DE102017001844A1

DE102017001844A1 - Kopplungsvorrichtung für eine Lamellenkupplung und Lamellenkupplung mit einer solchen Kopplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017001844A1
Application number: DE102017001844.8A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gerhard Veit
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2017-02-25
Filing date: 2017-02-25
Publication date: 2018-08-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung (60) für die Lamellenträger einer Lamellenkupplung mit einem ring- oder/und ringscheibenförmigen Grundkörper (66), der eine in eine erste radiale Richtung (8) weisende Verzahnung (68) zur Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit einem ersten Lamellenträger aufweist, und mehreren mit dem Grundkörper (66) formschlüssig drehverbundenen Kopplungskörpern (72) zur Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit einem zweiten Lamellenträger aufweist, wobei die Kopplungskörper (72) relativ zu dem Grundkörper (66) in einer der ersten radialen Richtung (8) entgegengesetzten zweiten radialen Richtung (10) von einer Entkopplungsposition in eine Kopplungsposition bewegbar sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Lamellenkupplung (18) mit einer solchen Kopplungsvorrichtung (60).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung für eine Lamellenkupplung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Lamellenkupplung mit einer solchen Kopplungsvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Lamellenkupplungen bekannt, die einen Außenlamellenträger, einen Innenlamellenträger und ein zwischen Außen- und Innenlamellenträger angeordnetes Lamellenpaket aufweisen. Um eine reibschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger zu erzielen, ist dem Lamellenpaket ferner ein Betätigungselement zugeordnet, mittels dessen eine Axialkraft auf das Lamellenpaket aufgebracht werden kann, die dem Zusammendrücken des Lamellenpakets und somit der Erzielung einer reibschlüssigen Verbindung zwischen den Außen- und Innenlamellen des Lamellenpakets dient. Die Betätigungselemente werden dabei hydraulisch angetrieben. Um also den Außen- und Innenlamellenträger dauerhaft reibschlüssig über das Lamellenpaket miteinander zu verbinden, muss der Hydraulikdruck innerhalb einer dem Betätigungselement zugeordneten Druckkammer konstant hoch gehalten werden. Hiermit ist ein entsprechend hoher Energiebedarf verbunden.
Um den Energiebedarf derartiger Lamellenkupplungen zu reduzieren, wurden daher Lamellenkupplungen mit einer Betätigungseinrichtung entwickelt, bei denen das Betätigungselement, das auch als Kraftübertragungselement bezeichnet werden kann, getrennt von dem antreibenden Betätigungskolben ausgebildet ist. Um die bekannten Lamellenkupplungen zu schließen, wird der Betätigungskolben durch entsprechend hohen Druck in der ihm zugeordneten Hydraulikkammer axial verschoben, wobei der Betätigungskolben das Betätigungselement in dieselbe axiale Richtung verschiebt, so dass dieses gegen das Lamellenpaket drückt. Ist die Lamellenkupplung geschlossen, so wird das Betätigungselement in axialer Richtung abgestützt, um die Axialkraft dauerhaft auf das Lamellenpaket auszuüben. Da das Betätigungselement von dem Betätigungskolben entkoppelt ist, kann anschließend der auf den Betätigungskolben ausgeübte Hydraulikdruck reduziert werden, wobei das Betätigungselement in seiner Beaufschlagungsstellung verbleibt und die Lamellenkupplung somit weiterhin geschlossen bleibt.
Die bekannte Maßnahme zur Verriegelung einer Lamellenkupplung hat sich im Hinblick auf den Energiebedarf bewährt, jedoch zeichnen sich diese durch relativ aufwendige Mechaniken im Kolbenbereich mit hohen Anforderungen an Toleranzen, Bauteilsteifigkeiten und Materialfestigkeiten sowie einen großen Bauraumbedarf aus.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopplungsvorrichtung für eine Lamellenkupplung zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile überwindet, insbesondere einen einfachen und platzsparenden Aufbau aufweist. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenkupplung mit einer derart vorteilhaften Kopplungsvorrichtung zum energiebedarfsarmen Verriegeln der Lamellenkupplung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 8 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung dient der Kopplung der Lamellenträger einer Lamellenkupplung. So weist die Kopplungsvorrichtung einen ring- oder/und ringscheibenförmigen Grundkörper auf. An dem ring- oder/und ringscheibenförmigen Grundkörper ist eine in eine erste radiale Richtung weisende Verzahnung vorgesehen. So kann der ring- oder/und ringscheibenförmige Grundkörper beispielsweise eine Außen- oder Innenverzahnung aufweisen und somit in der Art einer außen- oder innenverzahnten Lamelle ausgebildet sein, wobei es bevorzugt ist, wenn die erste radiale Richtung der radialen Richtung nach außen entspricht, so dass sinngemäß eine Außenverzahnung bevorzugt ist. Die Verzahnung dient der Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit einem ersten Lamellenträger. Des Weiteren weist die Kopplungsvorrichtung mehrere mit dem Grundkörper formschlüssig drehverbundene Kopplungskörper auf, wobei die Kopplungskörper derart formschlüssig mit dem Grundkörper zusammenwirken, dass eine Drehung des ring- oder ringscheibenförmigen Grundkörpers in dessen Umfangsrichtung gleichermaßen ein Mitdrehen der Kopplungskörper bewirkt. Die Kopplungskörper dienen im Einbauzustand der wahlweisen Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit einem zweiten Lamellenträger. Dabei sind die Kopplungskörper relativ zu dem Grundkörper in einer der ersten radialen Richtung entgegengesetzten zweiten radialen Richtung von einer Entkopplungsposition in eine Kopplungsposition bewegbar, wobei die Kopplungskörper in der Kopplungsposition vorzugsweise weiter in der zweiten radialen Richtung über den Grundkörper hervorstehen, als dies bei der Entkopplungsposition der Fall ist. Hierbei ist es überdies bevorzugt, wenn die Kopplungskörper in der Entkopplungsposition nicht in der zweiten radialen Richtung über den Grundkörper hervorstehen. Mit der Kopplungsvorrichtung ist somit sinngemäß eine Kopplungslamelle aus dem Grundkörper und den Kopplungskörpern geschaffen, mit der im Einbauzustand innerhalb einer Lamellenkupplung eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Lamellenträgern der Lamellenkupplung erzielt werden kann, wenn die Kopplungskörper in deren Kopplungsposition bewegt sind. Sind die Kopplungskörper hingegen in die Entkopplungsposition zurückgesetzt, so erfolgt keinerlei formschlüssige Drehmitnahmeverbindung über die Kopplungsvorrichtung, vielmehr kann die Kopplungsvorrichtung dann sinngemäß wie eine einfache Lamelle wirken. Im Gegensatz zu den bekannten Lamellenkupplungen, bei denen das Betätigungselement in axialer Richtung arretiert wird, um den Hydraulikdruck absenken zu können und die reibschlüssige Verbindung der beiden Lamellenträger über das Lamellenpaket aufrechtzuerhalten, ermöglicht die vorliegende Kopplungsvorrichtung eine besonders einfach und platzsparend ausgebildete Möglichkeit der formschlüssigen Verriegelung der beiden Lamellenträger der Lamellenkupplung. So kann die Kopplungsvorrichtung in bestehenden Lamellenkupplungen beispielsweise anstelle einer zumeist dickwandigen Lamelle am Ende des Lamellenpakets eingesetzt werden, wodurch auch bei bestehenden Lamellenkupplungen eine relativ einfache Anpassung möglich ist, um eine energiesparende, wahlweise Verriegelung zweier Lamellenträger zueinander zu bewirken.