Die Erfindung betrifft eine Kupplungsbaugruppe und insbesondere eine Antriebsstrangbaugruppe mit einer solchen Kupplungsbaugruppe.

Die Kupplungsbaugruppe ist insbesondere für ein von mehreren Achsen angetriebenes Kraftfahrzeug einsetzbar, insbesondere für eine Antriebsstranganordnung, die einen ersten Antriebsstrang zum permanenten Antrieb einer ersten Antriebsachse sowie einen zweiten Antriebsstrang zum optionalen Antrieb einer zweiten Antriebsachse umfasst. Solche Antriebskonzepte mit einer optional antreibbaren Antriebsachse werden auch als "Hang-On"- oder "On-Demand"- Systeme bezeichnet.

Generell wird zwischen verschiedenen Antriebskonzepten von Kraftfahrzeugen unterschieden. So gibt es Kraftfahrzeuge mit Frontmotor, bei denen die Vorderachse permanent und die Hinterachse wahlweise angetrieben werden kann.

Es gibt auch Kraftfahrzeuge, bei denen die Hinterachse permanent angetrieben wird und die Vorderachse optional zuschaltbar ist. Schließlich gibt es Kraftfahrzeuge mit Heckmotor, bei denen die Hinterachse permanent angetrieben wird und die Vorderachse optional über eine Hang-On-Kupplung verbunden werden kann.

Aus der WO 2015/120909 A1 ist eine Kupplungsbaugruppe bekannt, bei der eine Kupplung über eine Betätigungseinrichtung betätigbar ist. Die Betätigungseinrichtung umfasst eine über einen Motor in eine erste Umfangsrichtung sowie in eine der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzte zweite Umfangsrichtung antreibbare Eingangsscheibe und eine von der Eingangsscheibe über ein Rampensystem in einer axialen Richtung verlagerbare Ausgangsscheibe.

Aus der DE 10 2009 049 013 A1 ist eine Kupplung bekannt, bei der ein Motor zur Bewegung eines Schaltelements nur in einer Umfangsrichtung verdreht wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine Kupplungsbaugruppe vorgeschlagen werden, durch die eine Schaltzeit zur Umschaltung der Kupplung zwischen einer eingerückten ersten Stellung und einer ausgerückten zweiten Stellung verkürzt werden kann. Zudem soll die erste Stellung detektierbar sein, ohne dass dazu z. B. ein Positionssensor eingesetzt werden muss. Weiter soll eine Vorspanneinrichtung zur Fixierung der Kupplung in der ersten Stellung eingespart werden.

Zur Lösung dieser Aufgaben trägt eine Kupplungsbaugruppe mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Es wird eine Kupplungsbaugruppe (mit einer gemeinsamen Drehachse) vorgeschlagen, zumindest umfassend

• eine Kupplung mit einer (koaxial zueinander angeordneten) ersten Kupplungsscheibe und einer zweiten Kupplungsscheibe, die schaltbar zwischen einer eingerückten ersten Stellung und einer ausgerückten zweiten Stellung verlagerbar sind zur selektiven Übertragung eines Drehmoments in einer Umfangsrichtung, sowie

• eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Kupplung.

Die Betätigungseinrichtung umfasst zumindest

• eine über einen Motor in eine erste Umfangsrichtung sowie in eine der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzte zweite Umfangsrichtung antreibbare (und koaxial zu den Kupplungsscheiben angeordnete) Eingangsscheibe und • eine von der Eingangsscheibe in den Umfangsrichtungen verdrehbare und in einer axialen Richtung verlagerbare (und koaxial zu den Kupplungsscheiben angeordnete) Ausgangsscheibe, sowie

• eine (koaxial zu der Eingangsscheibe angeordnete) Steuerscheibe mit einem Steuerelement (einem von einer Steuerkontur und einem Steuerstift).

Die Bewegung der Ausgangsscheibe ist durch das Steuerelement (bzw. durch das Zusammenwirken von der Steuerkontur und dem Steuerstift) steuerbar, wobei die erste Kupplungsscheibe durch die Ausgangsscheibe in der axialen Richtung verlagerbar ist.

Grundsätzlich kann die Kupplung jede beliebige Konstruktion aufweisen und beliebige Kupplungsmittel umfassen, die geeignet sind, eine Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs selektiv zu bewirken oder zu unterbrechen. Beispielsweise kann eine formschlüssige Kupplung wie eine Zahnkupplung oder Klauenkupplung verwendet werden.

Eine formschlüssige Kupplung umfasst mindestens zwei Kupplungsteile, die in einer eingerückten Stellung eine gegenüber einer Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung ausbilden. In der eingerückten Stellung greifen die Kupplungsteile formschlüssig drehmomentübertragend ineinander. In der ausgerückten zweiten Stellung sind die Kupplungsteile frei drehbar relativ zueinander ausgerückt.

Alternativ kann auch eine Reibungskupplung, insbesondere eine Lamellenkupplung verwendet werden. Eine Lamellenkupplung umfasst normalerweise ein erstes Kupplungsteil, an dem erste Reiblamellen drehfest und axial beweglich verbunden sind, sowie ein zweites Kupplungsteil, mit dem zweite Reiblamellen drehfest und axial beweglich verbunden sind. Durch axiale Belastung des Lamellenpaketes bestehend aus den ersten und zweiten Reiblamellen kann eine reibschlüssige Verbindung zwischen den Reiblamellen erzeugt und Drehmomente über die Kupplung übertragen werden. Insbesondere ist die erste Kupplungsscheibe mit einer ersten Welle und die zweite Kupplungsscheibe mit einer (koaxial zur ersten Welle angeordneten) zweiten Welle verbunden oder verbindbar, so dass zwischen den Wellen Drehmomente übertragen werden können.

