WO2017211340A1 - Clutch device - Google Patents
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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
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- F16D13/16—Friction clutches with outwardly-movable clutching members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as radially-movable segments
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- F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
- F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
- F16D41/082—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate coupling members wedging by movement other than pivoting or rolling
Definitions
- the invention relates to a coupling device, in particular for a motor vehicle.
- Clutch devices in motor vehicles are generally designed as multi-plate clutches or dog clutches.
- Multi-plate clutches are frictional coupling devices which are actuated essentially by an axial force.
- Jaw clutch are positive coupling devices that have a lower shifting comfort than multi-plate clutches, but require a lower actuation force.
- DE 10 2013 220 224 A1 discloses a shiftable clutch.
- the clutch includes a first outer ring, a second outer ring, an inner ring, at least one wedge block disposed at least partially radially between the inner ring and the first and second outer rings, and a single actuator rod for positioning the at least one wedge block , is displaceable.
- the first outer ring and the inner ring are rotatably connected to each other.
- the second outer ring and the inner ring are rotatably connected with each other.
- the inner ring is rotatable relative to the first and second outer rings.
- the object of the present invention is to further develop a coupling device such that in particular a shifting comfort of the coupling device is increased and an actuating force for actuating the coupling device is reduced.
- the coupling device comprises an inner ring and an outer ring and at least one radially arranged between the inner ring and the outer ring clutch disc, which is formed of a plurality of circumferentially adjacent to each other and elastically interconnected by a cage segments, wherein the segments in a unconfirmed stand the Kupplungsvornchtung come only to the outer ring to the plant, and wherein the segments in an actuated state of the coupling device also come to rest on the inner ring to generate a frictional torque for transmitting torque between the inner ring and the outer ring, wherein the outer ring on a Inner peripheral surface has a plurality of ramps, which cooperate with correspondingly formed ramps on a respective outer peripheral surface of the respective segment, and wherein the segments are radially displaceable via an axially actuated piston.
- a gap is formed in the unactuated state of the coupling device between the at least one clutch disc and the inner ring, so that the inner ring and the at least one clutch disc do not come into contact with each other, wherein no torque is transmitted between the inner ring and the outer ring.
- the at least one clutch disc comes in an actuated state of the coupling device radially on the inner ring and the outer ring to the plant.
- a radial displacement of the segments is initiated by the axial actuation of the piston and the ramps cooperating with each other on the outer ring and on the respective segment.
- the radial displacement of the segments leads to a wedging of the coupling disc between the outer ring and the inner ring and thus to a positive connection. In particular, this increases the shifting comfort.
- An outer peripheral surface of the inner ring is cylindrical.
- the piston is annular and has a plurality of axially formed wedge elements, which are arranged tangentially between each two segments in order to space the respective two segments tangentially from one another.
- the respective wedge element is designed such that an end of the respective wedge element formed on the annular piston is tangentially wider than a free end of the respective wedge element.
- the further the piston is axially displaced in the direction of the clutch disc, the further two segments are spaced from each other.
- the tangential displacement of the respective two segments on the outer ring is connected to a slipping of the ramps on the outer ring and on the segments, thereby resulting in a radial displacement of the respective two segments.
- the respective wedge element is arranged in each case tangentially between two segments after two successive segments in the circumferential direction.
- a wedge element and no wedge element are arranged alternately between two segments.
- the piston has half as many wedge elements as the clutch disc has segments.
- a wedge member is provided for actuating two segments, respectively.
- two respective ramps on the outer ring together substantially form a pitch circle contour.
- This realizes a rotation-independent wedging of the clutch disc.
- other ramp contours are conceivable that realize a rotational direction independent wedging the clutch disc.
- the ramps are formed on the outer ring in the circumferential direction alternately on the outer ring, wherein in each case at least one radi al increasing and each at least one radially decreasing ramp are formed alternately in the circumferential direction.
- the invention includes the technical teaching that the segments are arranged in a circumferential groove on the inner ring, wherein the segments come in the actuated state of the coupling device in the circumferential groove to the plant.
- the circumferential groove is particularly intended to prevent tilting of the segments and to reduce the operating force for the coupling device.
- the segments are formed substantially wedge-shaped on an inner circumferential surface.
- the circumferential groove is formed complementary to the segments. This increases the contact surface between the respective segment and the inner ring. Consequently, the normal force and thus also the friction torque between the respective segment and the inner ring increases.