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung sind die Kopplungskörper über mindestens eine Vorspanneinrichtung in die Entkopplungsposition vorgespannt, um sicherzustellen, dass die Kopplungskörper erst durch gezielte Betätigung, auch gezielt hoher Kraftbeaufschlagung, in die Kopplungsposition bewegt werden, in der diese die formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen den Lamellenträgern bewirken können. Hierbei kann den Kopplungskörpern jeweils eine eigene bzw. einzelne Vorspanneinrichtung zugeordnet sein. Vor dem Hintergrund eines vereinfachten Aufbaus sowie einer wünschenswerten Kopplung der Bewegung der Kopplungskörper ist es bei dieser Ausführungsform jedoch bevorzugt, wenn die Kopplungskörper über eine gemeinsame Vorspanneinrichtung in deren Entkopplungsposition vorgespannt sind. In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere ein sogenannter Spannring als vorteilhaft herausgestellt, der zu jedem der in Umfangsrichtung des Grundkörpers verteilten Kopplungskörper führt, um diese vorzuspannen, wobei dieser Spannring elastisch aufgeweitet oder zusammengedrückt werden kann. Alternativ oder ergänzend ist auch eine Vorspanneinrichtung denkbar, die über den später näher beschriebenen Lamellenkörper der Kopplungsvorrichtung auf die Kopplungskörper einwirkt. Grundsätzlich kann bei der hierin genannten Vorspanneinrichtung auch von einer Federeinrichtung gesprochen werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung sind die Kopplungskörper translatorisch in radialer Richtung an dem Grundkörper geführt. Hierbei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Kopplungskörper in Radialführungen an dem Grundkörper angeordnet sind, wobei die Radialführungen beispielsweise als Radialnuten ausgebildet sein können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung sind die Kopplungskörper zum Zwecke der vorangehend beschriebenen formschlüssigen Drehverbindung mit dem Grundkörper jeweils in einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen an dem Grundkörper abstützbar oder abgestützt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung sind die Bewegungen der Kopplungskörper in radialer Richtung miteinander gekoppelt oder zwangsgekoppelt, wobei die Kopplung oder Zwangskopplung beispielsweise über die zuvor erwähnte gemeinsame Vorspanneinrichtung oder/und über den später näher beschriebenen Lamellenkörper der Kopplungsvorrichtung bewirkt sein kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weisen die Kopplungskörper jeweils einen Beaufschlagungsabschnitt auf, der mit einer Axialkraft beaufschlagt werden kann. Diese Axialkraft kann beispielsweise mittels eines Betätigungselements zur Betätigung des Lamellenpakets einer Lamellenkupplung aufgebracht werden. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Beaufschlagungsabschnitte der Kopplungskörper derart ausgebildet sind, dass die Beaufschlagung mit der Axialkraft in einer in die zweite radiale Richtung auf die Kopplungskörper wirkenden Radialkraft resultiert, um die Axialkraft zumindest teilweise in die genannte Radialkraft umzuwandeln, so dass die Kopplungskörper durch die Radialkraft von der Entkopplungsposition in die Kopplungsposition bewegt werden können. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Beaufschlagungsabschnitt eine gegenüber einer Radialebene schräggestellte Beaufschlagungsfläche aufweist, um die in die zweite radiale Richtung auf die Kopplungskörper wirkende Radialkraft aus der Axialkraft zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist der zuvor erwähnte Beaufschlagungsabschnitt des Kopplungskörpers neben der schräggestellten Beaufschlagungsfläche eine auf diese Beaufschlagungsfläche, vorzugsweise in axialer Richtung, folgende schräggestellte Haltefläche auf, deren Schrägstellungswinkel gegenüber der Radialebene größer ist als der Schrägstellungswinkel der schräggestellten Betätigungsfläche gegenüber der Radialebene. Der Schrägstellungswinkel der Haltefläche kann in vorteilhafter Weise mehr als 45°, besonders vorteilhaft mehr als 70° und gegebenenfalls 90° betragen, so dass im letztgenannten Fall auch von einer Querstellung gesprochen werden kann. Die Haltefläche hat den Vorteil, dass diese beispielsweise von dem Betätigungselement einer Lamellenkupplung relativ einfach in radialer Richtung hintergriffen werden kann, so dass die Kopplungskörper besonders sicher in deren Kopplungsposition gehalten sind, ohne dass eine besonders hohe Axialkraft über das Betätigungselement auf den Beaufschlagungsabschnitt der Kopplungskörper aufgebracht werden müsste. Die hierin erwähnte Beaufschlagungsfläche und Haltefläche können sowohl stetig als auch unstetig ineinander übergehen, wobei die Beaufschlagungsfläche und die Haltefläche selbst auch gekrümmt, gewölbt, geknickt und somit in sich selbst stetig oder unstetig ausgebildet sein können.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung ist an dem Grundkörper ein ring- oder ringscheibenförmiger Lamellenkörper zur Ausbildung eines Reibkontakts mit einer benachbarten Lamelle eines Lamellenpakets angeordnet, der in einem vorbestimmten Drehwinkelbereich relativ zu dem Grundkörper zwischen einer Halteposition und einer Löseposition verdreht werden kann, wobei der Lamellenkörper derart mit den Kopplungskörpern zusammenwirkt, dass die Kopplungskörper in der Halteposition des Lamellenkörpers in deren Entkopplungsposition angeordnet sind und in der Löseposition des Lamellenkörpers in deren Kopplungsposition angeordnet sind. Der Lamellenkörper wirkt hierbei sinngemäß wie ein Detektor für die Differenzdrehzahl zwischen den beiden Lamellenträgern einer Lamellenkupplung. Wird die Lamellenkupplung geschlossen bzw. das zugehörige Lamellenpaket zusammengedrückt, entsteht zunächst ein Reibkontakt zwischen dem Lamellenkörper und der genannten benachbarten Lamelle des Lamellenpakets, wobei die Reibung bei relativ hoher Differenzdrehzahl bewirkt, dass der Lamellenkörper in dessen Halteposition und somit die Kopplungskörper in deren Entkopplungsposition gehalten werden, erst wenn sich die Drehzahlen der beiden Lamellenträger weitgehend aneinander angepasst haben, ist der durch diese Reibung erzeugte Widerstand zur Überführung des Lamellenkörpers von der Halteposition in dessen Löseposition derart gering, dass der Lamellenkörper in die Löseposition und damit die Kopplungskörper in deren Kopplungsposition überführt werden können. Dies vereinfacht die Herstellung der formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zwischen den Kopplungskörpern und dem zweiten Lamellenträger.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung ist der Lamellenkörper der Kopplungsvorrichtung in dessen Halteposition vorgespannt. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Lamellenkörper derart mit den Kopplungskörpern zusammenwirkt, dass die Vorspanneinrichtung zum Vorspannen der Kopplungskörper den Lamellenkörper über die Kopplungskörper in die Halteposition vorspannt. Alternativ kann die Vorspanneinrichtung jedoch auch mit dem Lamellenkörper selbst derart zusammenwirken, dass die Kopplungskörper über den Lamellenkörper in deren Entkopplungsposition vorgespannt sind. Darüber hinaus können auch zwei Vorspanneinrichtungen, nämlich eine Vorspanneinrichtung für die Kopplungskörper und eine Vorspanneinrichtung für den Lamellenkörper vorgesehen sein, wobei beide Vorspanneinrichtungen dann sowohl der Vorspannung der Kopplungskörper als auch der Vorspannung des Lamellenkörpers in die Entkopplungsposition bzw. Halteposition dienen könnten. Im Sinne eines vereinfachten Aufbaus ist es in der Regel jedoch zweckmäßig, lediglich eine Vorspanneinrichtung für die Kopplungskörper und den Lamellenkörper vorzusehen.
