WO2012034644A1

WO2012034644A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: WO2012034644A1
Application number: PCT/EP2011/004332
Authority: WO
Inventors: Herbert Steinwender
Original assignee: Magna Powertrain Ag & Co Kg
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-03-22
Also published as: US20140021001A1; DE102010045721A1; DE112011103099A5

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung zur Übertragung von Drehmoment zwischen einem ersten Bauteil (18) und einem zweiten Bauteil (14), die um eine gemeinsame Drehachse (R) drehbar gelagert sind. Die Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst eine in axialer Richtung betätigbare Kupplung (12) und eine Aktuierungseinheit (26) mit einer Wandlereinrichtung (28) und einer Betätigungseinrichtung. Die Wandlereinrichtung (28) umfasst zumindest ein axial bewegliches erstes Wandlerelement (30) und ein dem zweiten Bauteil (14) zugeordnetes zweites Wandlerelement (30), die relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind. Die Wandlerelemente (30) sind derart ausgestaltet, dass eine relative Verdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Wandlerelement (34, 30) in eine axiale Bewegung des ersten Wandlerelements (34) zur Betätigung der Kupplung (12) umwandelbar ist. Die Betätigungseinrichtung ist derart ausgestaltet, dass zwischen einem drehfest mit dem ersten Bauteil (18) verbundenen Bauelement (36) der Kupplung (12) und dem ersten Wandlerelement (34) selektiv eine Kopplung erzeugbar ist, um eine relative Verdrehung der Wandlerelemente (30) zueinander zu bewirken.

Description

DREHMOMENTÜBERTRAGUNGSEINRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung zum Übertragen von Drehmoment zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil, die um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar gelagert sind.

Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen weisen oftmals eine in axialer Richtung betätigbare Kupplung und eine Aktuierungseinheit mit einer Wandlereinrichtung und einer Betätigungseinrichtung auf. Die Wandlereinrichtung dient dabei zur Umsetzung einer von der Betätigungseinrichtung erzeugten Bewegung in eine zur Aktuierung der Kupplung geeignete Bewegung. Bei Drehmomentübertragungseinrichtungen ist es von großer Bedeutung, dass diese eine zuverlässige und effiziente Funktionsweise aufweisen und insbesondere dass das angeforderte Drehmoment in dem gewünschten Maß übertragen werden kann. Außerdem müssen sie kompakt und einfach zu kühlen sein.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehmomentübertragungseinrichtung der vorstehend genannten Art zu schaffen, die den vorstehend genannten Anforderungen genügt und die gleichzeitig kostengünstig ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß umfasst die Wandlereinrichtung der Aktuierungseinheit zumindest ein axial bewegliches erstes Wandlerelement und ein dem zweiten Bauteil zugeordnetes zweites Wandlerelement. Die Wandlerelemente sind relativ zueinander verdrehbar angeordnet und sind derart ausgestal- tet, dass eine relative Verdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Wandlerelement in eine axiale Bewegung des ersten Wandlerelements zur Betätigung der Kupplung umwandelbar ist. Die Betätigungseinrichtung ist derart ausgestaltet, dass zwischen einem drehfest mit dem ersten Bauteil verbundenen Bauelement der Kupplung und dem ersten Wandlerelement selektiv eine Kopplung erzeugbar ist, um eine relative Verdrehung der Wandlerelemente zueinander zu bewirken.

Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass die Wandlereinrichtung eine relative Verdrehung der beiden Wandlerelemente ausnutzt, um das erste Wandlerelement zu einer axialen Bewegung anzutreiben, die zur Betätigung der Kupplung dient. Die Betätigungseinrichtung stellt eine Kopplung zwischen einem mit dem ersten Bauteil verbundenen Bauelement und dem ersten Wandlerelement her. Bei Aktuierung der Betätigungseinrichtung wird somit letztlich ein Teil der Wandlereinrichtung mit dem ersten Bauteil gekoppelt, um eine in einem nicht aktuierten Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung vorliegende Drehzahldifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil zur Betätigung der Wandlereinrichtung zu nutzen. Durch die Kopplung muss nicht zwangsläufig eine drehfeste Verbindung hergestellt werden. In vielen Fällen ist es ausreichend und sogar bevorzugt, wenn durch die Betätigungseinrichtung lediglich eine„schleifende" Kopplung zwischen dem Bauelement und dem ersten Wandlerelement erzeugt wird.

