DE112008001561B4

DE112008001561B4 - Kupplungsanordnung, insbesondere nasslaufende Doppelkupplungsanordnung

Info

Publication number: DE112008001561B4
Application number: DE112008001561.9T
Authority: DE
Inventors: Ivo Agner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2028-06-06
Also published as: DE102008027073A1; DE112008001561A5; WO2009003438A1; CN101688566A; US20100101912A1; US8528714B2

Abstract

Kupplungsanordnung (1, K1, K2), insbesondere in Scheibenbauweise, umfassend zwei mindestens eine Fläche einer Reibpaarung bildendes reibflächentragendes Element (4.1–4.n, 5.1–5.n, 6.1–6.n, 7.1–7.n) aufweisende Kupplungsteile (4, 5, 6, 7), die miteinander über eine Stelleinrichtung (8, 9), umfassend ein Anpresselement (10, 11) in Wirkverbindung bringbar sind, wobei die an den Kupplungsteilen (4, 5, 6, 7) wirkende Betätigungskraft (FRes1, FRes2) mittig an einer der wirksamen Anpressfläche (12, 13) gegenüberliegenden und zu dieser gerichteten Abstützfläche (14, 15) abgestützt wird, wobei das Anpresselement als Kolbenelement ausgebildet ist und derart ausgeführt ist, dass die wirksame Anpressfläche, und somit die Kolbenfläche, die an der der abstützflächenseitigen Endlamelle gegenüberliegenden äußeren Endlamelle wirksam ist, zur Abstützfläche entgegengesetzt ausgerichtet ist und wobei die Anlage der Kolbenfläche durch Verschieben und nicht durch Verkippen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Wirkungsrichtung der Betätigungskraft (FRes1, FRes2) liegende letzte eine Fläche einer Reibpaarung bildende Element eine Dicke d aufweist, die geringer als die Dicke der anderen Elemente ist, wobei jeweils ein Träger (420, 520, 620, 720) für die einzelnen eine Fläche einer Reibpaarung bildenden Elemente (4.1–4.n, 5.1–5.n, 6.1–6.n, 7.1–7.n) der einzelnen Kupplungsteile (4, 5, 6, 7) vorgesehen ist und die Abstützfläche (14, 15) am Träger (420, 520, 620, 720) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung in Scheibenbauweise, umfassend zwei wenigstens ein reibflächentragendes Element aufweisende Kupplungsteile, die miteinander über eine Stelleinrichtung in Wirkverbindung bringbar sind, wobei die an den Kupplungsteilen wirksame Betätigungskraft an einer Abstützfläche mittig abgestützt wird.
Kupplungsanordnungen sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2006 040 992 A1 . Reibschlüssige Kupplungsanordnungen werden vorwiegend in Lamellenbauweise ausgeführt. Das heißt, die Kupplungsanordnung umfasst einen ersten Kupplungsteil und einen zweiten Kupplungsteil, wobei jeder Kupplungsteil wenigstens ein reibflächentragendes Element aufweist. Die einzelnen Kupplungsteile werden über eine Stelleinrichtung miteinander in Wirkverbindung gebracht. Dies erfolgt in der Regel durch ein Kolbenelement, das eine Anpresskraft auf die beiden Kupplungsteile ausübt und somit die reibflächentragenden Elemente miteinander in Wirkverbindung bringt. Dabei wirkt das Kolbenelement in der Regel direkt auf eine kolbenseitig angeordnete Endlamelle, die Bestandteil eines Außen- oder Innenlamellenträgers sein kann. Die Anpresskraft wird auf der anderen Seite der Kupplungsanordnung an der in Kraftwirkungsrichtung liegenden letzten, als Endlamelle bezeichneten Lamelle abgestützt, die sich wiederum an einem in axialer Richtung ortsfesten Anschlag an einem Anschlusselement am Kupplungsträger oder im Gehäuse abstützt. Im einfachsten Fall erfolgt die Abstützung direkt am Lamellenträger, der die jeweilige Endlamelle auch trägt. Dabei werden die reibflächentragenden Elemente eines Kupplungsteils von Stahllamellen gebildet, die mit anderen reibflächenbildenden Elementen des anderen Kupplungsteils in Wirkverbindung bringbar sind. Diese können mit einem zusätzlichen Reibbelag versehen werden oder