( 6 . 7 ) with a clutch driver ( 3 ) are in engagement, the drive element being a spindle ( 2 ), which includes the clutch driver ( 3 ) drives such that when the spindle ( 2 ) in the first direction of rotation of the coupling drivers ( 3 ) with the first clutch disc ( 6 ) engages to drive the driven element in the first direction of rotation, and when the spindle ( 2 ) in the second direction of rotation of the coupling drivers ( 3 ) with the second clutch disc ( 7 ) comes into engagement to drive the driven element in the second direction of rotation, characterized in that the clutch discs ( 6 . 7 ) in the engaged state by means of a biasing means ( 10 . 11 ; 20 ) are biased.

Coupling device according to claim 1, characterized in that the coupling driver ( 3 ) a hollow shaft ( 4 ) and a drive plate arranged on it ( 5 ) includes.

Coupling device according to claim 1 or 2, characterized characterized that the preload of the clutch discs by means of at least one spring element takes place.

Coupling device according to claim 3, characterized in that for each clutch disc ( 6 . 7 ) a separate spring element ( 10 . 11 ) is arranged for bias.

Coupling device according to one of the preceding Expectations, characterized in that the spring element as a plate spring or is designed as a spiral spring.

Coupling device according to one of the preceding claims, characterized by stops ( 16 . 17 ; 26 ) to reset the clutch discs ( 6 . 7 ) to limit.

Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling disks ( 6 . 7 ) and the drive plate ( 5 ) of the coupling driver ( 3 ) each have a toothing.

Coupling device according to claim 7, characterized in that the toothing with surfaces inclined in the axial direction X-X, in particular as Sägezahnverzahnung, is formed.

Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that a clutch disc ( 7 ) integral with a spacer bushing ( 26 ) is formed, the spacer bushing ( 26 ) a predetermined distance between the two clutch plates ( 6 . 7 ) in the disengaged state.

Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the output element has an output shaft ( 9 ) and an essentially pot-shaped output body ( 8th ), the output body ( 8th ) is also used as the housing of the coupling device.

Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling driver ( 3 ) Projections ( 13 ) which, when the clutch is in engagement, disengages from a stationary guide element ( 12 ) and which are in engagement with the stationary guide element when the coupling is not engaged ( 12 ) are located.

Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling disks ( 6 . 7 ) recesses on its outer circumference ( 30 ) which have protrusions ( 28 ) of the coupling body ( 8th ) are in engagement so as to be axially displaceable and at the same time to enable a transmission of torque.