Beispielsweise wird bei einer Drehung des ersten Bauteils und einem in Ruhe befindlichen zweiten Bauteil bei einer Aktivierung der Betätigungs- einrichtung das erste Wandlerelement durch die Kopplung mit dem drehfest mit dem ersten Bauteil verbundenen Bauelement beschleunigt, während das dem zweiten Bauteil zugeordnete zweite Wandlerelement keine Drehbewegung ausführt. Aufgrund der Kopplung mit dem ersten Bauteil über das Bauelement verdreht sich das erste Wandlerelement relativ zu dem zweiten Wandlerelement, wodurch eine die Kupplung betätigende Axialbewegung des ersten Wandlerelements erzeugt wird.

Es versteht sich, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung in analo- ger Form arbeitet, wenn sich das erste Bauteil anfänglich nicht bewegt und sich das zweite Bauteil dreht oder wenn sich die beiden Bauteile mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen. Wesentlich ist lediglich, dass überhaupt eine Drehzahldifferenz zwischen den beiden Bauteilen besteht. Diese Situation liegt allerdings in der Regel vor, wenn eine Aktuierung der Drehmomentübertragungseinrichtung angefordert wird, da bei Drehzahlgleichheit der beiden Bauteile keine Drehmomentübertragung erforderlich ist.

Die Nutzung der vor Kopplung der Bauteile ohnehin vorliegenden Dreh- zahldifferenz zur Erzeugung der axialen Betätigungskraft der Kupplung ermöglicht eine hohe Effizienz der Drehmomentübertragungseinrichtung. Beispielsweise kann die Wandlereinrichtung so gestaltet sein, dass die Charakteristik der axialen Bewegung des ersten Wandlerelements eine Funktion der Drehzahldifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil ist. Vorteilhaft ist ferner, dass neben der Betätigungseinrichtung und der Wandlereinrichtung keine weiteren Baueinheiten notwendig sind, um die Funktionsfähigkeit der Aktuierungseinheit herzustellen. Diese lässt sich daher kompakt und robust gestalten und kostengünstig herstellen. Die kompakte Bauweise vereinfacht zudem die Abfuhr der bei Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung erzeugten Abwärme. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Betätigungseinrichtung einen Elektromagneten, der derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass eine magnetische Kopplung zwischen dem ersten Wandlerele- ment und dem drehfest mit dem ersten Bauteil verbundenen Bauelement erzeugbar ist. Ein Elektromagnet ist ein robustes und kostengünstiges Bauteil, das zudem schnell auf entsprechende Anforderungssignale reagiert, so dass die Drehmomentübertragungseinrichtung insgesamt schnell aktuierbar ist. Außerdem können Elektromagnete auf einfache Weise ge- steuert werden, so dass auch das über die Drehmomentübertragungseinrichtung übertragene Dremoment gut steuerbar ist.

Bevorzugt umfasst der Elektromagnet eine koaxial zu dem ersten und dem zweiten Bauelement angeordnete Spule.

Eine robuste und konstruktiv einfache Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinrichtung sieht vor, dass das zweite Wandlerelement axialfest und drehfest mit dem zweiten Bauteil verbunden ist. Das zweite Wandlerelement kann daher als axiale Abstützung für die axiale Bewe- gung des ersten Wandlerelements dienen. Da das zweite Wandlerelement drehfest mit dem zweiten Bauteil verbunden ist, ist es außerdem zur Erzeugung einer relativen Verdrehung der beiden Wandlerelemente bereits ausreichend, das erste Wandlerelement selektiv mit dem Bauelement zu koppeln.

Das erste Wandlerelement kann relativ zu dem ersten Bauteil und zu dem zweiten Bauteil verdrehbar angeordnet sein. Die zumindest in bestimmten Grenzen mögliche Verdrehung des ersten Wandlerelements relativ zu den beiden Bauteilen stellt eine gute Entkopplung der beiden Bauteile in ei- nem nicht aktuierten Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung sicher, was 201 Effizienzverbesserungen führt.

Bevorzugt bilden die Wandlerelemente einen Rampenmechanismus, der insbesondere zumindest einen zwischen den Wandlerelementen angeordneten Wälzkörper umfasst. Die Wandlerelemente können jeweils zumindest eine V-förmige oder U-förmige Rille aufweisen, in denen der Wälzkörper angeordnet ist, um diesen sicher zu führen. Eine mit einem Rampenmechanismus versehene Wandlereinrichtung stellt eine zuverlässige Um- Wandlung einer relativen Drehbewegung der beiden Bauteile in eine axiale Bewegung sicher.

