WO2018099642A1 - Kupplungsanordnung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2018099642A1
WO2018099642A1 PCT/EP2017/076055 EP2017076055W WO2018099642A1 WO 2018099642 A1 WO2018099642 A1 WO 2018099642A1 EP 2017076055 W EP2017076055 W EP 2017076055W WO 2018099642 A1 WO2018099642 A1 WO 2018099642A1
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friction clutch
actuator
unit
coupling arrangement
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PCT/EP2017/076055
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Yusuf Canoglu
Herbert Steinwender
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Magna powertrain gmbh & co kg
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    • F16D2125/28—Cams; Levers with cams

Definitions

  • the present invention relates to a clutch assembly for a motor vehicle comprising a friction clutch, an actuator unit for actuating the friction clutch, a coolant reservoir with coolant for cooling the friction clutch, and a metering unit for controlling the flow of coolant from the coolant reservoir into the friction clutch.
  • Such a clutch assembly is used in a drive train of a motor vehicle, the optional transmission of torque.
  • the friction clutch of the clutch assembly is generally formed as a multi-plate clutch with a plurality of clutch plates and allows a continuously variable transmission of torque.
  • a general problem is the heat generated in a coupled operating state of the friction clutch, which makes cooling or lubrication of the friction clutch necessary.
  • a coolant usually oil
  • the document WO 2006/015394 A1 describes, for example, a transfer case with a coupling which is supplied with lubricating oil. The lubricating oil flows via at least one opening from a high oil reservoir to the clutch.
  • Document DE 10 2007 057 984 A1 describes a transfer case with a conveying device, by means of which lubricating oil can be conveyed from an oil sump into an oil reservoir in an upper region of the gearbox. By means of a metering device, the oil flow from the oil reservoir to a friction clutch can be adjusted.
  • a clutch assembly for a motor vehicle comprising a friction clutch, an actuator unit for actuating the A friction clutch, wherein the actuator unit comprises a ramp mechanism with a fixed first ramp disc and a second ramp disc movable relative to the first ramp disc, a coolant reservoir with coolant for cooling the friction clutch, the coolant reservoir being arranged geodetically above the central axis with respect to a central axis of the friction clutch and a metering unit for controlling the flow of coolant from the coolant reservoir into the friction clutch, the metering unit being partially formed on or in the first ramp disk and being arranged geodetically below the central axis with respect to the central axis of the friction clutch.
  • the clutch arrangement comprises a friction clutch, an actuator unit, a coolant reservoir and a metering unit.
  • the coolant in the coolant reservoir is also to be understood as a lubricant which, in addition to the cooling of the friction clutch, also serves for the lubrication of the friction clutch.
  • the friction clutch of the actuator unit according to the invention is designed for example as a multi-plate clutch with a plurality of inner disks and a plurality of outer disks.
  • the actuator unit is used to actuate the friction clutch and according to the invention comprises a ramp mechanism with a fixed first ramp disc and a second ramp disc axially movable relative to the first ramp disc.
  • the coolant reservoir contains coolant, such as oil, which is used to lubricate the friction clutch and, if necessary, other structural components. parts of the clutch assembly is used.
  • the coolant reservoir according to the present invention is arranged geodetically above this central axis with respect to a central axis of the friction clutch.
  • the metering unit serves to control the coolant flow from the coolant reservoir into the friction clutch.
  • the dosing unit is partially formed on or in the fixed first ramp disc of the ramp mechanism and arranged geodetically below the central axis with respect to a central axis of the friction clutch.
  • the inventive design of the coupling arrangement it is possible with low component costs and thus cost to realize a passive cooling or lubrication system for demand cooling or lubrication of the friction clutch.
  • the coupling arrangement according to the invention is further characterized by a robust construction, which is insensitive to installation tolerances.
  • a clutch arrangement according to the present invention can be used, for example, in a transfer case but also in particular without a pump.
  • the dosing unit is connected via at least one coolant inflow to the coolant reservoir, via at least one first coolant outflow to the friction clutch and via at least one second coolant outflow to a coolant sump, wherein in a coupled operating state of the friction clutch, the coolant inflow via the dosing - Unit is fluidly connected to the first coolant outflow and in a decoupled Operating state of the friction clutch, the coolant flow via the metering unit is optionally closed or fluidly connected to the second coolant outflow bar.
  • this preferred embodiment of the invention requires a simple and cost-effective possibility of targeted guidance of the coolant from the coolant reservoir.
  • the coolant sump is preferably arranged geodetically below the metering unit.
  • the coolant inflow is preferably arranged geodetically below the first coolant outflow and geodetically above the second coolant outflow.
  • the actuator unit and the dosing unit are preferably functionally coupled.
  • the dosing unit comprises a cavity formed on or in the first ramp disc, a piston which is linearly movable in the cavity, and a control cam for controlling the movement of the piston in the cavity.
  • the combination of the first ramp disc with the metering unit requires a compact design of the clutch assembly.
  • the actuator unit preferably has an actuator, such as an electric motor, with an actuator shaft and an actuator cam fixedly arranged on the actuator shaft for the direct or indirect control of the axial movement of the second ramp disc of the ramp mechanism with the control cam of the dosing unit being connected to the actuator unit of the actuator unit in an effective manner.