Insbesondere ist die erste Kupplungsscheibe entlang der axialen Richtung verlagerbar. Insbesondere ist die zweite Kupplungsscheibe gegenüber der axialen Richtung ortsfest angeordnet. Insbesondere sind beide Kupplungsscheiben in der Umfangsrichtung drehbar angeordnet.

Die Betätigungseinrichtung kann durch jedes geeignete Antriebsmittel wie beispielsweise einen Elektro-, Hydraulik- oder Pneumatikmotor angetrieben werden. Der Motor kann über eine Steuereinheit angesteuert werden, so dass ein Schaltvorgang der Kupplungsbaugruppe über die Steuereinheit initiiert wird bzw. werden kann.

Insbesondere umfasst die Betätigungseinrichtung einen (elektrischen) Motor und ein Getriebe, wobei das Getriebe ein Übersetzungsverhältnis zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangszahnrad aufweist, das größer als 1/25 und kleiner als 1/15 (1/25 < i < 1/15) ist. Der Motor kann eine Drehmomentabgabe von 0,5 bis 1 ,5 Nm [Newtonmeter], vorzugsweise etwa 1 ,0 Nm aufweisen. So kann mit einem Motor von 1 Nm Antriebsdrehmoment z. B. eine Betätigungskraft erreicht werden, die über 400 N [Newton] beträgt. Das Ausgangszahnrad ist insbesondere auf einer Außenumfangsfläche der Eingangsscheibe ausgebildet, d. h. der Motor treibt (über das Getriebe) die Eingangsscheibe an.

Der Motor kann die Eingangsscheibe insbesondere in beide Umfangsrichtungen antreiben. Der Motor wird also im Betrieb der Kupplungsbaugruppe so betrieben, dass er die Eingangsscheibe in beide Umfangsrichtungen verdrehen kann. Die Ausgangsscheibe ist entsprechend so angeordnet, dass sie von der Eingangsscheibe in beide Umfangsrichtungen verdreht werden kann. Die Steuerscheibe wird insbesondere durch ein separates Bauteil realisiert. Die Betätigungseinrichtung wird also insbesondere durch die Eingangsscheibe, die separat davon ausgeführte Ausgangsscheibe sowie durch die separat davon ausgeführte Steuerscheibe ausgebildet.

Die Bewegung der Ausgangsscheibe ist durch ein Steuerelement (bzw. die Steuerkontur und/den Steuerstift) steuerbar. Dabei bildet z. B. die Steuerkontur insbesondere eine Art Kulisse, durch die ein in der Kulisse verlagerbares anderes Steuerelement (z. B. der Steuerstift) mechanisch umgelenkt wird. Das als Steuerstift ausführbare Steuerelement ist insbesondere mit der Ausgangsscheibe verbunden, so dass die mechanische Umlenkung dieses Steuerelements auf die Ausgangsscheibe übertragen wird.

Insbesondere bilden die Eingangsscheibe und die Ausgangsscheibe zusammen ein Rampensystem, über das die Ausgangsscheibe in den Umfangsrichtungen verdrehbar und in der axialen Richtung verlagerbar ist. Das Rampensystem kann so ausgeführt sein, dass auch eine begrenzte Verdrehung in Umfangsrichtung möglich ist, ohne dass es zu einer Verlagerung in der axialen Richtung kommt.

Ein Rampensystem wird insbesondere über mindestens eine Rampe gebildet, an der entlang ein anderes Bauteil entlang bewegt werden kann. Das andere Bauteil kann auch als Rampe oder aber z. B. als Ebene, Stift oder Kugel ausgebildet sein.

Insbesondere weist die Eingangsscheibe mindestens eine erste Rampe und die Ausgangsscheibe mindestens eine zweite Rampe auf, die zusammen das Rampensystem bilden, über das die Ausgangsscheibe in den Umfangsrichtungen verdrehbar und in der axialen Richtung verlagerbar ist.

Insbesondere weist die Eingangsscheibe entlang der Umfangsrichtung eine Mehrzahl von ersten Rampen auf. Insbesondere weist die Ausgangsscheibe entlang der Umfangsrichtung eine Mehrzahl von zweiten Rampen auf. Die Rampen sind z. B. sägezahnartig ausgeführt. Die Oberflächen der Rampen kontaktieren einander, so dass die Ausgangsscheibe und Eingangsscheibe bei einer relativen Verdrehung zueinander in der axialen Richtung voneinander weg oder aufeinander zu bewegt werden.

Wird die Eingangsscheibe also über den Motor in Drehung versetzt, wird die Ausgangsscheibe (bei Kontaktierung der Rampen) in der axialen Richtung verlagert und/ oder in der Umfangsrichtung mit verdreht.

Insbesondere wird die Ausgangsscheibe durch das Zusammenwirken der Steuerelemente (z. B. durch die Steuerkontur der Steuerscheibe) so gesteuert, dass die gleichsinnige Verdrehung der Ausgangsscheibe mit der Eingangsscheibe in einer durch die Form der Steuerkontur festgelegten Weise begrenzt wird, so dass infolge der Kontaktierung der das Rampensystem bildenden Bauteile (z. B. der Rampen) dann eine Verlagerung der Ausgangsscheibe entlang der axialen Richtung resultiert.

Insbesondere weist die eine von Eingangsscheibe und Ausgangsscheibe als Steuerelement eine Steuerkontur und die andere von Eingangsscheibe und Ausgangsscheibe als Steuerelement einen Steuerstift auf, wobei der Steuerstift und die Steuerkontur zur Steuerung der Bewegung der Ausgangsscheibe Zusammenwirken.

Insbesondere weist z. B. die Ausgangsscheibe einen Steuerstift (als Steuerelement) auf, der in die Steuerkontur zur Steuerung der Bewegung der Ausgangsscheibe eingreift.