Wenn die Kopplung zwischen dem Bauelement und dem ersten Wandlerelement beispielsweise dadurch erzeugt wird, dass die beiden genann- ten Komponenten gegeneinander gepresst werden, kann bei geeigneter

Ausgestaltung des Rampenmechanismus eine Verstärkung der anfänglich bereitgestellten Anpresskraft bewirkt werden. Durch die anfangs beispielsweise vergleichsweise schwache Kopplung zwischen dem Bauelement und dem ersten Wandlerelement wird - wie vorstehend bereits be- schrieben - eine erste Verdrehung des ersten Wandlerelements relativ zu dem zweiten Wandlerelement erzeugt. Der Rampenmechanismus wandelt diese Verdrehung in eine axiale Bewegung um, die bei geeigneter relativer Anordnung und Ausgestaltung des Bauelements und des ersten Wandlerelements zu einer Verstärkung der zwischen ihnen wirkenden Kopplung führt. Diese verstärkende Kopplung wiederum bewirkt eine stärkere„Mitnahme" des ersten Wandlerelements durch das drehfest mit dem ersten Bauteil verbundene Bauelement. Dadurch wird die relative Verdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Wandlerelement vergrößert, was wiederum zu einer weiteren axialen Bewegung des ersten Wandlerele- ments und damit zu einer Verstärkung der vorstehend beschriebenen Kopplung führt. Die automatische Verstärkung der anfänglich aufgebrachten Aktuierungskraft durch eine geeignete Ausgestaltung der Aktuie- rungseinheit wird als Selbstverstärkung bezeichnet. Eine effizientere Wärmeabfuhr und eine kompaktere Bauweise wird erreicht, wenn das erste Bauteil die Wandlereinrichtung und/ oder die Betätigungseinrichtung zumindest teilweise umgibt und insbesondere die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung vollständig überdeckt. Ein zusätzliches Gehäuse zum Schutz der Wandlereinrichtung und/ oder der Betätigungseinrichtung ist dann nicht nötig.

Es kann - alternativ oder zusätzlich - vorgesehen sein, dass das erste Wandlerelement eine Ausnehmung aufweist, die die Betätigungseinrichtung zumindest teilweise - insbesondere vollständig - aufnimmt, um diese zu schützen und um aufgrund der kompakten Bauweise auch eine effiziente Funktionsweise der Aktuierungseinheit zu erreichen.

Die Kupplung kann eine - insbesondere trocken laufende - Lamellenkupplung sein.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bauelement eine erste Reibfläche, die mit dem ersten Wandlerelement zusammenwirkt, und eine gegenüberliegende zweite Reibfläche, die mit einem Lamellenpaket der Lamellenkupplung zusammenwirkt, um die Kopplung zwischen dem Bau- dement und dem ersten Wandlerelement bei Aktuierung der Drehmomentübertragungseinrichtung zu verbessern.

Bevorzugt ist das drehfest mit dem ersten Bauteil verbundene Bauelement eine Lamelle der Lamellenkupplung, d.h. zur Aktuierung der Drehmomen- tübertragungseinrichtung wird eine Kopplung zwischen einer Lamelle der Lamellenkupplung und dem ersten Wandlerelement hergestellt. Das Bauelement ist insbesondere eine etwas robuster als die übrigen Lamellen des Lamellenpakets ausgebildete„Pilotlamelle", die eine Art Bindeglied zwischen dem ersten Wandlerelement und dem Lamellenpaket bildet und die zur Aufnahme der auf sie wirkenden Aktuierungskräfte entsprechend stabiler ausgebildet ist. Sofern eine magnetische Kopplung zwischen der Pilotlamelle und dem ersten Wandlerelement vorgesehen ist, erweist es sich als Vorteil, die Pilotlamelle und / oder das erste Wandlerelement aus magnetisch hochpermeablem Material zu fertigen. Dies erleichtert die Führung von magnetischen Feldlinien durch die genannten Komponenten und verbessert damit die zwischen ihnen wirkende Kopplung bei Aktuie- rung der Drehmomentübertragungseinrichtung. Eine verbesserte Feldlinienführung wird auch durch eine im Querschnitt vergleichsweise stabile Bauart der genannten Komponenten unterstützt.