aber lediglich mit ihren Stirnseiten die möglichen Flächenbereiche für eine Reibpaarung definieren. Die Endlamellen werden dabei derart ausgelegt, dass diese die erforderliche Wärmekapazität aufweisen und auch geeignet sind, die auf sie direkt wirkenden Kräfte, insbesondere die Abstützkraft und die Betätigungskraft, zu kompensieren. Die Endlamellen sind daher im Gegensatz zu den dazwischen angeordneten Zwischenlamellen häufig mit zumindest der gleichen oder einer größeren Dicke ausgeführt. Die einzelne Kupplungsanordnung baut daher in axialer Richtung relativ groß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine mögliche Senkung der Temperaturen im Reibkontaktbereich bei gleichzeitiger gleichmäßiger Flächenpressungsverteilung und einer kürzeren axialen Baulänge beziehungsweise einer gleich bleibenden axialen Baulänge wie im Stand der Technik erzielt werden. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich durch einen geringen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand auszeichnen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Kupplungsanordnung, insbesondere in Scheiben- oder Lamellenbauweise, weist zumindest einen ersten, wenigstens eine, vorzugsweise eine Mehrzahl eine Fläche einer Reibpaarung bildende, insbesondere reibflächentragende Elemente aufweisenden Kupplungsteil auf sowie einen zweiten Kupplungsteil, umfassend wenigstens ein, vorzugsweise eine Mehrzahl die jeweils anderen Flächen der Reibpaarungen bildenden, insbesondere reibflächentragenden Elemente. Die beiden Kupplungsteile sind miteinander über eine Stelleinrichtung in Wirkverbindung bringbar, so dass ein Reibschluss zwischen den reibflächentragenden Elementen erzeugt wird. Unter Reibflächen werden dabei die Flächenbereiche verstanden, die miteinander die Reibpaarung zum Zwecke der Erzeugung eines Kraftschlusses beziehungsweise Reibschlusses bilden. Über die Stelleinrichtung wird eine Betätigungskraft eingeleitet. Ferner sind Mittel zur Abstützung der Kupplungsanordnung gegenüber der Betätigungskraft vorgesehen. Die Krafteinleitung der Anpresskraft auf die Endlamellen erfolgt vorzugsweise mittig. Dies bedeutet, dass die Abstützung der Betätigungskraft an der, von der in der Regel als Kolbenelement ausgebildeten Stelleinrichtung abgewandten Endlamelle mittig erfolgt. Die Abstützfläche der Mittel zur Erzeugung einer Abstützkraft ist dabei gegenüber dem Reibflächenbereich der Endlamelle mittig angeordnet. Erfindungsgemäß wird die Dicke dieser Endlamelle erheblich reduzieret, so dass diese eine gleiche oder auch geringere Dicke als die Zwischenlamellen aufweisen kann. Die Erfinder haben erkannt, dass als Hauptauslegungskriterium für die zwischen den Endlamellen angeordneten reibflächentragenden Elemente die erforderliche Wärmekapazität für Schalt- und Anfahrvorgänge fungiert. Aufgrund der beidseitigen Beaufschlagung der Zwischenlamellen mit Reibwärme, ergeben sich während eines Schaltvorganges höhere Temperaturen in diesen Reibkontakten als bei gleich dicken Endlamellen, an denen der Wärmeeintrag nur von einer Seite erfolgt. Da die Dicke der Endlamellen jedoch nicht nur von der erforderlichen Wärmekapazität abhängig ist, sondern auch von der Elastizität bei außermittiger Kraftabstützung zur Erreichung einer gleichmäßigen Flächenpressungsverteilung, und die mittige Kraftabstützung eine gleichmäßige Flächenpressungsverteilung gewährleistet, werden auch dünnere Endlamellen diesen Anforderungen gerecht. Die axiale Baulänge und die Kosten können dadurch reduziert werden und ferner die maximalen Temperaturen im Reibkontakt bei gleicher axialer Baulänge des Lamellenpakets wie im Stand der Technik gesenkt werden und so die Lebensdauer des Belages und des Getriebeöls erheblich erhöht werden.