- the respective segment is preferably mounted radially on the cage via two spring elements in each case, with the two respective spring elements pressing the respective segment radially against the outer ring in the unactuated state of the coupling device.
- the spring elements are preferably designed as compression springs and are supported radially between the cage and the respective segment.
- the outer ring is rotatably connected to a housing.
- the housing may be, for example, a transmission housing or other torque-carrying component, such as a planet carrier.
- a form-fitting structure is formed between the housing or this component and the outer ring, which prevents rotation of the outer ring relative to the fixed component or the housing.
- FIG. 1 is a schematic sectional view for illustrating the construction of a coupling device according to the invention
- FIG 2 is an enlarged schematic sectional view of the coupling device according to the invention according to Figure 1, and
- Figure 3 is another schematic sectional view of the invention
- a coupling device for a - not shown here - motor vehicle on an inner ring 1, an outer ring 2 and a radially disposed between the inner ring 1 and the outer ring 2 clutch disc 3.
- the outer ring 2 is rotatably connected to a housing 10.
- a positive-locking structure is formed radially between the outer ring 2 and the housing 10, which prevents a relative rotation between the outer ring 2 and the housing 10.
- the clutch disc 3 is formed of a plurality of circumferentially adjacent to each other and by a cage 4 interconnected segments 5.
- the respective segment 5 is mounted radially on the cage 4 via two spring elements 9 each.
- the respective segment 5 of the two respective spring elements 9 pressed radially against the outer ring 2.
- the segments 5 come radially to an inner peripheral surface of the outer ring 2 to the plant.
- two respective ramps 6 on the outer ring 2 together form a pitch circle contour.
- each segment 5 is radially displaceable via an axially actuated piston 13.
- the piston 13 is annular and has a plurality of axially formed wedge elements 14, which are arranged tangentially between two segments 5, respectively, to space the respective two segments 5 tangentially from one another during an axial actuation of the piston 13 and thereby displace it radially.
- the respective wedge element 14 is arranged in each case tangentially between two segments 5 after two successive segments 5 in the circumferential direction.
- the segments 5 In an unactuated state of the coupling device, the segments 5 come only to the outer ring 2 to the plant, between the inner ring 1 and the clutch plate 3, in particular between the inner ring 1 and the segments 5, a radial gap 1 1 is formed. Thus, no torque is transmitted between the inner ring 1 and the outer ring 2.
- the piston 13 can be acted upon by an axial force in order to actuate the segments 5 radially.
- the segments 5 also come to rest on the inner ring 1 in order to generate a frictional torque for transmitting a torque between the inner ring 1 and the outer ring 2.
- FIG 3 the coupling device according to a further sectional view is shown in the actuated state.
- the held by the cage 4 segments 5 are arranged in a circumferential groove 8 on the inner ring 1.
- the segments 5 come in the circumferential groove 8 to the plant.
- An arrow 12 visualizes an axial force acting on the piston 13 which axially displaces the respective axially formed wedge elements 14 between two segments 5 and thereby displaces the respective two
- the piston 13 is annular and has a plurality of axially formed wedge elements 14, which are arranged tangentially between two respective segments 5, to space the respective two segments 5 tangentially from each other.
- the segment 5 comes radially in the groove 8 on the inner ring 1 to the plant.
- the segment 5 is substantially wedge-shaped on an inner circumferential surface, in particular trapezoidal in cross-section.
- the groove 8 is formed substantially complementary to the segment 5 in order to prevent tilting of the segment 5.
Abstract
The invention relates to a clutch device comprising an inner ring (1), an outer ring (2), and at least one clutch disk (3) which is arranged radially between the inner ring (1) and the outer ring (2) and which is made of a plurality of segments (5) that are arranged adjacently to one another in the circumferential direction and are elastically connected together by a cage (4). The segments (5) come into contact solely with the outer ring (2) when the clutch device is disengaged, and the segments (5) additionally come into contact with the inner ring (1) when the clutch device is engaged in order to generate a friction torque to transmit a torque between the inner ring (1) and the outer ring (2). The outer ring (2) has a plurality of ramps (6) on an inner circumferential surface, said ramps interacting with correspondingly designed ramps (7) on a respective outer circumferential surface of the respective segment (5), and the segments (5) can be moved radially by an axially actuatable piston (13).
