WO2022112129A1 - Trenneinrichtung - Google Patents

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WO2022112129A1
WO2022112129A1 PCT/EP2021/082304 EP2021082304W WO2022112129A1 WO 2022112129 A1 WO2022112129 A1 WO 2022112129A1 EP 2021082304 W EP2021082304 W EP 2021082304W WO 2022112129 A1 WO2022112129 A1 WO 2022112129A1
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WO
WIPO (PCT)
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output shaft
input shaft
actuating device
clutch
separating device
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Ceased
Application number
PCT/EP2021/082304
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English (en)
French (fr)
Inventor
Georg SELTMANN
Arthur Schröder
Tobias HÖCHE
Uwe Grossgebauer
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • F16D23/143—Arrangements or details for the connection between the release bearing and the diaphragm
    • F16D23/144—With a disengaging thrust-ring distinct from the release bearing, and secured to the diaphragm
    • F16D23/146—Arrangements for the connection between the thrust-ring and the release bearing
    • 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
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    • F16D23/147—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings bearing with rolling elements having at least one race or part fixed to the race blind axially, e.g. cup-shaped
    • 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
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    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D25/082—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D25/087—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation the clutch being actuated by the fluid-actuated member via a diaphragm spring or an equivalent array of levers

Definitions

  • the invention relates to a separating device for interrupting or connecting power flows between at least one drive unit and a drive.
  • a large number of clutches are known in the prior art. To losses due to a relative speed between a fixed actuator and the dre existing clutch types are known in which a clutch release bearing is provided in the form of egg Nes ball bearing to reduce friction losses.
  • a problem in the prior art is that when assembling a clutch, it has to be made from a plurality of components, and the axial actuating force, as a rule, has to be absorbed by other components.
  • the object of the invention is to provide a separating device with a simple structure, low losses and a good power flow. A simple and quick installation of the separating device is also another task.
  • a separating device comprising an input shaft and an output shaft, which can be rotated about a common axis of rotation and can be connected to one another by a clutch, the clutch having at least two carriers between which at least two friction partners are arranged, which are relatively are movable towards one another in order to be pressed against one another for the transmission of a torque, with at least one of the carriers being firmly connected to the input shaft and at least one other carrier being firmly connected to the output shaft, with an actuating device being provided which generates an axial force and is connected to one of the Friction partner is operatively connected to move the friction partner relative to each other, and wherein a clutch release bearing is provided between the actuating device and the friction partner, characterized in that the The input shaft or the output shaft, which is firmly connected to the carrier that absorbs the axial force of the actuating device, overlaps concentrically with the actuating device, and that an axial bearing is provided on the side of the actuating device facing away from the release bearing, which is
  • a release bearing is provided in order to keep the friction losses due to a relative speed between the actuating device and the other clutch components low.
  • the actuating device generates an axial force which, for example in a normally-open design, presses the friction partners provided in the clutch, in particular the friction surfaces, against one another in order to transmit a torque via the coefficient of friction.
  • This axial force is directed via the friction partners to one of the carriers and, depending on the embodiment, passed on to the input shaft or the output shaft.
  • This A input shaft or output shaft is correspondingly extended so that it extends at least to the opposite axial end of the actuator.
  • an axial bearing is provided between the input shaft or output shaft and the actuating device.
  • the actuation device is located axially between the release bearing and the thrust bearing, whereby the axial force generated as well as the resulting counterforce are taken up and directed against one another.
  • a separating device according to embodiments of the invention is therefore power-free in relation to other components of a drive train with regard to actuation.
  • Input shaft or output shaft has a smaller diameter than the inside width of the thrust bearing, and that the thrust bearing is arranged between the actuating device and a support disk connected to the input shaft or output shaft.
  • the clutch is a multi-plate clutch and that the carriers are formed by an outer plate carrier and an inner plate carrier.
  • the elements of the clutch that bear the friction partners depend on their design.
  • the friction surfaces are provided on a large number of lamellae, which are arranged alternately with the inner disk carrier and the outer disk carrier in a rotationally fixed but axially movable manner.
  • either the inner disk carrier or the outer disk carrier can be the carrier subjected to the axial force.
  • a separating device is characterized in that the clutch is a cone clutch and that the carriers are formed by an inner friction cone or an outer friction cone and a carrier plate for the disk cone lying between them.