Bezüglich der Ausbildung der Abstützfläche besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese kann von einem Teil der Kupplungsanordnung, insbesondere dem Kupplungsteil selbst, beispielsweise einem die Lamellenträger der ersten Kupplungsteile tragenden Mitnehmereinheit, einem mit dieser drehfest verbundenen Element oder dem Lamellenträger gebildet werden. Ferner ist es denkbar, hierzu auch das Gehäuse oder eine andere Wandung, beispielsweise des Getriebes zu nutzen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung wird vorzugsweise die Abstützfläche direkt von einem der Lamellenträger beziehungsweise einem mit diesem drehfest gekoppelten Element gebildet. Dies bietet den Vorteil, dass hier keine Reibarbeit aufgrund der fehlenden Relativbewegung zwischen Abstützfläche und Endlamelle auftritt. Im einfachsten Fall erfolgt die Ausbildung der Abstützung durch Ausformung des Lamellenträgers in axialer Richtung, beispielsweise in Form einer in Umfangsrichtung umlaufenden geschlossenen Sicke, die relativ einfach ausgeformt werden kann. Denkbar wäre auch jede andere Art eines, eine Abstützfläche bildenden Vorsprunges.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung zur optimalen Abstützung der Betätigungskraft ist das Anpresselement, insbesondere Kolbenelement derart ausgeführt, dass die wirksame Anpressfläche, insbesondere Kolbenfläche, die an der der abstützflächenseitigen Endlamelle gegenüberliegenden äußeren Endlamelle, d. h. der kolbenseitigen End- oder auch Eingangslamelle wirksam ist, zur Abstützfläche entgegengesetzt ausgerichtet ist und ferner vorzugsweise direkt gegenüberliegt, das heißt frei von Versatz in radialer Richtung.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung werden die wirksame Anpress- beziehungsweise Kolbenfläche und die Abstützfläche, welche als in Umfangsrichtung verlaufende Ringflächen vorliegen, in ihrer Größe gleich groß ausgeführt. Dies bedeutet, dass diese vorzugsweise durch die gleichen Durchmesser beschreibbar sind. Dadurch werden optimale Verhältnisse für eine gleichmäßige Flächenpressung über die gesamte Reibfläche der einzelnen scheibenförmigen Elemente, insbesondere Lamellen der Kupplungsteile bereitgestellt.
Vorzugsweise werden die Betätigungskraft und die Abstützfläche am gleichen Kupplungsteil wirksam, da hier eine eindeutige geometrische Zuordnung auf einfache Art und Weise möglich ist. Denkbar ist es jedoch auch, die kolbenseitige Endlamelle vom anderen Kupplungsteil auszubilden.
Die erfindungsgemäße Lösung ist in Kupplungen in Form von Doppelkupplungsanordnungen, ganz besonders bevorzugt in nasslaufenden Doppelkupplungsanordnungen, einsetzbar. Diese sind durch zwei Kupplungsanordnungen charakterisiert, die in radialer Richtung ineinander und in axialer Richtung frei von Versatz oder nur mit geringfügigem Versatz angeordnet sind. Dabei ist jeder der einzelnen Kupplungsanordnungen eine Stelleinrichtung zugeordnet. Erfindungsgemäß ist vorzugsweise wenigstens eine, nämlich die radial äußere Kupplungsanordnung, die starker ausgelegt ist und welche der Übertragung größerer Momente dient als die radial innere Kupplungsanordnung, mit mittiger Abstützung und dünnerer Endlamelleausgeführt. Dadurch wird es möglich, dass sich die Kupplungsbreite, das heißt die Erstreckung in axialer Richtung, nicht über die Erstreckung der zweiten radial inneren Kupplungsanordnung hinaus erstreckt. Durch diese Lösung können auch Doppelkupplungsanordnungen geschaffen werden, die hinsichtlich ihrer axialen Baulänge möglichst klein bauen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung sind beide Kupplungsanordnungen mit mittiger Abstützung ausgeführt, das heißt, diese weisen eine entsprechende mittige Abstützung am jeweiligen Kupplungsteil auf. Dadurch kann für beide Kupplungsanordnungen eine entsprechende Reduzierung des Bauraumes erzielt werden, wobei beispielsweise durch entsprechende Gehäusegestaltung auch der zusätzlich gewonnene Bauraum im Bereich der zweiten radial inneren Kupplungsanordnung mit für andere Baueinheiten genutzt werden kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung beträgt die Dicke d der Endlamelle nur 85% – vorzugsweise 90% – der Dicke der Zwischenlamellen. Bei einer Stahllamellendicke von 2 mm ist die Endlamelle dann ca. 0,3 mm dünner. Die erfindungsgemäße Lösung ist abhängig vom Betätigungsprinzip der einzelnen Kupplungsanordnung einsetzbar. Die Anlage der Kolbenfläche kann nur durch erfindungsgemäßes Verschieben und nicht durch Verkippen erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines Axialschnittes eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen mittigen Abstützung der Betätigungskraft;
2 verdeutlicht eine alternative Ausführung einer Betätigungseinrichtung einer Doppelkupplungsanordnung gemäß 1;
3 verdeutlicht eine Detailansicht gemäß 2.