Um das vorangehend beschriebene Zusammenwirken zwischen Lamellenkörper und den Kopplungskörpern zu erreichen, wirkt der Lamellenkörper in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung über Führungseinrichtungen mit den Kopplungskörpern zusammen. Die Führungseinrichtungen weisen jeweils ein hervorstehendes Führungsteil an dem Lamellenkörper und eine schräggestellte Nut in dem Kopplungskörper auf, in die das Führungsteil eingreift. Durch die schräggestellte Nut in dem Kopplungskörper ist es möglich, dass ein Verdrehen des Lamellenkörpers relativ zu dem Grundkörper eine Radialbewegung der Kopplungskörper bewirkt oder diese überhaupt ermöglicht. Um bei dieser Ausführungsform eine besonders einfache Anordnung von Lamellenkörper und Kopplungskörpern auf einander gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers und eine sichere Führung des Lamellenkörpers in dem Drehwinkelbereich relativ zu dem Grundkörper zu ermöglichen, erstrecken sich die genannten Führungsteile an dem Lamellenkörper zwischen dem Lamellenkörper und dem zugeordneten Kopplungskörper vorzugsweise jeweils durch sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckende Führungsnuten in dem Grundkörper, wobei die Führungsnuten vorzugsweise am Grund der zuvor erwähnten Radialführungen oder -nuten für die Kopplungskörper angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Lamellenkupplung weist einen ersten Lamellenträger, einen zweiten Lamellenträger und ein dem ersten und zweiten Lamellenträger zugeordnetes Lamellenpaket auf. Der erste und zweite Lamellenträger sind über das Lamellenpaket reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar. Dabei ist eine Kopplungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Art vorgesehen, über die der erste und zweite Lamellenträger in der Entkopplungsposition der Kopplungskörper voneinander entkoppelt und in der Kopplungsposition der Kopplungskörper formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen. Hinsichtlich der Vorteile, insbesondere des einfachen und platzsparenden Aufbaus, sei auf die vorangehende Beschreibung verwiesen, die in entsprechender Weise für die Lamellenkupplung gilt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist der erste Lamellenträger einen ersten Lamellentragabschnitt auf, mit dem erste Lamellen des Lamellenpakets sowie die Verzahnung des Grundkörpers in Drehmitnahmeeingriff stehen. Der zweite Lamellenträger weist hingegen einen zweiten Lamellentragabschnitt auf, mit dem zweite Lamellen des Lamellenpakets, die wechselweise mit den ersten Lamellen angeordnet sind, in Drehmitnahmeeingriff stehen, wobei die Kopplungskörper in deren Kopplungsposition in Drehmitnahmeeingriff und in deren Entkopplungsposition außer Drehmitnahmeeingriff mit dem zweiten Lamellentragabschnitt stehen. Mithin wird die Kopplungsvorrichtung in dieser Ausführungsform platzsparend in der Art einer Lamelle angeordnet, wobei sich die Kopplungsvorrichtung die ohnehin vorhandenen Lamellentragabschnitte der Lamellenträger zunutze macht, um diese wahlweise formschlüssig miteinander zu koppeln oder miteinander zu entkoppeln. Die genannten Lamellentragabschnitte der Lamellenträger sind vorzugsweise im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet oder/und unter Bereitstellung einer Drehmitnahmekontur für die jeweiligen Lamellen sowie die Kopplungsvorrichtung geformt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Kopplungsvorrichtung an einem Ende des Lamellenpakets angeordnet, um besonders einfach mit der Kraft zur Überführung der Kopplungskörper in deren Kopplungsposition beaufschlagt werden zu können. So kann die Kopplungsvorrichtung in axialer Richtung beispielsweise vor oder hinter dem Lamellenpaket angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Kopplungsvorrichtung derart zu dem Lamellenpaket angeordnet, dass der Lamellenkörper der Kopplungsvorrichtung mit einer benachbarten zweiten Lamelle in Reibkontakt bringbar ist, wenn das Lamellenpaket zusammengedrückt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist die Lamellenkupplung ferner ein Betätigungselement zum Aufbringen einer Axialkraft auf das Lamellenpaket auf, um das Lamellenpaket zusammenzudrücken und somit die Lamellenkupplung reibschlüssig über das Lamellenpaket zu schließen. Das Betätigungselement kann auf jedwede Weise angetrieben sein, vorzugsweise handelt es sich um ein hydraulisch oder elektro-mechanisch antreibbares oder angetriebenes Betätigungselement. Bei dem Betätigungselement kann es sich beispielsweise um ein einfaches Kraftübertragungselement, das durch einen hydraulischen Betätigungskolben oder einen Elektromotor antreibbar ist, oder um den Betätigungskolben selbst handeln. Es ist ferner bevorzugt, wenn das Betätigungselement axial verschiebbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung, die auf der vorangehend beschriebenen Ausführungsform basiert, ist die Axialkraft des Betätigungselements über die Kopplungsvorrichtung auf das Lamellenpaket aufbringbar. Sinngemäß ist die Kopplungsvorrichtung in axialer Richtung zwischen dem Ende des Betätigungselements und dem Lamellenpaket angeordnet. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Axialkraft des Betätigungselements über die Beaufschlagungsabschnitte der Kopplungskörper der Kopplungsvorrichtung auf das Lamellenpaket aufbringbar ist. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur die Betätigungskraft für das Lamellenpaket über die Kopplungsvorrichtung auf das Lamellenpaket übertragbar ist, vielmehr kann die Axialkraft des Betätigungselements gleichermaßen der Erzeugung der in der zweiten radialen Richtung auf die Kopplungskörper wirkenden Radialkraft dienen, um die Kopplungskörper in die Kopplungsposition zu verschieben. Ein von der Kraftbeaufschlagung des ohnehin vorhandenen Betätigungselements der Lamellenkupplung unabhängiges Element zur Kraftbeaufschlagung der Kopplungskörper ist somit entbehrlich, was den Aufbau der Lamellenkupplung deutlich vereinfacht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die Beaufschlagungsabschnitte oder/und das Betätigungselement derart ausgebildet, dass die Axialkraft zumindest teilweise in einer in die zweite radiale Richtung auf die Kopplungskörper wirkenden Radialkraft resultiert, um die Kopplungskörper aufgrund der Axialkraft des Betätigungselements von der Entkopplungsposition in die Kopplungsposition bewegen zu können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der erste Lamellenträger als Eingangsseite der Lamellenkupplung, somit als diejenige Seite, über die das Drehmoment des Motors in die Lamellenkupplung eingebracht wird, oder/und als Außenlamellenträger ausgebildet. In entsprechender Weise ist bei dieser Ausführungsform der zweite Lamellenträger als Ausgangsseite der Lamellenkupplung oder/und als Innenlamellenträger ausgebildet. Wenngleich sich diese Ausführungsform als vorteilhaft herausgestellt hat, so sei ergänzend darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch eine umgekehrte Ausbildung von erstem und zweitem Lamellenträger möglich, wenn nicht im Einzelfall sogar vorteilhaft, ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer Lamellenkupplung in geschnittener Darstellung,
2 den Ausschnitt A von 1 in einer alternativen Ausführungsvariante,
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kopplungsvorrichtung aus 1,
4 eine erste perspektivische Darstellung eines einzelnen Kopplungskörpers aus 3,
5 eine zweite perspektivische Darstellung des Kopplungskörpers aus 4,
6 eine teilweise und freigeschnittene Darstellung der Lamellenkupplung aus 1 im Bereich der Kopplungsvorrichtung,
7 die Lamellenkupplung aus 1 bei zusammengedrücktem Lamellenpaket,
8 den Ausschnitt A von 7 in der alternativen Ausführungsvariante,
9 die Lamellenkupplung aus 7 mit den Kopplungskörpern der Kopplungsvorrichtung in deren Kopplungsposition,
10 den Ausschnitt A von 9 in der alternativen Ausführungsvariante und
11 eine teilweise perspektivische und freigeschnittene Darstellung der Lamellenkupplung aus 9 im Bereich der Kopplungsvorrichtung.

