DE102008046815B4

DE102008046815B4 - Coupling device, in particular for an automatic transmission, a hydrodynamic coupling device or a wet-running clutch

Info

Publication number: DE102008046815B4
Application number: DE200810046815
Authority: DE
Inventors: Dirk Habeck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: DE102008046815A1

Abstract

Kupplungseinrichtung, insbesondere für ein Automatikgetriebe, eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung oder eine nasslaufende Kupplung, umfassend zwei durch eine mit Druckfluid zu betätigende Anpressanordnung (24) in Reibeingriff bringbare Reibflächenanordnungen (12, 14), wobei die Anpressanordnung (24) ein durch Druckfluid beaufschlagbares und bei Druckfluidbeaufschlagung die Reibflächenanordnungen (12, 14) in Reibeingriff pressendes erstes Kolbenelement (26) sowie ein durch Druckfluid beaufschlagbares und bei Druckfluidbeaufschlagung auf das erste Kolbenelement (26) einwirkendes zweites Kolbenelement (28) umfasst, von denen dem ersten Kolbenelement (26) eine dieses in Richtung Aufheben des Reibeingriffs der Reibflächenanordnungen (12, 14) vorspannende erste Vorspannanordnung (42) zugeordnet ist und dem zweiten Kolbenelement (28) eine dieses in Richtung Mindern der Einwirkung auf das erste Kolbenelement (26) vorspannende zweite Vorspannanordnung (44) zugeordnet ist, und dass das erste Kolbenelement (26) und das zweite Kolbenelement (28) zusammen einen Druckfluidraum (38) zur Aufnahme von das erste Kolbenelement (26) und das zweite Kolbenelement (24) beaufschlagendem Druckfluid mitbegrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kolbenelement (38) über eine elastische Anordnung (50) auf das erste Kolbenelement (26) einwirkt.Coupling device, in particular for an automatic transmission, a hydrodynamic coupling device or a wet-running clutch, comprising two frictional surface arrangements (12, 14) which can be brought into frictional engagement by a pressurizing arrangement (24) to be actuated by pressurized fluid, wherein the pressure arrangement (24) can be acted upon by pressurized fluid and pressurized fluid the friction surface arrangements (12, 14) frictionally engage the first piston element (26) and a second piston element (28) which can be acted upon by pressurized fluid and acts on the first piston element (26) when the pressurized fluid is applied, of which the first piston element (26) has a second piston element (28) Disregarding the frictional engagement of the friction surface assemblies (12, 14) biasing first biasing assembly (42) is associated with and the second piston member (28) this one in the direction of reducing the action on the first piston member (26) biasing second biasing assembly (44) is assigned, and the the first piston element (26) and the second piston element (28) together delimit a pressure fluid space (38) for receiving the first piston element (26) and the second piston element (24) pressurized pressurized fluid, characterized in that the second piston element (38) via a elastic arrangement (50) acts on the first piston element (26).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a coupling device according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Kupplungseinrichtung, wie sie beispielsweise für ein Automatikgetriebe verwendet werden kann, ist aus der DE 2 220 985 A bekannt. Bei dieser Kupplungseinrichtung sind die in Reibeingriff bringbaren Reibflächenanordnungen durch eine Anpressanordnung beaufschlagbar, die mit Druckfluid zu betätigen ist und über zwei Kolbenelemente verfügt, von denen bei Druckfluidbeaufschlagung das erste Kolbenelement die Reibflächenanordnungen in Reibeingriff bringt, während das zweite Kolbenelement auf das erste Kolbenelement einwirkt. Dem ersten Kolbenelement ist eine dieses in Richtung Aufheben des Reibeingriffs der Reibflächenanordnungen vorspannende erste Vorspannanordnung zugeordnet, dem zweiten Kolbenelement dagegen eine dieses in Richtung Mindern der Einwirkung auf das erste Kolbenelement vorspannende zweite Vorspannanordnung. Gemeinsam begrenzen die beiden Kolbenelemente einen Druckfluidraum, der zur Aufnahme des die beiden Kolbenelemente beaufschlagenden Druckfluids dient. Die beiden Kolbenelemente sind radial gestaffelt zueinander angeordnet, wobei das das zweite Kolbenelement radial außen umgebende erste Kolbenelement nicht nur gegenüber dem zweiten Kolbenelement fluiddicht bewegbar geführt ist, sondern auch gegenüber einem den Druckfluidraum mitbegrenzenden Gehäuse. Das zweite Kolbenelement ist weiterhin bezüglich eines den Druckfluidraum ebenfalls mitbegrenzenden Nabenelements fluiddicht bewegbar geführt.Such a coupling device, as can be used for example for an automatic transmission, is from the DE 2 220 985 A known. In this coupling device, the frictionally engageable friction surface arrangements are acted upon by a Anpressanordnung which is to be actuated with pressurized fluid and has two piston elements, of which when Druckfluidbeaufschlagung the first piston member frictionally engages the friction surface arrangements, while the second piston member acts on the first piston member. The first piston element is associated with a first biasing arrangement biasing it in the direction of canceling the frictional engagement of the friction surface arrangements, whereas the second piston element has a second biasing arrangement biasing the same in the direction of reducing the action on the first piston element. Together, the two piston elements define a pressure fluid space, which serves to receive the pressurized fluid acting on the two piston elements. The two piston elements are arranged radially staggered to each other, wherein the second piston member radially outwardly surrounding the first piston member is guided not only fluid-tightly movable relative to the second piston member, but also with respect to a pressure fluid chamber mitbegrenzenden housing. Furthermore, the second piston element is guided in a fluid-tight manner with respect to a hub element which also has a mitigating to the pressure fluid space.