Die 1 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes aus einem Axialschnitt einer Kupplungsanordnung 1, insbesondere einer nasslaufenden Doppelkupplungsanordnung 2 die Ausgestaltung einer erfindungsgemäß ausgeführten Stelleinheit 3. Die Kupplungsanordnung 1, insbesondere die nasslaufende Doppelkupplungsanordnung 2, umfasst einen Eingang E und zwei Ausgänge A1, A2 und zwei dazwischen angeordnete Kupplungsanordnungen K1 und K2, die in radialer Richtung ineinander und in axialer Richtung frei von Versatz beziehungsweise nur mit geringem Versatz zueinander angeordnet sind. Dies erlaubt eine sehr platzsparende Anordnung zweier Kupplungsanordnungen K1 und K2, über die unterschiedliche Getriebeweingangswellen mit einer Antriebsmaschine koppelbar sind. Jede der Kupplungsanordnungen, erste Kupplungsanordnung K1 und zweite Kupplungsanordnung K2, umfasst einen ersten Kupplungsteil 4 beziehungsweise 5 und einen zweiten Kupplungsteil 6 beziehungsweise 7, die miteinander über eine Stelleinrichtung 8 beziehungsweise 9 in Wirkverbindung bringbar sind. Dabei ist der Eingang E mit dem ersten Kupplungsteil 4 wenigstens mittelbar drehfest, vorzugsweise direkt drehfest verbunden, während der zweite Kupplungsteil 6 der ersten Kupplungsanordnung K1 wenigstens mittelbar drehfest mit einem Ausgang A1, vorzugsweise direkt drehfest mit dem Ausgang A1 verbunden ist. In Analogie gilt dies auch für die zweite Kupplungsanordnung K2. Ein erster Kupplungsteil 5 ist hier drehfest mit dem Eingang E, der zweite Kupplungsteil 7 drehfest mit dem Ausgang A2 gekoppelt. Die Wirkverbindung wird bei Ausführungen der einzelnen Kupplungsbauteile 4, 5 beziehungsweise 6 und 7 in Scheibenbauweise, vorzugsweise Lamellenbauweise durch Reibschluss zwischen den wechselweise angeordneten Lamellen der einzelnen Kupplungsteile erzeugt, indem die beiden Kupplungsteile 4, 6 und 5 und 7 gegeneinander gepresst werden. Die Stelleinrichtung 8 beziehungsweise 9 übt dabei eine Kraft auf die beiden Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5, 7 aus, die zur Erzeugung des Reibschlusses führt. Jeder der Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5 und 7 der einzelnen Kupplungsanordnungen K1 und K2 umfasst dazu wenigstens ein, vorzugsweise eine Mehrzahl von Elementen, die eine Fläche zur Bildung einer Reibpaarung aufweisen, insbesondere reibflächentragenden Elementen 4.1 bis 4.n, 5.1 bis 5.n, 6.1 bis 6.n und 7.1 bis 7.n. Unter reibflächentragenden Elementen wird dabei beispielsweise ein scheibenförmiges Element in Form einer Lamelle verstanden, wobei die Reibfläche die Fläche bildet, die mit einer anderen Fläche des jeweils anderen Kupplungsteils eine Reibpaarung bildet. Wenigstens eine der an einer Reibpaarung beteiligten Fläche ist speziell als Reibfläche ausgeführt und trägt beispielsweise einen Reibbelag, während die Gegenlamelle beispielsweise aus Stahl besteht und ein Teil von deren Stirnseite als Reibfläche fungiert. Die Stelleinrichtungen 8 beziehungsweise 9 umfassen im einfachsten Fall ein Kolbenelement 10 beziehungsweise 11. Das Kolbenelement 10, 11 weist eine wirksame Anpressfläche 12 beziehungsweise 13 auf, die an einem der beiden Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5 und 7 wenigstens mittelbar wirksam wird. Vorzugsweise wird das Kolbenelement 10 beziehungsweise 11 an einem reibflächentragenden Element des ersten oder zweiten Kupplungsteiles 4, 6 beziehungsweise 5, 7 wirksam, hier einer ersten kolbenseitigen Lamelle 4.1 beziehungsweise 5.1 des ersten Kupplungsteils.