Insbesondere weist die eine von Eingangsscheibe und Ausgangsscheibe eine Mehrzahl von entlang der Umfangsrichtung verteilt angeordneten Steuerstifte auf, wobei jeder Steuerstift insbesondere in eine, am jeweils anderen von Eingangsscheibe und Ausgangsscheibe vorgesehene, Steuerkontur eingreift. Der Steuerstift wird insbesondere durch die nach Art einer Kulisse ausgeführte Steuerkontur geführt und durch die Formgebung der Steuerkontur umgelenkt. Eine in Umfangsrichtung wirkende Antriebskraft für den Steuerstift wird durch den Motor der Betätigungseinrichtung erzeugt. Eine in der axialen Richtung wirkende Kraft wird ebenfalls durch den Motor der Betätigungseinrichtung erzeugt (allerdings in der Umfangsrichtung) und dabei aber über das Rampensystem in die axiale Richtung umgelenkt.

Insbesondere erstreckt sich das Steuerelement bzw. der Steuerstift ausgehend von einem (ersten) Hülsenabschnitt der Ausgangsscheibe in einer radialen Richtung nach außen. Die Steuerkontur ist insbesondere in einem (zweiten) Hülsenabschnitt der Steuerscheibe angeordnet, wobei der erste Hülsenabschnitt der Ausgangsscheibe gegenüber der radialen Richtung innerhalb des zweiten Hülsenabschnitts der Steuerscheibe angeordnet ist. Das Steuerelement bzw. der Steuerstift wird in der insbesondere nach Art einer Kulisse ausgeführten Steuerkontur geführt und durch die Formgebung der Steuerkontur umgelenkt (also z. B. durch die Wandung des zweiten Hülsenabschnitts). Eine umgekehrte Anordnung von Ausgangsscheibe und Steuerscheibe oder auch von Steuerkontur und Steuerstift ist selbstverständlich auch möglich.

Die Steuerkontur ist insbesondere eine Ausnehmung in dem Hülsenabschnitt, die sich bevorzugt von einer Innenumfangsfläche des Hülsenabschnitts bis hin zu einer Außenumfangsfläche des Hülsenabschnitts erstreckt. Die Steuerkontur wird insbesondere durch die Wandung des Hülsenabschnitts gebildet. Die Wandung begrenzt die Steuerkontur insbesondere (ausschließlich) gegenüber der axialen Richtung und gegenüber der Umfangsrichtung. Das Steuerelement der Ausgangscheibe erstreckt sich entlang der radialen Richtung bis in die Ausnehmung hinein oder durch sie hindurch.

Insbesondere ist die Steuerkontur an einer in die axiale Richtung weisende Stirnseite der Steuerscheibe angeordnet. Insbesondere weist die Steuerkontur eine Öffnung hin zu der Stirnseite auf, so dass das Steuerelement im Rahmen einer Montage der Kupplungsbaugruppe entlang der axialen Richtung in die Steuerkontur eingeschoben werden kann.

Insbesondere weist die Eingangsscheibe mindestens ein Anschlagselement auf, dass nur in der ausgerückten zweiten Stellung mit dem Steuerelement der Ausgangsscheibe zusammenwirkt, so dass eine relative Verdrehung der Eingangsscheibe gegenüber der Ausgangsscheibe zumindest in einer Umfangsrichtung blockiert ist. Insbesondere sind entlang der Umfangsrichtung eine Vielzahl von Anschlagelementen an der Eingangsscheibe vorgesehen.

Insbesondere wirkt das mindestens eine Anschlagselement in der eingerückten ersten Stellung nicht mit dem Steuerelement der Ausgangsscheibe zusammen, so dass eine relative Verdrehung der Eingangsscheibe gegenüber der Ausgangsscheibe (zumindest durch das Anschlagselement) nicht behindert bzw. verhindert wird.

Insbesondere kann so eine Regelung des Motors, der die Eingangsscheibe antreibt, vereinfacht werden. Insbesondere kann so in bestimmten Zuständen der Kupplungsbaugruppe eine weitere Verdrehung der Eingangsscheibe blockiert werden. Diese Blockade kann durch den Motor bzw. eine den Motor steuernde Steuereinheit sensiert werden (z. B. durch einen Stromanstieg bei einem elektrischen Antrieb), so dass eine automatische Abschaltung des Motors erfolgen kann.

Insbesondere weist die Steuerkontur zumindest

• einen ersten Konturabschnitt auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe in eine erste axiale Richtung blockiert ist, so dass die Kupplung in der ersten Stellung fixiert ist; oder

• einen zweiten Konturabschnitt auf, durch den bei einer Bewegung der Ausgangsscheibe in der Umfangsrichtung eine Verlagerung der Ausgangsscheibe in einer axialen Richtung erzwungen ist; oder • einen dritten Konturabschnitt auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe in eine der ersten axialen Richtung entgegengesetzte zweite axiale Richtung blockiert ist, so dass die Kupplung in der zweiten Stellung fixiert ist; oder

• einen vierten Konturabschnitt auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe in die erste Umfangsrichtung blockiert ist;

• einen fünften Konturabschnitt auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe in die zweite Umfangsrichtung blockiert ist.

Der erste Konturabschnitt verläuft insbesondere quer zur axialen Richtung und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe gegenüber der ersten axialen Richtung.

Der zweite Konturabschnitt verläuft insbesondere geneigt gegenüber der Umfangsrichtung und der axialen Richtung und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe gegenüber der ersten axialen Richtung und der ersten Umfangsrichtung.

Der dritte Konturabschnitt verläuft insbesondere quer zur axialen Richtung und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe gegenüber der zweiten axialen Richtung.

Der vierte Konturabschnitt verläuft insbesondere quer zur Umfangsrichtung und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe gegenüber der ersten Umfangsrichtung.

Der fünfte Konturabschnitt verläuft insbesondere quer zur Umfangsrichtung und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe gegenüber der zweiten Umfangsrichtung.

Die Steuerkontur ist insbesondere an bzw. in der Steuerscheibe ausgebildet. Die Steuerkontur umfasst insbesondere alle der vorstehend genannten Konturab- schnitte, wobei das Steuerelement in der Steuerkontur angeordnet ist und abhängig von der Stellung der Kupplung bzw. dem Zustand der Betätigungseinrichtung einen der Konturabschnitte kontaktiert.