1 zeigt eine nasslaufende parallele Doppelkupplung 2. In 1 sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 der Doppelkupplung 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Doppelkupplung 2 eine sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckende Drehachse 16 aufweist.
Die Doppelkupplung 2 weist eine in radialer Richtung 8 außenliegende erste Lamellenkupplung 18 und eine in radialer Richtung 10 innenliegende zweite Lamellenkupplung 20 auf, die in radialer Richtung 8, 10 geschachtelt angeordnet sind. Die Doppelkupplung 2 weist eine Kupplungseingangsnabe 22 auf, die mit einer nicht näher dargestellten Antriebseinheit in Drehmitnahmeverbindung bringbar ist. An die Kupplungseingangsnabe 22 schließt sich eine in radialer Richtung 8 nach außen erstreckende Mitnehmerscheibe 24 an. Die Mitnehmerscheibe 24 steht in radialer Richtung 8 außen mit dem ersten Lamellenträger 26 der ersten Lamellenkupplung 18 in Drehmitnahmeverbindung. Der erste Lamellenträger 26 ist als Außenlamellenträger ausgebildet und weist einen im Wesentlichen rohrförmig ausgebildeten ersten Lamellentragabschnitt 28 auf, an den sich in axialer Richtung 6 ein sich im Wesentlichen in radialer Richtung 10 erstreckender Stützabschnitt 30 anschließt, der in radialer Richtung 10 nach innen an einer Kupplungsnabe 32 drehfest abgestützt ist. Darüber hinaus weist die Lamellenkupplung 18 einen zweiten Lamellenträger 34 auf. Der zweite Lamellenträger 34 setzt sich im Wesentlichen aus einem zweiten Lamellentragabschnitt 36 und einem sich in axialer Richtung 4 an den zweiten Lamellentragabschnitt 36 anschließenden Stützabschnitt 38 zusammen, der in radialer Richtung 10 mit einer ersten Kupplungsausgangsnabe 40 verbunden ist.
Dem ersten und zweiten Lamellenträger 26, 34 ist ein in radialer Richtung 8, 10 zwischenliegendes Lamellenpaket 42 zugeordnet, über das der erste und der zweite Lamellenträger 26, 34 wahlweise reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung gebracht werden können. So weist das Lamellenpaket 42 erste Lamellen 44 auf, die mit dem ersten Lamellentragabschnitt 28 des ersten Lamellenträgers 26 in Drehmitnahmeeingriff stehen. Mithin sind die ersten Lamellen 44 als Außenlamellen, hier beispielhaft als Stahllamellen, ausgebildet, während der erste Lamellenträger 26 als Außenlamellenträger ausgebildet ist, der gleichermaßen die Eingangsseite der Lamellenkupplung 18 ausbildet. Des Weiteren weist das Lamellenpaket 42 zweite Lamellen 46 auf, die in axialer Richtung 4, 6 wechselweise mit den ersten Lamellen 44 angeordnet sind, wobei die zweiten Lamellen 46 mit dem zweiten Lamellentragabschnitt 36 des zweiten Lamellenträgers 34 in Drehmitnahmeeingriff stehen. Die zweiten Lamellen 46 sind mithin als Innenlamellen ausgebildet, die mit dem als Innenlamellenträger fungierenden zweiten Lamellenträger 34 in Drehmitnahmeeingriff stehen, wobei der zweite Lamellenträger 34 gleichermaßen die Ausgangsseite der Lamellenkupplung 18 ausbildet. Auch sind die zweiten Lamellen 46 in der dargestellten Ausführungsform beispielhaft als Reibbelaglamellen ausgebildet, die beidseitig mit einem entsprechenden Reibbelag versehen sind.
Um die Lamellenkupplung 18 schließen bzw. das Lamellenpaket 42 zusammendrücken zu können, weist die Lamellenkupplung 18 ein hydraulisch antreibbares Betätigungselement 48 auf, mittels dessen eine Axialkraft 50 in axialer Richtung 4 auf die in axiale Richtung 6 weisende Seite des Lamellenpakets 42 aufbringbar ist. Das Betätigungselement 48 setzt sich in der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen aus einem Kraftübertragungsabschnitt 52 und einem Kolbenabschnitt 54 zusammen, die in der dargestellten Ausführungsform einstückig miteinander ausgebildet sind, wobei der Kolbenabschnitt 54 mit einem hydraulischen Druck in einer Druckkammer 56 beaufschlagbar ist, um die zuvor erwähnte Axialkraft 50 über den Kraftübertragungsabschnitt 52 auf das Lamellenpaket 42 zu übertragen. Grundsätzlich können Kraftübertragungsabschnitt 52 und Kolbenabschnitt 54 auch getrennt voneinander ausgebildet sein. Die Axialkraft 50 wird dabei entgegen der Rückstellkraft eines Rückstellelements 58 auf den Kraftübertragungsabschnitt 52 und somit auf das Lamellenpaket 42 aufgebracht, wobei das Rückstellelement 58 in der dargestellten Ausführungsform zwischen einem Außenlamellenträger der inneren zweiten Lamellenkupplung 20 und dem Kraftübertragungsabschnitt 52 wirkt.
Die zuvor erwähnte Axialkraft 50 des Betätigungselements 48 wird jedoch nicht unmittelbar auf das Lamellenpaket 42 aufgebracht, vielmehr ist die Axialkraft 50 des Betätigungselements 48 über eine zwischenliegende Kopplungsvorrichtung 60 auf das Lamellenpaket 42 aufbringbar, wobei die Kopplungsvorrichtung 60 später näher unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben werden soll.
Die zweite Lamellenkupplung 20 weist einen ähnlichen Aufbau wie die erste Lamellenkupplung 18 auf, jedoch ist hier keine Kopplungsvorrichtung 60 vorgesehen, wenngleich dies auch bei der zweiten Lamellenkupplung 20 grundsätzlich möglich ist.
Ehe näher auf den Aufbau der Kopplungsvorrichtung 60 eingegangen werden soll, sei kurz auf 2 verwiesen, die eine abweichende Ausführungsvariante im Ausschnitt A von 1 zeigt. Während bei der ersten Ausführungsvariante nach 1 das Betätigungselement 48 ein umgebogenes Beaufschlagungsende 62 aufweist, das über die Kopplungsvorrichtung 60 mit dem Lamellenpaket 42 zusammenwirkt, erstreckt sich das Beaufschlagungsende 62 in der zweiten Ausführungsvariante nach 2 im Wesentlichen in axiale Richtung 4, während die in axiale Richtung 4 weisende Kontaktfläche 64 angeschrägt oder gewölbt ist. Dies wird bei der ersten Ausführungsvariante nach 1 durch die umgebogene oder gekrümmte Ausbildung des Beaufschlagungsendes 62 erreicht, so dass auch hier eine zumindest gekrümmte Kontaktfläche 64 entsteht. Die Ausführungsvariante nach 2 hat hierbei den Vorteil, dass das Beaufschlagungsende 62 lediglich eine geringe Ausdehnung in radialer Richtung 8, 10 hat, zumal lediglich die Kante des Beaufschlagungsendes 62 zu einer gewölbten oder schräggestellten Kontaktfläche 64 umgebildet wurde, ohne das gesamte Beaufschlagungsende 62 umzubiegen. Inwiefern dies von Vorteil ist, wird später nochmals näher bei der Beschreibung der Funktionsweise der Kopplungsvorrichtung 60 innerhalb der Lamellenkupplung 18 beschrieben.