Die wirksame Anpressfläche 12, 13 bildet dabei die Fläche des Kolbenelementes 10, 11 an seiner zur Kupplungsanordnung K1 beziehungsweise K2 gerichteten Stirnseite 16 beziehungsweise 17, die zum Zwecke der Anpressung an einem der Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5, 7 wirksam wird und angreift, insbesondere zum Zwecke der Erzeugung der Wirkverbindung an der ersten kolbenseitigen Lamelle, hier 4.1 beziehungsweise 5.1 anliegt und aufgrund der resultierenden Betätigungskraft F_Res1 für die erste Kupplungsanordnung K1 und F_Res2 für die zweite Kupplungsanordnung K2 die beiden Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5 und 7 miteinander in Wirkverbindung bringt und den Reibschluss erzeugt. Die Abstützung der wirksamen Kolbenkraft erfolgt an einer, dem Kolbenelement 10, 11 gegenüberliegenden Abstützfläche 14, 15', die der Abstützung der sogenannten Endlamelle dient. Vorzugsweise werden die kolbenseitige Lamelle und die Endlamelle jeweils am gleichen Kupplungsteil gebildet. Denkbar wäre auch eine Ausführung mit Anordnung an unterschiedlichen Kupplungsteilen. Bei der Abstützfläche 14, 15' handelt es sich um eine Fläche an einem der Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5, 7, die einen Anschlag für die reibflächentragenden Elemente, die drehfest jedoch in axialer Richtung verschiebbar an einem Träger gelagert sind, bilden. Dieser Anschlag ist mit 18 beziehungsweise 19' für die einzelnen Kupplungsanordnungen K1, K2 bezeichnet. Die Abstützfläche 14 der Kupplungsanordnung K1 ist derart angeordnet, dass diese mittig zur Reibfläche der Endlamelle 4.n angeordnet ist und die resultierende Abstützkraft F_Abstütz1 und die Betätigungskraft F_Res1 nach Möglichkeit auf einem gemeinsamen radialen Durchmesser d_A1 für die erste Kupplungsanordnung K1 liegen. Die 1 verdeutlicht dabei eine erfindungsgemäße Abstützung lediglich für die Kupplungsanordnung K1, während die Abstützung der Kolbenkraft an der zweiten Kupplungsanordnung K2 zum Vergleich der Ausführung aus dem Stand der Technik entspricht. Hier wirkt die resultierende Betätigungskraft F_Res2 für die zweite Kupplungsanordnung K2 auf einem anderen Durchmesser als die durch den außermittig angeordneten Anschlag 19' bedingte Abstützkraft F_Abstütz2. Der Anschlag 19' ist im Bereich des Außenumfanges der Endlamelle 5.n angeordnet. Die resultierende Betätigungskraft und die Abstützkraft an der zweiten Kupplungsanordnung K2 sind in radialer Richtung zueinander versetzt und bewirken eine Biegebeanspruchung der Endlamelle 5.n der zweiten Kupplungsanordnung K2. Die Abstützung der Kraft erfolgt für die erste Kupplungsanordnung K1 nicht in radialer Richtung versetzt zur eingeleiteten resultierenden Betätigungskraft F_Res1, sondern vorzugsweise direkt auf einem gemeinsamen Durchmesser.
Vorzugsweise umfasst jeder der Kupplungsteile, erster Kupplungsteil, zweiter Kupplungsteil 4, 6 beziehungsweise 5 und 7 eine Mehrzahl von Lamellen. Je nach Anordnung handelt es sich dabei am ersten Kupplungsteil um eine Außenlamellenanordnung beziehungsweise eine Innenlamellenanordnung und beim zweiten Kupplungsteil um eine Innenlamellenanordnung beziehungsweise Außenlamellenanordnung. Die Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5 und 7 umfassen dazu Lamellenträger 4 ₂₀ für den ersten Kupplungsteil 4, 5 ₂₀ für den ersten Kupplungsteil 5 der zweiten Kupplungsanordnung K2, 6 ₂₀ für den zweiten Kupplungsteil der ersten Kupplungsanordnung K1 und 7 ₂₀ für den zweiten Kupplungsteil 7 der zweiten Kupplungsanordnung K2. Die wirksame Abstützfläche 14 beziehungsweise 15' wird dabei vorzugsweise vom Lamellenträger 4 ₂₀ bis 7 ₂₀ oder zumindest einem mit diesem drehfest verbundenen Element gebildet. In der Ausführung gemäß 1 wird wie bereits ausgeführt lediglich die Abstützung in der ersten Kupplungsanordnung K1 ausgeführt. Die wirksame Abstützfläche 14 für die Kupplungsanordnung K1 wird vom Außenlamellenträger 4 ₂₀ gebildet. Dieser, welcher gleichzeitig eine Mitnehmereinheit 21 bildet, weist dazu eine in Umfangsrichtung umlaufende Sicke 22 auf, die sich in axialer Richtung zum ersten Kupplungsteil 4 erstreckt und die Abstützfläche 14 für die Endlamelle 4.n bezeichnete letzte Lamelle bildet. Diese Abstützfläche 14 ist der wirksamen Anpressfläche 12 quasi gegenüberliegend angeordnet, so dass die resultierenden Kräfte in radialer Richtung zueinander frei von Versatz sind. Erfindungsgemäß wird die Endlamelle 4.n mit gleicher oder wesentlich geringerer Dicke d als die anderen Lamellen ausgeführt, da diese nunmehr nur noch hinsichtlich der erforderlichen Wärmekapazität ausgelegt wird und nicht mehr primär hinsichtlich ihrer elastischen Eigenschaften zur Abstützung der Betätigungskraft. Die Dicke der Endlamelle 4.1 ist auch geringer als bei der Ausführung gemäß dem Stand der Technik, wie für die Kupplungsanordnung K2 verdeutlicht. Hier erfolgt die Abstützung der Betätigungskraft außermittig am Anschlag 19' und die Lamelle ist daher aufgrund der dadurch bedingten Biegebeanspruchung entsprechend dicker.