Insbesondere befindet sich das Steuerelement in einem für den Betrieb der Kupplungsbaugruppe bestimmungsgemäßen Zustand der Kupplungsbaugruppe dauerhaft in der Steuerkontur. Das Steuerelement befindet sich insbesondere nur zur Montage- oder Servicezwecken außerhalb der Steuerkontur.

Insbesondere ist der dritte Konturabschnitt nach Art einer Raststellung ausgeführt, d. h. das Steuerelement rastet in einer durch die Steuerkontur gegenüber der axialen Richtung gebildete Vertiefung ein. Die Vertiefung bildet den dritten Konturabschnitt bzw. ist ein Teil davon.

Insbesondere bilden die Eingangsscheibe und die Ausgangsscheibe ein Rampensystem aus (z. B. weist die Eingangsscheibe mindestens eine erste Rampe und die Ausgangsscheibe mindestens eine zweite Rampe auf, insbesondere jeweils eine Mehrzahl von entlang der Umfangsrichtung verteilten Rampen, die zusammen das Rampensystem bilden), über das die Ausgangsscheibe in den Umfangsrichtungen verdrehbar und in der axialen Richtung verlagerbar ist. Die Steuerkontur weist einen vierten Konturabschnitt auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe in die erste Umfangsrichtung blockiert ist. Das Rampensystem und der vierte Konturabschnitt sind so ausgebildet, dass durch die Blockade der Bewegung der Ausgangsscheibe auch die Bewegung der Eingangsscheibe blockiert ist.

Das Rampensystem bildet insbesondere in einer Umfangsrichtung, bevorzugt bei einer relativen Verdrehung der Eingangsscheibe gegenüber der Ausgangsscheibe in der zweiten Umfangsrichtung einen Freilauf. D. h. bei dieser Relativbewegung gleiten die Rampenoberflächen aufeinander ab, wobei die Ausgangsscheibe dann mit jeder Rampenpaarung in der axialen Richtung verlagert wird. Bei einer relativen Verdrehung in der anderen Richtung bilden die Rampen insbe- sondere einen Anschlag miteinander aus, so dass eine weitere relative Verdrehung blockiert ist.

Insbesondere weist die Eingangsscheibe mindestens ein Anschlagselement auf, dass nur in der ausgerückten zweiten Stellung mit dem Steuerelement der Ausgangsscheibe zusammenwirkt, so dass eine relative Verdrehung der Eingangsscheibe gegenüber der Ausgangsscheibe zumindest in der zweiten Umfangsrichtung blockiert ist. Das Rampensystem und das mindestens eine Anschlagselement sind so ausgeführt, so dass nach jeweils einer Verlagerung der Ausgangsscheibe entlang der axialen Richtung eine Blockade der Verdrehung erfolgt.

Die Blockade erfolgt z. B. genau dann, wenn das Steuerelement bzw. der Steuerstift der Ausgangsscheibe an dem fünften Konturabschnitt der Steuerkontur angeordnet ist.

Mit Hilfe der Blockade durch das Rampensystem bzw. die Rampen und durch die geeignete Ausführung des vierten Konturabschnitts wird somit ein Stopp generiert, der z. B. durch die Steuereinheit des Motors erfasst werden kann (weil eine weitere Verdrehung der von dem Motor angetriebenen Eingangsscheibe blockiert ist). Damit kann zumindest bei Vorliegen der ersten Stellung (Kupplung ist eingerückt) eine Position der einzelnen Komponenten der Kupplungsbaugruppe erfasst werden.

Mit Hilfe der Blockade durch das Anschlagselement und durch die geeignete Ausführung des fünften Konturabschnitts wird somit ein Stopp generiert, der z. B. durch die Steuereinheit des Motors erfasst werden kann (weil eine weitere Verdrehung der von dem Motor angetriebenen Eingangsscheibe blockiert ist). Damit kann zumindest bei Vorliegen der zweiten Stellung (Kupplung ist ausgerückt) eine Position der einzelnen Komponenten der Kupplungsbaugruppe erfasst werden. Insbesondere umfasst die Kupplungsbaugruppe zumindest ein Energiespeicherelement (z. B. eine Feder, insbesondere eine Spiralfeder, bevorzugt eine Druckfeder), durch das die Ausgangsscheibe in einer zweiten axialen Richtung verlagerbar ist. Insbesondere kann das Energiespeicherelement bei Vorliegen des zweiten Konturabschnitts in der Steuerkontur eingespart werden, weil dann die erzwungene Verlagerung der Ausgangsscheibe in die zweite axiale Richtung über diesen Konturabschnitt hervorgerufen wird. Insbesondere kann das Energiespeicherelement mit dem als Raststellung ausgeführten dritten Konturabschnitt Zusammenwirken, so dass das Steuerelement durch die Rückstellkraft des Energiespeicherelements gegen die Wandung der Steuerkontur in dem dritten Konturabschnitt gedrückt wird.

Insbesondere ist die erste Kupplungsscheibe gegenüber der axialen Richtung, insbesondere gegenüber beiden axialen Richtungen, formschlüssig mit der Ausgangsscheibe verbunden. Die formschlüssige Verbindung kann zwischen diesen Bauteilen unmittelbar oder mittelbar erfolgen. Mittelbar heißt, dass diese Bauteile nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, sondern dass die formschlüssige Verbindung mit mindestens einem dazwischen liegenden Bauteil, z. B. einem Wälzlager, realisiert wird. Über ein Wälzlager kann die Verdrehung der ersten Kupplungsscheibe, die insbesondere regelmäßig mit einer ersten Welle verbunden ist, von der Ausgangsscheibe entkoppelt werden.