Bei Aufbau eines Überdruckes im Druckfluidraum wird zunächst das erste Kolbenelement gegen die Wirkung der ersten Vorspannanordnung in Richtung zu den Reibflächenanordnungen verlagert, und stellt hierdurch eine Reibwirkverbindung zwischen den einzelnen Reibflächenanordnungen her. Wird daraufhin das zweite Kolbenelement gegen die Wirkung der zweiten Vorspannanordnung in Richtung zu den Reibflächenanordnungen verlagert, um die Reibflächenanordnungen mit einer deutlich höheren Axialkraft in Anlage aneinander zu bringen, so ist zu befürchten, dass der Anstieg der Anpresskraft unharmonisch, gegebenenfalls sogar stoßbehaftet, erfolgt. Somit dürfte es bei der bekannten Anpressanordnung schwierig sein, bei den zum Herstellen des vollständig eingerückten Zustands erforderlichen sehr hohen Drücken eine feine Dosierung des Einrückvorgangs und selbstverständlich auch des Ausrückvorgangs vorzunehmen.When an overpressure is established in the pressure fluid space, first the first piston element is displaced against the action of the first biasing arrangement in the direction of the friction surface arrangements, thereby establishing a frictional engagement connection between the individual friction surface arrangements. If the second piston element is then displaced against the action of the second biasing arrangement in the direction of the friction surface arrangements in order to bring the friction surface arrangements into abutment with a significantly higher axial force, then it is to be feared that the increase in the contact force will be inharmonious, possibly even jerky. Thus, it would be difficult in the known Anpressanordnung to make at the very high pressures required to produce the fully engaged state, a fine dosage of the engagement and of course the disengagement.

Eine Kupplungseinrichtung, wie sie beispielsweise für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung verwendet werden kann, ist aus der DE 27 31 719 A bekannt. Auch diese Kupplungseinrichtung verfügt über eine mit Druckfluid zu betätigende Anpressanordnung mit zwei Kolbenelementen, um mit zwei in Reibeingriff bringbaren Reibflächenanordnungen in Wirkverbindung zu treten. Während bei Druckfluidbeaufschlagung zunächst nur das radial weiter innen angeordnete erste Kolbenelement die Reibflächenanordnungen in Reibeingriff bringt, wirkt das radial weiter außen angeordnete zweite Kolbenelement erst bei höherer Druckfluidbeaufschlagung auf das erste Kolbenelement ein. Zwischen den beiden Kolbenelementen ist eine Vorspannanordnung angeordnet, deren Wirkrichtung derart gewählt ist, dass sie einen Abhub der Kolbenelemente voneinander zumindest unterstützt. Die Feder wird, unter Annäherung der beiden Kolbenelemente, verformt, wenn das erste Kolbenelement die Reibflächenanordnungen bereits in Reibeingriff gebracht und somit zumindest im wesentlichen seine Bewegung in Richtung zu den Reibflächenanordnungen eingestellt hat, während das zweite Kolbenelement aufgrund eines Überdruckes im Druckfluidraum noch eine Bewegung in Richtung zu den Reibflächenanordnungen vollzieht. Dadurch soll sich ein gleichmäßigerer Eingriff der Reibflächenanordnungen untereinander in derjenigen Phase eines Einrückvorganges ergeben, in welcher aufgrund der Wirkung des zweiten Kolbenelementes besonders hohe Anpresskräfte durch die Anpressanordnung bereitgestellt werden. Da dem ersten Kolbenelement allerdings eine Vorspannanordnung, insbesondere hierbei eine Vorspannanordnung, die dieses Kolbenelement in Richtung Aufheben des Reibeingriffs der Reibflächenanordnungen vorspannt, fehlt, muss damit gerechnet werden, dass die Einleitung einer begrenzten Axialkraft auf die beiden Reibflächenanordnungen, beispielsweise zu Beginn eines Einrückvorganges, ohne feinfühlige Dosierbarkeit erfolgen wird.A coupling device, as can be used, for example, for a hydrodynamic coupling device is known from DE 27 31 719 A known. This coupling device also has a pressure-actuated pressing arrangement with two piston elements in order to come into operative connection with two frictional surface arrangements which can be brought into frictional engagement. While in Druckfluidbeaufschlagung initially only the radially further inwardly disposed first piston member frictionally engages the friction surface arrangements, the radially further outwardly disposed second piston element acts only at higher Druckfluidbeaufschlagung on the first piston element. Between the two piston elements, a biasing arrangement is arranged, the effective direction is chosen such that it supports a lift of the piston elements from each other at least. The spring is deformed, approaching the two piston elements, when the first piston element has already frictionally engaged the friction surface arrangements and thus at least substantially adjusted its movement towards the friction surface arrangements, while the second piston element still moves due to overpressure in the pressure fluid space Direction to the friction surface arrangements. This should result in a more uniform engagement of the friction surface arrangements with each other in that phase of an engagement process, in which due to the action of the second piston element particularly high contact forces are provided by the Anpressanordnung. Since the first piston element, however, a biasing arrangement, in particular here a biasing assembly which biases this piston member in the direction of canceling the frictional engagement of Reibflächenanordnungen missing, it must be expected that the introduction of a limited axial force on the two friction surface arrangements, for example, at the beginning of a Einrückvorganges without sensitive metering will be done.