Die 1 verdeutlicht eine Ausführung mit einem in axialer Richtung verschiebbaren auf der Kolbennabe gelagerten Kolbenelement 10, 11, wobei das Kolbenelement 10, 11 als scheibenförmiges Element mit entsprechender Formgebung ausgeführt ist und im Bereich seines Außenumfanges d_A10 die wirksame Anpressfläche 12 bildet. Die Abstützfläche 14 wird hier von einem Wandungsteil 23 des Lamellenträgers 4 ₂₀ gebildet. Dieser ist Bestandteil der Mitnehmereinheit 21. Ersichtlich ist daraus, dass die Außenlamellen, insbesondere die mit dem Kolbenelement 10, insbesondere der wirksamen Anpressfläche 12 direkt in Kontakt tretende Lamelle 4.1 und die mit der Abstützfläche 14 direkt in Kontakt tretende Endlamelle 4.n jeweils mit geringer Breite ausgeführt sind. Die Zwischenlamellen 4.2 bis 4.n – 1 sind stärker und entsprechend der Wärmekapazität ausgelegt, während die beiden Endlamellen, die kolbenseitige Endlamelle 4.1 und die abstützflächenseitige Endlamelle 4.n, lediglich mit einer geringeren Dicke ausgeführt sind. Dadurch ist es möglich, die äußere Kupplungsanordnung im dargestellten Fall in axialer Richtung wesentlich kürzer auszuführen, was bei der Formgebung der Mitnehmerbaueinheit 21, insbesondere des drehfest mit dem Außenlamellenträger 4 ₂₀ verbundenen oder dieses bildenden Element realisiert wird.
Verdeutlicht die 1 eine Ausführung, bei welcher dies lediglich für die radial äußere Kupplungsanordnung K1 realisiert wird, ist es auch denkbar, die gleiche Anordnung auch für die zweite Kupplungsanordnung K2 zu realisieren. Die für die Kupplungsanordnung K1 getätigten Aussagen gelten auch für K2, wenn die Abstützfläche erfindungsgemäß angeordnet wird.
Die 2 verdeutlicht beispielhaft eine Ausführung einer Kupplungsanordnung 1, bei welcher beide Kupplungsanordnungen K1 und K2 hinsichtlich der Betätigung und der Ausrichtung der wirksamen Anpressflächen 12, 13 sowie der Abstützflächen modifiziert wurden. Der Grundaufbau der Kupplungsteile 4, 5, 6, 7 entspricht dem in 1 beschriebenen. Allerdings wurde hier der die Abstützfläche 15 an der zweiten Kupplungsanordnung K2 bildende Anschlag 19 vom Außenlamellenträger 5 ₂₀ gebildet. Die Abstützfläche ist hier ebenfalls mittig zur Fläche der Endlamelle 5.n zur Erzielung einer gleichmäßigen Flächenpressung angeordnet. Die die Anpresskraft erzeugenden Elemente sind hier als Tellerfedern 25, 26 ausgeführt. Die an den Stirnflächen der Tellerfedern ausgebildeten Anpressflächen 12, 13 werden über eine Art Hebelmechanismus 24.1, 24.2 betätigt. Die Anpressfläche 12, 13 selbst an der Tellerfeder ist derart ausgeführt, dass dieses durch Kraftbeaufschlagung über den Hebelmechanismus 24.1 gegen die jeweilige kolbenseitige Endlamelle 4.1 beziehungsweise 5.1 des entsprechenden Kupplungsteiles 