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Die Erfindung betrifft eine hydraulisch schaltbare Kupplung mit einer hydraulischen Betätigungseinheit, die eine axial verschiebbare Kolbenanordnung umfasst, mit einer Drehmomentübertragungseinheit, die wenigstens eine Reibscheibe umfasst, die durch die Kolbenanordnung axial kraftbeaufschlagbar ist, sowie mit einer Tragstruktur, die die hydraulische Betätigungseinheit sowie die Drehmomentübertragungseinheit trägt.
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Eine derartige hydraulisch schaltbare Kupplung ist durch die Anmelderin allgemein bekannt. Die bekannte Schaltkupplung weist eine Drehmomentübertragungseinheit mit einem Reiblamellenpaket auf, das durch eine Kolbenanordnung einer hydraulischen Betätigungseinheit hydraulisch axialkraftbeaufschlagbar ist. Durch die hydraulische Axialkraftbeaufschlagung werden die Reiblamellen des Reiblamellenpakets zusammengepresst. Die eine Hälfte der Reiblamellen ist drehschlüssig mit dem einen Kupplungsteil und die andere Hälfte der Reiblamellen mit dem anderen Kupplungsteil drehschlüssig verbunden, so dass bei axialer Kraftbeaufschlagung durch die Kolbenanordnung die Reiblamellen gegeneinander gepresst werden und eine entsprechende Drehmomentübertragung zwischen den beiden Kupplungsteilen bewirken. Entsprechende Trag- und Funktionsabschnitte der Betätigungseinheit und der Drehmomentübertragungseinheit werden über gemeinsame Befestigungsmittel in Form von die Kupplung axial durchdringenden Befestigungsschrauben gegeneinander gesichert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulisch schaltbare Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Funktion im Betrieb sowie bei Montage und Demontage ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Betätigungseinheit modular auf der Tragstruktur angeordnet und unabhängig von der Drehmomentübertragungseinheit montierbar oder demontierbar sowie auf Funktion überprüfbar ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein separat zur Drehmomentübertragungseinheit und zur Tragstruktur handhabbares Betätigungsmodul geschaffen, das zum einen eine vereinfachte Montage und Demontage ermöglicht und zum anderen eine einfache Funktionsprüfung insbesondere auf hydraulische Dichtheit der Betätigungseinheit ermöglicht. Zudem kann durch die Abtrennung der Betätigungseinheit als separat handhabbares Modul eine besonders gute Anpassung von Materialien und Werkstoffen an die gewünschte Betätigungsfunktion erfolgen, unabhängig von den für die Drehmomentübertragungseinheit gewählten Materialien und Werkstoffen. Die modular vorgesehene Betätigungseinheit kann im Bedarfsfall als Ganzes, d. h. ohne Öffnung eines entsprechenden Hydraulikkolbenraumes, demontiert und ausgetauscht werden. Hierdurch wird die Beschädigung hydraulischer Dichtungen oder das Eindringen von Schmutz in den Kolbenraum verhindert.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehmomentübertragungseinheit modular auf der Tragstruktur angeordnet und unabhängig von der Betätigungseinheit montierbar oder demontierbar. Die Drehmomentübertragungseinheit weist vorzugsweise ein Lamellenpaket mit mehreren alternierend dem einen und dem anderen Kupplungsteil zuzuordnenden Reiblamellen auf. Durch die modulare Gestaltung kann auch die Drehmomentübertragungseinheit relativ zur Tragstruktur und relativ zur Betätigungseinheit unabhängig montiert und demontiert werden. Vorzugsweise erfolgt eine Montage und Demontage der Drehmomentübertragungseinheit zu einer axial zu der Betätigungseinheit gegenüberliegenden Seite hin.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Betätigungseinheit und der Drehmomentübertragungseinheit jeweils unterschiedliche mechanische Fixiermittel zur Befestigung auf der Tragstruktur zugeordnet, die unabhängig voneinander handhabbar sind. Die mechanischen Fixiermittel sind relativ zur Tragstruktur lösbar angeordnet und können als Befestigungsschrauben oder ähnliche mechanische Befestigungsmittel ausgeführt sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die mechanischen Fixiermittel jeweils einen Axialsicherungsring für die Betätigungseinheit einerseits und die Drehmomentübertragungseinheit andererseits. Der entsprechende Axialsicherungsring für jedes der beiden Module rastet in montiertem Zustand in eine korrespondiere Radialnut der Tragstruktur ein. Die Tragstruktur kann zudem einstückig ausgeformte Axialanschläge als Gegenstützen in Form von Ringstufenabsätzen oder Ähnlichem aufweisen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kolbenanordnung der Betätigungseinheit auf einem ringförmigen Hydraulikgehäusekörper axial verschiebbar gelagert, der gemeinsam mit der Kolbenanordnung einen Kolbenraum umschließt, und der Hydraulikgehäusekörper ist als separates Bauteil lösbar auf der Tragstruktur gehalten. Dadurch kann der Hydraulikgehäusekörper gemeinsam mit der Kolbenanordnung von der Tragstruktur entfernt werden, ohne dass sich hierdurch eine Öffnung des Kolbenraums ergibt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Hydraulikgehäusekörper mittels eines Axialsicherungsrings gegen einen Axialanschlag der Tragstruktur axial abgestützt. Der Axialanschlag bildet die Gegenstütze für den Hydraulikgehäusekörper, so dass der Hydraulikgehäusekörper zwischen dem Axialsicherungsring und dem Axialanschlag auf der Tragstruktur gehalten ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Hydraulikgehäusekörper wenigstens einen Hydraulikkanal, der in den Kolbenraum mündet, und der Hydraulikgehäusekörper ist gegenüber der Tragstruktur hydraulisch dicht angeordnet. Der Hydraulikgehäusekörper kann somit hydraulische Zu- und Ableitungen für den Kolbenraum umfassen. Der Hydraulikgehäusekörper ist vorzugsweise einteilig ausgeführt und der wenigstens eine Hydraulikkanal ist durch spanende Bearbeitung in den Hydraulikgehäusekörper eingebracht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung fluchtet der wenigstens eine Hydraulikkanal des Hydraulikgehäusekörpers in montiertem Zustand mit einem hydraulischen Anschlusskanal der Tragstruktur. Dadurch wird in montiertem Zustand eine funktionssichere Hydraulikleitung geschaffen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der einzigen Zeichnung dargestellt ist.