Insbesondere führt die Eingangsscheibe zum Schalten der Kupplung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung jeweils eine Verdrehung in der Umfangsrichtung über einen ersten Winkelbereich aus, wobei durch diese Verdrehung der Eingangsscheibe eine Verdrehung der Ausgangsscheibe in der Umfangsrichtung um einen zweiten Winkelbereich erzwungen ist, wobei der zweite Winkelbereich kleiner ist als der erste Winkelbereich oder gleich groß.

Insbesondere ermöglicht das Rampensystem, dass die Ausgangsscheibe bei einer Verdrehung der Eingangsscheibe mitverdreht wird. Wenn dabei durch die Steuerkontur aber eine Verlagerung der Ausgangsscheibe in der axialen Rich- tung ermöglicht bzw. erzwungen wird, gleiten die einander kontaktierenden Oberflächen des Rampensystems (z. B. der Rampen) aufeinander ab, so dass die Verdrehung der Ausgangsscheibe in der Umfangsrichtung durch das Maß der Verlagerung entlang der axialen Richtung reduziert wird.

Insbesondere erfolgt nach dem Vorliegen der ersten Stellung und hin zur zweiten Stellung ein Wechsel der einander kontaktierenden Oberflächen (z. B. der Rampen) des Rampensystems (wenn dort z. B. jeweils mehrere Rampen in Umfangsrichtung verteilt vorliegen). Insbesondere bleiben bei dem Vorliegen der zweiten Stellung und bei einem dann erfolgenden Schalten hin zur ersten Stellung die gleichen Oberflächen (z. B. der gleichen Rampen) miteinander in Kontakt.

Insbesondere ist der zweite Winkelbereich nur beim Schalten von der ersten Stellung hin zur zweiten Schaltung kleiner als der erste Winkelbereich. Insbesondere sind die Winkelbereiche nur beim Schalten von der zweiten Stellung hin zur ersten Stellung gleich groß.

Insbesondere sind bei der Betrachtung der Winkelbereiche die Oberflächen des Rampensystems (also z. B. die Rampen) jeweils in Kontakt miteinander. Ein Wechsel der das Rampensystem bildenden Oberflächen (also z. B. der Rampen) wird bei der Betrachtung der Winkelbereiche insbesondere nicht berücksichtigt.

Insbesondere beträgt der erste Winkelbereich höchstens 60 Winkelgrad, bevorzugt höchstens 45 Winkelgrad und/ oder zumindest beim Umschalten der Kupplung von der ersten Stellung in die zweite Stellung der zweite Winkelbereich höchstens 30 Winkelgrad, bevorzugt höchstens 20 Winkelgrad oder sogar höchstens 15 Winkelgrad.

Diese nur geringe Verdrehung der Eingangsscheibe und die nur geringe erforderliche Verdrehung der Ausgangsscheibe ermöglicht insbesondere eine kurze Schaltzeit zum Umschalten der Kupplung. Insbesondere weist die Kupplungsbaugruppe ein Gehäuse auf und ist die Steuerscheibe gegenüber dem Gehäuse ortsfest (also gegenüber dem Gehäuse unbeweglich) angeordnet.

Es wird weiter eine Antriebsstrangbaugruppe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend einen permanent antreibbaren ersten Antriebsstrang mit einer ersten Antriebsachse; einen optional antreibbaren zweiten Antriebsstrang mit einer zweiten Antriebsachse, wobei der zweite Antriebsstrang eine erste Kupplungsbaugruppe, eine zweite Kupplungsbaugruppe und eine Antriebswelle umfasst, die im Leistungspfad zwischen der ersten und der zweiten Kupplungsbaugruppe angeordnet ist, wobei mindestens eine der ersten und der zweiten Kupplungsbaugruppe als die beschriebene Kupplungsbaugruppe ausgeführt ist.

In der eingerückten Stellung der ersten und der zweiten Kupplung überträgt die Antriebswelle insbesondere ein Drehmoment auf die zweite Antriebsachse.

Ein Vorteil des Antriebsstrangs besteht darin, dass im geöffneten Zustand der beiden Kupplungen die zwischen der ersten und der zweiten Kupplungsbaugruppe angeordnete Antriebswelle vollständig trennbar ist, was zu einer Reduzierung der unerwünschten Reibungsverluste führt.

Insbesondere umfasst eine der beiden Kupplungsbaugruppen eine Bremse, so dass die Antriebswelle unmittelbar nach dem Öffnen der Kupplung abgebremst werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine der beiden Kupplungen als Reibscheibenkupplung ausgebildet ist, da diese nach dem Öffnen schnell entölt werden kann, was zu einer Reduzierung der Schleppmomente führt.

Insbesondere umfasst die Antriebsstrangbaugruppe ein Verteilergetriebe, das ein von einer Antriebseinheit eingeleitetes Drehmoment auf den ersten Antriebsstrang und den zweiten Antriebsstrang verteilt, wobei der erste Antriebsstrang antriebsmäßig mit dem Verteilergetriebe verbunden ist, um permanent Drehmoment auf die erste Antriebsachse zu übertragen, und wobei der zweite Antriebsstrang antriebsmäßig mit dem Verteilergetriebe verbunden sein kann, um optional Drehmoment auf die zweite Antriebsachse zu übertragen.

Die Antriebswelle ist vorzugsweise als Kardanwelle bzw. Längswelle ausgebildet, die im Kraftpfad zwischen dem Verteilergetriebe und der zweiten Antriebsachse angeordnet ist. Die erste Kupplungsbaugruppe ist im Kraftpfad zwischen dem Verteilergetriebe und der Kardanwelle angeordnet und insbesondere als die beschriebene Kupplungsbaugruppe ausgeführt. Die zweite Kupplungsanordnung ist im Kraftpfad zwischen der Kardanwelle und einem Hinterachsdifferenzial angeordnet und vorzugsweise in Form einer Reibscheibenkupplung ausgebildet.