Description
Kupplungsvorrichtung coupling device
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Kupplungsvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Getrieben von Kraftfahr- zeugen sind in der Regel als Lamellenkupplung oder Klauenkupplung ausgebildet. Lamellenkupplungen sind reibschlüssige Kupplungsvorrichtungen, die im Wesentlichen durch eine Axialkraft betätigbar sind. Klauenkupplung sind formschlüssige Kupplungsvorrichtungen, die einen geringeren Schaltkomfort als Lamellenkupplungen aufweisen, jedoch eine geringere Betätigungskraft benötigen. The invention relates to a coupling device, in particular for a motor vehicle. Clutch devices in motor vehicles, in particular in transmissions of motor vehicles, are generally designed as multi-plate clutches or dog clutches. Multi-plate clutches are frictional coupling devices which are actuated essentially by an axial force. Jaw clutch are positive coupling devices that have a lower shifting comfort than multi-plate clutches, but require a lower actuation force.
Beispielsweise geht aus der DE 10 2013 220 224 A1 eine schaltbare Kupplung hervor. Die Kupplung umfasst einen ersten äußeren Ring, einen zweiten äußeren Ring, einen inneren Ring, mindestens einen zumindest teilweise radial zwischen dem inneren Ring und den ersten und zweiten äußeren Ringen angeordneten Keilblock, und eine einzige Aktuatorstange, welche, um den mindestens einen Keilblock zu positionieren, verschiebbar ist. In einer ersten Position für die Aktuatorstange und den mindestens einen Keilblock sind der erste äußere Ring und der innere Ring drehfest miteinander verbunden. In einer zweiten Position für die Aktuatorstange und den mindestens einen Keilblock sind der zweite äußere Ring und der innere Ring drehfest mitei- nander verbunden. In einer dritten Position für die Aktuatorstange und den mindestens einen Keilblock ist der innere Ring drehbar gegenüber dem ersten und dem zweiten äußeren Ring. For example, DE 10 2013 220 224 A1 discloses a shiftable clutch. The clutch includes a first outer ring, a second outer ring, an inner ring, at least one wedge block disposed at least partially radially between the inner ring and the first and second outer rings, and a single actuator rod for positioning the at least one wedge block , is displaceable. In a first position for the actuator rod and the at least one wedge block, the first outer ring and the inner ring are rotatably connected to each other. In a second position for the actuator rod and the at least one wedge block, the second outer ring and the inner ring are rotatably connected with each other. In a third position for the actuator rod and the at least one wedge block, the inner ring is rotatable relative to the first and second outer rings.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kupplungsvorrichtung da- hingehend weiterzuentwickeln, dass insbesondere ein Schaltkomfort der Kupplungsvorrichtung gesteigert und eine Betätigungskraft zur Betätigung der Kupplungsvorrichtung verringert werden. The object of the present invention is to further develop a coupling device such that in particular a shifting comfort of the coupling device is increased and an actuating force for actuating the coupling device is reduced.
Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung umfasst einen Innenring und einen Au- ßenring sowie mindestens eine radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Kupplungsscheibe, die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneter sowie durch einen Käfig elastisch miteinander verbundener Segmente ausgebildet ist, wobei die Segmente in einem unbetätigten Zu-
stand der Kupplungsvornchtung lediglich an dem Außenring zur Anlage kommen, und wobei die Segmente in einem betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung auch an dem Innenring zur Anlage kommen, um ein Reibmoment zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Innenring und dem Außenring zu generieren, wobei der Außenring an einer Innenumfangsfläche eine Vielzahl von Rampen aufweist, die mit korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen an einer jeweiligen Außenumfangsflä- che des jeweiligen Segments zusammenwirken, und wobei die Segmente über einen axial betätigbaren Kolben radial verschiebbar sind. The coupling device according to the invention comprises an inner ring and an outer ring and at least one radially arranged between the inner ring and the outer ring clutch disc, which is formed of a plurality of circumferentially adjacent to each other and elastically interconnected by a cage segments, wherein the segments in a unconfirmed stand the Kupplungsvornchtung come only to the outer ring to the plant, and wherein the segments in an actuated state of the coupling device also come to rest on the inner ring to generate a frictional torque for transmitting torque between the inner ring and the outer ring, wherein the outer ring on a Inner peripheral surface has a plurality of ramps, which cooperate with correspondingly formed ramps on a respective outer peripheral surface of the respective segment, and wherein the segments are radially displaceable via an axially actuated piston.