Schließlich sei auf die Kupplungsanordnung gemäß der US 3 612 237 A verwiesen, bei welcher jedem von zwei Kolbenelementen einer Anpressanordnung jeweils eine Vorspannanordnung zugeordnet ist, wobei diese Vorspannanordnungen jeweils in einer Richtung wirksam sind, in welcher sie einen Abhub der Kolbenelemente von Reibflächenanordnungen unterstützen. Hierbei ist die Vorspannung der dem radial inneren ersten Kolbenelement zugeordneten ersten Vorspannanordnung geringer als die Vorspannung der dem radial äußeren zweiten Kolbenelement zugeordneten zweiten Vorspannanordnung. Deshalb wird, bei Druckaufbau in einem den Kolbenelementen zugeordneten Druckfluidraum, nach einer geringfügigen Auslenkung beider Kolbenelemente, zunächst das erste Kolbenelement in Kontakt mit den Reibflächenanordnungen gelangen, und dadurch eine Wirkverbindung unter denselben herstellen. Bei dieser Relativbewegung des ersten Kolbenelementes gegenüber dem zweiten Kolbenelement wird ein in dem letztgenannten vorgesehener Durchlass freigegeben, wodurch eine vorübergehende Druckentlastung im Druckfluidraum erzeugt wird, indem Druckfluid aus dem Druckfluidraum in einen Ausgleichsraum zwischen dem zweiten Kolbenelement und den Reibflächenanordnungen übertreten kann. Diese Maßnahme soll ein weiches Einrücken der Kupplungsanordnung begünstigen. Nach weiterem Druckaufbau im Druckfluidraum wird auch das zweite Kolbenelement mit den Reibflächenanordnungen in Kontakt gelangen, wobei der Durchlass zwischen dem Druckfluidraum und dem Ausgleichsraum wieder geschlossen wird. Damit ist die Voraussetzung für einen starken Druckanstieg im Druckfluidraum geschaffen, so dass die Kolbenelemente zusammen eine starke Anpresskraft auf die Reibflächenanordnungen ausüben, und somit für die Übertragungsfähigkeit hoher Drehmomente sorgen.Finally, let the coupling arrangement according to the US Pat. No. 3,612,237 in which each of two piston elements of a Anpressanordnung each having a biasing arrangement is associated, said biasing arrangements are each effective in a direction in which they support a lift of the piston elements of Reibflächenanordnungen. Here, the bias of the radially inner first piston member associated with the first biasing arrangement is lower than the bias of the radially outer second piston member associated second biasing arrangement. Therefore, upon pressure build-up in a pressure fluid chamber associated with the piston elements, after a slight deflection of both piston elements, first the first piston element will come into contact with the friction surface arrangements, thereby establishing an operative connection therebetween. In this relative movement of the first piston member relative to the second piston member is provided in the latter Passage released, whereby a temporary pressure relief in the pressure fluid space is generated by pressure fluid from the pressure fluid space can pass into a compensation space between the second piston member and the friction surface arrangements. This measure is intended to favor a soft engagement of the clutch assembly. After further pressure build-up in the pressure fluid space and the second piston element will come into contact with the friction surface arrangements, wherein the passage between the pressure fluid chamber and the expansion chamber is closed again. Thus, the prerequisite for a strong increase in pressure in the pressure fluid space is created, so that the piston elements together exert a strong contact force on the friction surface arrangements, and thus ensure the transmission capability of high torques.

