WO2015071120A1 - Kupplungsaktuator - Google Patents

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WO2015071120A1
WO2015071120A1 PCT/EP2014/073466 EP2014073466W WO2015071120A1 WO 2015071120 A1 WO2015071120 A1 WO 2015071120A1 EP 2014073466 W EP2014073466 W EP 2014073466W WO 2015071120 A1 WO2015071120 A1 WO 2015071120A1
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WO
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clutch
inner part
outer part
plate
clutch actuator
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/073466
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph KRENN
Andreas Penz
Original Assignee
Magna Powertrain Ag & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna Powertrain Ag & Co Kg filed Critical Magna Powertrain Ag & Co Kg
Publication of WO2015071120A1 publication Critical patent/WO2015071120A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/70—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/38—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/52—Clutches with multiple lamellae ; Clutches in which three or more axially moveable members are fixed alternately to the shafts to be coupled and are pressed from one side towards an axially-located member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D21/00—Systems comprising a plurality of actuated clutches
    • F16D21/02—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways
    • F16D21/06—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric

Definitions

  • the present invention relates to a clutch actuator according to the type of claim 1.
  • multi-disc multi-disc clutches are used, for example, the division of a drive torque from a permanently driven primary axle to a shiftable secondary axle. This can be done with a transfer case, as it is known from DE 10 2007 038 155 A1.
  • a first shaft is driven by a transmission of the vehicle and is connected via a first output element with the primary axis, eg. The rear axle of the vehicle via a seated on this first shaft multi-disc clutch, the drive torque is transferable to another output element.
  • the proportion of torque distribution from the first shaft to the further output element depends on the degree of actuation of the multi-plate clutch. With the clutch engaged, the first shaft fully drives the second shaft, i. both vehicle axles are driven equal. A slippage in the coupling causes a reduced torque transfer from the first to the second shaft.
  • a ball-ramp mechanism is provided as an axially acting lifting element, which has two rings which can be rotated relative to one another and between which balls run in ramp-shaped running tracks. Twisting the rings causes the rings to be displaced axially relative to each other. The twisting is done by a motor that pivots one of the rings. The so axially displaced ring actuated via a pressure plate, the clutch by a pressure is built up on the disk pack. The further ring is axially supported.
  • the ball ramp mechanism, the two rings of this lifting element are rotatably mounted on the first shaft.
  • the rings are arranged via a respective thrust bearing relative to the further output element, which is rotatably mounted on the first shaft, and the pressure plate of the multi-plate clutch.
  • DE 10 2012 210 341 A1 shows a multi-disc multi-disc clutch for transmitting a torque from a first shaft to another element, which is rotatably mounted on the first shaft.
  • the ball ramp mechanism is arranged on the side of the multi-disc clutch remote from the further output element. The axial movement of the running ring acts on a thrust washer via a thrust bearing and hinged to the clutch basket levers.
  • the ball ramp mechanism acts via an axial bearing on an axially movable thrust washer.
  • the ball ramp mechanism is arranged on the side facing away from the further output element of the multi-plate clutch.
  • a clutch actuator is provided with a shaft connected to a first part, an inner part, a surrounding part of the inner part, a Au tellteil which is rotatably coupled to the inner part and which is axially movable relative to the inner part, wherein the outer part on the one hand via an actuating element is axially displaceable and acts on the other side as a thrust washer on a multi-plate clutch.
  • An embodiment of the invention provides in axially oriented ball raceways guided balls as non-rotatable and axially displaceable coupling between the inner and Au tteil ago.
  • the axially oriented ball tracks are arranged on the outer circumference of the inner part and on the inner circumference of the annular and the inner part surrounding Au zteil and cause with the balls received therein, that the outer part is rolling element mounted displaceable in the axial direction of the shaft, at the same time is a Dehmomentübertragung between inner and Au JOteil guaranteed by the guided in the ball race balls.
  • the clutch actuator according to the invention allows a torque transmission between the inner first part and the externa ßeren second part.
  • the clutch actuator rotatably coupled to the first clutch shaft of the multi-disc multi-plate clutch.
  • first clutch shaft of the multi-disc multi-plate clutch.
  • first output element which lies coaxially to the first shaft.
  • the permanently driven by the vehicle transmission primary drive axle is connected to this first output element.