  • an actuator such as an electric motor
  • the piston of the dosing unit preferably has a cross section which substantially corresponds to the cross section of the cavity of the dosing unit.
  • the control contour of the control cam is preferably formed unlike the control contour of the actuator cam.
  • the control contour of the control cam may be formed as a curved path on at least one end face of the control cam or as a backdrop on the outer circumference of the control cam.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second embodiment variant of a clutch arrangement according to the invention.
  • FIG. 3 a shows a detail view from FIG. 1. shows a cross-sectional view of a detail view of FIG. 3a. shows a further detail view according to FIG. 3a with a piston in a position in which a coolant inflow is fluid-connected to a second coolant outflow. shows a further detail view of FIG. 3a with a piston in a position in which a coolant flow is closed. shows a further detail view of Fig. 1, wherein a control cam has a gate on an outer periphery of a control cam. shows a further detail view of FIG. 3a with a elastic element. shows a side view of a control cam and an actuator cam cam according to the schematic representations in Fig. 5a and Fig. 5b.
  • FIG. 6a shows a perspective view of FIG. 6a. shows a further detail view of Fig. 1, wherein a control cam has a curved path on the end faces of a control cam.
  • FIG. 8 a shows a side view of a control cam and an actuator cam according to the schematic representations in FIG. 7.
  • FIG. 8b shows a perspective view according to FIG. 8a.
  • Flow directions of a coolant within a clutch assembly 1 are optionally represented schematically by arrows 25 in the figures.
  • FIGS. 1 and 2 each show an exemplary coupling arrangement 1 according to the invention.
  • the clutch assembly 1 comprises a friction clutch 2, an actuator unit 3, a coolant reservoir 7 and a metering unit 9.
  • the friction clutch 2 of the clutch assembly 1 is designed as a multi-disc clutch of common design with a plurality of outer disks and a plurality of inner disks, all outer disks and inner disks form a disk set.
  • the friction clutch 2 is arranged on a shaft 13.
  • the actuator unit 3 essentially serves to actuate the friction clutch 2 and comprises an actuator, namely an electric motor (not shown), with an actuator shaft 17, an actuator cam 18, which is stationary, ie rotationally fixed and axially fixed, arranged on the actuator shaft 17, as well a ramp mechanism 4.
  • the Aktuatornocke 18 is used when actuated by the actuator of the direct or indirect control of the axial movement of the second ramp plate 6 of the ramp mechanism.
  • the ramp mechanism 4 has a first ramp disc 5 and a second ramp disc 6.
  • the two ramp discs 5, 6 each have distributed over the circumference of a plurality of ramps which are inclined with respect to a normal plane to a central axis 8 of the friction clutch 2 and cooperate in pairs.
  • Rolling elements 23 are preferably provided between the two ramps of a pair.
  • the first ramp disc 5 is in this case fixed, ie rotationally fixed and axially fixed, formed, whereas the second ramp disc 6 is rotatable relative to the first ramp disc 5 and axially movable.
  • the term "axial” describes a direction along or parallel to a central axis 8 of the friction clutch 2.
  • the central axis 8 of the friction clutch 2 corresponds to the axis of rotation of the shaft 13.
  • a rotation of the second ramp disk 6 by means of the actuator causes the second ramp disk 6 to be spread apart by the movement of the rolling bodies 23 in the pairs of ramps of the friction disks 5, 6 from the first ramp disk 5 and so on Friction clutch 2 in the axial direction, namely in the closing direction, is actuated - the friction clutch 2 is transferred to a coupled operating state.
  • the transfer of the friction clutch 2 from the coupled operating state to the decoupled operating state, i. an actuation of the friction clutch 2 in the opening direction, by means of the actuator in the opposite direction, for example, springs can support the opening movement.
  • the coolant reservoir 7 includes coolant, such as oil, which serves to lubricate the friction clutch 2 and, if necessary, other components of the clutch assembly 1.
  • the coolant reservoir 7 is arranged geodetically above this central axis 8 with respect to the central axis 8 of the friction clutch 2.
  • the metering unit 9 serves to control the coolant flow from the coolant reservoir 7 into the friction clutch 2.
  • the metering unit 9 is arranged geodetically below this central axis 8 with respect to the central axis 8 of the friction clutch 2.
  • the metering unit 9 comprises a cavity 14 which is formed on or in the first ramp disc 5, a piston 15 which is rectilinearly movable in the cavity 14, and a control cam 16 for controlling the movement of the piston 16 in the cavity 14.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a coupling assembly 1 in which the cavity 14 of the dosing unit 9 is fixedly arranged on the first ramp plate 5 of the ramp mechanism 4.
  • Fig. 2 shows a further embodiment of a coupling arrangement 1 in which the cavity 14 of the dosing unit 9 within, i. integrally formed in, the first ramp disc 5 of the ramp mechanism 4 is formed.
  • the piston 15 protrudes one end in the cavity 14 of the metering unit 9 and is drivingly connected to other ends of the control cam 16 of the metering unit 9.
  • the control cam 16 has a control contour which predetermines the linear movement of the piston 15 within the cavity 14 of the dosing unit 9 (FIGS. 5a, 5b, 6a, 6b, 7, 8a) , Fig. 8b).