  • a cone clutch a disk cone can be clamped between two friction cones that can be moved towards one another in order to transmit a torque.
  • the cone clutch correspondingly has an inner friction cone and an outer friction cone as well as a disk cone arranged between the inner friction cone and the outer friction cone, the inner friction cone and the outer friction cone being non-rotatably connected to one another but being movable relative to one another in the axial direction.
  • Analogous to the multi-plate clutch it also depends on the design of the input side and output side of a cone clutch, whether the inner friction cone, the outer friction cone or a carrier plate holding the multi-plate cone in a rotationally fixed but axially movable manner represents the carrier subjected to the axial force.
  • Embodiments of a separating clutch are characterized in that the actuating device is hydraulic, electro-hydraulic or electro-mechanical. Depending on the energy carrier used for the actuating device, this can be designed differently.
  • Separating devices according to embodiments are characterized in that the actuating device can be connected to a fixed housing. In order to position the separating device in the drive train and to ensure that the actuation device is supplied with power, it has a receptacle so that it can be connected to the housing.
  • attachment to the housing can also be dispensed with, in which case the actuating device is not fixed but rotates.
  • Separating devices are characterized in that the input shaft or output shaft connected to the axial bearing is designed as a hollow shaft, at least in sections, and that the input shaft and the output shaft have an axially overlapping area. This achieves a compact design with good guidance of the components relative to one another.
  • Preferred embodiments of a separating device are characterized in that a radial bearing, in particular a needle bearing, is provided in the overlapping area. On the one hand, this improves and ensures the alignment of the input shaft to the output shaft. Furthermore, the power flow in the separating device and the adjacent components can be improved.
  • a further aspect of the invention is a drive train for a vehicle comprising a separating device according to the description.
  • An additional aspect of the invention is a method for assembling a drive train, characterized in that a separating device according to an embodiment according to the invention is provided as a preassembled assembly, and that the preassembled assembly is assembled in the drive train.
  • a separating device according to an embodiment according to the invention is provided as a preassembled assembly, and that the preassembled assembly is assembled in the drive train.
  • the actuating device is designed as a coaxially arranged annular piston.
  • the actuating device is advantageously designed as an annular piston arranged coaxially about the axis of rotation.
  • Embodiments of a separating device are characterized in that a resetting device is provided.
  • a restoring device is advantageously provided which counteracts the actuating device.
  • the restoring device is preferably designed as an elastic element, in particular as a spring.
  • Fig. 1 shows an embodiment with components shown schematically.
  • the separating device is constructed concentrically around the axis of rotation 10, which is why, as in FIG. 2, only one half is shown. More precisely, a conical clutch arranged concentrically around the axis of rotation is shown, with an actuating device 6 in the form of a hydraulic cylinder, which acts outwardly without axial force
  • a separating unit is shown, with a cone clutch, in which the actuation device 6 acts on the input side.
  • the actuating device 6 acts here via the release bearing 7 on the outer friction cone 1 .
  • the outer friction cone 1 can move axially, but is connected to the inner friction cone 4 in a rotationally fixed manner. This connection is preferably achieved in a form-fitting manner by means of axially projecting fingers distributed over the circumference, which engage in recesses of the counter-component correspondingly distributed over the circumference.
  • the inner friction cone 4 is firmly connected to the input shaft 9 .
  • About the inner ren friction cone 4 and the non-rotatably connected to this outer friction cone 1 can be created via one or more drives, not shown, who the power.
  • a restoring device 15 which is designed as an elastic element such as a spring or a plurality of springs. A force is applied in the axial direction to the outer friction cone 1 and the inner friction cone 4 by the restoring device 15 .
  • a normal-open clutch is shown, in which the restoring device 15 the inner friction cone 4 and the outer friction cone 1 applied away from each other to provide sufficient clearance in the non-actuated state.
  • the actuating device 6 can also be reset by the resetting device 15 and it is ensured that the release bearing 7 is held between the actuating device 6 and the inner friction cone 4 and remains in contact, in particular a preload is applied to the release bearing 7 .
  • normal-closed designs are also possible, in which the resetting device acts accordingly in the direction of actuation and ensures torque transmission.
  • the Actuate supply device 6 then acts accordingly in the opening direction.
  • the actuating device 6 comprises an annular piston which acts on the outer friction cone 1 via the release mechanism 7 .