  • the secondary drive axle is driven via a second output element, which is arranged coaxially to the first, designed as a hollow shaft output element.
  • the clutch hub of the multi-disc multi-plate clutch is connected.
  • the slats of the clutch, the inner and the outer blades are alternately rotatably connected to the clutch hub or to the clutch basket and a total of axially movable.
  • the outer second part of the clutch actuator is formed on the side facing the fins as an annular pressure plate and causes the pressure on the disk set.
  • the inner part is formed as a circular disc which is surrounded by an outer part designed as an annular disc.
  • the inner part is formed directly on the shaft.
  • the axially oriented ball raceways are designed as U-shaped grooves in Au -direction the inner part and the inner circumference of the outer part.
  • Each pair of grooves surrounds each one ball.
  • a further preferred embodiment of the invention provides in a gap between the inner part and Au WOteil a cage through which the current in the axially oriented ball raceways balls are positioned axially.
  • the cage is designed as a ring and guides each ball in a circular opening.
  • On one side of the edge of the cage is supported on the outer part, the opposite edge is about designed as compression springs spring elements on the inner part ask- supports.
  • the cage causes the balls after each axial displacement of the outer part take the same starting position in the axial direction. At the same time, the spring elements cause the outer part to be brought into an axial starting position, in which the coupling is relieved.
  • a further embodiment of the invention provides that the Au WOteil of the clutch actuator rotatably and axially slidably connected to the clutch basket of the multi-disc multi-disc clutch. This is preferably done via a straight toothing on the outer circumference of the outer part, which engages in an inner toothing of the clutch basket.
  • the clutch actuator actuating lifting element is arranged on the other side of the annular disk-shaped outer part.
  • the lifting element acting on the outer part is designed as a ball ramp mechanism, which surrounds the first shaft, does not rotate with it, is thus arranged fixed to the housing.
  • the ball ramp mechanism has two rings whose first ring is axially supported on the housing or an axial bearing disk of the first shaft.
  • the second and relative to the first ring rotatable adjusting ring is supported via a thrust bearing on the outer second part of the clutch actuator and transmits via this thrust bearing the lifting movement on the slats of the clutch.
  • the adjusting ring may have a toothing and be actuated by an electric motor.
  • a number of balls is provided, which are arranged between the parts in axially oriented channel-shaped tracks of the inner and the outer part.
  • the disc-shaped inner part has on its outer periphery a number of axially oriented grooves.
  • the disc-shaped Au tteil has correspondingly at its inner radius surrounding the inner part also axially oriented grooves.
  • the grooves have a depth (starting from the Au DTradius the Inneteils or starting from the inner radius of the Au nchteils) which is smaller than the radius of the balls.
  • the width of the grooves is adjusted to the radius of the sphere so that the balls can run in the grooves.
  • the balls guided in the axial direction between the inner and the outer part result in a rotationally fixed connection between the inner and outer parts. nenteil and the outer part, at the same time the disc-shaped outer part is axially movable relative to the inner part.
  • An embodiment of the invention provides on the outer radius of the outer part a toothing, via which the outer part is non-rotatably connectable to a clutch basket.
  • spur toothing Au OHteil can be moved axially relative to the clutch plates, at the same time transmit torque to the clutch basket.
  • a preferred embodiment of the invention provides a ball associated with the cage, which is annular and surrounds the balls in circular openings in the region of the center.
  • the cage is axially supported with an edge on the front side of the Au texteils, between the inner part and the opposite edge of the ring spring elements are arranged. Through this cage guide, the balls are always brought into the same starting position, for example when the clutch is released.
  • Figure 1 shows a distribution gear with the clutch actuator according to the invention.
  • the components supporting and surrounding housing is not shown.
  • a first shaft EW is connected to a transmission, not shown, and is acted upon by this with a drive torque.
  • a second output part ZA is arranged and supported via two needle bearings in the hollow part of the first shaft EW.
  • the second output part ZA is connected to a clutch hub KN, to which the inner disks of a multi-disc multi-disc clutch LK are articulated.
  • first output member EA is mounted on the second output member ZA.
  • the first output member EA is connected to a clutch basket KK, on which the outer disks of the clutch LK are articulated.
  • the first shaft EW has at the end facing the coupling LK on a disc-shaped extension, which forms the inner part of the clutch actuator IT.