  • the linear movement of the piston 15 within the cavity 14 is substantially divided into an upward movement, i. a movement towards the central axis 8 of the friction clutch 2, and a downward movement, i. a movement in the direction away from the central axis 8 of the friction clutch second
  • the actuator cam 18 has a control contour which predefines the axial movement of the second ramp disc 6 of the ramp mechanism 4 controls.
  • the control contour of the control cam 16 is formed unequal to the control contour of the actuator cam 18 (FIG. 8 a, FIG. 8 b).
  • FIGS. 7, 8 a and 8 b show a control cam 16 with a control contour designed as a cam track 19.
  • a cam track 19 is formed on both end faces 20 of the control cam 16, in which the piston 15 engages an end. The linear upward movement of the piston 15 and the linear downward movement of the piston 15 within the cavity 14 is thus effected in this case by the cam track 19.
  • the actuator unit 3 and the dosing unit 9 are functionally coupled via the actuator cam 18 of the actuator unit 3 and the control cam 16 of the dosing unit 9.
  • the control cam 16 of the dosing unit 9 is fixed and thus drivingly connected to the actuator cam 18 of the actuator unit 3 (FIG. 5a, FIG. 6a, FIG. 6b, FIG. 8a, FIG. 8b). That during a movement of the actuator cam 18 via the actuator, there is a movement of the control cam 16.
  • a direct drive-effective connection of the dosing unit 9 with the actuator shaft 17 is also conceivable.
  • the metering unit 9 is in each case via a coolant inflow 10 with the coolant reservoir 7, via a first coolant outflow 11 with the friction clutch 2 and via a second coolant outlet. flow 12 connected to a coolant sump (not shown).
  • the coolant sump is arranged geodetically below the metering unit 9, at least geodetically below the cavity 14 of the metering unit 9.
  • the coolant inflow 10 is arranged geodetically below the first coolant outflow 11 and geodetically above the second coolant outflow 12 (FIGS. 1 to 5b).
  • the piston 15 can have a first position (FIGS. 3 a, 3b), namely a position in which it is geodetically below the second coolant outflow 12deffenzuhnes 10 and the second coolant outlet 12 closes, a second position (Fig. 4b), namely a position in which he is geodetically above the second coolant outlet 12 at the level of the coolant inlet 10 and closes the coolant inlet 10, or a third position (Fig. 4a), namely a position in which it is geodetically above the coolant inflow 10 and thus closes the first coolant inflow 1 1.
  • the coolant inflow 10 can be fluid-connected to the first coolant outflow 11 via the metering unit 9.
  • the piston 15 of the metering unit 9 is in a coupled operating state of the friction clutch 2 in a first position and thus closes the second coolant outlet 12 closes.
  • the coolant can flow via the coolant inflow 10, the cavity 14 and the first coolant outflow 1 1 from the coolant reservoir 7 into the friction clutch 2.
  • the cavity 14 acts as a riser for the coolant.
  • the coolant flows or drips from the friction clutch into the coolant sump (FIG. 1).
  • the coolant flow 10 via the metering unit 9 is optionally closed or with the second Coolant outlet 12 fluid-connectable. If the piston 15 closes the coolant inflow 10, then this is in a second position and the coolant is jammed directly in the area of the coolant inflow 10. In this way, when required, ie when the friction clutch 2 is transferred from the decoupled operating state into a coupled operating state, rapid supply of the friction clutch 2 with coolant can be ensured (FIG. 4b).

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Abstract

Kupplungsanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Reibungskupplung (2), eine Aktuatoreinheit (3) zum Betätigen der Reibungskupplung (2), wobei die Aktuatoreinheit (3) einen Rampenmechanismus (4) mit einerfeststehendenersten Rampenscheibe (5) und einerrelativ zur ersten Rampenscheibe (5) bewegbaren zweiten Rampenscheibe (6) aufweist,ein Kühlmittelreservoir (7) mit Kühlmittelzur Schmierung der Reibungskupplung (2), wobei das Kühlmittelreservoir (7) in Bezug auf eine zentrale Achse (8)der Reibungskupplung (2) geodätisch über der zentralen Achse (8) angeordnet ist, und eine Dosiereinheit (9) zur Steuerung des Kühlmittelflusses von dem Kühlmittelreservoir (7) in die Reibungskupplung (2), wobei die Dosiereinheit (9) teilweise an oder in der ersten Rampenscheibe (5) ausgebildet ist und in Bezug auf diezentrale Achse (8) der Reibungskupplung (2) geodätisch unterhalb der zentralen Achse (8) angeordnet ist.

Description

Kupplungsanordnung für ein Kraftfahrzeug
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Reibungskupplung, eine Aktuatoreinheit zum Betätigen der Reibungskupplung, ein Kühlmittelreservoir mit Kühlmittel zur Kühlung der Reibungs- kupplung, und eine Dosiereinheit zur Steuerung des Kühlmittelflusses von dem Kühlmittelreservoir in die Reibungskupplung.
Stand der Technik
Eine derartige Kupplungsanordnung dient in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dem wahlweisen Übertragen eines Drehmoments. Die Reibungskupplung der Kupplungsanordnung ist in der Regel als Lamellenkupplung mit einer Vielzahl von Kupplungslamellen ausgebildet und ermöglicht eine kontinuierlich variable Übertragung von Drehmoment.