Bevorzugt ist das erste Bauteil ein Kupplungskorb der Kupplung.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Unteransprüchen und den Zeichnungen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand vorteilhafter Ausführungsformen rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine schematisch dargestellte

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform in einem aktu- ierten Zustand, Fig. 3 eine Prinzipskizze zur Funktionsweise des Rampenmechanismus der Wandlereinrichtung, Fig. 4 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer nass laufenden Lamellenkupplung.

Fig. 1 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung 10, die eine Lamel- lenkupplung 12 zur Übertragung eines Drehmoments von einer Welle 14 auf einen Flansch 16 - und umgekehrt - umfasst.

Der Flansch 16 ist einstückig mit einem Kupplungskorbabschnitt 18a eines Kupplungskorbs 18 ausgebildet. An dem Kupplungskorbabschnitt 18a sind mit Hilfe einer Verzahnung 24 in Bezug auf eine dem Flansch 16 und der Welle 14 gemeinsame Rotationsachse R axial verschiebbare Außenlamellen 20 angeordnet, die drehfest mit dem Kupplungskorbabschnitt 18a verbunden sind. Die Außenlamellen 20 sind alternierend mit Innenlamellen 22 angeordnet, die wiederum mittels einer Verzahnung 24' axial verschiebbar aber drehfest mit der Welle 14 verbunden sind.

In an sich bekannter Weise kann eine Kopplung zwischen der Welle 14 und dem Flansch 16 hergestellt werden, indem ein aus den Lamellen 20, 22 gebildetes Lamellenpaket zusammengepresst wird. Aufgrund der dann zwischen den Lamellen 20, 22 wirkenden Reibungskräfte findet eine Drehmomentübertragung zwischen den rotierenden Bauteilen 14, 16 statt, die u.a. von der das Lamellenpaket beaufschlagenden Kraft abhängt.

Zur Aktuierung der Lamellenkupplung 12 ist eine Aktuierungseinheit 26 mit einer Wandlereinrichtung 28 vorgesehen, die eine Drehzahldifferenz zwischen der Welle 14 und dem Flansch 16 in eine das Lamellenpaket beaufschlagende axiale Bewegung umwandelt. Die Wandlereinrichtung 28 umfasst ein drehfest und axialfest mit der Welle 14 verbundenes Wandlerelement 30. Dieses wirkt über mehrere Wälzkörper 32 mit einem weite- ren Wandlerelement 34 zusammen, das allerdings im Gegensatz zu dem Wandlerelement 30 drehbar und axial beweglich in Bezug auf die Welle 14 angeordnet ist. Das Wandlerelement 34 ist ferner auch drehbar und axial beweglich in Bezug auf den Flansch 16 bzw. den mit ihm integral ausgebildeten Kupplungskorbabschitt 18a.

Die Wandlerelemente 30, 34 bilden zusammen mit den in Umfangsrich- tung um die Welle 14 verteilt und zur Führung in V-förmigen Rillen 32a angeordneten Wälzkörpern 32 einen Rampenmechanismus an sich bekannter Art, der im Detail nachfolgend noch anhand von Fig. 3 erläutert wird. Eine relative Verdrehung des Wandlerelements 34 gegenüber dem Wandlerelement 30 führt dazu, dass das Wandlerelement 34 nach links gegen eine Pilotlamelle 36 gepresst wird, die - wie die Außenlamellen 20 - drehfest und axial verschiebbar mit dem Kupplungskorbabschnitt 18a in Verbindung steht. Die axiale Beaufschlagung der Pilotlamelle 36 durch das Wandlerelement 34 führt zu einem Zusammenpressen des Lamellenpakets, das in der vorstehend beschriebenen Weise zu einer Drehmomentübertragung zwischen der Welle 14 und dem Flansch 16 führt. Es versteht sich, dass die stabiler als die Außenlamellen 20 ausgeführte Pilotlamelle 36 grundsätzlich baugleich mit den Außenlamellen 20 sein kann, wenn die Leistungsanforderungen an die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 dies erlauben.