Auch bei dieser bekannten Kupplungsanordnung ist davon auszugehen, dass mit dem Wirksamwerden des zweiten Kolbenelementes der Anstieg der Anpresskraft unharmonisch, gegebenenfalls sogar stoßbehaftet, erfolgt. Somit dürfte eine feinfühlige Dosierung der durch die Kolbenelemente für den Einrück- oder den Ausrückvorgang bereitzustellenden Anpresskräfte schwerlich möglich sein.Also in this known coupling arrangement is assumed that with the effectiveness of the second piston element, the increase in the contact force inharmonious, possibly even impacted, takes place. Thus, a sensitive metering of the contact forces to be provided by the piston elements for the engagement or disengagement process is unlikely to be possible.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungseinrichtung vorzusehen, bei welcher eine verbesserte Einrück- bzw. Ausrückcharakteristik erzielbar ist.It is the object of the present invention to provide a coupling device in which an improved engagement or disengagement characteristic can be achieved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplungseinrichtung insbesondere für ein Automatikgetriebe, eine hydrodynamische Kopplungseinrichung oder eine nasslaufende Kupplung, umfassend zwei durch eine mit Druckfluid zu betätigende Anpressanordnung in Reibeingriff bringbare Reibflächenanordnungen, wobei die Anpressanordnung ein durch Druckfluid beaufschlagbares und bei Druckfluidbeaufschlagung die Reibflächenanordnungen in Reibeingriff pressendes erstes Kolbenelement sowie ein durch Druckfluid beaufschlagbares und bei Druckfluidbeaufschlagung auf das erste Kolbenelement einwirkendes zweites Kolbenelement umfasst.This object is achieved by a coupling device, in particular for an automatic transmission, a hydrodynamic coupling device or a wet-running clutch, comprising two frictional surface arrangements, which can be brought frictionally into engagement by a pressure fluid actuated pressure device, wherein the pressure device frictionally engages the frictional surface arrangements, which can be acted upon by pressure fluid and frictionally engaged with pressure fluid Piston element and a pressurizable by pressurized fluid and acting upon Druckfluidbeaufschlagung acting on the first piston element second piston element comprises.

Die Anpressanordnung umfasst also zwei Kolbenelemente, von welchen eines unter Druckfluidbeaufschlagung entweder direkt oder indirekt auf die Reibflächenformation einwirkt, die durch dieses Kolbenelement also generierte Einrückkraft tatsächlich auch auf die Reibflächenanordnungen übertragen wird, während das andere dieser Kolbenelemente druckabhängig auf das erste Kolbenelement einwirkt bzw. einwirken kann. Jedes dieser Kolbenelemente stellt selbstverständlich eine durch Druckfluid beaufschlagbare Kolbenfläche bereit, so dass abhängig davon, ob bzw. wie stark das zweitgenannte Kolbenelement auf das erstgenannte einwirkt, eine druckabhängige Variation der wirksamen Kolbenfläche vorhanden ist.The Anpressanordnung thus comprises two piston elements, one of which acts under Druckfluidbeaufschlagung either directly or indirectly on the friction surface formation, which is thus transmitted by this piston element engagement force actually transmitted to the Reibflächenanordnungen, while the other of these piston elements acts on the first piston element pressure-dependent or act can. Of course, each of these piston elements provides a piston surface which can be acted upon by pressurized fluid, so that a pressure-dependent variation of the effective piston surface is present, depending on whether or how strongly the second-mentioned piston element acts on the former.

Um diese druckabhängige Variation der wirksamen Kolbenfläche definierter vorgeben zu können, ist dem ersten Kolbenelement eine dieses in Richtung Aufheben des Reibeingriffs der Reibflächenanordnungen vorspannende erste Vorspannanordnung zugeordnet und dem zweiten Kolbenelement eine dieses in Richtung Mindern der Einwirkung auf das erste Kolbenelement vorspannende zweite Vorspannanordnung zugeordnet, wobei die erste Vorspannanordnung und die zweite Vorspannanordung jeweils eine Vorspannfeder umfassen können. Durch die Abstimmung der durch die Vorspannanordnungen generierten Vorspannkräfte auf die bei den jeweiligen Kolbenelementen vorhandenen Kolbenflächen wird es möglich, dafür zu sorgen, dass beispielsweise bei vergleichsweise geringen Drücken die Vorspannwirkung der zweiten Vorspannanordnung noch nicht überwunden wird, eine druckabhängige Variation der Einwirkung des zweiten Kolbenelements auf das erste Kolbenelement also nicht vorliegt, während der Druck bereits ausreicht, um das erste Kolbenelement entgegen der Vorspannwirkung der ersten Vorspannanordnung zum Herstellen des Reibeingriffs zwischen den Reibflächenanordnungen zu bewegen.In order to be able to specify this pressure-dependent variation of the effective piston area in a defined manner, the first piston element is assigned a first biasing arrangement biasing it in the direction of canceling the frictional engagement of the friction surface arrangements and the second piston element is assigned a second biasing arrangement biasing it in the direction of reducing the action on the first piston element the first biasing arrangement and the second biasing arrangement may each comprise a biasing spring. By matching the preload forces generated by the preload assemblies with the piston surfaces present in the respective piston elements, it is possible to ensure that the preload action of the second preload arrangement is not overcome, for example, at comparatively low pressures, a pressure-dependent variation of the action of the second piston element Thus, the first piston member is not present while the pressure is already sufficient to move the first piston member against the biasing action of the first biasing assembly for producing the frictional engagement between the friction surface assemblies.