Ein generelles Problem ist die in einem gekoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung entstehende Wärme, die eine Kühlung bzw. Schmierung der Reibungskupplung notwendig macht. Dazu wird ein Kühlmittel, meist Öl, eingesetzt, das durch die Reibungskupplung geleitet wird. Die Druckschrift WO 2006/015394 A1 beschreibt beispielsweise ein Verteilergetriebe mit einer Kupplung, die mit Schmieröl versorgt wird. Das Schmieröl fließt dabei über zumindest eine Öffnung von einem hoch gelegenen Ölreservoir zu der Kupplung. Die Druckschrift DE 10 2007 057 984 A1 beschreibt ein Verteilergetriebe mit einer Fördereinrichtung, durch die Schmieröl von einem Ölsumpf in ein Ölreservoir in einem oberen Bereich des Getriebes gefördert werden kann. Durch eine Dosiereinrichtung kann der Ölstrom von dem Ölreservoir zu einer Reibungskupplung einge- stellt werden.
Nachteilig an einem derartigen Kühlen bzw. Schmieren einer Reibungskupplung sind die auftretenden Schleppmomente und die hiermit verbundenen Verluste, insbesondere bei geöffneter Kupplung. Wenn im geöffneten Zustand ein Kühlmittel in die Kupplung einfließt, kommt es aufgrund der Viskosität des Kühlmittels zu erheblichen Verlusten. Insbesondere bei Lamellenkupplungen entsteht durch das einfließende Kühlmittel eine viskose Reibung im Spalt zwischen den einzelnen Kupplungslamellen. Aus der EP 2 093 092 A2 ist ein aktives Schmier- bzw. Kühlverfahren bekannt, mit dem eine Ölversorgung der Kupplung über eine Ölversorgungseinheit mit verschließbaren Ölöffnungen erreicht wird. Bei einem derartigen aktiven Schmiersystem ist es stets notwendig das Kühlmittel mittels einer Pumpe zu den zu kühlenden Bauteilen, wie beispielsweise der Kupplung, zu fördern.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Kupplungsanordnung anzuge- ben, die sich insbesondere durch ein bedarfsgerechtes, zuverlässiges, passives Kühl- bzw. Schmiersystem auszeichnet.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Kupplungsanordnung für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Reibungskupplung, eine Aktuatoreinheit zum Betätigen der Reibungskupplung, wobei die Aktuatoreinheit einen Rampenmechanismus mit einer feststehenden ersten Rampenscheibe und einer relativ zur ersten Rampenscheibe bewegbaren zweiten Rampenscheibe aufweist, ein Kühlmittelreservoir mit Kühlmittel zur Kühlung der Reibungskupplung, wobei das Kühlmittelreservoir in Bezug auf eine zentrale Achse der Reibungskupplung geodätisch über der zentralen Achse angeordnet ist, und eine Dosiereinheit zur Steuerung des Kühlmittelflusses von dem Kühlmittelreservoir in die Reibungskupplung, wobei die Dosiereinheit teilweise an oder in der ersten Rampenscheibe ausgebildet ist und in Bezug auf die zentrale Achse der Reibungskupplung geodätisch unterhalb der zentralen Achse angeordnet ist.
Erfindungsgemäß umfasst die Kupplungsanordnung eine Reibungskupplung, eine Aktuatoreinheit, ein Kühlmittelreservoir sowie eine Dosiereinheit. In dem vorliegenden Zusammenhang ist das Kühlmittel in dem Kühlmittelreservoir ebenso als Schmiermittel zu verstehen, das neben der Kühlung der Reibungskupplung auch der Schmierung der Reibungskupplung dient.
Die Reibungskupplung der erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit ist beispielsweise als Lamellenkupplung mit einer Vielzahl von Innenlamellen und einer Vielzahl von Außenlamellen ausgeführt.
Die Aktuatoreinheit dient der Betätigung der Reibungskupplung und umfasst erfindungsgemäß einen Rampenmechanismus mit einer feststehenden ersten Rampenscheibe und einer relativ zur ersten Rampenscheibe axial bewegbaren zweiten Rampenscheibe.
Das Kühlmittel reservoir beinhaltet erfindungsgemäß Kühlmittel, wie beispielsweise Öl, das zur Schmierung der Reibungskupplung und bei Bedarf auch anderer Bau- teile der Kupplungsanordnung dient. Das Kühlmittelreservoir ist gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf eine zentrale Achse der Reibungskupplung geodätisch über dieser zentralen Achse angeordnet. Die Dosiereinheit dient der Steuerung des Kühlmittelflusses von dem Kühlmittelreservoir in die Reibungskupplung. Erfindungsgemäß ist die Dosiereinheit teilweise an oder in der feststehenden ersten Rampenscheibe des Rampenmechanismus ausgebildet und in Bezug auf eine zentrale Achse der Reibungskupplung geodätisch unterhalb der zentralen Achse angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kupplungsanordnung ist es möglich bei geringem Bauteilaufwand und somit kostengünstig ein passives Kühl- bzw. Schmiersystem zur bedarfsgerechten Kühlung bzw. Schmierung der Reibungskupplung zu realisieren. Die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung zeichnet sich weiterhin durch einen robusten Aufbau aus, der unempfindlich gegenüber Einbautoleranzen ist.