4, 5 wirkt, hier insbesondere die Außenlamellen und damit die Kupplungsteile 4, 5. Auch hier sind die Außenlamellenträger entsprechend ausgeführt, so dass diese eine Abstützfläche 14 beziehungsweise 15 für die jeweiligen Endlamellen 4.n, 5.n der einzelnen Kupplungsanordnungen K1 und K2 bilden. Die einzelne Abstützfläche 14, 15 ist derart angeordnet, dass diese eine mittige Abstützung der möglichen Lamellenreibfläche bildet und somit die resultierende Gegenkraft F_Abstütz1 für die erste Kupplungsanordnung K1 und F_Abstütz2 für die zweite Kupplungsanordnung K2 zur resultierenden Betätigungskraft F_Res1 für die erste Kupplungsanordnung K1 und F_Res2 für die zweite Kupplungsanordnung K2 erzeugt und die Kraftlinien der resultierenden Kräfte nahezu auf einem Radius beziehungsweise Durchmesser d_A1, d_A2 liegen. Hierbei ist für beide Kupplungsanordnungen K1 und K2 ersichtlich, dass aufgrund der mittigen Abstützung die Endlamellen 4.n beziehungsweise 5.n jeweils dünner als die Zwischenlamellen 4.2 bis 4.n – 1, 6.1 bis 6.n beziehungsweise 5.2 bis 5.n – 1 und 7.1 bis 7.n ausgeführt sind. Die Dicke der Endlamelle liegt auch hier im Bereich von 1‚5 bis 2,5 mm.
Die Anordnung der Abstützflächen 14, 15 erfolgt im mittigen Flächenbereich der wirksamen Reibflächen der Außen- und Innenlamellen. Dadurch ist es möglich, eine gleichmäßige Abstützung der durch das Kolbenelement 10 beziehungsweise 11 auf die einzelnen Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5 und 7 aufgebrachten Betätigungskraft zu ermöglichen. Durch die mittige Abstützung ist es möglich, die Dicke des letzten, sich in der Abstützfläche 14 beziehungsweise 15 abstützenden Elementes des ersten beziehungsweise zweiten Kupplungsteiles 4, 6 beziehungsweise 5, 7 zu reduzieren. Die Reduzierung erfolgt derart, dass diese Endlamellen dünner ausgelegt werden als die weiteren Zwischenlamellen, wodurch die axiale Baulänge verringert und Kosten gespart werden können sowie die maximalen Temperaturen im Reibkontaktbereich bei gleicher axialer Baulänge des Lamellenpaketes insgesamt gesenkt und die Lebensdauer des Belags beziehungsweise der Reibfläche und des Getriebeöls zu erhöht werden kann.
Die wirksamen Anpressflächen 12 und 13 und die Abstützflächen 14 beziehungsweise 15 sind in axialer Richtung betrachtet direkt einander gegenüberliegend ausgeführt, das heißt diese weisen zueinander und sind ferner vorzugsweise frei von Versatz in radialer Richtung zueinander. Ferner erfolgt die Anordnung der wirksamen Anpressflächen 12, 13 beziehungsweise der Abstützflächen 14, 15 mittig bezogen auf die wirksame Fläche der miteinander in Wirkverbindung bringbaren Kupplungsteile 4, 6 beziehungsweise 5 und 7, insbesondere der jeweiligen Endlamelle 4.n und 5.n.