Mit anderen Worten ist im unbetätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung zwischen der mindestens einen Kupplungsscheibe und dem Innenring ein Spalt ausgebildet, sodass der Innenring und die mindestens eine Kupplungsscheibe nicht aneinander zur Anlage kommen, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring kein Drehmoment übertragen wird. Demgegenüber kommt die mindestens eine Kupplungsscheibe in einem betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung radial am Innenring und am Außenring zur Anlage. Eine radiale Verschiebung der Segmente wird durch das axiale Betätigen des Kolbens sowie der miteinander zusammmenwirkenden Rampen am Außenring und am jeweiligen Segment eingeleitet. Die radiale Verschiebung der Segmente führt zu einer Verkeilung der Kupplungsscheibe zwischen dem Außenring und dem Innenring und somit zu einer formschlüssigen Verbindung. Insbesondere wird dadurch der Schaltkomfort erhöht. Eine Außenumfangsfläche des Innenrings ist zylindrisch ausgebildet. In other words, a gap is formed in the unactuated state of the coupling device between the at least one clutch disc and the inner ring, so that the inner ring and the at least one clutch disc do not come into contact with each other, wherein no torque is transmitted between the inner ring and the outer ring. In contrast, the at least one clutch disc comes in an actuated state of the coupling device radially on the inner ring and the outer ring to the plant. A radial displacement of the segments is initiated by the axial actuation of the piston and the ramps cooperating with each other on the outer ring and on the respective segment. The radial displacement of the segments leads to a wedging of the coupling disc between the outer ring and the inner ring and thus to a positive connection. In particular, this increases the shifting comfort. An outer peripheral surface of the inner ring is cylindrical.
Vorzugsweise ist der Kolben ringförmig ausgebildet und weist eine Vielzahl axial aus- gebildeter Keilelemente auf, die tangential zwischen jeweils zwei Segmenten angeordnet sind, um die jeweiligen zwei Segmente tangential voneinander zu beabstanden. Mithin ist das jeweilige Keilelement derart ausgebildet, dass ein am ringförmigen Kolben ausgebildetes Ende des jeweiligen Keilelements tangential breiter als ein freies Ende des jeweiligen Keilelements ist. Je weiter der Kolben axial in Richtung der Kupplungsscheibe verschoben wird, umso weiter werden jeweils zwei Segmente voneinander beabstandet. Die tangentiale Verschiebung der jeweiligen zwei Segmente am Außenring, ist mit einem aneinander Abgleiten der Rampen am Außenring und an den Segmenten verbunden, sodass dadurch eine radiale Verschiebung der jeweiligen zwei Segmente einhergeht.
Bevorzugt ist das jeweilige Keilelement jeweils nach zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Segmenten tangential zwischen zwei Segmenten angeordnet. Mit anderen Worten ist abwechselnd zwischen zwei Segmenten ein Keilelement sowie kein Keilelement angeordnet. Mithin weist der Kolben halb so viele Keilelemente auf wie die Kupplungsscheibe Segmente aufweist. Ein Keilelement ist jeweils zum Betätigen von zwei Segmenten vorgesehen. Preferably, the piston is annular and has a plurality of axially formed wedge elements, which are arranged tangentially between each two segments in order to space the respective two segments tangentially from one another. Thus, the respective wedge element is designed such that an end of the respective wedge element formed on the annular piston is tangentially wider than a free end of the respective wedge element. The further the piston is axially displaced in the direction of the clutch disc, the further two segments are spaced from each other. The tangential displacement of the respective two segments on the outer ring, is connected to a slipping of the ramps on the outer ring and on the segments, thereby resulting in a radial displacement of the respective two segments. Preferably, the respective wedge element is arranged in each case tangentially between two segments after two successive segments in the circumferential direction. In other words, a wedge element and no wedge element are arranged alternately between two segments. Thus, the piston has half as many wedge elements as the clutch disc has segments. A wedge member is provided for actuating two segments, respectively.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden zwei jeweilige Rampen am Außen- ring zusammen im Wesentlichen eine Teilkreiskontur aus. Dadurch wird ein drehrich- tungunabhängiges Verkeilen der Kupplungsscheibe realisiert. Ferner sind auch andere Rampenkonturen denkbar, die ein drehrichtungunabhängiges Verkeilen der Kupplungsscheibe realisieren. Insbesondere sind die Rampen am Außenring in Umfangsrichtung abwechselnd am Außenring ausgebildet, wobei jeweils mindestens eine radi- al zunehmende und jeweils mindestens eine radial abnehmende Rampe abwechselnd in Umfangsrichtung ausgebildet sind. According to a preferred embodiment, two respective ramps on the outer ring together substantially form a pitch circle contour. This realizes a rotation-independent wedging of the clutch disc. Furthermore, other ramp contours are conceivable that realize a rotational direction independent wedging the clutch disc. In particular, the ramps are formed on the outer ring in the circumferential direction alternately on the outer ring, wherein in each case at least one radi al increasing and each at least one radially decreasing ramp are formed alternately in the circumferential direction.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Segmente in einer umlaufenden Nut am Innenring angeordnet sind, wobei die Segmente im betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung in der umlaufenden Nut zur Anlage kommen. Die umlaufende Nut ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Verkippen der Segmente zu verhindern und die Betätigungskraft für die Kupplungsvorrichtung zu verringern. The invention includes the technical teaching that the segments are arranged in a circumferential groove on the inner ring, wherein the segments come in the actuated state of the coupling device in the circumferential groove to the plant. The circumferential groove is particularly intended to prevent tilting of the segments and to reduce the operating force for the coupling device.