3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der zuvor erwähnten Kopplungsvorrichtung 60 zwischen dem Beaufschlagungsende 62 des Betätigungselements 48 einerseits und dem Lamellenpaket 42 andererseits. Die Kopplungsvorrichtung 60 weist einen ring- oder ringscheibenförmigen Grundkörper 66 auf, der eine in eine erste radiale Richtung, hier der radialen Richtung 8 nach außen, weisende Verzahnung 68 zur Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit dem ersten Lamellenträger 26 aufweist. Sinngemäß ist der Grundkörper 66 im Wesentlichen in der Art einer Lamelle oder Stahllamelle ausgebildet, wobei in der dargestellten Ausführungsform die Verzahnung 68 eine Außenverzahnung ausbildet, die mit dem ersten Lamellentragabschnitt 28 des ersten Lamellenträgers 26 in Drehmitnahmeeingriff steht, wobei der Grundkörper 66 dabei in axialer Richtung 4, 6 relativ zu dem Lamellentragabschnitt 28 verschiebbar ist.
Auf seiner in die axiale Richtung 6 weisenden Seite, mithin auf der dem Betätigungselement 48 zugewandten Seite, weist der Grundkörper 66 eine Vielzahl von in radialer Richtung 8, 10 verlaufenden Radialführungen 70 auf, die in Umfangsrichtung 12, 14 gleichmäßig voneinander beabstandet sind. In die Radialführungen 70 ist jeweils ein Kopplungskörper 72 eingesetzt, so dass die Kopplungskörper 72 in radialer Richtung 8, 10 translatorisch an dem Grundkörper 66 geführt sind. Dabei sind die Kopplungskörper 72 jeweils in den einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 an dem Grundkörper 66 abstützbar oder abgestützt, so dass auch von mehreren mit dem Grundkörper 66 formschlüssig drehverbundenen Kopplungskörpern 72 gesprochen werden kann. Die Kopplungskörper 72 dienen der Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit dem zweiten Lamellenträger 34, genauer gesagt dem formschlüssigen Drehmitnahmeeingriff in den zweiten Lamellentragabschnitt 36 des zweiten Lamellenträgers 34. So können die Kopplungskörper 72 relativ zu dem Grundkörper 66 in der der ersten radialen Richtung 8 entgegengesetzten zweiten radialen Richtung 10 von einer Entkopplungsposition in eine Kopplungsposition bewegt werden, wie dies später nochmals näher im Rahmen der Beschreibung der Funktionsweise der Kopplungsvorrichtung erläutert werden soll. Vorab sei angemerkt, dass die Kopplungskörper 72 in deren Entkopplungsposition vorzugsweise nicht in der zweiten radialen Richtung 10 nach innen über den Innenrand des Grundkörpers 66 hervorstehen, während dies in der Kopplungsposition der Kopplungskörper 72 der Fall ist. Alternativ können die Kopplungskörper 72 jedoch auch bereits in der Entkopplungsposition über den in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Rand des Grundkörpers 66 hervorstehen, während diese in der Kopplungsposition noch weiter über den in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Rand des Grundkörpers 66 hervorstehen.
Um sicherzustellen, dass die Kopplungskörper 72 so lange in der Entkopplungsposition verbleiben, bis diese gezielt in deren Kopplungsposition überführt werden sollen, sind die Kopplungskörper 72 über mindestens eine Vorspanneinrichtung 74 in die Entkopplungsposition vorgespannt, wobei es sich bei der Vorspanneinrichtung 74 vorzugsweise um eine gemeinsame Vorspanneinrichtung 74 für alle Kopplungskörper 72 handelt. In der dargestellten Ausführungsform ist die Vorspanneinrichtung 74 als ein gemeinsamer Spannring ausgebildet, der in den Figuren lediglich schematisch angedeutet ist. Ein solcher Spannring, bei dem es sich beispielsweise um einen im Wesentlichen in Umfangsrichtungen 12, 14 umlaufenden jedoch an einer Stelle getrennten Ring handeln kann, kann seinen Durchmesser elastisch verändern, so dass ein Verschieben der Kopplungskörper 72 innerhalb der Radialführungen 70 in radialer Richtung 10 nach innen entgegen der Rückstellkraft der als Spannring ausgebildeten Vorspanneinrichtung 74 erfolgen muss. Grundsätzlich können den Kopplungskörpern 72 jedoch auch einzelne Vorspann- oder Federeinrichtungen zugeordnet sein, dies würde den baulichen Aufwand für die Kopplungsvorrichtung 60 jedoch erhöhen, außerdem können die Bewegungen der Kopplungskörper 72 in radialer Richtung 8, 10 über eine gemeinsame Vorspanneinrichtung 74, wie beispielsweise den Spannring, relativ sicher miteinander gekoppelt oder zwangsgekoppelt sein.
Die 4 und 5 zeigen perspektivische Ansichten eines einzelnen Kopplungskörpers 72. Wie aus 4 ersichtlich, ist der Kopplungskörper 72 an seinem in die radiale Richtung 10 weisenden Ende verjüngt, so dass sich dessen Ausdehnung in Umfangsrichtung 12, 14 in radialer Richtung 10 verringert, um an den zweiten Lamellentragabschnitt 36 des zweiten Lamellenträgers 34 bzw. die im zweiten Lamellentragabschnitt 36 vorgesehene Drehmitnahmekontur angepasst zu sein und ein störungsfreies Eingreifen zu ermöglichen. So kann die Verjüngung beispielsweise trapezförmig ausgebildet sein, wie dies in den Figuren gezeigt ist. Jedoch auch eine dreieckförmige Verjüngung kann von Vorteil sein, um einen besonders einfachen Eingriff zu erzielen. Auch kann es von Vorteil sein, wenn die Drehmitnahmekontur zumindest im Bereich der Kopplungskörper 72, gegebenenfalls auch über deren gesamte Länge, an die Form der Kopplungskörper bzw. deren Verjüngung angepasst ist. Die Ausdehnung des Kopplungskörpers 72 in den axialen Richtungen 4, 6 ist im Wesentlichen gleichbleibend, nicht jedoch in einem in radialer Richtung 8 äußeren Abschnitt. Hier weist der Kopplungskörper 72 einen Beaufschlagungsabschnitt 76 auf, der mit der Axialkraft 50 des Betätigungselements 48 beaufschlagbar ist. Dabei ist der Beaufschlagungsabschnitt 76 derart ausgebildet, dass die Beaufschlagung mit der Axialkraft 50 in einer in die zweite radiale Richtung 10 auf den Kopplungskörper 72 wirkenden Radialkraft resultiert. Zu diesem Zweck weist der Beaufschlagungsabschnitt 76 eine gegenüber einer Radialebene schräggestellte Beaufschlagungsfläche 78 auf, auf welche in radialer Richtung 8 und in axialer Richtung 4 eine schräggestellte Haltefläche 80 folgt. Der Schrägstellungswinkel der Haltefläche 80 ist gegenüber der Radialebene größer als der Schrägstellungswinkel der Beaufschlagungsfläche 78 gegenüber der Radialebene. Auch kann es dabei bevorzugt sein, wenn die Haltefläche 80 einen Schrägstellungswinkel von 90° mit der Radialebene einschließt, wie dies insbesondere aus den 1 und 2 ersichtlich ist. Auf der in axiale Richtung 4 weisenden Seite weist der Kopplungskörper 72 hingegen eine schräggestellte Nut 82 auf, wobei unter der Schrägstellung der Nut hierbei die Schrägstellung gegenüber einem in den Umfangsrichtungen 12, 14 verlaufenden Umfangskreis 84 verstanden werden kann. Den schräggestellten Nuten 82 in den Kopplungskörpern 72 ist jeweils eine Führungsnut 86 in dem Grundkörper 66 der Kopplungsvorrichtung 60 zugeordnet. Die Führungsnuten 86 erstrecken sich dabei im Wesentlichen in Umfangsrichtung 12, 14, sind also sinngemäß auf dem zuvor erwähnten Umfangskreis 84 angeordnet, wobei die Führungsnut 86 jeweils an dem die Radialführungen 70 in axialer Richtung 4 begrenzenden und von dem Grundkörper 66 ausgebildeten Boden oder Grund der Radialführungen 70 ausgebildet sind und sich in axialer Richtung 4, 6 durchgehend durch den Grundkörper 66 erstrecken.