Eine relative Verdrehung der Wandlerelemente 30, 34 wird dadurch erzeugt, dass zwischen dem Wandlerelement 34 und der Pilotlamelle 36 eine Kopplung hergestellt wird, wodurch das Wandlerelement 34 letztlich mit dem Kupplungskorb 18 antriebswirksam - aber nicht unbedingt drehfest - gekoppelt und damit zu einer Drehbewegung angeregt wird. Da eine Kopplung zwischen dem Flansch 16, der beispielsweise mit einer weiteren Welle (nicht gezeigt) verbunden ist, mit der Welle 14 lediglich dann erforderlich ist, wenn zwischen den beiden genannten Komponenten eine Drehzahldifferenz vorliegt, bedeutet dies, dass eine Kopplung des Wandlerelements 34 mit dem Kupplungskorb 18 zu einer Bewegung des Wandlerelements 34 relativ zu dem drehfest mit der Welle 14 verbundenen Wandlerelement 30 führt. Aufgrund des Rampenmechanismus führt diese Verdrehung zu einer axialen Bewegung des Wandlerelements 34, das dadurch stärker gegen die Pilotlamelle 36 gepresst wird und damit das sich an dem

Flansch 16 axial abstützende Lamellenpaket der Kupplung 12 stärker zusammendrückt. Die stärkere Anpresskraft des Wandlerelements 34 führt zu einer erhöhten Reibung zwischen dem Wandlerelement 34 und der Pilotlamelle 36, was wiederum zu einer stärkeren Kopplung des Wandlerelements 34 an die Drehbewegung des Kupplungskorbs 18 führt. Um diesen Effekt zu verstärken, kann die Kopplung zwischen dem Wandlerelement 34 und der Pilotlamelle 36 durch entsprechende Reibbeläge verbessert werden. Durch die verstärkte Kopplung des Wandlerelements 34 an die Drehbewegung des Kupplungskorbs 18 wird das Wandlerelement 34 noch weiter gegenüber dem Wandlerelement 30 verdreht, was wiederum zu einer verstärkten Anpresskraft führt.

Mit anderen Worten wird durch die Nutzung der Drehzahldifferenz zwi- sehen dem Flansch 16 und der Welle 14 zur Erzeugung der das Lamellenpaket beaufschlagenden Kraft mit Hilfe des Rampenmechanismus eine Selbstverstärkung erzeugt, die die Kraft übersteigt, die anfänglich für die Kopplung zwischen dem Wandlerelement 34 und der Pilotlamelle 36 aufgebracht wurde. Die zu Beginn der Aktuierung der Kupplung 12 benötigte Aktuierungs- kraft wird durch einen Elektromagneten 38 bereitgestellt, der koaxial zu der Welle 14, dem Flansch 16 und den Wandlerelementen 30, 34 sowie den Lamellen 20, 22 angeordnet ist. Bei Bestromung des Elektromagneten 38 wird in dem Wandlerelement 34 eine Magnetisierung induziert, die zusammen mit einer entsprechenden induzierten Magnetisierung der Pilotlamelle 36 eine magnetische Kopplung erzeugt, die ausreichend ist, um das Wandlerelement 34 so stark mit der Pilotlamelle 36 zu koppeln, dass eine relative Verdrehung zu dem Wandlerelement 30 bewirkt wird, die die vorstehend beschriebene Selbstverstärkung in Gang setzt. Es versteht sich, dass das Wandlerelement 34 und/ oder die Pilotlamelle 36 zur Ausbildung einer effizienten Kopplung aus magnetisch hochpermeablem Material gefertigt sind, da bei derartigen Materialen durch ein gegebenes magnetisches Feld eine vergleichsweise große Magnetisierung induziert wird.

Ein durch die induzierte Magnetisierung erzeugter, das Wandlerelement 34 und die Pilotlamelle 36 durchsetzender magnetischer Fluss F ist in Fig. 2 qualitativ gezeigt. Um einen magnetischen„Kurzschluss" zu verhindern, der eine Kopplung zwischen der Pilotlamelle 36 und dem Wandlerelement 34 abschwächen würde, sind in dem Wandlerelement 34 Ausnehmungen 40 vorgesehen, die den magnetischen Fluss F zwingen, aus dem Wandlerelement 34 aus- und in die Pilotlamelle 30 einzutreten. Zu Schutz der Aktuierungseinheit 26 weist der Kupplungskorb 18 einen mit dem Abschnitt 18a drehfest verbundenen Gehäuseabschnitt 18b auf, der die Aktuierungseinheit 26 im Wesentlichen vollständig umgibt. Unabhängig davon, aber ebenfalls die Kompaktheit und Robustheit der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 unterstützend, ist der Aspekt, dass der Elektromagnet 38 in einer Ausnehmung 34' des Wandlerelements 34 angeordnet ist. Durch die räumliche Nähe des Elektromagneten 38 zu dem Wandlerelement 34 und der Pilotlamelle 36 kann das von dem Elektromagneten 38 erzeugte magnetische Feld besonders effizient auf das Wandlerelement 34 und die Pilotlamelle 36 wirken.