Vorzugsweise sind die Segmente an einer Innenumfangsfläche im Wesentlichen keil- förmig ausgebildet. Insbesondere ist die umlaufende Nut komplementär zu den Segmenten ausgebildet. Dadurch vergrößert sich die Anlagefläche zwischen dem jeweiligen Segment und dem Innenring. Mithin vergrößert sich die Normalkraft und somit auch das Reibmoment zwischen dem jeweiligen Segment und dem Innenring. Bevorzugt ist das jeweilige Segment über jeweils zwei Federelemente radial am Käfig gelagert, wobei die beiden jeweiligen Federelemente im unbetätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung das jeweilige Segment radial gegen den Außenring drücken. Die Federelemente sind vorzugsweise als Druckfedern ausgebildet und stützen sich radial zwischen dem Käfig und dem jeweiligen Segment ab.
Vorzugsweise ist der Außenring drehfest mit einem Gehäuse verbunden. Das Gehäuse kann beispielsweise ein Getriebegehäuse oder eine andere drehmomentführende Komponente, wie beispielsweise ein Planetenträger sein. Insbesondere ist zwischen dem Gehäuse bzw. dieser Komponente und dem Außenring eine formschlüssige Struktur ausgebildet, die ein Verdrehen des Außenrings gegenüber der befestigten Komponente oder des Gehäuses verhindert. Preferably, the segments are formed substantially wedge-shaped on an inner circumferential surface. In particular, the circumferential groove is formed complementary to the segments. This increases the contact surface between the respective segment and the inner ring. Consequently, the normal force and thus also the friction torque between the respective segment and the inner ring increases. The respective segment is preferably mounted radially on the cage via two spring elements in each case, with the two respective spring elements pressing the respective segment radially against the outer ring in the unactuated state of the coupling device. The spring elements are preferably designed as compression springs and are supported radially between the cage and the respective segment. Preferably, the outer ring is rotatably connected to a housing. The housing may be, for example, a transmission housing or other torque-carrying component, such as a planet carrier. In particular, a form-fitting structure is formed between the housing or this component and the outer ring, which prevents rotation of the outer ring relative to the fixed component or the housing.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen, welcher gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Hierbei zeigt In the following, an embodiment of the invention with reference to the drawings, which the same or similar elements are provided with the same reference numerals, explained in more detail. This shows
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung, FIG. 1 is a schematic sectional view for illustrating the construction of a coupling device according to the invention;
Figur 2 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung gemäß Figur 1 , und Figure 2 is an enlarged schematic sectional view of the coupling device according to the invention according to Figure 1, and
Figur 3 eine weitere schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Figure 3 is another schematic sectional view of the invention
Kupplungsvorrichtung gemäß Figur 2 in einem betätigten Zustand. Coupling device according to Figure 2 in an actuated state.