  • an axial force is generated which moves the release bearing 7 and the outer friction cone 1 in the axial direction towards the inner friction cone 4 until the clearance has been applied and the disk cone 3 in between is pushed through by the inner friction cone 4 and the outer friction cone 1 is clamped.
  • the axial actuation force of the actuating device 6 is translated or amplified into a larger normal force on the friction surfaces. Due to the normal force and the coefficient of friction of the friction surfaces, the cone clutch can transmit a specific torque.
  • the disk cone 3 arranged between the inner friction cone 4 and the outer friction cone 1 is also designed to be movable in the axial direction in order to allow clearance in the non-actuated state and thus a clean separation.
  • the lamellar cone 3 is connected to a carrier plate 2 in a torque-proof manner.
  • the connection can, for example, be analogous to that between the inner friction cone 4 and the outer friction cone 1 .
  • the carrier plate 2 is connected to the output shaft 8 .
  • the axial force applied by the actuating device 6 is transmitted to the input shaft 9 via the inner friction cone 4 .
  • the input shaft 9 is designed as a hollow shaft and encloses part of the output shaft 8.
  • an axial bearing 13 is provided on the Release bearing 7 opposite axial end of the actuating device 6, on the Release bearing 7 opposite axial end of the actuating device 6, an axial bearing 13 is provided.
  • the axial bearing 13 is thus also supported on the actuating device 6 and is secured axially on the opposite side by means of a support disk 16 on the input shaft 9 . With such a structure, a closed frictional connection is achieved, which does not affect the surrounding components.
  • the actuator 6 is rotatably and radially in Ge housing 5 is held.
  • the input shaft 9 and the output shaft 8 are designed to overlap axially. Between the input shaft 9 and the output shaft 8, a radial bearing 12 is arranged. Instead of the radial bearing 12 shown, in particular a needle bearing, a plurality of or multi-row radial bearings 12 can accordingly also be provided.
  • FIG. 2 shows a multi-plate clutch in combination with an outwardly force-free actuating device 6, which is analogous to the system shown in FIG.
  • the hydraulic piston extending out of the cylinder on the actuating device 6 presses on the pressure piece 11 via the release bearing 7, causing the disk set 14 as a friction partner, whose disks are alternately non-rotatably connected to the inner disk carrier 18 and the outer disk carrier 19, so strongly axially against the End disk, which is supported axially on the outer disk carrier 19, that a torque can be transmitted.
  • the actuating force that acts on the outer disc carrier 19 is transmitted via the input shaft 9 to the support disk 16 and is supported via the axial bearing 13 on the actuating device 6, whereby the power flow is closed.
  • a differential speed between the actuator 6, which is held radially and circumferentially by the housing-fixed driver 17, and the Rotating components that are in contact, such as the support disk 16 and the pressure piece 11, are compensated for with low losses via the axial bearing 13 or the release bearing 7.

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Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Trenneinrichtung umfassend ein Eingangswelle (11) und ein Ausgangswelle (12), welche um eine gemeinsame Drehachse (10) drehbar ange- ordnet und durch eine Kupplung miteinander verbindbar sind, wobei die Kupplung zumindest zwei Träger aufweist, zwischen denen mindestens zwei Reibpartner ange- ordnet sind, welche relativ zueinander bewegbar sind, um zur Übertragung eines Drehmoments aufeinander gepresst zu werden, wobei zumindest einer der Träger mit der Eingangswelle (11) und zumindest ein anderer Träger mit der Ausgangswelle (12) fest verbundenen ist, wobei eine Betätigungseinrichtung (6) vorgesehen ist, wel- che eine Axialkraft erzeugt und mit einem der Reibpartner wirkverbunden ist, um die Reibpartner relativ zueinander zu bewegen, und wobei zwischen der Betätigungsein- richtung (6) und dem Reibpartner ein Ausrücklager (7) vorgesehen ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Eingangswelle (11) oder die Ausgangswelle (12), welche mit dem Träger, der die Axialkraft der Betätigungseinrichtung (6) aufnimmt, fest verbun- den ist, konzentrisch mit der Betätigungseinrichtung (6) überlappt, und dass auf der dem Ausrücklager (7) abgewandten Seite der Betätigungseinrichtung (6) ein Axialla- ger (13) vorgesehen ist, welches zwischen der Betätigungseinrichtung (6) und der entsprechenden Eingangswelle (11) oder Ausgangswelle (12) angeordnet ist. Weiter betrifft die Anmeldung einen Antriebsstrang und ein Fahrzeug mit einer derartigen Trenneinrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Antriebsstrangs.