Fig. 3 skizziert die Ausgestaltung eines Rampenmechanismus 41 der Wandlereinrichtung 28 in schematischer Form, wobei der untere Keil dem Wandlerelement 30 entspricht und der obere Keil das Wandlerelement 34 versinnbildlicht. Zwischen den Wandlerelementen 30, 34 ist der Wälzkör- per 32 - hier eine Kugel - angeordnet. Da das Wandlerelement 30 fest angeordnet ist, führt eine relative Bewegung des Wandlerelements 34 nach rechts, was einer relativen Verdrehung der beiden Wandlerelemente 30, 34 entspricht, zu einer axialen Bewegung des Wandlerelements 34 (entspricht in Fig. 3 einer Bewegung nach oben) . Die anfängliche Bewe- gung des Wandlerelements 34 nach rechts wird durch die von dem Elektromagneten 38 erzeugte, vorstehend beschriebene magnetische Kopplung bewirkt. Das Wandlerelement 34 wird dabei mit der sich schneller drehenden Pilotlamelle 36„mitgerissen", wodurch die vorstehend beschriebene Selbstverstärkung ausgelöst wird. Es versteht sich, dass die Selbstver- Stärkung u.a. eine Funktion eines Reibwerts zwischen der Pilotlamelle 36 und dem Wandlerelement 34 und der Steigung α des Rampenmechanismus 41 ist. Je größer der genannte Reibwert und/oder je kleiner die Steigung α sind, desto größer ist der selbstverstärkende Effekt der Aktuie- rungseinheit 26.

Fig. 4 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung 10' mit nass laufenden Lamellen 20, 22. Bei einer derartigen„nassen" Kupplung 12 bleiben die in ihrem Inneren wirkenden Reibwerte aufgrund eines vergleichsweise geringen Verschleißes relativ konstant. Außerdem ist die Abfuhr der bei Betrieb auftretenden Reibungswärme durch ein Schmiermittel gewähr- leistet, das das Innere der Drehmomentübertragungseinrichtung 10' ausfüllt. Die Wärmeabfuhr wird durch die vorteilhaft kompakte Ausgestaltung des Kupplungskorbs 18 unterstützt, der - wie beschrieben - wesentliche Teile der Drehmomentübertragungseinrichtung 10' gehäuseartig umfasst.

Um einen Austritt von Schmiermittel aus dem Bereich der Kupplung 12 und der Aktuierungseinheit 26 zu verhindern, ist ein Dichtelement 42 vorgesehen. Außerdem ist ein Lager 19a zwischen dem Gehäuseabschnitt 18b und einem den Elektromagneten 38 tragenden Flansch 44 als einsei- tig gedichtetes Lager ausgeführt.

Es versteht sich, dass das vorstehend mehrfach ausführlich beschriebene Funktionsprinzip der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, 10' ohne weiteres auch mit einer„trockenen" Kupplung realisierbar ist. Ein die Welle 14 in dem Flansch 16 lagerndes Lager 19b wäre dann als abgedichtetes, Fett geschmiertes Lager auszuführen. Gleiches gilt für das Lager 19a. Im Gegenzug könnte das Dichtelement 42 entfallen. Für die Aktuierungseinheit 26 ist eine eigene Schmierung nicht zwingend erforderlich, da die zwischen den Wandlerelementen 30, 34 auftretenden Relativbewe- gungen vergleichsweise gering sind. Der Vorteil einer„trockenen" Kupplung liegt in der höheren Reibwertausnutzung und damit der üblicherweise geringeren Reibzahl im Vergleich zu„nassen" Kupplungen. Außerdem ist das Grundmomentverhalten„trockener" Kupplungen üblicherweise besser, da„trockene" Kupplungen vollständig gelüftet werden kön- nen. Unter Grundmoment ist das auch in nicht aktuiertem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung übertragene Drehmoment zu verstehen. Bei„nassen" Kupplungen findet eine gewisse Drehmomentübertragung schon allein durch hydrodynamische Effekte aufgrund der Bewegung des Schmiermittels statt. Bezugszeichenliste