  • the outer circumference of the inner part IT has a plurality of axially oriented, semicircular grooves RIT in which balls K are inserted and form the ball raceways.
  • a disk-shaped outer part AT surrounds the inner part IT.
  • the outer part AT and the inner part IT have a radial distance, the recess in the center of the outer part AT thus has a larger radius than the Au . .
  • the inner circumference of the outer part AT has axially oriented ball raceways in the form of grooves RAT.
  • AT balls K are used which carry the outer part AT so rotationally fixed and axially movable relative to the inner part IT.
  • FIG. 3 shows, in a plan view-looking in the axial direction according to FIG. 1 -the arrangement of the inner and outer parts IT, AT and the balls K in the grooves RIT, RAT.
  • the disc-shaped outer part AT is formed on the clutch plates, the clutch LK side associated as a thrust washer and designed accordingly in the surface. On the side facing away from the coupling LK, the outer part AT is expanded bundformig in the interior. About a thrust bearing acts here on the Au ndteil AT via a non-illustrated actuator pivotable ring R1 of a ball ramp mechanism. In a manner known per se, this ring R1 interacts with a second ring R2 supported axially on the first shaft EW and not co-rotating.
  • the rings R1, R2 of the ball ramp mechanism form the axially acting lifting device which acts on the disk-shaped outer part AT and generates the pressure of the disks of the clutch LK which controls the torque transmission to the second output part ZA via this axially movable outer part AT.
  • the Au wayteil AT has on its Au dcross a straight toothing VZ, which cooperates with a corresponding internal toothing in the clutch cage KK.
  • the outer part AT of the clutch actuator transmits the torque from the first shaft EW via the clutch cage KK to the first Output member EA.
  • FIG 2 is an enlarged view of the clutch actuator. Shown is in particular of the balls leading cage KF, which is annular and arranged in the space between the inner and Au tteil IT, AT.
  • the cage has circular openings which surround the balls K in the region of their greatest extent and thus form a guide.
  • the cage KF is supported by the edge facing the coupling LK in a recess on the end face of the outer part AT.
  • the cage KF is supported by several compression springs DF on the inner part.

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Abstract

Beschrieben wird ein Kupplungsaktuator zur Betätigung einer Mehrscheiben- Lamellenkupplung (LK) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Innenteil (IT), einem das Innenteil (IT) umgebenden Außenteil (AT), welches drehfest mit dem Innenteil (IT) gekoppelt ist und welches axial gegenüber dem Innenteil (IT) beweglich ist, wobei das Außenteil (AT) auf der einen Seite über ein Betätigungselement (R1, R2) axial verschiebbar ist und auf der anderen Seite als eine Druckscheibe auf die Lamellen der Kupplung (LK) einwirkt.

Description

Kupplungsaktuator
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungsaktuator nach der Art von Anspruch 1 .
In Kraftfahrzeugen dienen Mehrscheiben-Lamellenkupplungen bspw. der Aufteilung eines Antriebsmomentes von einer permanent angetriebenen Primärachse auf eine zuschaltbare Sekundärachse. Dies kann mit einem Verteilergetriebe erfolgen, wie es aus der DE 10 2007 038 155 A1 bekannt ist. Eine erste Welle wird von einem Getriebe des Fahrzeuges getrieben und ist über ein erstes Abtriebselement mit der Primärachse, bspw. der Hinterachse des Fahrzeuges verbunden Über eine auf dieser ersten Welle sitzende Mehrscheiben-Lamellenkupplung ist das Antriebsmoment auf ein weiteres Abtriebselement übertragbar. Der Anteil der Drehmomentaufteilung von der ersten Welle auf das weitere Abtriebselement hängt von dem Betätigungsgrad der Lamellenkupplung ab. Bei geschlossener Kupplung treibt die erste Welle die zweite Welle vollständig, d.h. beide Fahrzeugachsen sind gleich getrieben. Ein Schlupf in der Kupplung bewirkt einen reduzier- ten Momentenübertrag von der ersten auf die zweite Welle.