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Die einzige Zeichnung zeigt eine Schnittdarstellung einer oberen Hälfte einer im Wesentlichen rotationssymmetrischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, hydraulisch schaltbaren Kupplung.
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Eine hydraulisch schaltbare Kupplung 1 weist zwei Kupplungsteile auf. Ein innenliegender Kupplungsteil wird durch eine Tragstruktur 2 gebildet. Ein äußerer Kupplungsteil wird durch eine Gehäuseglocke 3 gebildet, die mit einem nicht näher bezeichneten Triebrad im Betriebszustand verbunden ist. Der innere, durch die Tragstruktur 2 gebildete Kupplungsteil ist koaxial zu einer Kupplungsdrehachse D mit einer ebenfalls nicht näher bezeichneten Welle drehschlüssig verbunden. Auch der äußere Kupplungsteil, der durch die Gehäuseglocke 3 gebildet wird, ist koaxial zur Kupplungsdrehachse D ausgerichtet. Mit den Begriffen innerer und äußerer Kupplungsteil wird die relativ zur Kupplungsdrehachse D radial innere und radial äußere Anordnung bezeichnet.
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Auf der Tragstruktur 2 gehalten ist zum einen eine nachfolgend näher beschriebene hydraulische Betätigungseinheit 4 und zum anderen eine Drehmomentübertragungseinheit 5. Die Drehmomentübertragungseinheit 5 umfasst ein Lamellenpaket mit mehreren axial beweglichen Reiblamellen 14, 15, die durch sieben Innenlamellen 14 und sechs Außenlamellen 15 gebildet sind. Die Innenlamellen 14 und Außenlamellen 15 sind alternierend in Axialrichtung aneinandergefügt, wobei die Innenlamellen 14 drehschlüssig aber axial verschiebbar mit einer Verzahnung der Tragstruktur 2 verbunden sind. Die Außenlamellen 15 sind radial außenseitig drehschlüssig mit einer Innenverzahnung der Gehäuseglocke 3 verbunden. Axial außenliegend auf einer der Betätigungseinheit 4 gegenüberliegenden Seite ist das so gebildete Lamellenpaket axial abgestützt durch eine axial feststehende Reibscheibe 17. Die Reibscheibe 17 ist auf einem Außenumfang der Tragstruktur 2 gehalten und ist axial zur Mitte hin an einem radial nach außen erstreckten Stufenabschnitt der Tragstruktur 2 abgestützt. Axial nach außen zur Stirnseite der Tragstruktur 2 hin ist die Reibscheibe 17 durch einen lösbaren Axialsicherungsring 18 gesichert.
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Auf radialer Höhe der Reibscheibe 17 erstrecken sich durch die Tragstruktur 2 axial hindurch mehrere über den Umfang der Tragstruktur 2 verteilt angeordnete Axialbohrungen, in denen jeweils eine Schraubendruckfeder 18 vorgesehen ist, die zum Lüften einer Kolbenanordnung 8 der Betätigungseinheit 4 vorgesehen sind. Die Schraubendruckfedern 18 stützen sich mit ihrem der Reibscheibe 17 gegenüberliegenden Stirnende jeweils an einem koaxial zur Kupplungsdrehachse D verlaufenden Stützring 19 ab, der an einer axialen Stirnfläche der Kolbenanordnung 8 der Betätigungseinheit 4 anliegt.
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Die Kolbenanordnung 8 der Betätigungseinheit 4 wird durch einen Ringkolben gebildet, der auf radialer Höhe der Reiblamellen 14, 15 gegen die Reiblamellen 14, 15 axial verschiebbar gelagert ist. Die Kolbenanordnung 8 ist auf einem ringförmigen Hydraulikgehäusekörper 9 axial verschiebbar gelagert, der gemeinsam mit der Kolbenanordnung 8 einen hydraulischen Kolbenraum 7 umschließt.