Gemäß Figur 1 weist eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug einen Innenring 1 , einen Außenring 2 sowie eine radial zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 angeordnete Kupplungsscheibe 3 auf. Der Außenring 2 ist drehfest mit einem Gehäuse 10 verbunden. Insbesondere ist radial zwischen dem Außenring 2 und dem Gehäuse 10 eine formschlüssige Struktur ausgebildet, die eine Relativdrehung zwischen dem Außenring 2 und dem Gehäuse 10 verhindert. Die Kupplungsscheibe 3 ist aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneter sowie durch einen Käfig 4 miteinander verbun- dener Segmente 5 ausgebildet. According to Figure 1, a coupling device according to the invention for a - not shown here - motor vehicle on an inner ring 1, an outer ring 2 and a radially disposed between the inner ring 1 and the outer ring 2 clutch disc 3. The outer ring 2 is rotatably connected to a housing 10. In particular, a positive-locking structure is formed radially between the outer ring 2 and the housing 10, which prevents a relative rotation between the outer ring 2 and the housing 10. The clutch disc 3 is formed of a plurality of circumferentially adjacent to each other and by a cage 4 interconnected segments 5.
Nach Figur 2 ist das jeweilige Segment 5 über jeweils zwei Federelemente 9 radial am Käfig 4 gelagert. In einem - hier dargestellten - unbetätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung wird das jeweilige Segment 5 von den beiden jeweiligen Federelementen
9 radial gegen den Außenring 2 gedrückt. Mithin kommen die Segmente 5 radial an einer Innenumfangsfläche des Außenrings 2 zur Anlage. Ferner weist der Außenring 2 an der Innenumfangsfläche eine Vielzahl von Rampen 6 auf, die mit korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen 7 an einer jeweiligen Außenumfangsfläche des jeweili- gen Segments 5 zusammenwirken, um eine radiale Verschiebung des jeweiligen Segments zu beweirken. Dabei bilden zwei jeweilige Rampen 6 am Außenring 2 zusammen eine Teilkreiskontur aus. Jeweils zwei Segmente 5 sind über einen axial betätigbaren Kolben 13 radial verschiebbar. Dazu ist der Kolben 13 ringförmig ausgebildet und weist eine Vielzahl axial ausgebildeter Keilelemente 14 auf, die tangential zwischen jeweils zwei Segmenten 5 angeordnet sind, um bei einer axialen Betätigung des Kolbens 13 die jeweiligen zwei Segmente 5 tangential voneinander zu beabstanden und dadurch radial zu verschieben. Das jeweilige Keilelement 14 ist jeweils nach zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Segmenten 5 tangential zwischen zwei Segmenten 5 angeordnet. According to FIG. 2, the respective segment 5 is mounted radially on the cage 4 via two spring elements 9 each. In a - here shown - unactuated state of the coupling device, the respective segment 5 of the two respective spring elements 9 pressed radially against the outer ring 2. Thus, the segments 5 come radially to an inner peripheral surface of the outer ring 2 to the plant. Furthermore, the outer ring 2 on the inner circumferential surface on a plurality of ramps 6, which cooperate with correspondingly formed ramps 7 on a respective outer peripheral surface of the respective segment 5, in order to influence a radial displacement of the respective segment. In this case, two respective ramps 6 on the outer ring 2 together form a pitch circle contour. In each case two segments 5 are radially displaceable via an axially actuated piston 13. For this purpose, the piston 13 is annular and has a plurality of axially formed wedge elements 14, which are arranged tangentially between two segments 5, respectively, to space the respective two segments 5 tangentially from one another during an axial actuation of the piston 13 and thereby displace it radially. The respective wedge element 14 is arranged in each case tangentially between two segments 5 after two successive segments 5 in the circumferential direction.