Die Ausführungen zu der Kupplungsbaugruppe sind auf die Antriebsstrangbaugruppe übertragbar und umgekehrt.

Hinsichtlich einer beispielhaften Ausführung einer derartigen Antriebsstrangbaugruppe wird auf die eingangs erwähnte WO 2015/120909 A1 verwiesen. Die vorliegend beschriebene Kupplungsbaugruppe kann in der Antriebsstrangbaugruppe der WO 2015/120909 A1 die dort jeweils erwähnte Kupplungsbaugruppe ersetzen.

Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Kupplungsbaugruppe in einer Explosionsdarstellung, in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2: die Kupplungsbaugruppe nach Fig. 1 in einer Seitenansicht im

Schnitt;

Fig. 3: ein Detail der Kupplungsbaugruppe nach Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, mit der Kupplung in der eingerückten ersten Stellung am Beginn des Schaltvorgangs hin zur zweiten Stellung;

Fig. 4: das Detail der Fig. 3; mit der Kupplung in einer ersten Zwischenstellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung; Fig. 5: das Detail der Fig. 3 und 4; mit der Kupplung in einer zweiten Zwischenstellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung;

Fig. 6: das Detail der Fig. 3 bis 5; mit der Kupplung in der ausgerückten zweiten Stellung nach dem erfolgten Schaltvorgang;

Fig. 7: das Detail der Fig. 6; mit der Kupplung in der ausgerückten zweiten Stellung am Beginn des Schaltvorgangs hin zur ersten Stellung;

Fig. 8: das Detail der Fig. 7; mit der Kupplung in einer ersten Zwischenstellung zwischen der zweiten Stellung und der ersten Stellung;

Fig. 9: das Detail der Fig. 7 und 8; mit der Kupplung in einer zweiten Zwischenstellung zwischen der zweiten Stellung und der ersten Stellung;

Fig. 10: das Detail der Fig. 7 bis 9; mit der Kupplung in der ersten Stellung nach dem erfolgten Schaltvorgang; und

Fig. 11 : ein Detail einer Ausführungsvariante der Kupplungsbaugruppe nach Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, mit der Kupplung in einer ersten Zwischenstellung zwischen der zweiten Stellung und der ersten Stellung während des Schaltvorgangs von der zweiten Stellung hin zur ersten Stellung.

Die Fig. 1 zeigt eine Kupplungsbaugruppe 1 in einer Explosionsdarstellung, in perspektivischer Ansicht. Fig. 2 zeigt die Kupplungsbaugruppe 1 nach Fig. 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Fig. 1 und 2 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Die Kupplungsbaugruppe 1 umfasst ein Gehäuse 37 und darin angeordnet eine Kupplung 2 mit einer erste Kupplungsscheibe 3 und einer zweite Kupplungsscheibe 4, die schaltbar zwischen einer eingerückten ersten Stellung und einer ausgerückten zweiten Stellung verlagerbar sind zur selektiven Übertragung eines Drehmoments in einer Umfangsrichtung 5, 6. Die Kupplungsbaugruppe 1 umfasst weiter eine Betätigungseinrichtung 7 zum Betätigen der Kupplung 2. Die Betätigungseinrichtung 7 umfasst eine über einen Motor 8 in eine erste Umfangsrichtung 5 sowie in eine der ersten Umfangsrichtung 5 entgegengesetzte zweite Umfangsrichtung 6 antreibbare Eingangsscheibe 9 und eine von der Eingangsscheibe 9 in den Umfangsrichtungen 5, 6 verdrehbare und in einer axialen Richtung 10, 11 verlagerbare Ausgangsscheibe 12 sowie eine Steuerscheibe 13 mit einer Steuerkontur 14. Die Bewegung der Ausgangsscheibe 12 ist durch die Steuerkontur 14 steuerbar, wobei die erste Kupplungsscheibe 3 durch die Ausgangsscheibe 12 in der axialen Richtung 10, 11 verlagerbar ist.

Die Steuerscheibe 13 ist gegenüber dem Gehäuse 37 ortsfest, also gegenüber dem Gehäuse 37 unbeweglich, angeordnet.

Die Kupplung 2 ist als eine formschlüssige Kupplung 2 (Klauenkupplung) ausgeführt.

Die erste Kupplungsscheibe 3 ist mit einer ersten Welle 34 und die zweite Kupplungsscheibe 4 mit einer zweiten Welle (nicht dargestellt) verbunden bzw. verbindbar, so dass zwischen den Wellen 34 über die Kupplungsbaugruppe 1 schaltbar Drehmomente übertragen werden können.

Die erste Kupplungsscheibe 3 ist entlang der axialen Richtung 10, 11 verlagerbar. Die zweite Kupplungsscheibe 4 ist gegenüber der axialen Richtung 10, 11 ortsfest angeordnet. Beide Kupplungsscheiben 3, 4 sind in der Umfangsrichtung 5, 6 um eine angedeutete Drehachse drehbar angeordnet. Die Komponenten erste Kupplungsscheibe 3, zweite Kupplungsscheibe 4, Eingangsscheibe 9, Ausgangsscheibe 12. Steuerscheibe 13, erste Welle 34, zweite Welle sind koaxial zueinander angeordnet und (bis auf die Steuerscheibe 13) um die angedeutete Drehachse gegenüber dem Gehäuse 37 drehbar.

Die Betätigungseinrichtung 7 umfasst einen Motor 8 und ein von dem Motor 8 angetriebenes Eingangszahnrad 30, das mit der als Ausgangszahnrad 31 ausgeführten Eingangsscheibe 9 ein Getriebe mit einer festen Übersetzung bildet. Der Motor 8 wird über eine Steuereinheit 35 angesteuert, so dass ein Schaltvorgang der Kupplungsbaugruppe 1 über die Steuereinheit 35 initiiert wird bzw. werden kann.