Eine Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise in einem Verteilergetriebe mit jedoch auch insbesondere ohne Pumpe ein- gesetzt werden.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dosiereinheit über zumindest einen Kühlmittelzufluss mit dem Kühlmittelreservoir, über zumindest einen ersten Kühl- mittelabfluss mit der Reibungskupplung und über zumindest einen zweiten Kühl- mittelabfluss mit einem Kühlmittelsumpf verbunden, wobei in einem gekoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung der Kühlmittelzufluss über die Dosierein- heit mit dem ersten Kühlmittelabfluss fluidverbindbar ist und in einem entkoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung der Kühlmittelzufluss über die Dosiereinheit wahlweise verschließbar oder mit dem zweiten Kühlmittelabfluss fluidverbind- bar ist. Abhängig vom Betriebszustand der Reibungskupplung bedingt diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine einfache sowie kostengünstige Möglichkeit einer gezielten Führung des Kühlmittels aus dem Kühlmittelreservoir.
Der Kühlmittelsumpf ist vorzugsweise geodätisch unterhalb der Dosiereinheit an- geordnet.
Weiterhin ist der Kühlmittelzufluss bevorzugt geodätisch unterhalb des ersten Kühlmittelabflusses und geodätisch über dem zweiten Kühlmittelabfluss angeordnet.
Die Aktuatoreinheit und die Dosiereinheit sind vorzugsweise funktional gekoppelt.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung umfasst die Dosiereinheit einen Hohlraum, der an oder in der ersten Rampenscheibe ausgebil- det ist, einen Kolben, der in dem Hohlraum geradlinig bewegbar ist, sowie eine Steuernocke zur Steuerung der Bewegung des Kolbens in dem Hohlraum.
Die Kombination der ersten Rampenscheibe mit der Dosiereinheit bedingt eine kompakte Bauweise der Kupplungsanordnung.
Weiterhin weist die Aktuatoreinheit vorzugsweise einen Aktuator, wie beispielsweise einen Elektromotor, mit einer Aktuatorwelle und einer fest auf der Aktuator- welle angeordneten Aktuatornocke zur mittelbaren oder unmittelbaren Steuerung der axialen Bewegung der zweiten Rampenscheibe des Rampenmechanismus auf, wobei die Steuernocke der Dosiereinheit ant ebswirksam mit der Aktuatorno- cke der Aktuatoreinheit verbunden ist.
Der Kolben der Dosiereinheit weist vorzugsweise einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen dem Querschnitt des Hohlraums der Dosiereinheit entspricht.
Die Steuerkontur der Steuernocke ist bevorzugt ungleich der Steuerkontur der Ak- tuatornocke ausgebildet. Die Steuerkontur der Steuernocke kann als Kurvenbahn an zumindest einer Stirnseite der Steuernocke oder als eine Kulisse an dem Außenumfang der Steuernocke ausgebildet sein.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Kupplungsanord- nung.
Fig. 3a zeigt eine Detailansicht aus Fig. 1 . zeigt eine Querschnittsansicht einer Detailansicht gemäß Fig. 3a. zeigt eine weitere Detailansicht gemäß Fig. 3a mit einem Kolben in einer Stellung in der ein Kühlmittelzufluss mit einem zweiten Kühlmittelabfluss fluidverbunden ist. zeigt eine weitere Detailansicht gemäß Fig. 3a mit einem Kolben in einer Stellung in der ein Kühlmittelzufluss verschlossen ist. zeigt eine weitere Detailansicht aus Fig. 1 , wobei eine Steuernocke eine Kulisse an einem Außenumfang einer Steuernocke aufweist. zeigt eine weitere Detailansicht gemäß Fig. 3a mit einem- elastischen Element. zeigt eine Seitenansicht einer Steuernocke und einer Aktua- tornocke gemäß der schematischen Darstellungen in Fig. 5a und Fig. 5b. zeigt eine perspektivische Ansicht gemäß Fig. 6a. zeigt eine weitere Detailansicht aus Fig. 1 , wobei eine Steuernocke eine Kurvenbahn an den Stirnseiten einer Steuernocke aufweist. Fig. 8a zeigt eine Seitenansicht einer Steuernocke und einer Aktuatornocke gemäß der schematischen Darstellungen in Fig. 7.
Fig. 8b zeigt eine perspektivische Ansicht gemäß Fig. 8a.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Strömungsrichtungen eines Kühlmittels innerhalb einer Kupplungsanordnung 1 werden gegebenenfalls in den Figuren schematisch durch Pfeile 25 dargestellt.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils eine erfindungsgemäße beispielhafte Kupplungsanordnung 1 .
Die Kupplungsanordnung 1 umfasst eine Reibungskupplung 2, eine Aktuatorein- heit 3, ein Kühlmittelreservoir 7 sowie eine Dosiereinheit 9.
Die Reibungskupplung 2 der Kupplungsanordnung 1 ist als Lamellenkupplung gängiger Bauart mit einer Vielzahl von Außenlamellen und einer Vielzahl von Innenlamellen ausgeführt, wobei sämtliche Außenlamellen und Innenlamellen ein Lamellenpaket ausbilden. Die Reibungskupplung 2 ist auf einer Welle 13 angeordnet.