Erfindungsgemäß erfolgt die Wechselwirkung zwischen den beiden Kolbenelementen unter Zwischenlagerung einer elastischen Anordnung, wie zum Beispiel einer Wellfeder oder dergleichen. Dabei wird durch den Einsatz der elastischen Anordnung dafür gesorgt, dass kein schlagartiger Übergang zum zusätzlichen Wirksamwerden des zweiten Kolbenelements auftritt, sondern ein allmählicher Anstieg der von diesem auf das erste Kolbenelement ausgeübten Kraft erhalten wird.According to the interaction between the two piston elements takes place with intermediate storage of an elastic arrangement, such as a corrugated spring or the like. It is ensured by the use of the elastic arrangement that no abrupt transition to additional effect of the second piston member occurs, but a gradual increase in the force exerted by this force on the first piston member is obtained.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Figur detailliert beschrieben, welchem in prinzipartiger Darstellung einen Teil-Längsschnitt einer erfindungsgemäß aufgebauten Kupplungseinrichtung veranschaulicht.The invention will be described in detail below with reference to the accompanying figure, which illustrates in principle a representation of a partial longitudinal section of a coupling device constructed according to the invention.

Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung 10 ist als so genannte Lamellenkupplung aufgebaut, umfasst also zwei Reibflächenanordnungen 12, 14 jeweils mit einer Mehrzahl von ringscheibenartig aufgebauten Reibelementen 16, 18. Die Reibelemente von einer der Reibflächenanordnungen 14, 16 können Reibbeläge tragen, während die anderen als Belchringe ausgebildet sind. Grundsätzlich können auch die Reibelemente 16, 18 beider Reibflächenanordnungen 12, 14 Reibbeläge tragen, oder es können beide Reibflächenanordnungen 12, 14 mit ohne Reibbeläge versehenen Metallscheiben oder dergleichen aufgebaut sein.The coupling device according to the invention 10 is constructed as a so-called multi-plate clutch, so includes two friction surface arrangements 12 . 14 each with a plurality of annular disc-like friction elements 16 . 18 , The friction elements of one of the friction surface assemblies 14 . 16 can wear friction linings, while the others are designed as Belchringe. In principle, the friction elements 16 . 18 both friction surface arrangements 12 . 14 Wear friction linings, or it can both friction surface arrangements 12 . 14 be constructed with provided without friction linings metal discs or the like.

Die Reibelemente 16 der Reibflächenanordnung 12 können mit einem allgemein mit 20 bezeichneten Gehäuse oder Kupplungszylinder zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse A gekoppelt sein, beispielsweise über jeweilige Verzahnungsformationen, die eine gewisse Axialbewegbarkeit der Reibelemente 16 bezüglich des Gehäuses 20 zulassen. Die Reibelemente 18 der Reibflächenanordnung 14 können mit einem Reibelemententräger 22 zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse A gekoppelt sein, wobei auch hier zum Durchführen von Ein- und Ausrückvorgängen eine Axialrelativbewegbarkeit gewährleistet ist. Bei Einsatz der Kupplungseinrichtung 10 in einem Automatikgetriebe kann das Gehäuse 12 ein Gehäuse der Kupplung oder eine andere Kupplungskomponente sein, während der Träger 22 mit einer Getriebebaugruppe gekoppelt sein kann, die zum Einlegen oder Auslegen einer Gangstufe mit dem Gehäuse 20 zu verkoppeln oder von dieser freizugeben ist. Bei Einsatz der Kupplungseinrichtung 10 in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder als nasslaufende Kupplung in einem Antriebsstrang kann das Gehäuse 20 dann das Wandler- bzw. Kupplungsgehäuse sein, das mit einer Antriebswelle zur Drehung um die Drehachse A zu koppeln ist, während der Träger 22 beispielsweise über eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer Abtriebsnabe bzw. gegebenenfalls auch einem Turbinenrad gekoppelt oder zu koppeln ist. The friction elements 16 the friction surface arrangement 12 can with a general with 20 be designated housing or clutch cylinder coupled to the common rotation about a rotation axis A, for example via respective toothing formations, which has a certain axial movement of the friction elements 16 with respect to the housing 20 allow. The friction elements 18 the friction surface arrangement 14 can with a friction element carrier 22 be coupled for common rotation about the axis of rotation A, wherein also here for performing engagement and disengagement Axialrelativbewegbarkeit is guaranteed. When using the coupling device 10 in an automatic transmission can the housing 12 a housing of the clutch or another coupling component, while the carrier 22 may be coupled to a transmission assembly, which is for inserting or laying a gear ratio with the housing 20 to be coupled or released from this. When using the coupling device 10 in a hydrodynamic torque converter or as a wet-running clutch in a drive train, the housing 20 then the converter or clutch housing to be coupled to a drive shaft for rotation about the axis of rotation A, while the carrier 22 For example, is coupled via a torsional vibration damper assembly with an output hub or optionally also a turbine wheel or to couple.