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Die dargestellte Zeichnung ist eine technische Zeichnung, der Details der hydraulisch schaltbaren Kupplung 1 maßstabsgetreu entnehmbar sind. Die Kolbenanordnung 8 ist gegenüber dem Hydraulikgehäusekörper 9 mithilfe von zwei Dichtringen 12 abgedichtet, die in der Zeichnung links und rechts des Kolbenraums 7 angeordnet sind. Der Kolbenraum 7 bildet einen radial erstreckten Ringraum, der radial nach innen mit einem Hydraulikkanal 10 fluchtet, der in dem Hydraulikgehäusekörper 9 integriert ist. Der Hydraulikkanal 10 fluchtet radial nach innen mit einem radial erstreckten hydraulischen Anschlusskanal 6, der in der Tragstruktur 2 vorgesehen ist. Koaxial zur Kupplungsdrehachse D geht der Anschlusskanal 6 in einen axial zur linken Stirnseite der Tragstruktur 2 hin offenen Kanalabschnitt über. Die Verbindung zwischen dem Anschlusskanal 6 und dem Hydraulikkanal 10 im Hydraulikgehäusekörper 9 ist durch einen Dichtring 11 abgedichtet, der in einer Ringnut der Tragstruktur 2 eingebettet ist und sich radial nach außen gegen eine radial innere Innenmantelfläche des Hydraulikgehäusekörpers 9 abstützt. Der Hydraulikgehäusekörper 9 weist im Querschnitt gesehen eine stufenförmige Form auf, wobei ein radial innerer axialer Stufenabschnitt auf Höhe der Schraubendruckfedern 18 angeordnet ist und sich an einem radialen Ringstufenabsatz 20 der Tragstruktur 2 axial abstützt. An den radial zueinander beabstandeten außenseitigen Mantelflächen des Hydraulikgehäusekörpers 9 ist die Kolbenanordnung 8 unter Zwischenfügung der Dichtringe 12 axial verschiebbar gelagert. Der Hydraulikgehäusekörper 9 wird mittels eines Axialsicherungsrings 13 auf der Tragstruktur 2 axial gesichert. Hierzu ist auf der dem Ringstufenabschnitt 20 gegenüberliegenden Seite der Tragstruktur 2 eine zur Kupplungsdrehachse D koaxiale Ringnut vorgesehen, in die der Axialsicherungsring 13 lösbar einrastet. Der Ringstufenabschnitt 20 bildet einen Axialanschlag der Tragstruktur.
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Dadurch, dass die Kolbenanordnung 8 von dem Hydraulikgehäusekörper 9 getragen ist, kann durch ein Lösen des Axialsicherungsrings 13 die gesamte Betätigungseinheit 4 axial von der Tragstruktur 2 – in der Zeichnung nach links – abgezogen und entfernt werden. Dabei bleibt der Kolbenraum 7 geschlossen. Die Betätigungseinheit 4 bildet demzufolge ein separat handhabbares, montierbares und demontierbares Modul der hydraulisch schaltbaren Kupplung 1, das über den Ringstufenabsatz 20 der Tragstruktur 2 einerseits und den Axialsicherungsring 13 andererseits auf der Tragstruktur 2 lösbar gesichert ist.
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Im Betriebszustand der Kupplung 1 wird der Kolbenraum 7 mit Hydrauliköl druckbeaufschlagt, um die Kolbenanordnung 8 in der Zeichnung nach rechts zu verschieben. Hierdurch werden die Reiblamellen 14, 15 axial gegeneinander gepresst, wodurch mittels der Innen- und Außenverzahnungen der Reiblamellen 14, 15 eine Drehmomentübertragung zwischen der Tragstruktur 2 und der außenliegenden Gehäuseglocke 3 erzielt wird. Sobald der Kolbenraum 7 gelüftet wird, drücken die Schraubendruckfedern 18 die Kolbenanordnung 8 wieder in die in der Zeichnung dargestellte Lüftstellung zurück. Dadurch werden die Reiblamellen 14, 15 wieder freigegeben, so dass keine Drehmomentübertragung mehr zwischen der Tragstruktur 2 und der Gehäuseglocke 3 erfolgt.
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Auch die Drehmomentübertragungseinheit 5 ist als separat handhabbares Modul gestaltet. Denn durch ein Lösen des in der Zeichnung rechten Axialsicherungsrings 18 können alle Funktionsteile der Drehmomentübertragungseinheit 5 zur rechten axialen Stirnseite der Kupplung 1 hin axial verlagert und entfernt werden. Dies gilt für die Reibscheibe 17 wie auch für alle Reiblamellen 14, 15 und für die Schraubendruckfedern 18. Eine erneute Montage der Drehmomentübertragungseinheit 5 erfolgt in entsprechend umgekehrter Reihenfolge von der in der Zeichnung rechten Stirnseite der Kupplung 1 her. Die Betätigungseinheit 4 verbleibt während der Demontage oder Montage der Drehmomentübertragungseinheit 5 unverändert auf der Tragstruktur 2 gesichert über den Ringstufenabschnitt 20 einerseits und den in der Zeichnung linken Axialsicherungsring 13 andererseits.