Die Aktuatoreinheit 3 dient im Wesentlichen der Betätigung der Reibungskupplung 2 und umfasst einen Aktuator, nämlich einen Elektromotor (nicht dargestellt), mit einer Aktuatorwelle 17, eine Aktuatornocke 18, die ortsfest, d.h. drehfest und axial fest, auf der Aktuatorwelle 17 angeordnet ist, sowie einen Rampenmechanismus 4. Die Aktuatornocke 18 dient bei Aktuierung durch den Aktuator der mittelbaren oder unmittelbaren Steuerung der axialen Bewegung der zweiten Rampenscheibe 6 des Rampenmechanismus 4. Der Rampenmechanismus 4 weist eine erste Rampenscheibe 5 sowie eine zweite Rampenscheibe 6 auf. Die beiden Rampenscheiben 5, 6 weisen jeweils über den Umfang verteilt mehrere Rampen auf, die bezüglich einer Normalebene zu einer zentralen Achse 8 der Reibungskupplung 2 geneigt sind und paarweise zusam- menwirken. Zwischen den beiden Rampen eines Paars sind vorzugsweise Wälzkörper 23 vorgesehen. Die erste Rampenscheibe 5 ist hierbei feststehend, d.h drehfest und axial fest, ausgebildet, wohingegen die zweite Rampenscheibe 6 relativ zur ersten Rampenscheibe 5 verdrehbar und axial bewegbar ist. Die Begrifflichkeit„axial" beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer zentralen Achse 8 der Reibungskupplung 2. Die zentrale Achse 8 der Reibungskupplung 2 entspricht der Rotationsachse der Welle 13.
Ausgehend von einem entkoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung 2 be- wirkt ein Verdrehen der zweiten Rampenscheibe 6 mittels des Aktuators, dass die zweite Rampenscheibe 6 über die Bewegung der Wälzkörper 23 in den Rampenpaaren der Reibscheiben 5, 6 von der ersten Rampenscheibe 5 abgespreizt wird und so die Reibungskupplung 2 in axialer Richtung, nämlich im Schließsinne, betätigt wird - die Reibungskupplung 2 wird in einen gekoppelten Betriebszustand überführt. Das Überführen der Reibungskupplung 2 von dem gekoppelten Betriebszustand in den entkoppelten Betriebszustand, d.h. eine Betätigung der Reibungskupplung 2 im Öffnungssinne, erfolgt vermittels des Aktuators im umgekehrten Sinne, wobei beispielsweise Federn die Öffnungsbewegung unterstützen können.
Das Kühlmittelreservoir 7 beinhaltet erfindungsgemäß Kühlmittel, wie beispielsweise Öl, das zur Schmierung der Reibungskupplung 2 und bei Bedarf auch anderer Bauteile der Kupplungsanordnung 1 dient. Das Kühlmittelreservoir 7 ist in Bezug auf die zentrale Achse 8 der Reibungskupplung 2 geodätisch über dieser zentralen Achse 8 angeordnet. Die Dosiereinheit 9 dient der Steuerung des Kühlmittelflusses von dem Kühlmittelreservoir 7 in die Reibungskupplung 2. Die Dosiereinheit 9 ist in Bezug auf die zentrale Achse 8 der Reibungskupplung 2 geodätisch unterhalb dieser zentralen Achse 8 angeordnet.
Die Dosiereinheit 9 umfasst einen Hohlraum 14, der an oder in der ersten Rampenscheibe 5 ausgebildet ist, einen Kolben 15, der in dem Hohlraum 14 geradlinig bewegbar ist, sowie eine Steuernocke 16 zur Steuerung der Bewegung des Kol- bens 16 in dem Hohlraum 14. Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kupplungsanordnung 1 bei der der Hohlraum 14 der Dosiereinheit 9 fest an der ersten Rampenscheibe 5 des Rampenmechanismus 4 angeordnet ist. Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplungsanordnung 1 bei der der Hohlraum 14 der Dosiereinheit 9 innerhalb, d.h. integrativ in, der ersten Rampen- Scheibe 5 des Rampenmechanismus 4 ausgebildet ist.
Der Kolben 15 ragt einen Ends in dem Hohlraum 14 der Dosiereinheit 9 und ist anderen Ends mit der Steuernocke 16 der Dosiereinheit 9 antriebswirksam verbunden.
Die Steuernocke 16 weist eine Steuerkontur auf, die die lineare Bewegung des Kolbens 15 innerhalb des Hohlraums 14 der Dosiereinheit 9 vorgibt bzw. steuert (Fig. 5a, Fig. 5b, Fig. 6a, Fig. 6b, Fig. 7, Fig. 8a, Fig. 8b). Die lineare Bewegung des Kolbens 15 innerhalb des Hohlraums 14 gliedert sich dabei im Wesentlichen in eine Aufwärtsbewegung, d.h. eine Bewegung in Richtung zu der zentralen Achse 8 der Reibungskupplung 2, und eine Abwärtsbewegung, d.h. eine Bewegung in Richtung weg von der zentralen Achse 8 der Reibungskupplung 2.
Weiterhin weist die Aktuatornocke 18 eine Steuerkontur auf, die die axiale Bewe- gung der zweiten Rampenscheibe 6 des Rampenmechanismus 4 vorgibt bzw. steuert. Die Steuerkontur der Steuernocke 16 ist dabei ungleich der Steuerkontur der Aktuatornocke 18 ausgebildet (Fig. 8a, Fig. 8b).