Description

Trenneinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Trenneinrichtung zur Unterbrechung beziehungsweise Ver bindung von Kraftflüssen zwischen zumindest einer Antriebseinheit und einem Ab trieb.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Kupplungen bekannt. Um Verluste durch eine Relativgeschwindigkeit zwischen einer feststehenden Betätigung und der dre henden Kupplung sind Bauformen bekannt, bei denen ein Ausrücklager in Form ei nes Kugellagers vorgesehen ist, um Reibungsverluste zu reduzieren.
Ein Problem im Stand der Technik ist, dass bei einer Kupplung bei der Montage aus einer Mehrzahl von Bauteilen hergestellt werden muss, und die in der Regel axiale Betätigungskraft durch andere Bauteile aufgenommen werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Trenneinrichtung mit einem einfachen Aufbau, ge ringen Verlusten und einem guten Kraftfluss bereitzustellen. Eine einfache und schnelle Montage der T renneinrichtung stellt ebenfalls eine weitere Aufgabe dar.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Trenneinrichtung umfassend ein Eingangswelle und ein Ausgangswelle, welche um eine gemeinsame Drehachse drehbar angeord net und durch eine Kupplung miteinander verbindbar sind, wobei die Kupplung zu mindest zwei Träger aufweist, zwischen denen mindestens zwei Reibpartner ange ordnet sind, welche relativ zueinander bewegbar sind, um zur Übertragung eines Drehmoments aufeinander gepresst zu werden, wobei zumindest einer der Träger mit der Eingangswelle und zumindest ein anderer Träger mit der Ausgangswelle fest verbundenen ist, wobei eine Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, welche eine Axi al kraft erzeugt und mit einem der Reibpartner wirkverbunden ist, um die Reibpartner relativ zueinander zu bewegen, und wobei zwischen der Betätigungseinrichtung und dem Reibpartner ein Ausrücklager vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle oder die Ausgangswelle, welche mit dem Träger, der die Axialkraft der Betätigungseinrichtung aufnimmt, fest verbunden ist, konzentrisch mit der Betäti gungseinrichtung überlappt, und dass auf der dem Ausrücklager abgewandten Seite der Betätigungseinrichtung ein Axiallager vorgesehen ist, welches zwischen der Be tätigungseinrichtung und der entsprechenden Eingangswelle oder Ausgangswelle angeordnet ist. Um die Reibungsverluste aufgrund einer Relativgeschwindigkeit zwi schen der Betätigungseinrichtung und den weiteren Kupplungsbauteilen gering zu halten, ist ein Ausrücklager vorgesehen. Durch die Betätigungseinrichtung wird eine Axialkraft erzeugt, welche beispielweise bei einer Normal-open-Bauart die in der Kupplung vorgesehenen Reibpartner, insbesondere die Reibflächen aufeinander presst, um über den Reibwert ein Drehmoment zu übertragen. Diese Axialkraft wird über die Reibpartner auf einen der Träger geleitet und entsprechend der Ausfüh- rungsform an die Eingangswelle oder die Ausgangswelle weitergeleitet. Diese Ein gangswelle oder Ausgangswelle wird entsprechend verlängert, damit sie sich zumin dest bis zum gegenüberliegenden axialen Ende der Betätigungseinrichtung erstreckt. Um den Kraftfluss zu schließen, wird ein Axiallager zwischen der Eingangswelle oder Ausgangswelle und der Betätigungseinrichtung vorgesehen. Somit liegt die Betäti gungseinrichtung axial zwischen dem Ausrücklager und dem Axiallager, wodurch die erzeugte Axialkraft als auch resultierende Gegenkraft aufgenommen und gegenei nander geleitet werden. Eine Trenneinrichtung gemäß erfindungsgemäßen Ausfüh rungsformen ist daher gegenüber weiteren Bauteilen eines Antriebsstrangs hinsicht lich der Betätigung kraftfrei.