Des Weiteren weist die Kopplungsvorrichtung 60 einen an dem Grundkörper 66 angeordneten ring- oder/und ringscheibenförmigen Lamellenkörper 88 auf, der auf der in axiale Richtung 4 weisenden Seite, mithin dem Lamellenpaket 42 der Lamellenkupplung 18 zugewandt, angeordnet ist. Der Lamellenkörper 88 dient der Ausbildung eines Reibkontakts mit einer benachbarten zweiten Lamelle 46 des Lamellenpakets 42. Der Lamellenkörper 88 kann, wie dies später nochmals näher beschrieben werden soll, in einem vorbestimmten Drehwinkelbereich relativ zu dem Grundkörper 66 in den Umfangsrichtungen 12, 14 um die Drehachse 16 zwischen einer Halteposition und einer Löseposition verdreht werden. Zu diesem Zweck weist der Lamellenkörper 88 auf seiner in axiale Richtung 6 weisenden Seite, mithin auf seiner dem Grundkörper 66 zugewandten Seite, eine Vielzahl von in axialer Richtung 6 hervorstehenden Führungsteilen 90 auf, die in Umfangsrichtung 12, 14 voneinander beabstandet und den Führungsnuten 86 in dem Grundkörper 66 zugeordnet sind. Bei zusammengesetzter Kopplungsvorrichtung 60 erstrecken sich die Führungsteile 90 durch die Führungsnuten 86 in dem Grundkörper 66, so dass der zuvor erwähnte Drehwinkelbereich des Lamellenkörpers 88 relativ zu dem Grundkörper 66 festgelegt ist, wobei sich die Führungsteile 90 endseitig in die schräggestellten Nuten 82 innerhalb der Kopplungskörper 72 erstrecken. Mithin wirkt der Lamellenkörper 88 mit den Kopplungskörpern 72 über Führungseinrichtungen zusammen, die sich jeweils einerseits aus der schräggestellten Nut 82 und andererseits aus dem Führungsteil 90 am Lamellenkörper 88 zusammensetzen. Dank der Schrägstellung der Nuten 82 wirkt der Lamellenkörper 88 somit derart mit den Kopplungskörpern 72 zusammen, dass die Kopplungskörper 72 in der Halteposition des Lamellenkörpers 88 in deren Entkopplungsposition angeordnet sind, während die Kopplungskörper 72 in der Löseposition des Lamellenkörpers 88 in deren Kopplungsposition angeordnet sind. Mithin sind die Kopplungskörper 72 bzw. deren Bewegungen in radialer Richtung 8, 10 innerhalb der Radialführungen 70 über die gemeinsame Vorspanneinrichtung 74 oder/und über den Lamellenkörper 88 miteinander gekoppelt oder zwangsgekoppelt.
Auch der Lamellenkörper 88 ist in seine Halteposition relativ zu dem Grundkörper 66 vorgespannt. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt dies über die gemeinsame Vorspanneinrichtung 74 der Kopplungskörper 72. Die Vorspanneinrichtung 74 spannt die Kopplungskörper 72 in deren Entkopplungsposition vor, so dass auch der Lamellenkörper 88 über die Kopplungskörper 72 und die zuvor erwähnten Führungseinrichtungen in die Halteposition vorgespannt ist. Wenngleich nicht dargestellt, so könnte jedoch auch eine Vorspanneinrichtung zwischen dem Grundkörper 66 und dem Lamellenkörper 88 vorgesehen sein, der den Lamellenkörper 88 in dessen Halteposition relativ zu dem Grundkörper 66 in die entsprechende Umfangsrichtung 12, 14 vorspannt. In diesem Fall könnten die Kopplungskörper 72 über den Lamellenkörper 88 und die zuvor erwähnten Führungseinrichtungen in deren Entkopplungsposition durch die Vorspanneinrichtung 74 des Lamellenkörpers 88 vorgespannt sein. Mithin könnte bei dieser Ausführungsvariante auch auf die Vorspanneinrichtung 74 der Kopplungskörper 72 zugunsten der Vorspanneinrichtung für den Lamellenkörper 88 verzichtet werden. In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsvariante wäre es hingegen möglich, sowohl die Vorspanneinrichtung 74 für die Kopplungskörper 72 als auch eine Vorspanneinrichtung für den Lamellenkörper 88 vorzusehen, die sich dann ergänzen würden.
Nachstehend werden die Funktionsweise der Kopplungsvorrichtung 60 innerhalb der Lamellenkupplung 18 sowie weitere Merkmale von Kopplungsvorrichtung 60 und Lamellenkupplung 18 unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben.
Die 1 bzw. 2 und 6 zeigen die Lamellenkupplung 18 im geöffneten Zustand. Die Kupplungseingangsnabe 22 wird mit dem Motordrehmoment beaufschlagt, so dass der erste Lamellenträger 26 in Umfangsrichtung 14 relativ zu dem zweiten Lamellenträger 34 angetrieben wird. Mit dem ersten Lamellenträger 26 werden auch der Grundkörper 66 der Kopplungsvorrichtung 60 und die ersten Lamellen 44 in Umfangsrichtung 14 um die Drehachse 16 gedreht. Auch die in die Entkopplungsposition vorgespannten Kopplungskörper 72 und der Lamellenkörper 88 werden zusammen mit dem Grundkörper 66 aufgrund der Vorspannung durch die Vorspanneinrichtung 74 in Umfangsrichtung 14 gedreht, wie dies insbesondere der 6 entnommen werden kann. In der in den 1 und 6 gezeigten Entkopplungsposition der Kopplungskörper 72 sind diese derart weit in radialer Richtung 8 nach außen zurückgesetzt, dass diese außer Drehmitnahmeeingriff mit dem zweiten Lamellentragabschnitt 36 des zweiten Lamellenträgers 34 stehen. Mithin sind der erste und zweite Lamellenträger 26, 34 über die Kopplungsvorrichtung 60 voneinander entkoppelt.
Zum Schließen der Kupplung wird der Druck innerhalb der Druckkammer 56 aufgebaut, so dass das Betätigungselement 48 unter Aufbringung der Axialkraft 50 in axialer Richtung 4 über die Kopplungsvorrichtung 60 gegen das Lamellenpaket 42 drückt. Dabei wird die Axialkraft 50 des Betätigungselements 48 über die Beaufschlagungsabschnitte 76 der Kopplungskörper 72, den Grundkörper 66 und den Lamellenkörper 88 der Kopplungsvorrichtung 60 auf das Lamellenpaket 42 aufgebracht. Genauer gesagt wird die Kontaktfläche 64 des Beaufschlagungsendes 62 des Betätigungselements 48 in axialer Richtung 4 gegen die Beaufschlagungsfläche 78 der Kopplungskörper 72 gedrückt. Dabei sind die Beaufschlagungsflächen 78 der Kopplungskörper 72 oder/und die Kontaktfläche 64 des Betätigungselements 48 derart ausgebildet, dass die Axialkraft 50 zumindest teilweise in einer in die radiale Richtung 10 auf die Kopplungskörper 72 wirkenden Radialkraft 92 resultiert. Dies bewirkt zu Beginn des Schließvorgangs jedoch noch keine Verschiebung der Kopplungskörper 72 in radialer Richtung 10 nach innen in deren Kopplungsposition, vielmehr wirkt die Vorspanneinrichtung 74 einer solchen Verschiebung entgegen.