Zur Betätigung der Mehrscheiben-Lamellenkupplung ist als axial wirksames Hubelement ein Kugelrampenmechanismus vorgesehen, der zwei relativ zueinander verdrehbare Ringe aufweist, zwischen denen in rampenförmig gestalteten Lauf- bahnen Kugeln laufen. Ein Verdrehen der Ringe bewirkt, dass die Ringe axial zueinander verschoben werden. Das Verdrehen erfolgt über einen Motor, der einen der Ringe verschwenkt. Der so axial verschobene Ring betätigt über eine Druckplatte die Kupplung, indem auf das Lamellenpaket ein Druck aufgebaut wird. Der weitere Ring ist axial abgestützt.
Der Kugelrampenmechanismus, die beiden Ringe dieses Hubelementes sind drehbar auf der ersten Welle gelagert. Die Ringe sind über je ein Axiallager gegenüber dem weiteren Abtriebselement, welches drehbar auf der ersten Welle gelagert ist, sowie der Druckscheibe der Lamellenkupplung angeordnet. Die DE 10 2012 210 341 A1 zeigt eine Mehrscheiben-Lamellenkupplung zum Übertragen eines Drehmoments von einer ersten Welle auf ein weiteres Element, welches drehbar auf der ersten Welle gelagert ist. Der Kugelrampenmechanismus ist auf der dem weiteren Abtriebselement abgewandten Seite der Mehrscheiben- kupplung angeordnet. Der die axiale Bewegung ausführende Ring wirkt über ein Axiallager und am Kupplungskorb angelenkte Hebel auf eine Druckscheibe.
Bei der DE 10 2010 018 000 A1 wirkt der Kugelrampenmechanismus über ein Axiallager auf eine axial bewegliche Druckscheibe. Der Kugelrampenmechanismus ist auf der dem weiteren Abtriebselement abgewandten Seite der Mehrscheibenkupplung angeordnet.
Es liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kupplungsaktuator in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Form bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch einen Kupplungsaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Gemäß der Erfindung ist ein Kupplungsaktuator vorgesehen, mit einem mit einer Welle verbundenen ersten Teil, einem Innenteil, einem das Innenteil umgebenden zweiten Teil, einem Au ßenteil, welches drehfest mit dem Innenteil gekoppelt ist und welches axial gegenüber dem Innenteil beweglich ist, wobei das Außenteil auf der einen Seite über ein Betätigungselement axial verschiebbar ist und auf der anderen Seite als eine Druckscheibe auf eine Lamellenkupplung einwirkt.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht in axial orientierten Kugellaufbahnen geführte Kugeln als drehfeste und axial verschiebbare Kopplung zwischen Innen- und Au ßenteil vor. Die axial orientierten Kugellaufbahnen sind am Außenumfang des Innenteils und am Innenumfang des ringförmigen und das Innenteil umgeben- den Au ßenteil angeordnet und bewirken mit den darin aufgenommenen Kugeln, dass das Außenteil wälzkörpergelagert in Achsrichtung der Welle verschiebbar ist, gleichzeitig ist eine Dehmomentübertragung zwischen Innen- und Au ßenteil durch die in den Kugellaufbahnen geführten Kugeln gewährleistet. Der erfindungsgemäße Kupplungsaktuator erlaubt eine Drehmomentübertragung zwischen dem inneren ersten Teil und dem äu ßeren zweiten Teil. So ist es insbesondere möglich, dass der Kupplungsaktuator die erste Welle drehfest mit dem Kupplungskorb der Mehrscheiben-Lamellenkupplung koppelt. Auf diese Weise ist es möglich, ein Drehmoment von der ersten Welle über den Kupplungskorb auf ein erstes Abtriebselement zu übertragen, welches gleichachsig zur ersten Welle liegt. Die vom Fahrzeuggetriebe permanent angetriebene primäre Antriebsachse ist mit diesem ersten Abtriebselement verbunden.
Die sekundäre Antriebsachse wird über ein zweites Abtriebselement getrieben, welches koaxial zu dem ersten, als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebselement angeordnet ist. Drehfest mit dem zweiten Abtriebselement ist die Kupplungsnabe der Mehrscheiben-Lamellenkupplung verbunden. Die Lamellen der Kupplung, die In- nen- und die Au ßenlamellen sind abwechselnd drehfest mit der Kupplungsnabe bzw. mit dem Kupplungskorb verbunden und insgesamt axial beweglich. Der äußere zweite Teil des Kupplungsaktuators ist auf der den Lamellen zugewandten Seite als ringförmige Druckscheibe ausgebildet und bewirkt den Druck auf das Lamellenpaket. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Innenteil als eine kreisförmige Scheibe ausgebildet, welche von einem als Ringscheibe ausgebildeten Außenteil umgeben ist. Bevorzugt ist das Innenteil direkt an der Welle angeformt.