Um die beiden Reibflächenanordnungen 12, 14 in gegenseitigen Reibeingriff pressen zu können, ist eine allgemein mit 24 bezeichnete Anpressanordnung vorgesehen. Diese umfasst zwei im dargestellten Fall radial gestaffelt liegende und jeweils ringartig ausgebildete Kolbenelemente 26, 28. Das Kolbenelement 26 ist in seinem radial äußeren Bereich unter Zwischenlagerung eines Dichtungselements 30 an einem zylindrischen Abschnitt 32 des Gehäuses 20 in Richtung der Drehachse A fluiddicht bewegbar geführt. Das radial innere Kolbenelement 28 ist unter Zwischenlagerung eines Dichtungselements 34 in Richtung der Drehachse A an einem Nabenelement 36 oder dergleichen fluiddicht bewegbar geführt. Das Nabenelement 36 kann beispielsweise mit dem Gehäuse 20 fest verbunden sein, kann beispielsweise aber auch als Welle oder dergleichen ausgebildet sein. Auf diese Art und Weise wird ein Druckfluidraum 38 durch die beiden Kolbenelemente 26, 28, das Gehäuse 20 und das Nabenelement 36 begrenzt, wobei durch eine nicht dargestellte Leitungsanordnung Druckfluid in den Druckfluidraum 38 eingeleitet bzw. aus diesem abgezogen werden kann.To the two friction surface arrangements 12 . 14 to press in mutual frictional engagement is a common with 24 designated pressing arrangement provided. This comprises two in the case shown radially staggered and each ring-shaped piston elements 26 . 28 , The piston element 26 is in its radially outer region with intermediate storage of a sealing element 30 on a cylindrical section 32 of the housing 20 guided in the direction of the axis of rotation A fluid-tight movable. The radially inner piston element 28 is under interim storage of a sealing element 34 in the direction of the axis of rotation A on a hub member 36 or the like guided in a fluid-tight manner movable. The hub element 36 For example, with the case 20 be firmly connected, but may for example be designed as a wave or the like. In this way, a pressure fluid space 38 through the two piston elements 26 . 28 , the case 20 and the hub member 36 limited, wherein by a line arrangement, not shown, pressurized fluid in the pressure fluid space 38 initiated or can be deducted from this.

Man erkennt in der 1 weiter, dass das radial äußere Kolbenelement 26 unter Zwischenlagerung eines Dichtungselements 40 auf dem radial inneren Kolbenelement 28 fluiddicht und bezüglich diesem in Richtung der Drehachse A bewegbar geführt ist, so dass grundsätzlich die Möglichkeit besteht, die beiden Kolbenelemente 26, 28 unabhängig voneinander zu bewegen.One recognizes in the 1 further, that the radially outer piston element 26 with intermediate storage of a sealing element 40 on the radially inner piston element 28 fluid-tight and with respect to this in the direction of the axis of rotation A is movably guided, so that in principle there is the possibility of the two piston elements 26 . 28 to move independently.

Die beiden Kolbenelemente können in einfacher Art und Weise beispielsweise als Belch- oder Drehbauteile hergestellt werden. Die verschiedenen Dichtungselemente 30, 34 bzw. 40 können als herkömmliche Bohrringe oder Profildichtringe ausgebildet sein.The two piston elements can be produced in a simple manner, for example as Belch- or rotary components. The different sealing elements 30 . 34 respectively. 40 can be designed as conventional drill rings or profile sealing rings.

Dem radial äußeren ersten Kolbenelement ist eine in Form einer Rückstellfeder 42 ausgebildete erste Vorspannanordnung zugeordnet. Dem radial inneren zweiten Kolbenelement 28 ist eine ebenfalls in Form einer Rückstellfeder 44 ausgebildete zweite Vorspannanordnung zugeordnet. Die beiden Rückstellfedern 42, 44 stützten sich axial bezüglich des Nabenelements 36 ab und erzeugen somit eine Vorspannwirkung für die beiden Kolbenelemente 26, 28, welche diese in Richtung Verringerung des Volumens des Druckfluidraums 38 belastet.The radially outer first piston member is one in the form of a return spring 42 trained first biasing arrangement assigned. The radially inner second piston element 28 is also in the form of a return spring 44 assigned trained second biasing arrangement. The two return springs 42 . 44 supported axially with respect to the hub member 36 and thus produce a biasing effect for the two piston elements 26 . 28 which these in the direction of reducing the volume of the pressure fluid space 38 loaded.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung können die beiden durch die Kolbenelemente 26, 28 bereitgestellten und letztendlich den Druckfluidraum 38 auch begrenzenden Kolbenflächen 46, 48 so aufeinander und auch auf die Vorspannwirkung der beiden Rückstellfedern 42, 44 abgestimmt sein, dass sich im Betrieb die im Folgenden erläuterte Wirkcharakteristik ergibt.In the coupling device according to the invention, the two can by the piston elements 26 . 28 provided and finally the pressure fluid space 38 also limiting piston surfaces 46 . 48 so on each other and also on the biasing effect of the two return springs 42 . 44 Be agreed that results in the operation explained below the characteristic action.