Überdies bewirkt die Axialkraft 50, dass der Lamellenkörper 88 mit seiner in axiale Richtung 4 weisenden Seite mit einer benachbarten zweiten Lamelle 46 in Reibkontakt gelangt. Da die Drehung des zweiten Lamellenträgers 34 der Drehung des ersten Lamellenträgers 26 zunächst im erhöhten Maße entgegenwirkt, bedingt die Reibung zwischen dem Lamellenkörper 88 und der benachbarten zweiten Lamelle 46 zunächst in verstärktem Maße, dass der Lamellenkörper 88 zusätzlich zur Vorspannung durch die Vorspanneinrichtung 74 in dessen in 6 gezeigte Halteposition gedrängt wird. Dies ist insbesondere ein Ergebnis der zu Beginn des Schließvorgangs relativ hohen Drehzahldifferenz zwischen dem ersten Lamellenträger 26 und dem zweiten Lamellenträger 34.
Werden im weiteren Verlauf die ersten und zweiten Lamellen 44, 46 des Lamellenpakets 42 noch stärker zusammengedrückt, wie beispielsweise in den 7 und 8 zu sehen, so gleicht sich nicht nur die Drehzahl von erstem und zweitem Lamellenträger 26, 34 aufgrund der Reibung zwischen den ersten und zweiten Lamellen 44, 46 an, vielmehr erhöht sich auch mit erhöhter Axialkraft 50 die resultierende Radialkraft 92, die auf die Kopplungskörper 72 wirkt. Je mehr sich die Drehzahlen von erstem und zweitem Lamellenträger 26, 34 aneinander annähern, umso geringer wird das zwischen dem Lamellenkörper 88 und der benachbarten zweiten Lamelle 46 wirkende Reibmoment, das den Lamellenkörper 88 zusammen mit der Vorspanneinrichtung 74 in dessen Halteposition nach Fig. 6, 7 und 8 hält. Ist dieses Reibmoment zusammen mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung 74 derart gering, dass dieses von der aus der Axialkraft 50 resultierenden Radialkraft 92 überwunden werden kann, so werden die Kopplungskörper 72 aufgrund dieser Radialkraft 92 in radialer Richtung 10 nach innen in die in den 9 bis 11 gezeigte Kopplungsposition verschoben, während gleichzeitig der Lamellenkörper 88 relativ zu dem Grundkörper 66 in dessen Löseposition verdreht wird (11). In der genannten Kopplungsposition gelangen die Kopplungskörper 72 in Drehmitnahmeeingriff mit der Drehmitnahmekontur des zweiten Lamellentragabschnitts 36 des zweiten Lamellenträgers 34, so dass der erste und zweite Lamellenträger 26, 34 in der Kopplungsposition der Kopplungskörper 72 formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen.
Infolgedessen ist über die Kopplungsvorrichtung 60 mit den Kopplungskörpern 72 in deren Kopplungsposition eine rein formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem ersten Lamellenträger 26 und dem zweiten Lamellenträger 34 über den Grundkörper 66, die Radialführungen 70 und die Kopplungskörper 72 bewirkt, die eine besonders sichere Drehmomentübertragung gewährleistet. Im Gegensatz zu den bekannten Lösungen, bei denen lediglich über den Reibschluss zwischen den ersten und zweiten Lamellen die Drehmitnahmeverbindung erzielt werden kann, so dass für eine sichere Drehmitnahmeverbindung auch der Hydraulikdruck in der zugehörigen Druckkammer entsprechend hoch gehalten werden muss, kann nunmehr der Hydraulikdruck in der Druckkammer 56 zum Zwecke der Energieeinsparung abgesenkt werden, zumal aufgrund der formschlüssigen Verbindung über die Kopplungsvorrichtung 60 die reibschlüssige Verbindung über die ersten und zweiten Lamellen 44, 46 nicht oder nicht mehr in diesem Maße erforderlich ist.
Vor diesem Hintergrund hat sich insbesondere die zweite Ausführungsvariante nach den 2, 8 und 10 als vorteilhaft herausgestellt. Ist bei dieser zweiten Ausführungsvariante der Formschluss zwischen den beiden Lamellenträgern 26, 34 über die Kopplungsvorrichtung 60 erzielt, so kann das Betätigungselement 48 derart weit in axialer Richtung 4 verschoben werden, dass dessen Beaufschlagungsende 62 an der Haltefläche 80 des Beaufschlagungsabschnitts 76 der Kopplungskörper 72 abgestützt ist. Auf diese Weise können die Kopplungskörper 72 entgegen der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung 74 als auch entgegen der in diesem Fall auf die Kopplungskörper 72 wirkenden Fliehkräfte besonders einfach und ohne größeren Kraftaufwand in deren Kopplungsposition gehalten werden. Eine entsprechende Modifikation der ersten Ausführungsvariante nach den 1, 7 und 9 ist zwar auch möglich, jedoch würde das gebogen ausgebildete Beaufschlagungsende 62 hier deutlich mehr Bauraum in radialer Richtung benötigen. Ist ein solcher radialer Bauraum vorhanden, so stellt dies kein Problem dar, ist dies hingegen nicht der Fall, ist die zweite Ausführungsvariante nach den 2, 8 und 10 zu bevorzugen.
Sollte der Schrägstellungswinkel der Halteflächen 80 - wie in den vorliegenden Ausführungsformen - relativ groß sein, so dass eine Reibung zwischen dem Beaufschlagungsende 62 und der Haltefläche 80 aufgrund der auf die Kopplungskörper 72 in radialer Richtung 8 wirkenden Kräfte derart groß ist, dass die Kopplungsvorrichtung 60 beim Verschieben des Betätigungselements 48 in axiale Richtung 6 mitgezogen wird, so ist es von Vorteil, wenn entsprechende Mittel vorgesehen sind, die die Trennung von Betätigungselement 48 und Kopplungskörpern 72 unterstützen. Ein solches Mittel könnte beispielsweise ein Sicherungsring oder zumindest ein Anschlag an dem Lamellenträger 26 sein, an dem die Kopplungsvorrichtung 60, gegebenenfalls deren Grundkörper 66, in axialer Richtung abstützbar oder abgestützt ist, während das Betätigungselement 48 unter Lösen von den Kopplungskörpern 72 darüber hinaus weiter in axialer Richtung 6 verschiebbar ist.
In einer vereinfachten Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtung 60 in Verbindung mit der Lamellenkupplung 18 könnte auch auf den Lamellenkörper 88 verzichtet werden, mithin auch auf die Führungseinrichtungen zwischen Lamellenkörper 88 einerseits und Grundkörper 66 und Kopplungskörper 72 andererseits. Der Lamellenkörper 88 hat jedoch den Vorteil, dass die Kopplungskörper 72 gezielt in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen erstem und zweitem Lamellenträger 26, 34 in deren Kopplungsposition bewegt werden können. Überdies entlastet der hierin beschriebene Lamellenkörper 88 aufgrund der vorangehend beschriebenen Funktion die Vorspanneinrichtung 74, die somit auch eine geringere Vorspannkraft aufbringen und entsprechend einfacher ausgelegt sein kann.