Bevorzugt sind die axial orientierten Kugellaufbahnen als U-förmige Rinnen im Au ßenumfang des Innenteils und dem Innenumfang des Außenteils ausgeführt. Je ein Paar Rinnen umgibt so jeweils eine Kugel.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht in einem Zwischenraum zwischen Innenteil und Au ßenteil einen Käfig vor, durch den die in den axial orientierten Kugellaufbahnen laufenden Kugeln axial positioniert werden. Der Käfig ist als ein Ring ausgeführt und führt jede Kugel in einer kreisförmigen Öffnung. Auf der einen Randseite ist der Käfig am Außenteil abgestützt, der gegenüberliegende Rand ist über als Druckfedern ausgebildete Federelemente am Innenteil abge- stützt. Der Käfig bewirkt, dass die Kugeln nach jedem axialen Verschiebevorgang des Außenteils die gleiche Ausgangsposition in Achsrichtung einnehmen. Gleichzeitig bewirken die Federelemente, dass das Außenteil in eine axiale Ausgangsposition verbracht wird, bei der die Kupplung entlastet ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Au ßenteil des Kupplungsaktuators drehfest und axial verschiebbar mit dem Kupplungskorb der Mehrscheiben-Lamellenkupplung verbunden ist. Bevorzugt erfolgt das über eine Geradverzahnung am Au ßenumfang des Au ßenteils, welche in eine Innenverzah- nung des Kupplungskorbes eingreift.
Das den Kupplungsaktuator betätigende Hubelement ist auf der anderen Seite des ringscheibenförmigen Außenteils angeordnet. Vorzugsweise ist das auf den Auße- teil einwirkende Hubelement als ein Kugelrampenmechanismus ausgebildet, der die erste Welle umgibt, nicht mit dieser rotiert, somit gehäusefest angeordnet ist. Der Kugelrampenmechanismus weist zwei Ringe auf, dessen erster Ring axial am Gehäuse oder einer Axiallagerscheibe der ersten Welle abgestützt ist. Der zweite und gegenüber dem ersten Ring verdrehbare Verstellring ist über ein Axiallager an dem äußeren zweiten Teil des Kupplungsaktuator abgestützt und überträgt über dieses Axiallager die Hubbewegung auf die Lamellen der Kupplung. Der Verstellring kann eine Verzahnung aufweisen und über einen Elektromotor betätigt werden.
Zur dehfesten Kopplung des äußeren Teils mit dem inneren Teil ist eine Anzahl Kugeln vorgesehen, die zwischen den Teilen in axial orientierten rinnenförmigen Bahnen des inneren und des äußeren Teils angeordnet sind. Das scheibenförmige innere Teil weist an seinem Außenumfang eine Anzahl axial orientierter Rinnen auf. Das scheibenförmige Au ßenteil weist korrespondierend an seinem das Innenteil umgebenden Innenradius ebenfalls axial orientierte Rinnen auf. Die Rinnen weisen eine Tiefe auf (ausgehend vom Au ßenradius des Inneteils bzw. ausgehend vom Innenradius des Au ßenteils) die kleiner ist als der Radius der Kugeln. Rie Weite der Rinnen ist dem Kugelradius angepasst, so dass die Kugeln in den Rinnen laufen können. Die so in axialer Richtung geführten Kugeln zwischen dem Innen und dem Au ßenteil ergeben eine drehfeste Verbindung zwischen dem In- nenteil und dem Außenteil, gleichzeitig ist das scheibenförmige Außenteil axial gegenüber dem Innenteil beweglich.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht am Au ßenradius des Au ßenteils eine Verzahnung vor, über welche das Au ßenteil drehfest mit einem Kupplungskorb verbindbar ist. Über die Verzahnung, Geradverzahnung kann das Au ßenteil axial gegenüber den Kupplungslamellen bewegt werden, gleichzeitig ein Drehmoment auf den Kupplungskorb übertragen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht einen den Kugeln zugeordneten Käfig vor, der ringförmig ausgebildet ist und die Kugeln in kreisförmigen Öffnungen im Bereich deren Mitte umgibt. Der Käfig ist axial mit einem Rand an der Stirnseite des Au ßenteils abgestützt, zwischen Innenteil und dem gegenüberliegenden Rand des Ringes sind Federelemente angeordnet. Durch diese Käfigfüh- rung werden die Kugeln immer in die gleiche Ausgangslage verbracht, bspw. bei gelöster Kupplung.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung an Hand der Zeichnungen.