Fig. 5a, Fig. 6a sowie Fig. 6b zeigen eine Steuernocke 16 mit einer als Kulisse 21 an dem Außenumfang 22 der Steuernocke 16 ausgebildeten Steuerkontur. Der Kolben 15 wirkt einen Ends mit der Kulisse 21 an der Steuernocke 16 zusammen. In diesem Fall wird die lineare Aufwärtsbewegung des Kolbens 15 und die lineare Abwärtsbewegung des Kolbens 15 innerhalb des Hohlraums 14 durch die Kulisse 21 bewirkt, wobei die Abwärtsbewegung durch ein elastisches Element 24, hier eine Druckfeder, unterstützt wird (Fig. 5b). Fig. 7, Fig. 8a sowie Fig. 8b zeigen eine Steuernocke 16 mit einer als Kurvenbahn 19 ausgebildeten Steuerkontur. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an beiden Stirnseiten 20 der Steuernocke 16 eine Kurvenbahn 19 ausgebildet, in die der Kolben 15 einen Ends eingreift. Die lineare Aufwärtsbewegung des Kolbens 15 und die lineare Abwärtsbewegung des Kolbens 15 innerhalb des Hohlraums 14 wird in diesem Fall somit durch die Kurvenbahn 19 bewirkt.
Die Aktuatoreinheit 3 und die Dosiereinheit 9 sind über die Aktuatornocke 18 der Aktuatoreinheit 3 und die Steuernocke 16 der Dosiereinheit 9 funktional gekoppelt. Die Steuernocke 16 der Dosiereinheit 9 ist fest und somit antriebswirksam mit der Aktuatornocke 18 der Aktuatoreinheit 3 verbunden (Fig. 5a, Fig. 6a, Fig. 6b, Fig. 8a, Fig. 8b). D.h. bei einer Bewegung der Aktuatornocke 18 über den Aktuator kommt es zu einer Bewegung der Steuernocke 16. Eine direkte antriebswirksame Verbindung der Dosiereinheit 9 kann mit der Aktuatorwelle 17 ist jedoch auch denkbar.
Die Dosiereinheit 9 ist in den vorliegenden Ausführungsbeispielen jeweils über einen Kühlmittelzufluss 10 mit dem Kühlmittelreservoir 7, über einen ersten Kühlmit- telabfluss 1 1 mit der Reibungskupplung 2 und über einen zweiten Kühlmittelab- fluss 12 mit einem Kühlmittelsumpf (nicht dargestellt) verbunden. Der Kühlmittelsumpf ist geodätisch unterhalb der Dosiereinheit 9, zumindest geodätisch unterhalb des Hohlraums 14 der Dosiereinheit 9, angeordnet. Der Kühlmittelzufluss 10 ist geodätisch unterhalb des ersten Kühlmittelabflusses 1 1 und geodätisch über dem zweiten Kühlmittelabfluss 12 angeordnet (Fig. 1 bis Fig. 5b).
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen kann der Kolben 15 je nach Stellung der Aktuatornocke 18 und somit Stellung der Steuernocke 16 eine erste Position (Fig. 3a, Fig. 3b), nämlich eine Position in der er im Bereich des zweiten Kühlmit- telabflusses 12 geodätisch unterhalb des Kühlmittelzuflusses 10 steht und den zweiten Kühlmittelabfluss 12 verschließt, eine zweite Position (Fig. 4b), nämlich eine Position in der er geodätisch über dem zweiten Kühlmittelabfluss 12 auf Höhe des Kühlmittelzuflusses 10 steht und den Kühlmittelzufluss 10 verschließt, oder eine dritte Position (Fig. 4a), nämlich eine Position in der er geodätisch über dem Kühlmittelzufluss 10 steht und so den ersten Kühlmittelzufluss 1 1 verschließt.
In dem gekoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung 2 ist der Kühlmittelzufluss 10 über die Dosiereinheit 9 mit dem ersten Kühlmittelabfluss 1 1 fluidverbind- bar. In Bezug auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele befindet sich der Kolben 15 der Dosiereinheit 9 in einem gekoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung 2 in einer ersten Position und verschließt so den zweiten Kühlmittelabfluss 12 verschließt. Das Kühlmittel kann über den Kühlmittelzufluss 10, den Hohlraum 14 und den ersten Kühlmittelabfluss 1 1 von dem Kühlmittelreservoir 7 in die Reibungskupplung 2 strömen. Der Hohlraum 14 fungiert hierbei als Steigrohr für das Kühlmittel. Das Kühlmittel fließt bzw. tropft aus der Reibungskupplung in den Kühlmittelsumpf (Fig. 1 ).
In dem entkoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung 2 ist der Kühlmittelzufluss 10 über die Dosiereinheit 9 wahlweise verschließbar oder mit dem zweiten Kühlmittelabfluss 12 fluidverbindbar. Verschließt der Kolben 15 den Kühlmittelzu- fluss 10, so befindet sich dieser in einer zweiten Position und das Kühlmittel wird direkt im Bereich des Kühlmittelzuflusses 10 gestaut. Derart kann bei Bedarf, d.h. bei einer Überführung der Reibungskupplung 2 von dem entkoppelten Betriebszu- stand in einen gekoppelten Betriebszustand, eine schnelle Versorgung der Reibungskupplung 2 mit Kühlmittel gewährleistet werden (Fig. 4b). Wird der Kolben 15 beim Übergang von dem gekoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung 2 in den entkoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung 2 linear so bewegt, dass er sich in der dritten Position befindet, so werden der Kühlmittelzufluss 10 und der zweite Kühlmittelabfluss 12 fluidverbunden und das Kühlmittel aus dem Kühlmittelreservoir 7 strömt aufgrund der geodätischen Anordnung von Kühlmittelzuflusses 10 und des zweiten Kühlmittelabflusses 12 über den Kühlmittelzufluss 10, den Hohlraum 14 und den zweiten Kühlmittelabfluss 12 von dem Kühlmittelreservoir 7 in den Kühlmittelsumpf (Fig. 4a).