Bezugszeichenliste

2: Doppelkupplung
4: axiale Richtung
6: axiale Richtung
8: radiale Richtung
10: radiale Richtung
12: Umfangsrichtung
14: Umfangsrichtung
16: Drehachse
18: erste Lamellenkupplung
20: zweite Lamellenkupplung
22: Kupplungseingangsnabe
24: Mitnehmerscheibe
26: erster Lamellenträger
28: erster Lamellentragabschnitt
30: Stützabschnitt
32: Kupplungsnabe
34: zweiter Lamellenträger
36: zweiter Lamellentragabschnitt
38: Stützabschnitt
40: Kupplungsausgangsnabe
42: Lamellenpaket
44: erste Lamellen
46: zweite Lamellen
48: Betätigungselement
50: Axialkraft
52: Kraftübertragungsabschnitt
54: Kolbenabschnitt
56: Druckkammer
58: Rückstellelement
60: Kopplungsvorrichtung
62: Beaufschlagungsende
64: Kontaktfläche
66: Grundkörper
68: Verzahnung
70: Radialführungen
72: Kopplungskörper
74: Vorspanneinrichtung
76: Beaufschlagungsabschnitt
78: Beaufschlagungsfläche
80: Haltefläche
82: schräggestellte Nut
84: Umfangskreis
86: Führungsnut
88: Lamellenkörper
90: Führungsteil
92: Radialkraft

Claims

Kopplungsvorrichtung (60) für die Lamellenträger einer Lamellenkupplung mit einem ring- oder/und ringscheibenförmigen Grundkörper (66), der eine in eine erste radiale Richtung (8) weisende Verzahnung (68) zur Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit einem ersten Lamellenträger aufweist, und mehreren mit dem Grundkörper (66) formschlüssig drehverbundenen Kopplungskörpern (72) zur Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit einem zweiten Lamellenträger aufweist, wobei die Kopplungskörper (72) relativ zu dem Grundkörper (66) in einer der ersten radialen Richtung (8) entgegengesetzten zweiten radialen Richtung (10) von einer Entkopplungsposition in eine Kopplungsposition bewegbar sind.
Kopplungsvorrichtung (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungskörper (72) über mindestens eine Vorspanneinrichtung (74) in die Entkopplungsposition vorgespannt sind, wobei die Kopplungskörper (72) vorzugsweise über eine gemeinsame Vorspanneinrichtung (74), besonders bevorzugt einen Spannring, in deren Entkopplungsposition vorgespannt sind.
Kopplungsvorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungskörper (72) translatorisch in radialer Richtung (8, 10) an dem Grundkörper (66) geführt, vorzugsweise in Radialführungen (70) an dem Grundkörper (66) angeordnet, sind, wobei die Kopplungskörper (72) besonders bevorzugt jeweils in einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen (12, 14) an dem Grundkörper (66) abstützbar oder abgestützt sind, oder/und die Bewegungen der Kopplungskörper (72) in radialer Richtung (8, 10) miteinander gekoppelt oder zwangsgekoppelt sind.
Kopplungsvorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungskörper (72) jeweils einen Beaufschlagungsabschnitt (76) aufweisen, der mit einer Axialkraft (50) beaufschlagbar ist, wobei die Beaufschlagungsabschnitte (76) vorzugsweise derart ausgebildet sind, dass die Beaufschlagung mit der Axialkraft (50) in einer in die zweite radiale Richtung (10) auf die Kopplungskörper (72) wirkenden Radialkraft (92) resultiert und der Beaufschlagungsabschnitt (76) besonders bevorzugt eine gegenüber einer Radialebene schräggestellte Beaufschlagungsfläche (78) und gegebenenfalls eine auf die Beaufschlagungsfläche (78) folgende schräggestellte Haltefläche (80) aufweist, deren Schrägstellungswinkel gegenüber der Radialebene größer ist als der Schrägstellungswinkel der Beaufschlagungsfläche (78) gegenüber der Radialebene oder/und mehr als 45°, mehr als 70° oder im Wesentlichen 90° beträgt.
Kopplungsvorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (66) ein ring- oder/und ringscheibenförmiger Lamellenkörper (88) zur Ausbildung eines Reibkontakts mit einer benachbarten Lamelle angeordnet ist, der in einem vorbestimmten Drehwinkelbereich relativ zu dem Grundkörper (66) zwischen einer Halteposition und einer Löseposition verdrehbar ist, wobei der Lamellenkörper (88) derart mit den Kopplungskörpern (72) zusammenwirkt, dass die Kopplungskörper (72) in der Halteposition des Lamellenkörpers (88) in deren Entkopplungsposition und in der Löseposition des Lamellenkörpers (88) in deren Kopplungsposition angeordnet sind.
Kopplungsvorrichtung (60) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenkörper (88) in die Halteposition vorgespannt ist, wobei der Lamellenkörper (88) vorzugsweise derart mit den Kopplungskörpern (72) zusammenwirkt, dass die Vorspanneinrichtung (74) den Lamellenkörper (88) über die Kopplungskörper (72) in die Halteposition vorspannt oder die Kopplungskörper (72) über den Lamellenkörper (88) in deren Entkopplungsposition vorspannt.
Kopplungsvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenkörper (88) über Führungseinrichtungen mit den Kopplungskörpern (72) zusammenwirkt, die jeweils ein hervorstehendes Führungsteil (90) an dem Lamellenkörper (88) und eine schräggestellte Nut (82) in dem Kopplungskörper (72) aufweist, in die das Führungsteil (90) eingreift, wobei sich die Führungsteile (90) vorzugsweise zwischen dem Lamellenkörper (88) und dem zugeordneten Kopplungskörper (72) vorzugsweise jeweils durch sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung (12, 14) erstreckende Führungsnuten (86) in dem Grundkörper (66) erstrecken.
Lamellenkupplung (18) mit einem ersten Lamellenträger (26), einem zweiten Lamellenträger (34) und einem dem ersten und zweiten Lamellenträger (26, 34) zugeordneten Lamellenpaket (42), wobei der erste und zweite Lamellenträger (26, 34) über das Lamellenpaket (42) reibschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplungsvorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche vorgesehen ist, über die der erste und zweite Lamellenträger (26, 34) in der Entkopplungsposition der Kopplungskörper (72) voneinander entkoppelt und in der Kopplungsposition der Kopplungskörper (72) formschlüssig miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen.
Lamellenkupplung (18) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lamellenträger (26) einen ersten Lamellentragabschnitt (28), mit dem erste Lamellen (44) des Lamellenpakets (42) sowie die Verzahnung (68) des Grundkörpers (66) in Drehmitnahmeeingriff stehen, und der zweite Lamellenträger (34) einen zweiten Lamellentragabschnitt (36) aufweist, mit dem zweite Lamellen (46) des Lamellenpakets (42), die wechselweise mit den ersten Lamellen (44) angeordnet sind, in Drehmitnahmeeingriff stehen, wobei die Kopplungskörper (72) in deren Kopplungsposition in Drehmitnahmeeingriff und in deren Entkopplungsposition außer Drehmitnahmeeingriff mit dem zweiten Lamellentragabschnitt (36) stehen, die Kopplungsvorrichtung (60) vorzugsweise an einem Ende des Lamellenpakets (42) angeordnet ist und der Lamellenkörper (88) der Kopplungsvorrichtung (60) besonders bevorzugt mit einer benachbarten zweiten Lamelle (46) in Reibkontakt bringbar ist.
Lamellenkupplung (18) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungselement (48) zum Aufbringen einer Axialkraft (50) auf das Lamellenpaket (42) vorgesehen ist, wobei die Axialkraft (50) des Betätigungselements (48) vorzugsweise über die Kopplungsvorrichtung (60), besonders bevorzugt über die Beaufschlagungsabschnitte (76) der Kopplungskörper (72) der Kopplungsvorrichtung (60), auf das Lamellenpaket (42) aufbringbar ist, und die Beaufschlagungsabschnitte (76) oder/und das Betätigungselement (48) gegebenenfalls derart ausgebildet sind, dass die Axialkraft (50) zumindest teilweise in einer in die zweite radiale Richtung (10) auf die Kopplungskörper (72) wirkenden Radialkraft (92) resultiert.
Lamellenkupplung (18) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lamellenträger (26) als Eingangsseite der Lamellenkupplung (18) oder/und als Außenlamellenträger ausgebildet ist, während der zweite Lamellenträger (34) als Ausgangsseite der Lamellenkupplung (18) oder/und als Innenlamellenträger ausgebildet ist.