Figur 1 zeigt ein Verteilgetriebe mit dem erfindungsgemäßen Kupplungsaktuator. Das die Bauteile tragende und umgebende Gehäuse ist nicht dargestellt.
Eine erste Welle EW ist mit einem nicht dargestellten Getriebe verbunden und wird über dieses mit einem Antriebsmoment beaufschlagt. Koaxial zu der ersten Welle ist über zwei Nadellager in dem hohl ausgeführten Teil der ersten Welle EW ein zweites Abtriebsteil ZA angeordnet und gelagert. Der zweite Abtriebsteil ZA ist mit einer Kupplungsnabe KN verbunden, an der die Innenlamellen einer Mehrscheiben-Lamellenkupplung LK angelenkt sind.
Über ein Nadellager ist das als Hohlwelle ausgebildete erste Abtriebsteil EA auf dem zweiten Abtriebsteil ZA gelagert. Das erste Abtriebsteil EA ist mit einem Kupplungskorb KK verbunden, an dem die Außenlamellen der Kupplung LK angelenkt sind. Die erste Welle EW weist an dem zur Kupplung LK gewandten Ende eine scheibenförmige Erweiterung auf, welche das Innenteil IT des Kupplungsaktuators bildet. Der Außenumfang des Innenteils IT weist mehrere in axialer Richtung orien- tierte, halbrund strukturierte Rinnen RIT auf, in denen Kugeln K eingesetzt sind und die Kugellaufbahnen bilden. Ein scheibenförmiges Au ßenteil AT umgibt das Innenteil IT. Das Außenteil AT und das Innenteil IT weisen einen radialen Abstand auf, die Ausnehmung im Zentrum des Außenteils AT weist also einen größeren Radius auf als der Au ßenradius des Innenteils IT. Korrespondierend zu der Vertei- lung der Rinnen RIT am Au ßenumfang des Innenteils IT weist der Innenumfang des Außenteils AT in axialer Richtung orientierte Kugellaufbahnen in Form von Rinnen RAT auf. In die Rinnen RIT, RAT des Innen- und des Au ßenteils IT, AT sind Kugeln K eingesetzt, welche das Außenteil AT so drehfest und axial beweglich gegenüber dem Innenteil IT tragen. Figur 3 zeigt in einer Draufsicht - Blick in Achsrichtung gemäß Figur 1 - die Anordnung von Innen- und Außenteil IT, AT sowie der Kugeln K in den Rinnen RIT, RAT.
Das scheibenförmige Außenteil AT ist auf der den Kupplungslamellen, der Kupplung LK zugeordneten Seite als Druckscheibe ausgebildet und entsprechend in der Oberfläche gestaltet. Auf der der Kupplung LK abgewandten Seite ist das Außenteil AT im Innenbereich bundformig erweitert. Über ein Axiallager wirkt hier auf das Au ßenteil AT ein über eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung verschwenkbarer Ring R1 eines Kugelrampenmechanismus ein. In an sich bekannter Weise wirkt dieser Ring R1 mit einem axial an der ersten Welle EW abgestützten, nicht mitrotierenden zweiten Ring R2 zusammen. Die Ringe R1 , R2 des Kugelrampenmechanismus bilden die axial wirkende Hubvorrichtung, welche auf das scheibenförmige Außenteil AT wirkt und über dieses axial bewegliche Außenteil AT den die Momentenübertragung auf das zweite Abtriebsteil ZA steuernden Druck der Lamellen der Kupplung LK erzeugt.
Das Au ßenteil AT weist an seinem Au ßenumfang eine Geradverzahnung VZ auf, welche mit einer entsprechenden Innenverzahnung im Kupplungskorb KK zusammenwirkt. Dadurch überträgt das Außenteil AT des Kupplungsaktuators das Drehmoment von der ersten Welle EW über den Kupplungskorb KK auf das erste Abtriebsglied EA.