In einem unbetätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung kommen die Segmente 5 lediglich an dem Außenring 2 zur Anlage, wobei zwischen dem Innenring 1 und der Kupplungsscheibe 3, insbesondere zwischen dem Innenring 1 und den Segmenten 5 ein radialer Spalt 1 1 ausgebildet ist. Mithin wird zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 kein Drehmoment übertragen. Der Kolben 13 ist mit einer Axialkraft beaufschlagbar, um die Segmente 5 radial zu betätigen. In einem betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung kommen die Segmente 5 auch am Innenring 1 zur Anlage, um ein Reibmoment zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 zu generieren. Grund dafür ist die durch die axiale Verschiebung des Kolbens 13 eingeleitete tangentiale Verschiebung zwischen jeweils zwei Segmenten 5, die aufgrund der in Wirkverbindung stehenden Rampen 6 am Außenring 2 sowie der korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen 7 am jeweiligen Segment 5 mit einer radialen Verschiebung der jeweils zwei Segmente 5 einhergeht. Mit anderen Worten wird im betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung der Innenring 1 über die Kupplungsscheibe 3 mit dem Außenring 2 gekoppelt und somit drehfest verbunden. Aufgrund der Rampen 6 am Außenring 2 sowie der korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen 7 am jeweiligen Segment 5 erfolgt nach einer geringen Relativdrehung zwischen der Kupplungsscheibe 3 und dem Außenring 2 eine Verkeilung der Kupplungsscheibe 3 zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 1. Durch diese Verkei-
lung wird im betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung das Reibmoment zur Übertragung des Drehmoments zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 verstärkt. In an unactuated state of the coupling device, the segments 5 come only to the outer ring 2 to the plant, between the inner ring 1 and the clutch plate 3, in particular between the inner ring 1 and the segments 5, a radial gap 1 1 is formed. Thus, no torque is transmitted between the inner ring 1 and the outer ring 2. The piston 13 can be acted upon by an axial force in order to actuate the segments 5 radially. In an actuated state of the coupling device, the segments 5 also come to rest on the inner ring 1 in order to generate a frictional torque for transmitting a torque between the inner ring 1 and the outer ring 2. The reason for this is the introduced by the axial displacement of the piston 13 tangential displacement between two segments 5, due to the operatively connected ramps 6 on the outer ring 2 and the corresponding thereto formed ramps 7 on the respective segment 5 with a radial displacement of the two segments 5 goes along. In other words, in the actuated state of the coupling device, the inner ring 1 is coupled via the clutch disc 3 with the outer ring 2 and thus rotatably connected. Because of the ramps 6 on the outer ring 2 and the corresponding ramps 7 formed on the respective segment 5, after a slight relative rotation between the clutch disc 3 and the outer ring 2, a wedging of the clutch disc 3 between the outer ring 2 and the inner ring 1 takes place. ment, the friction torque for transmitting the torque between the inner ring 1 and the outer ring 2 is amplified in the actuated state of the coupling device.
In Figur 3 ist die Kupplungsvorrichtung gemäß einer weiteren Schnittdarstellung im betätigten Zustand dargestellt. Insbesondere geht aus Figur 3 hervor, dass die vom Käfig 4 gehaltenen Segmente 5 in einer umlaufenden Nut 8 am Innenring 1 angeordnet sind. Im betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung kommen die Segmente 5 in der umlaufenden Nut 8 zur Anlage. Ein Pfeil 12 visualisiert eine auf den Kolben 13 wirkende Axialkraft, die das jeweilige axial ausgebildete Keilelemente 14 axial zwi- sehen jeweils zwei Segmenten 5 verschoben hat und dadurch die jeweiligen zweiIn Figure 3, the coupling device according to a further sectional view is shown in the actuated state. In particular, it is apparent from Figure 3 that the held by the cage 4 segments 5 are arranged in a circumferential groove 8 on the inner ring 1. In the actuated state of the coupling device, the segments 5 come in the circumferential groove 8 to the plant. An arrow 12 visualizes an axial force acting on the piston 13 which axially displaces the respective axially formed wedge elements 14 between two segments 5 and thereby displaces the respective two
Segmente 5 tangential, und damit einhergehend radial verschoben hat. Insbesondere ist der Kolben 13 ringförmig ausgebildet und weist eine Vielzahl axial ausgebildeter Keilelemente 14 auf, die tangential zwischen jeweils zwei Segmenten 5 angeordnet sind, um die jeweiligen zwei Segmente 5 tangential voneinander zu beabstanden. Segments 5 tangentially, and has moved radially along with it. In particular, the piston 13 is annular and has a plurality of axially formed wedge elements 14, which are arranged tangentially between two respective segments 5, to space the respective two segments 5 tangentially from each other.
Aufgrund der radialen Verschiebung des Segments 5, kommt das Segment 5 radial in der Nut 8 am Innenring 1 zur Anlage. Das Segment 5 ist an einer Innenumfangsfläche im Wesentlichen keilförmig, insbesondere trapezförmig im Querschnitt ausgebildet. Ferner ist die Nut 8 im Wesentlichen komplementär zum Segment 5 ausgebildet, um ein Verkippen des Segments 5 zu verhindern.