Ausführungsformen einer Trenneinrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass die
Eingangswelle oder Ausgangswelle einen kleineren Durchmesser aufweist als die lichte Weite des Axiallager, und dass das Axiallager zwischen der Betätigungsein richtung und einer mit der Eingangswelle oder Ausgangswelle verbundenen Stütz scheibe angeordnet ist. Hierdurch kann die Herstellung der Trenneinrichtung verein facht werden. Trenneinrichtungen gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Lamellenkupplung ist, und dass die Träger durch einen Außenla mellenträger und einen Innenlamellenträger ausgebildet sind. Die Reibpartner tra genden Elemente der Kupplung sind von deren Bauform abhängig. Bei einer Lamel lenkupplung sind die Reibflächen an einer Vielzahl von Lamellen vorgesehen, welche abwechselnd mit dem Innenlamellenträger und dem Außenlamellenträger drehfest, jedoch axial bewegbar, angeordnet. Abhängig davon ob bei der gewählten Ausfüh- rungsform die Betätigungseinrichtung eingangsseitig oder ausgangsseitig der Kupp lung angeordnet ist beziehungsweise mit welcher der beiden Seiten der Außenlamel lenträger verbunden ist, kann einer entweder der Innenlamellenträger oder der Au ßenlamellenträger der mit der Axialkraft beaufschlagte Träger sein.
Alternative Ausführungsformen einer Trenneinrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Konuskupplung ist, und dass die Träger durch einen inneren Reibkonus oder einen äußeren Reibkonus und einem Trägerblech für den dazwi schenliegenden Lamellenkonus ausgebildet sind. Bei einer Konuskupplung kann ein Lamellenkonus zwischen zwei aufeinander zu bewegbare Reibkonusse geklemmt werden, um ein Drehmoment zu übertragen. Die Konuskupplung weist entsprechend einen inneren Reibkonus und einen äußeren Reibkonus sowie einen zwischen dem inneren Reibkonus und dem äußeren Reibkonus angeordneten Lamellenkonus auf weist, wobei der innere Reibkonus und der äußere Reibkonus drehfest miteinander verbunden sind, jedoch in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind. Analog zur Lamellenkupplung ist es auch bei einer Konuskupplung von der Ausführungsform hinsichtlich Eingangsseite und Ausgangsseite abhängig, ob der innere Reibkonus, der äußere Reibkonus oder ein den Lamellenkonus drehfest jedoch axial bewegbar haltendes Trägerblech den mit der Axialkraft beaufschlagte Träger darstellt.
Ausführungsformen einer Trennkupplung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Be tätigungseinrichtung hydraulisch, elektrohydraulisch oder elektromechanisch ausge bildet ist. Abhängig vom verwendeten Energieträger für die Betätigungseinrichtung kann diese unterschiedlich ausgeführt sein. Trenneinrichtungen gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung mit einem feststehenden Gehäuse verbindbar ist. Um die Trenneinrichtung im Antriebsstrang zu positionieren und eine Versorgung der Betäti gungseinrichtung zu gewährleisten, weist diese Aufnahme auf, damit sie mit dem Ge häuse verbindbar sind.
Alternativ kann bei einer Versorgung der Betätigungseinrichtung über die Eingangs welle und/oder Ausgangswelle auch von einer Befestigung am Gehäuse abgesehen werden, wobei dann die Betätigungseinrichtung nicht feststehend ist sondern mitro tiert.
Trenneinrichtungen gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Axiallager verbundene Eingangswelle oder Ausgangswelle zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführt ist, und dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle einen axial überlappenden Bereich aufweisen. Hierdurch wird eine kompakte Bauweise mit einer guten Führung der Bauteile zueinander erreicht.
Bevorzugte Ausführungsformen einer Trenneinrichtung sind dadurch gekennzeich net, dass in dem überlappenden Bereich ein Radiallager, insbesondere ein Nadella ger, vorgesehen ist. Hierdurch wird zum einen die Fluchtung der Eingangswelle zur Ausgangswelle verbessert und sichergestellt. Des Weiteren kann der Kraftfluss in der Trenneinrichtung und den benachbarten Komponenten verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug umfassend eine Trenneinrichtung nach der Beschreibung.