Der Motor 8 kann die Eingangsscheibe 9 in beide Umfangsrichtungen 5, 6 antreiben. Der Motor 8 wird also im Betrieb der Kupplungsbaugruppe 1 so betrieben, dass er die Eingangsscheibe 9 in beide Umfangsrichtungen 5, 6 verdreht. Die Ausgangsscheibe 12 ist entsprechend so angeordnet, dass sie von der Eingangsscheibe 9 in beide Umfangsrichtungen 5, 6 verdreht werden kann.

Die Steuerscheibe 13 wird durch ein separates Bauteil realisiert. Die Betätigungseinrichtung 7 wird durch die Eingangsscheibe 9, die separat davon ausgeführte Ausgangsscheibe 12 sowie durch die separat davon ausgeführte Steuerscheibe 13 ausgebildet.

Die Bewegung der Ausgangsscheibe 12 ist durch die Steuerkontur 14 steuerbar. Dabei bildet die Steuerkontur 14 eine Art Kulisse, durch die ein Steuerelement (Steuerstift 18) mechanisch umgelenkt wird. Das Steuerelement ist mit der Ausgangsscheibe 12 verbunden, so dass die mechanische Umlenkung des Steuerelements auf die Ausgangsscheibe 12 übertragen wird.

Die Eingangsscheibe 9 weist eine Mehrzahl von ersten Rampen 15 und die Ausgangsscheibe 12 eine Mehrzahl von zweiten Rampen 16 auf, die zusammen ein Rampensystem 17 bilden, über das die Ausgangsscheibe 12 in den Umfangsrichtungen 5, 6 verdrehbar und in der axialen Richtung 10, 11 verlagerbar ist.

Die Rampen 15, 16 sind sägezahnartig ausgeführt. Die Oberflächen der Rampen 15, 16 kontaktieren einander, so dass die Ausgangsscheibe 12 und Eingangsscheibe 9 bei einer relativen Verdrehung entlang der Umfangsrichtung 5, 6 zueinander in der axialen Richtung 10, 11 voneinander weg oder aufeinander zu bewegt werden.

Wird die Eingangsscheibe 9 also über den Motor 8 in Drehung versetzt, wird die Ausgangsscheibe 12 bei Kontaktierung der Rampen 15, 16 in der axialen Richtung 10, 11 verlagert und/ oder in der Umfangsrichtung 5, 6 mit verdreht.

Die Ausgangsscheibe 12 wird durch die Steuerkontur 14 der Steuerscheibe 13 so gesteuert, dass die gleichsinnige Verdrehung der Ausgangsscheibe 12 mit der Eingangsscheibe 9 in einer durch die Form der Steuerkontur 14 festgelegten Weise begrenzt wird, so dass infolge der Kontaktierung der Rampen 15, 16 dann eine Verlagerung der Ausgangsscheibe 12 entlang der axialen Richtung 10, 11 resultiert.

Die Ausgangsscheibe 12 weist als Steuerelement eine Mehrzahl von Steuerstiften 18 auf, wobei jeweils ein Steuerstift 18 in jeweils eine der Steuerkonturen 14 zur Steuerung der Bewegung der Ausgangsscheibe 12 eingreift. Der Steuerstift 18 wird durch die nach Art einer Kulisse ausgeführte Steuerkontur 14 geführt und durch die Formgebung der Steuerkontur 14 umgelenkt. Eine in Umfangsrichtung 5, 6 wirkende Antriebskraft für den Steuerstift 18 wird durch den Motor 8 der Betätigungseinrichtung 7 erzeugt. Eine in der axialen Richtung 10, 11 wirkende Kraft wird ebenfalls durch den Motor 8 der Betätigungseinrichtung 7 erzeugt (allerdings in der Umfangsrichtung 5, 6) und dabei aber über die Rampen 15, 16 in die axiale Richtung 10, 11 umgelenkt. Der Steuerstift 18 erstreckt sich ausgehend von einem ersten Hülsenabschnitt 19 der Ausgangsscheibe 12 in einer radialen Richtung 20 nach außen. Die Steuerkontur 14 ist in einem zweiten Hülsenabschnitt 21 der Steuerscheibe 13 angeordnet, wobei der erste Hülsenabschnitt 19 der Ausgangsscheibe 12 gegenüber der radialen Richtung 20 innerhalb des zweiten Hülsenabschnitts 21 der Steuerscheibe 13 angeordnet ist. Der Steuerstift 18 wird durch die nach Art einer Kulisse ausgeführte Steuerkontur 14 geführt und durch die Formgebung der Steuerkontur 14 umgelenkt (also z. B. durch die Wandung des zweiten Hülsenabschnitts 21).

Die Steuerkontur 14 ist eine Ausnehmung in dem zweiten Hülsenabschnitt 21 , die sich von einer Innenumfangsfläche des zweiten Hülsenabschnitts 21 bis hin zu einer Außenumfangsfläche des zweiten Hülsenabschnitts 21 erstreckt. Die Steuerkontur 14 wird durch die Wandung des zweiten Hülsenabschnitts 21 gebildet. Die Wandung begrenzt die Steuerkontur 14 ausschließlich gegenüber der axialen Richtung 10, 11 und gegenüber der Umfangsrichtung 5, 6. Das Steuerelement der Ausgangscheibe 12 erstreckt sich entlang der radialen Richtung 20 bis in die Ausnehmung hinein bzw. durch sie hindurch.

Die Steuerkontur 14 ist an einer in die axiale Richtung 10, 11 weisende Stirnseite der Steuerscheibe 13 angeordnet. Die Steuerkontur 14 weist eine Öffnung hin zu der Stirnseite auf, so dass der Steuerstift 18 im Rahmen einer Montage der Kupplungsbaugruppe 1 entlang der axialen Richtung 10, 11 in die Steuerkontur 14 eingeschoben werden kann.