Due to the radial displacement of the segment 5, the segment 5 comes radially in the groove 8 on the inner ring 1 to the plant. The segment 5 is substantially wedge-shaped on an inner circumferential surface, in particular trapezoidal in cross-section. Furthermore, the groove 8 is formed substantially complementary to the segment 5 in order to prevent tilting of the segment 5.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
Innenring inner ring
Außenring outer ring
Kupplungsscheibe clutch disc
Käfig Cage
Segmente segments
Rampe ramp
Rampe ramp
Nut groove
Federelement spring element
Gehäuse casing
Spalt gap
Pfeil arrow
Kolben piston
Keilelement
key member
Claims
1 . Kupplungsvorrichtung, umfassend einen Innenring (1 ) und einen Außenring (2) sowie mindestens eine radial zwischen dem Innenring (1 ) und dem Außenring (2) angeordnete Kupplungsscheibe (3), die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneter sowie durch einen Käfig (4) elastisch miteinander verbundener Segmente (5) ausgebildet ist, wobei die Segmente (5) in einem unbetä- tigten Zustand der Kupplungsvorrichtung lediglich an dem Außenring (2) zur Anlage kommen, und wobei die Segmente (5) in einem betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung auch an dem Innenring (1 ) zur Anlage kommen, um ein Reibmoment zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Innenring (1 ) und dem Außenring (2) zu generieren, wobei der Außenring (2) an einer Innenumfangsfläche eine Vielzahl von Rampen (6) aufweist, die mit korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen (7) an einer jeweiligen Außenumfangsfläche des jeweiligen Segments (5) zusammenwirken, und wobei die Segmente (5) über einen axial betätigbaren Kolben (13) radial verschiebbar sind. 1 . Clutch device, comprising an inner ring (1) and an outer ring (2) and at least one clutch disk (3) arranged radially between the inner ring (1) and the outer ring (2), which consists of a plurality of clutch discs arranged adjacent to one another in the circumferential direction and through a cage (4) of elastically interconnected segments (5), wherein the segments (5) only come into contact with the outer ring (2) in an unactuated state of the coupling device, and wherein the segments (5) in an actuated state of the Coupling device also comes into contact with the inner ring (1) in order to generate a frictional torque for transmitting a torque between the inner ring (1) and the outer ring (2), the outer ring (2) having a plurality of ramps (6) on an inner circumferential surface. which interact with correspondingly designed ramps (7) on a respective outer peripheral surface of the respective segment (5), and wherein the segments (5) are radially displaceable via an axially actuable piston (13).
2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 , 2. Coupling device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13) ringförmig ausgebildet ist und eine Vielzahl axial ausgebildeter Keilelemente (14) aufweist, die tangential zwischen jeweils zwei Segmenten (5) angeordnet sind, um die jeweiligen zwei Segmente (5) tangential voneinander zu beabstanden. characterized in that the piston (13) is annular and has a plurality of axially formed wedge elements (14) which are arranged tangentially between two segments (5) in order to tangentially space the respective two segments (5) from one another.
3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, 3. Coupling device according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Keilelement (14) jeweils nach zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Segmenten (5) tangential zwischen zwei Segmenten (5) angeordnet ist. characterized in that the respective wedge element (14) is arranged tangentially between two segments (5) after two successive segments (5) in the circumferential direction.
4. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, 4. Coupling device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass zwei jeweilige Rampen (6) am Außenring (2) zusammen im Wesentlichen eine Teilkreiskontur ausbilden.
characterized in that two respective ramps (6) on the outer ring (2) together essentially form a partial circle contour.
5. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5) an einer Innenumfangsfläche im5. Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the segments (5) on an inner peripheral surface
Wesentlichen keilförmig ausgebildet sind. Essentially wedge-shaped.
6. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, 6. Coupling device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5) in einer umlaufenden Nut (8) am Innenring (1 ) angeordnet sind, wobei die Segmente (5) im betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung in der umlaufenden Nut (8) zur Anlage kommen. characterized in that the segments (5) are arranged in a circumferential groove (8) on the inner ring (1), the segments (5) coming into contact in the circumferential groove (8) when the coupling device is in the actuated state.
7. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, 7. Coupling device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Segment (5) über jeweils zwei Federelemente (9) radial am Käfig (4) gelagert ist, wobei die beiden jeweiligen Federelemente (9) im unbetätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung das jeweilige Segment (5) radial gegen den Außenring (2) drücken. characterized in that the respective segment (5) is mounted radially on the cage (4) via two spring elements (9), the two respective spring elements (9) in the unactuated state of the coupling device holding the respective segment (5) radially against the outer ring ( 2) press.
8. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, 8. Coupling device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) drehfest mit einem Gehäuse (10) verbunden ist.
characterized in that the outer ring (2) is connected to a housing (10) in a rotationally fixed manner.
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