Ebenfalls ein Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer T renneinrichtung ge mäß den Ausführungsformen der Beschreibung. Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Montage eines Antriebs strangs dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennvorrichtung gemäß einer erfin dungsgemäßen Ausführungsform als vormontierte Baugruppe bereitgestellt wird, und dass die vormontierte Baugruppe im Antriebsstrang montiert wird. Durch eine erfin dungsgemäße Ausgestaltung der Trenneinrichtung kann diese weitestgehend als vormontierte Baugruppe bereitgestellt werden, da sich durch den konzentrischen Auf bau sowie der durch das Ausrücklager und das Axiallager beidseitig umgriffenen Be tätigungseinrichtung eine handhabbare Baugruppe ergibt, bei der die einzelnen Ele mente zueinander positioniert gehalten werden.
Trenneinrichtungen gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass das die Betätigungseinrichtung als ein koaxial angeordneter Ringkolben ausgebildet ist. Um eine gleichmäßige Betätigung der koaxial um die Drehachse vorgesehenen Kupplung zu erzielen, ist die Betätigungseinrichtung vorteilhafterweise als eine um die Drehachse koaxial angeordneter Ringkolben ausgebildet.
Ausführungsformen einer Trenneinrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstelleinrichtung vorgesehen ist. Um eine Betätigung beziehungsweise Trennung der Kupplung sicherzustellen, ist vorteilhafterweise eine Rückstelleinrichtung vorge sehen, welche der Betätigungseinrichtung entgegenwirkt. Die Rückstelleinrichtung ist vorzugsweise als elastisches Element, insbesondere als Feder, ausgebildet.
Die Merkmale der Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert wer den. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit schematisch dargestellten Bauteilen. Die Trenneinrichtung ist konzentrisch um die Drehachse 10 aufgebaut, weshalb, wie auch bei Fig. 2, nur eine Hälfe gezeigt ist. Genauer ist eine konzentrisch um die Drehachse angeordnete Konuskupplung, mit einer nach außen axialkraftfrei wirken den Betätigungseinrichtung 6, in Form eines Hydraulikzylinders, gezeigt
Es ist eine Trenneinheit gezeigt, mit eine Konuskupplung, bei der die Betätigungsein richtung 6 auf die Eingangsseite wirkt. Die Betätigungseinrichtung 6 wirkt hier über das Ausrücklager 7 auf den äußeren Reibkonus 1 . Der äußere Reibkonus 1 ist axial beweglich, allerdings drehfest mit dem inneren Reibkonus 4 verbunden. Diese Ver bindung wird vorzugsweise formschlüssig durch über den Umfang verteilte axial vor stehende Finger erreicht, welche in entsprechend über den Umfang verteilte Ausspa rungen des Gegenbauteils eingreifen.
Der innere Reibkonus 4 ist mit der Eingangswelle 9 fest verbunden. Über den inne ren Reibkonus 4 sowie dem mit diesem drehfest verbundenen äußeren Reibkonus 1 kann ein über einen oder mehrere nicht dargestellte Antriebe Leistung angelegt wer den. Zwischen dem inneren Reibkonus 4 und dem äußeren Reibkonus 1 ist eine Rückstelleinrichtung 15 angeordnet, welche als elastisches Element, wie eine Feder oder eine Mehrzahl von Federn ausgebildet ist. Durch die Rückstelleinrichtung 15 wird auf den äußeren Reibkonus 1 und den inneren Reibkonus 4 ein Kraft in axialer Richtung aufgebracht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Normal-Open-Kupp- lung gezeigt, bei der die Rückstelleinrichtung 15 den inneren Reibkonus 4 und den äußeren Reibkonus 1 voneinander weg beaufschlagt, um im nicht betätigten Zustand ein ausreichendes Lüftspiel bereitzustellen. Durch die Rückstelleinrichtung 15 kann auch die Betätigungseinrichtung 6 rückgestellt werden und es wird gewährleistet, dass das Ausrücklager 7 zwischen der Betätigungseinrichtung 6 und dem inneren Reibkonus 4 gehalten sowie in Kontakt, insbesondere eine Vorspannung auf das Ausrücklager 7 aufgebracht, bleibt.
Neben der gezeigten Normal-Open Ausführung sind auch Normal-Closed Ausfüh rungsformen möglich, bei denen die Rückstelleinrichtung entsprechend in Betäti gungsrichtung wirkt und eine Drehmomentübertragung gewährleistet. Die Betäti gungseinrichtung 6 wirkt dann entsprechend in Öffnungsrichtung.