10, 10' Drehmomentübertragungseinrichtung

12 Lamellenkupplung

14 Welle

16 Flansch

18 Kupplungskorb

18a Kupplungskorbabschnitt

18b Gehäuseabschnitt

19a, 19b Lager

20 Außenlamelle

22 Innenlamelle

24, 24' Verzahnung

26 Aktuierungseinheit

28 Wandlereinrichtung

30, 34 Wandlerelement

34' Ausnehmung

32 Wälzkörper

32a Rille

36 Pilotlamelle

38 Elektromagnet

40 Ausnehmung

41 Rampenmechanismus

42 Dichtelement

44 Flansch

R Rotationsachse

F magnetischer Fluss

α Steigung

Claims

Patentansprüche

Drehmomentübertragungseinrichtung zur Übertragung von Drehmoment zwischen einem ersten Bauteil (18) und einem zweiten Bauteil (14), die um eine gemeinsame Rotationsachse (R) drehbar gelagert sind, umfassend eine in axialer Richtung betätigbare Kupplung (12) und eine Aktuierungseinheit (26) mit einer Wandlereinrichtung (28) und einer Betätigungseinrichtung (38),

wobei die Wandlereinrichtung (28) zumindest ein axial bewegliches erstes Wandlerelement (34) und ein dem zweiten Bauteil (14) zugeordnetes zweites Wandlerelement (30) umfasst, die relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind und die derart ausgestaltet sind, dass eine relative Verdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Wandlerelement (34 bzw. 30) in eine axiale Bewegung des ersten Wandlerelements (34) zur Betätigung der Kupplung (12) umwandelbar ist,

wobei die Betätigungseinrichtung (38) derart ausgestaltet ist, dass zwischen einem drehfest mit dem ersten Bauteil (18) verbundenen Bauelement (36) der Kupplung und dem ersten Wandlerelement (34) selektiv eine Kopplung erzeugbar ist, um eine relative Verdrehung der Wandlerelemente (34, 30) zueinander zu bewirken.

Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass

die Betätigungseinrichtung einen Elektromagneten (38) umfasst, der derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass eine magnetische Kopplung zwischen dem ersten Wandlerelement (34) und dem dreh- fest mit dem ersten Bauteil (18) verbundenen Bauelement (36) erzeugbar ist.

3. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Elektromagnet (38) eine koaxial zu dem ersten und zweiten Bau teil (18, 14) angeordnete Spule umfasst.

4. Drehmomentübertragungseinrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das zweite Wandlerelement (30) axialfest und drehfest mit dem zwei ten Bauteil (14) verbunden ist.

5. Drehmomentübertragungseinrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das erste Wandlerelement (34) relativ zu dem ersten Bauteil (18) und dem zweiten Bauteil (14) verdrehbar angeordnet ist.

6. Drehmomentübertragungseinrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Wandlerelemente (30, 34) einen Rampenmechanismus (41) bilden, der insbesondere zumindest einen zwischen den Wandlerelementen (30, 34) angeordneten Wälzkörper (32) umfasst.

7. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Wandlerelemente (30, 34) jeweils zumindest eine V-förmige oder U-förmige Rille (32a) aufweisen, in denen der Wälzkörper (32) ange- ordnet ist.

Drehmomentübertragungseinrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das erste Bauteil (18) die Wandlereinrichtung (28) und/ oder die Betätigungseinrichtung (38) zumindest teilweise umgibt und insbesondere die Betätigungseinrichtung (38) in axialer Richtung vollständig überdeckt.

dadurch gekennzeichnet, dass

das erste Wandlerelement (34) eine Ausnehmung (34') aufweist, die die Betätigungseinrichtung (38) zumindest teilweise - insbesondere vollständig - aufnimmt.

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kupplung eine - insbesondere trocken laufende - Lamellenkupplung (12) ist.

11. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (36) eine erste Reibfläche, die mit dem ersten Wandlerelement (34) zusammenwirkt, und eine gegenüberliegende zweite Reibfläche umfasst, die mit einem Lamellenpaket der Lamellenkupplung (12) zusammenwirkt.

Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass

das drehfest mit dem ersten Bauteil (18) verbundene Bauelement eine Lamelle (36) der Lamellenkupplung (12) ist.

dadurch gekennzeichnet, dass

das erste Bauteil ein Kupplungskorb (18) der Kupplung (12) ist.