Es sei zunächst angenommen, dass der Fluiddruck im Druckfluidraum 38 vergleichsweise gering ist, so dass durch die beiden Vorspannanordnungen bzw. Rückstellfedern 42, 44 die beiden Kolbenelemente 26, 28 maximal in Richtung von den Reibflächenanordnungen 12, 14 weg bewegt sind. Wird zum Einrücken der Kupplungseinrichtung 10 dann der Fluiddruck im Druckfluidraum 38 erhöht und erreicht das Druckniveau eine vorbestimmte Schwelle, so wird zunächst das radial äußere erste Kolbenelement 26 entgegen der Vorspannwirkung der Rückstellfeder 42 axial verschoben, während die Rückstellfeder 44 noch eine ausreichend große Vorspannkraft erzeugt, um das Kolbenelement 28 in seiner Ausgangsstellung zu halten. Da bei ungefähr gleicher radialer Erstreckung der beiden Kolbenelemente 26, 28 auf Grund der Anordnung weiter radial außen das Kolbenelement 26 eine größere Kolbenfläche 46 haben wird, als das Kolbenelement 28, können zum Erreichen dieser Charaktertstik die beiden Rückstellfedern 42, 44 grundsätzlich mit gleicher Kraftwirkung bereitgestellt werden. Ein vorbestimmter Druck wird auf Grund der größeren Kolbenfläche 46 zunächst zur Verschiebung des Kolbenelements 26 führen.It is first assumed that the fluid pressure in the pressure fluid space 38 is comparatively low, so that by the two biasing arrangements or return springs 42 . 44 the two piston elements 26 . 28 maximally in the direction of the friction surface arrangements 12 . 14 are moved away. Used to engage the clutch device 10 then the fluid pressure in the pressure fluid space 38 increases and reaches the pressure level a predetermined threshold, so initially the radially outer first piston member 26 against the biasing action of the return spring 42 axially displaced while the return spring 44 still produces a sufficiently large biasing force to the piston element 28 to hold in its initial position. Since at approximately the same radial extent of the two piston elements 26 . 28 due to the arrangement further radially outward the piston element 26 a larger piston area 46 will have, as the piston element 28 , to achieve this characterikstik the two return springs 42 . 44 basically provided with the same force effect. A predetermined pressure is due to the larger piston area 46 initially for the displacement of the piston element 26 to lead.

Die Anpressanordnung 24 wird daher mit einer im Vergleich zur Gesamtkolbenfläche vergleichsweise kleinen Kolbenfläche 46 des radial äußeren ersten Kolbenelements wirksam sein und somit mit vergleichsweise feiner Dosierbarkeit die beiden Reibflächenanordnungen 12, 14 in Richtung Herstellen des Reibzustandes bewegen können. Bei weiterem Druckanstieg wird allmälich dann auch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 44 überwunden, und das zweite Kolbenelement 28 wird beginnen, sich in der gleichen axialen Richtung zu bewegen, wie das erste Kolbenelement 26. Dabei bewirkt das zweite Kolbenelement 28 beispielsweise über eine elastische Anordnung 50, wie zum Beispiel eine Wellfeder, auf das erste Kolbenelement 26 ein und erzeugt somit eine zusätzliche Kraft, die über das erste Kolbenelement 26 auf die Reibflächenanordnungen 12, 14 übertragen wird und diese somit dann verstärkt in Richtung Einrücken belastet. Dabei wird durch den Einsatz der elastischen Anordnung 50 dafür gesorgt, dass kein schlagartiger Übergang zum zusätzlichen Wirksamwerden des Kolbenelements 28 auftritt, sondern ein allmälicher Anstieg der von diesem auf das radial äußere Kolbenelement 26 ausgeübten Kraft erhalten wird.The pressing arrangement 24 Therefore, with a comparatively small piston area compared to the total piston area 46 the radially outer first piston element to be effective and thus with comparatively fine dosing the two friction surface arrangements 12 . 14 can move in the direction of producing the frictional state. As the pressure continues to rise, the preload force of the return spring gradually increases 44 overcome, and the second piston element 28 will begin to move in the same axial direction as the first piston element 26 , In this case, the second piston element causes 28 for example via an elastic arrangement 50 , such as a corrugated spring, on the first piston element 26 and thus generates an additional force, via the first piston element 26 on the friction surface arrangements 12 . 14 is transmitted and this then increasingly loaded in the direction of engagement. It is characterized by the use of the elastic arrangement 50 ensured that no abrupt transition to additional effectiveness of the piston element 28 occurs, but a gradual increase of this on the radially outer piston element 26 applied force is obtained.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 10 wird es möglich, druckabhängig mit verschieden großen wirksamen Gesamtkolbenflächen zu arbeiten, so dass insbesondere bei kleineren Drücken auch eine kleinere wirksame Kolbenfläche genutzt wird und somit eine feinere Dosierbarkeit beim Einrücken und beim Ausrücken der Kupplungseinrichtung 10 erhalten wird. Dabei ist auch von Vorteil, dass das bei diesen kleineren Drücken wirksame und unmittelbar auch auf die Reibflächenanordnungen 12, 14 einwirkende erste Kolbenelement 26 das radial äußere der beiden Kolbenelemente ist, so dass im Rotationszustand auch auftretende Fliehkrafteinflüsse auf dieses Kolbenelement 26 stärker wirken, als auf das radial innere Kolbenelement 28. Fliehkrafteinflüsse haben somit nicht zur Folge, dass eine der Intention des Ausgestaltens mit zwei verschiedenen Kolbenelementen gegenläufige Einwirkung erzielt wird.With this embodiment of the coupling device according to the invention 10 It is possible, depending on the pressure to work with different effective total piston areas, so that especially at lower pressures, a smaller effective piston area is used and thus a finer meterability when engaging and disengaging the clutch device 10 is obtained. It is also advantageous that the effective at these smaller pressures and directly on the Reibflächenanordnungen 12 . 14 acting first piston element 26 the radially outer of the two piston elements, so that in the state of rotation also occurring centrifugal force influences on this piston element 26 act stronger than on the radially inner piston element 28 , Fliehkrafteinflüsse thus do not have the consequence that one of the intention of Ausgestaltens with two different piston elements opposite effect is achieved.