Die Betätigungseinrichtung 6 umfasst einen Ringkolben, welcher über das Ausrückla ger 7 auf den äußeren Reibkonus 1 wirkt. Bei einer Betätigung wird von der Betäti gungseinrichtung 6 eine axiale Kraft erzeugt, welche das Ausrücklager 7 und den äu ßeren Reibkonus 1 in axialer Richtung auf den inneren Reibkonus 4 zubewegt, bis das Lüftspiel aufgebracht ist und der dazwischenliegende Lamellenkonus 3 durch den inneren Reibkonus 4 und den äußeren Reibkonus 1 geklemmt wird. Aufgrund der konischen angeordneten Reibpartner mit den Reibflächen wird die axiale Betäti gungskraft der Betätigungseinrichtung 6 in eine größere Normalkraft auf die Reibflä chen übersetzt beziehungsweise verstärkt. Durch die Normalkraft und den Reibwert der Reibflächen kann die Konuskupplung ein bestimmtes Drehmoment übertragen.
Der zwischen dem inneren Reibkonus 4 und den äußeren Reibkonus 1 angeordnete Lamellenkonus 3 ist ebenfalls in axialer Richtung bewegbar ausgeführt, um im nicht betätigten Zustand ein Lüftspiel und somit eine saubere Trennung zu ermöglichen. Zur Übertragung des Drehmoments ist der Lamellenkonus 3 drehfest mit einem Trä gerblech 2 verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise analog zu der zwischen innerem Reibkonus 4 und äußeren Reibkonus 1 ausgeführt sein. Das Trägerblech 2 ist mit dem Ausgangswelle 8 verbunden.
Die durch die Betätigungseinrichtung 6 aufgebrachte Axialkraft wird über den inneren Reibkonus 4 auf die Eingangswelle 9 geleitet. Die Eingangswelle 9 ist als Hohlwelle ausgeführt und umschließt einen Teil der Ausgangswelle 8. Auf der dem Ausrücklager 7 gegenüberliegenden axialen Ende der Betätigungseinrichtung 6 ist ein Axiallager 13 vorgesehen. Das Axiallager 13 stützt sich somit ebenfalls an der Betätigungseinrichtung 6 ab und wird auf der Gegenseite mittels einer Stützscheibe 16 an der Eingangswelle 9 axial gesichert. Durch einen derartigen Aufbau ist ein ge schlossener Kraftschluss erreicht, welcher sich nicht auf die umliegenden Bauteile auswirkt.
Über eine Mitnahme 17 ist die Betätigungseinrichtung 6 drehfest und radial im Ge häuse 5 gehalten.
Die Eingangswelle 9 und die Ausgangswelle 8 sind axial überlappenden ausgebildet. Zwischen der Eingangswelle 9 und der Ausgangswelle 8 ist ein Radiallager 12 ange ordnet. Anstelle des gezeigten Radiallagers 12, insbesondere eines Nadellagers, kann entsprechend auch mehrere oder mehrreihige Radiallager 12 vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt eine Lamellenkupplung in Kombination mit einer nach außen kraftfrei wir kenden Betätigungseinrichtung 6, welche hinsichtlich des Aufbaus, in Form eines Hydraulikzylinders, und bezüglich dem Kraftfluss, ausgelöst durch die Betätigung, analog zu dem in Fig. 1 gezeigtem System ist.
Der an der Betätigungseinrichtung 6 aus dem Zylinder ausfahrende Hydraulikkolben, drückt über das Ausrücklager 7 auf das Druckstück 11 , wodurch das Lamellenpaket 14 als Reibpartner, dessen Lamellen im Wechsel drehfest mit dem Innenlammellen träger 18 und dem Außenlamellenträger 19 verbunden sind, so stark axial gegen die Endlamelle, welche sich axial am Außenlamellenträger 19 abstützt, dass ein Dreh moment übertragen werden kann. Die Betätigungskraft, die dabei auf den Außenlam ellenträger 19 wirkt, wird über die Eingangswelle 9 auf die Stützscheibe 16 übertra gen und stützt sich über das Axiallager 13 an der Betätigungseinrichtung 6 ab, wodurch der Kraftfluss geschlossen wird.