Die 3 verdeutlicht noch einmal einen Ausschnitt aus 2 hinsichtlich des Betätigungsmechanismus für die Kupplungsordnung K1 vergrößert als Detail.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsanordnung
2: nasslaufende Doppelkupplung
3: Stelleinrichtung
4: erster Kupplungsteil
4.1–4.n: Lamellen
5: erster Kupplungsteil
5.1–5.n: Lamellen
6: zweiter Kupplungsteil
6.1–6.n: Lamellen
7: zweiter Kupplungsteil
7.1–7.n: Lamellen
8: Stelleinrichtung
9: Stelleinrichtung
10: Kolbenelement
11: Kolbenelement
12: wirksame Anpressfläche
13: wirksame Anpressfläche
14: Abstützfläche
15, 15': Abstützfläche
16: Stirnseite
17: Stirnseite
18: Anschlag
19, 19': Anschlag
4₂₀: Lamellenträger
5₂₀: Lamellenträger
6₂₀: Lamellenträger
7₂₀: Lamellenträger
21: Mitnehmereinheit
22: Sicke
23: Kupplungsteil
24: Hebelmechanismus
25: Tellerfeder
26: Tellerfeder
F_Res1: resultierende Betätigung der Gegenkraft
F_Res2: resultierende Betätigungskraft
F_Abstütz1: resultierende Abstützkraft
F_Abstütz2: resultierende Abstützkraft
d_A1, d_A2: Durchmesser
E: Eingang
A1, A2: Ausgang
K1: erste Kupplungsanordnung
K2: zweite Kupplungsanordnung
d: Dicke
d_A10: Außenumfang

Claims

Kupplungsanordnung (1, K1, K2), insbesondere in Scheibenbauweise, umfassend zwei mindestens eine Fläche einer Reibpaarung bildendes reibflächentragendes Element (4.1–4.n, 5.1–5.n, 6.1–6.n, 7.1–7.n) aufweisende Kupplungsteile (4, 5, 6, 7), die miteinander über eine Stelleinrichtung (8, 9), umfassend ein Anpresselement (10, 11) in Wirkverbindung bringbar sind, wobei die an den Kupplungsteilen (4, 5, 6, 7) wirkende Betätigungskraft (F_Res1, F_Res2) mittig an einer der wirksamen Anpressfläche (12, 13) gegenüberliegenden und zu dieser gerichteten Abstützfläche (14, 15) abgestützt wird, wobei das Anpresselement als Kolbenelement ausgebildet ist und derart ausgeführt ist, dass die wirksame Anpressfläche, und somit die Kolbenfläche, die an der der abstützflächenseitigen Endlamelle gegenüberliegenden äußeren Endlamelle wirksam ist, zur Abstützfläche entgegengesetzt ausgerichtet ist und wobei die Anlage der Kolbenfläche durch Verschieben und nicht durch Verkippen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Wirkungsrichtung der Betätigungskraft (F_Res1, F_Res2) liegende letzte eine Fläche einer Reibpaarung bildende Element eine Dicke d aufweist, die geringer als die Dicke der anderen Elemente ist, wobei jeweils ein Träger (4 ₂₀, 5 ₂₀, 6 ₂₀, 7 ₂₀) für die einzelnen eine Fläche einer Reibpaarung bildenden Elemente (4.1–4.n, 5.1–5.n, 6.1–6.n, 7.1–7.n) der einzelnen Kupplungsteile (4, 5, 6, 7) vorgesehen ist und die Abstützfläche (14, 15) am Träger (4 ₂₀, 5 ₂₀, 6 ₂₀, 7 ₂₀) ausgebildet ist.
Kupplungsanordnung (1, K1, K2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (14, 15) mittig zur Reibfläche des die Abstützfläche kontaktierenden reibflächentragenden Elementes (4.n, 5.n) angeordnet ist.
Kupplungsanordnung (1, K1, K2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (14, 15) von einem Vorsprung, insbesondere einer Sicke (22) am jeweiligen, die Abstützfläche (14, 15) bildenden Element ausgebildet ist und der Vorsprung, insbesondere die Sicke (22) in Umfangsrichtung frei von Unterbrechungen ausgeführt ist.
Kupplungsanordnung (1, K1, K2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (14, 15) der wirksamen Anpressfläche (12, 13) in axialer Richtung betrachtet frei von Versatz in radialer Richtung gegenüberliegt.
Kupplungsanordnung (1, K1, K2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (14, 15) größer als die wirksame Anpressfläche (12, 13) ist.
Kupplungsanordnung (1, K1, K2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (14, 15) kleiner oder gleich als die wirksame Anpressfläche (12, 13) ist.
Kupplungsanordnung (1, K1, K2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Anpressfläche (12, 13) der Größe der Reibflächen entspricht.
Kupplungsanordnung (1, K1, K2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfläche von einem Kolbenelement gebildet wird.
Kupplungsanordnung (1, K1, K2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfläche von einer über einen Hebelmechanismus vorspannbaren Tellerfeder gebildet wird.
Kupplungsanordnung (1), insbesondere Doppelkupplungsanordnung, umfassend zumindest einen Eingang (E) und zwei Ausgänge (A1, A2), mit einer ersten Kupplungsanordnung (K1) und einer zweiten Kupplungsanordnung (K2), die koaxial zueinander und in radialer Richtung ineinander angeordnet sind, umfassend jeweils einen ersten mit dem Eingang (E) koppelbaren oder diesen bildenden Kupplungsteil (4, 5) und einen zweiten jeweils mit einem Ausgang (A1, A2) koppelbaren Kupplungsteil (6, 7), die miteinander über eine Stelleinrichtung (8, 9) in Wirkverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Kupplungsanordnung (K1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplungsanordnung (K2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke d 85% – vorzugsweise 90% – der Dicke der anderen Lamellen entspricht.