Bezugszeichenliste
1 Kupplungsanordnung
2 Reibungskupplung
3 Aktuatoreinheit
4 Rampenmechanismus
5 Erste Rampenscheibe
6 Zweite Rampenscheibe
7 Kühlmittelreservoir
8 Zentrale Achse (der Reibungskupplung)
9 Dosiereinheit
10 Kühlmittelzufluss
1 1 Erster Kühlmittelabfluss
12 Zweiter Kühlmittelabfluss
13 Welle
14 Hohlraum
15 Kolben
16 Steuernocke
17 Aktuatorwelle
18 Aktuatornocke
19 Kurvenbahn
20 Stirnseite (der Steuernocke)
21 Kulisse
22 Außenumfang (der Steuernocke)
23 Wälzkörper
24 Elastisches Element
25 Pfeil (Strömungsrichtung des Kühlmittels)

Claims

Patentansprüche
1 . Kupplungsanordnung (1 ) für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Reibungskupplung (2), eine Aktuatoreinheit (3) zum Betätigen der Reibungskupplung (2), wobei die Aktuatoreinheit (3) einen Rampenmechanismus (4) mit einer feststehenden ersten Rampenscheibe (5) und einer relativ zur ersten Rampenscheibe (5) bewegbaren zweiten Rampenscheibe (6) aufweist, ein Kühlmittelreservoir (7) mit Kühlmittel zur Schmierung der Reibungskupplung (2), wobei das Kühlmittelreservoir (7) in Bezug auf eine zentrale Achse (8) der Reibungskupplung (2) geodätisch über der zentralen Achse (8) angeordnet ist, und eine Dosiereinheit (9) zur Steuerung des Kühlmittelflusses von dem Kühlmittelreservoir (7) in die Reibungskupplung (2), wobei die Dosiereinheit (9) teilweise an oder in der ersten Rampenscheibe (5) ausgebildet ist und in Bezug auf die zentrale Achse (8) der Reibungskupplung (2) geodätisch unterhalb der zentralen Achse (8) angeordnet ist.
2. Kupplungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dosiereinheit (9) über zumindest einen Kühlmittelzufluss (10) mit dem Kühlmittelreservoir (7), über zumindest einen ersten Kühlmittelabfluss (1 1 ) mit der Reibungskupplung (2) und über zumindest einen zweiten Kühlmittelabfluss (12) mit einem Kühlmittelsumpf verbunden ist, wobei in einem gekoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung (2) der Kühlmittelzufluss (10) über die Dosiereinheit (9) mit dem ersten Kühlmittelabfluss (1 1 ) fluidverbindbar ist und in einem entkoppelten Betriebszustand der Reibungskupplung (2) der Kühlmittelzufluss (10) über die Dosiereinheit (9) wahlweise verschließbar oder mit dem zweiten Kühlmittelabfluss (12) fluidverbindbar ist.
3. Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kühlmittelsumpf geodätisch unterhalb der Dosiereinheit (9) angeordnet ist.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kühlmittel- zufluss (10) geodätisch unterhalb des ersten Kühlmittelabflusses (11) angeordnet ist
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 2, 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kühlmittel- zufluss (10) geodätisch über dem zweiten Kühlmittelabfluss (12) angeordnet ist.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aktua- toreinheit (3) und die Dosiereinheit (9) funktional gekoppelt sind.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dosiereinheit (9) einen Hohlraum (14), der an oder in der ersten Rampenscheibe (5) ausgebildet ist, einen Kolben (15), der in dem Hohlraum (14) geradlinig bewegbar ist, sowie eine Steuernocke (16) zur Steuerung der Bewegung des Kolbens (15) umfasst. Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aktua- toreinheit (3) einen Aktuator mit einer Aktuatorwelle (17) und einer fest auf der Aktuatorwelle (17) angeordneten Aktuatornocke (18) zur mittelbaren o- der unmittelbaren Steuerung der axialen Bewegung der zweiten Rampenscheibe (6) des Rampenmechanismus (4) aufweist, wobei die Steuernocke (16) der Dosiereinheit (9) antriebswirksam mit der Aktuatornocke (18) der Aktuatoreinheit (3) verbunden ist.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kolben (15) einen Querschnitt aufweist, der im Wesentlichen dem Querschnitt des Hohlraums (14) der Dosiereinheit (9) entspricht.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 7, 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuerkontur der Steuernocke (16) ungleich der Steuerkontur der Aktuatornocke (18) ist.
Kupplungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuerkontur der Steuernocke (16) als Kurvenbahn (19) an zumindest einer Stirnseite (20) der Steuernocke (16) oder als eine Kulisse (21 ) an dem Außenumfang (22) der Steuernocke (16) ausgebildet ist.
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