Eine Differenzgeschwindigkeit zwischen der Betätigungseinrichtung 6, welche radial und in Umfangsrichtung von der gehäusefesten Mitnahme 17 gehalten wird, und den in Kontakt stehenden rotierenden Bauteilen, wie die Stützscheibe 16 und das Druck stück 11 , wird über das Axiallager 13 beziehungsweise das Ausrücklager 7 verlust arm ausgeglichen.
Die Erfindung ist weiter auch nicht auf die beschriebenen Ausführungen einge schränkt. Es können wie oben ausgeführt, auch nur einzelne vorteilhafte Merkmale vorgesehen und miteinander kombiniert werden. Der Schutzumfang wird durch die
Ansprüche definiert.
Bezuqszeichen äußerer Reibkonus Trägerblech Lamellenkonus Innerer Reibkonus Gehäuse Betätigungseinrichtung Ausrücklager Ausgangswelle Eingangswelle Drehachse Druckstück Radiallager Axiallager Lamellenpaket Rückstelleinrichtung Stützscheibe Mitnahme Innenlamellenträger Außenlamellenträger

Claims

Patentansprüche
1 . T renneinrichtung umfassend ein Eingangswelle (11 ) und ein Ausgangswelle (12), welche um eine gemeinsame Drehachse (10) drehbar angeordnet und durch eine Kupplung miteinander verbindbar sind, wobei die Kupplung zumindest zwei Träger aufweist, zwischen denen mindestens zwei Reibpartner angeordnet sind, welche relativ zueinander bewegbar sind, um zur Übertragung eines Drehmoments aufeinander gepresst zu werden, wobei zumindest einer der T räger mit der Eingangswelle (11 ) und zumindest ein an derer Träger mit der Ausgangswelle (12) fest verbundenen ist, wobei eine Betätigungseinrichtung (6) vorgesehen ist, welche eine Axialkraft erzeugt und mit einem der Reibpartner wirkverbunden ist, um die Reibpartner relativ zueinan der zu bewegen, und wobei zwischen der Betätigungseinrichtung (6) und dem Reibpartner ein Aus rücklager (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (11 ) oder die Ausgangswelle (12), welche mit dem T räger, der die Axialkraft der Betätigungseinrichtung (6) aufnimmt, fest verbunden ist, kon zentrisch mit der Betätigungseinrichtung (6) überlappt, und dass auf der dem Ausrücklager (7) abgewandten Seite der Betätigungseinrich tung (6) ein Axiallager (13) vorgesehen ist, welches zwischen der Betätigungseinrich tung (6) und der entsprechenden Eingangswelle (11 ) oder Ausgangswelle (12) ange ordnet ist.
2. Trenneinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ein gangswelle (11 ) oder Ausgangswelle (12) einen kleineren Durchmesser aufweist als die lichte Weite des Axiallagers (13), und dass das Axiallager (13) zwischen der Be tätigungseinrichtung (6) und einer mit der Eingangswelle (11 ) oder Ausgangswelle (12) verbundenen Stützscheibe (16) angeordnet ist.
3. Trenneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Lamellenkupplung ist, und dass die Träger durch einen Außenlamel lenträger (19) und einen Innenlamellenträger (18) ausgebildet sind.
4. Trenneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Konuskupplung ist, und dass die Träger durch einen inneren Reibko nus (4) oder einen äußeren Reibkonus (1) und einem Trägerblech (2) für den dazwi schenliegenden Lamellenkonus (3) ausgebildet sind.
5. Trennkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (6) hydraulisch, elektrohydraulisch o- der elektromechanisch ausgebildet ist.
6. Trenneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (6) mit einem feststehenden Gehäuse (5) verbindbar ist.
7. Trenneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die mit dem Axiallager (13) verbundene Eingangswelle (11 ) oder Ausgangswelle (12) zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführt ist, und dass die Eingangswelle (11 ) und die Ausgangswelle (12) einen axial überlappenden Bereich aufweisen.
8. Trenneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem überlappenden Bereich ein Radiallager (12), insbesondere ein Nadellager, vorgese hen ist.
9. Antriebsstrang mit einer Trennvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
10. Fahrzeug mit einer Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
11. Verfahren zur Montage eines Antriebsstrangs gemäß Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Trennvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 als vormontierte Baugruppe bereitgestellt wird, und dass die vormontierte Baugruppe im Antriebsstrang montiert wird.
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