Figur 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Kupplungsaktuators. Dargestellt ist insbesondere der die Kugeln führende Käfig KF, der ringförmig ausgebildet und in dem Zwischenraum zwischen Innen- und Au ßenteil IT, AT angeordnet ist. Der Käfig weist kreisförmige Öffnungen auf, welche die Kugeln K im Bereich ihrer größten Ausdehnung umgeben und so eine Führung bilden. Der Käfig KF ist mit dem der Kupplung LK zugewandtem Rand in einer Vertiefung an der Stirnseite des Außenteils AT abgestützt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Käfig KF über meh- rere Druckfedern DF an dem Innenteil abgestützt.
Bezugszeichenliste
EW erste Welle
EA erstes Abtriebsteil, erstes Abtriebselement
ZA zweites Abtriebsteil, zweites Abtriebselement
LK Lamellenkupplung
KK Kupplungskorb
KN Kupplungsnabe
IT Innenteil
AT Außenteil
VZ Verzahnung Außenteil
K Kugel
KF Käfig
DF Druckfeder
RIT Rinne Innenteil
RAT Rinne Au ßenteil
R1 Verstellring Kugelrampenmechanismus
R2 Ring Kugelrampenmechanismus

Claims

Ansprüche
1 . Kupplungsaktuator zur Betätigung einer Mehrscheiben-Lamellenkupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem Innenteil (IT), einem das Innenteil (IT) umgeben- den Au ßenteil (AT), welches drehfest mit dem Innenteil (IT) gekoppelt ist und welches axial gegenüber dem Innenteil (IT) beweglich ist, wobei das Außenteil (AT) auf der einen Seite über ein Betätigungselement (R1 , R2) axial verschiebbar ist und auf der anderen Seite als eine Druckscheibe auf die Lamellen der Kupplung (LK) einwirkt., wobei die drehfeste und axial verschiebbare Kopplung zwischen Innen- und Außenteil (IT, AT) durch in axial orientierten Kugellaufbahnen zwischen Innen- und Außenteil (IT, AT) geführte Kugeln (K) bewirkt wird, wobei das Innenteil (IT) mit einer ersten Welle (EW) eines Verteilergetriebes, das Au ßenteil (AT) drehfest und axial verschiebbar mit dem Kupplungskorb (KK) der Mehrscheiben- Lamellenkupplung (LK), der Kupplungskorb (KK) mit einem ersten Abtriebselement (EA), die Kupplungsnabe (KN) mit einem zweiten Abtriebselement (ZA) verbunden ist.
2 Kupplungsaktuator nach Anspruch 1 ,
wobei das Innenteil (IT) als eine kreisförmige Scheibe ausgebildet, welche von einem als Ringscheibe ausgebildeten Außenteil (AT) umgeben ist.
3. Kupplungsaktuator nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Innenteil (IT) direkt an einer ersten Welle (EW) der Mehrscheiben- Lamellenkupplung (LK) angeformt ist.
4. Kupplungsaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kugellaufbahnen zwischen Innen- und Außenteil (IT, AT) als jeweils eine im Au ßenumfang des Innenteils (IT) und im das Innenteil (IT) umgebenden Innenumfang des Au ßenteils (AT) eingearbeitete Rinne (RIT, RAT) ausgebildet sind.
5. Kupplungsaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kugeln durch einen Käfig (KF) in axialer Richtung geführt sind.
6. Kupplungsaktuator wenigstens nach Anspruch 6,
wobei der Käfig (KF) einseitig am Außenteil (AT) abgestützt ist und auf der anderen Seite über Federelemente (DF) gegenüber dem Innenteil (IT) abgestützt ist.
7. Kupplungsaktuator wenigstens nach Anspruch 1 ,
wobei das Au ßenteil (AT) an seinem Au ßenumfang eine Geradverzahnung aufweist, über welche das Außenteil (AT) drehfest und axial verschiebbar mit dem Kupplungskorb (KK) der Mehrscheiben-Lamellenkupplung (LK) verbunden ist.
PCT/EP2014/073466 2013-11-18 2014-10-31 Kupplungsaktuator WO2015071120A1 (de)

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