Durch die Abstimmung der Kolbenflächen 46, 48 der beiden Kolbenelemente 26, 28 auch auf die durch die Rückstellfedern 42, 44 generierten Kräfte wird es möglich, den Übergang von der Wirksamkeit nur des Kolbenelements 26 zu dem Zustand, in welchem beide Kolbenelemente 26, 28 sozusagen als ein einheitliches Kolbenelement wirksam sind, und zwar dann gegen die Rückstellwirkung beider Rückstellfedern 42, 44, eine bessere Regelbarkeit der Einrückvorgänge und der Ausrückvorgänge erzielt wird. Diese Regelbarkeit bzw. die Durchführung von Ein- und Auskuppelvorgängen kann noch unterstützt werden durch den an der von der Druckfluidkammer 38 abgewandten Seite der beiden Kolbenelemente 26, 28 vorherrschenden Fluiddruck, dessen Größe ggf. ebenfalls eingestellt werden kann, um entsprechend der dann vorhandenen Druckdifferenz die gewünschten Bewegungen der Kolbenelemente 26, 28 erzielen zu können.By matching the piston surfaces 46 . 48 the two piston elements 26 . 28 also on by the return springs 42 . 44 Generated forces will allow the transition from the effectiveness of only the piston element 26 to the state in which both piston elements 26 . 28 so to speak as a uniform piston element are effective, and then against the return action of both return springs 42 . 44 , a better controllability of the engagement and disengagement operations is achieved. This controllability or the implementation of engagement and Auskuppelvorgängen can still be supported by the at the of the pressure fluid chamber 38 opposite side of the two piston elements 26 . 28 prevailing fluid pressure, the size of which may also be adjusted, in accordance with the then existing pressure difference, the desired movements of the piston elements 26 . 28 to achieve.

Claims

Coupling device, in particular for an automatic transmission, a hydrodynamic coupling device or a wet-running clutch, comprising two by means of a pressure fluid-actuated pressing arrangement (US Pat. 24 ) frictionally engageable friction surface arrangements ( 12 . 14 ), wherein the Anpressanordnung ( 24 ) acted upon by pressurized fluid and when Druckfluidbeaufschlagung the friction surface arrangements ( 12 . 14 ) in frictional engagement with the first piston element ( 26 ) as well as a pressure fluid can be acted on and pressurized fluid to the first piston element ( 26 ) acting second piston element ( 28 ), of which the first piston element ( 26 ) this in the direction of canceling the frictional engagement of the Reibflächenanordnungen ( 12 . 14 ) biasing first biasing arrangement ( 42 ) and the second piston element ( 28 ) this in the direction of reducing the action on the first piston element ( 26 ) biasing second biasing arrangement ( 44 ), and in that the first piston element ( 26 ) and the second piston element ( 28 ) together a pressurized fluid space ( 38 ) for receiving the first piston element ( 26 ) and the second piston element ( 24 mitzustenzen pressure fluid, characterized in that the second piston element ( 38 ) via an elastic arrangement ( 50 ) on the first piston element ( 26 ) acts.