Die Steuerkontur 14 ist an bzw. in der Steuerscheibe 13 ausgebildet. Die Steuerkontur 14 umfasst alle der genannten Konturabschnitte 22, 23, 24, 25, 26, wobei das Steuerelement in der Steuerkontur 14 angeordnet ist und abhängig von der Stellung der Kupplung 2 bzw. dem Zustand der Betätigungseinrichtung 7 einen der Konturabschnitte 22, 23, 24, 25, 26 kontaktiert. Das Steuerelement befindet sich in einem für den Betrieb der Kupplungsbaugruppe 1 bestimmungsgemäßen Zustand der Kupplungsbaugruppe 1 dauerhaft in der Steuerkontur 14. Das Steuerelement befindet sich nur zur Montage- oder Servicezwecken außerhalb der Steuerkontur 14.

Die Kupplungsbaugruppe 1 umfasst weiter ein Energiespeicherelement 27 (vorliegend eine als Druckfeder ausgeführte Spiralfeder, durch das die Ausgangsscheibe 12 in einer zweiten axialen Richtung 11 verlagerbar ist. Das Energiespeicherelement 27 ist auf der ersten Welle 34 angeordnet und wird durch einen Anschlag an der ersten Welle 34 und durch ein auf der ersten Kupplungsscheibe 3 ortsfest angeordnetes Wälzlager 33 verspannt. Mit dem Energiespeicherelement 27 kann eine Rückstellkraft erzeugt werden, durch die die Ausgangsscheibe 12 in Richtung der zweiten axialen Richtung 11 verlagerbar ist. Mit dem Energiespeicherelement 27 kann das Einrücken der ersten Kupplungsscheibe 3 unterstützt werden, wenn z. B. die Zähne der Kupplungsscheiben 3, 4 einander gegenüberliegen und zum Einrücken die Kupplungsscheiben 3, 4 relativ zueinander weiter verdreht werden müssen.

Insbesondere kann das Energiespeicherelement 27 bei Vorliegen des zweiten Konturabschnitts 23 (siehe Fig. 11) in der Steuerkontur 14 eingespart werden, weil dann die erzwungene Verlagerung der Ausgangsscheibe 12 in die zweite axiale Richtung 11 über diesen zweiten Konturabschnitt 23 hervorgerufen wird. Das Energiespeicherelement 27 wirkt mit dem als Raststellung ausgeführten dritten Konturabschnitt 24 (siehe Fig. 3 bis 11) zusammen, so dass das Steuerelement durch die Rückstellkraft des Energiespeicherelements 27 gegen die Wandung der Steuerkontur 14 in dem dritten Konturabschnitt 24 gedrückt wird.

Die erste Kupplungsscheibe 3 ist gegenüber der axialen Richtung 10, 11 formschlüssig mit der Ausgangsscheibe 12 verbunden. Die formschlüssige Verbindung ist hier mittelbar realisiert. Mittelbar heißt, dass diese Bauteile erste Kupplungsscheibe 3 und Ausgangsscheibe 12 nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, sondern dass die formschlüssige Verbindung mit dem Wälzlager 33 realisiert wird. Über das Wälzlager 33 kann die Verdrehung der ersten Kupplungsscheibe 3, die mit einer ersten Welle 34 verbunden ist, von der Ausgangsscheibe 12 entkoppelt werden.

Die Eingangsscheibe 9 weist eine Mehrzahl von Anschlagselementen 36 auf, die jeweils nur in der ausgerückten zweiten Stellung mit dem Steuerstift 18 der Ausgangsscheibe 12 zusammenwirkt, so dass eine relative Verdrehung der Eingangsscheibe 9 gegenüber der Ausgangsscheibe 12 zumindest in einer Umfangsrichtung 5, 6 blockiert ist.

Die Anschlagselemente 36 wirken in der eingerückten ersten Stellung nicht mit dem Steuerstift 18 der Ausgangsscheibe 12 zusammen, so dass eine relative Verdrehung der Eingangsscheibe 9 gegenüber der Ausgangsscheibe 12 (zumindest durch das Anschlagselement 36) nicht behindert bzw. verhindert wird.

Damit kann eine Regelung des Motors 8, der die Eingangsscheibe 9 antreibt, vereinfacht werden. Z. B. kann so in bestimmten Zuständen der Kupplungsbaugruppe 1 eine weitere Verdrehung der Eingangsscheibe 9 blockiert werden. Diese Blockade kann durch den Motor 8 bzw. die den Motor 8 steuernde Steuereinheit 35 sensiert werden (z. B. durch einen Stromanstieg bei einem elektrischen Antrieb), so dass eine automatische Abschaltung des Motors 8 erfolgen kann. Das Anschlagselement 36 ist in der radialen Richtung 20 außerhalb der Steuerkontur 14 angeordnet.

Fig. 3 zeigt ein Detail der Kupplungsbaugruppe 1 nach Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, mit der Kupplung 2 in der eingerückten ersten Stellung am Beginn des Schaltvorgangs hin zur zweiten Stellung. Fig. 4 zeigt das Detail der Fig. 3; mit der Kupplung 2 in einer ersten Zwischenstellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung. Fig. 5 zeigt das Detail der Fig. 3 und 4; mit der Kupplung 2 in einer zweiten Zwischenstellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung. Fig. 6 zeigt das Detail der Fig. 3 bis 5; mit der Kupplung 2 in der ausgerückten zweiten Stellung nach dem erfolgten Schaltvor- gang. Die Fig. 3 bis 6 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 und 2 wird verwiesen.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen in der angegebenen Reihenfolge die Verlagerung der beteiligten Bauteile beim Schaltvorgang von der eingerückten ersten Stellung am Beginn des Schaltvorgangs hin zur zweiten Stellung. Die eingezeichneten Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung der Eingangsscheibe 9 (unterer Pfeil) und der Ausgangscheibe 12 (oberer Pfeil).

Die Eingangsscheibe 9 weist eine Mehrzahl von ersten Rampen 15 und die Ausgangsscheibe 12 eine Mehrzahl von zweiten Rampen 16 auf, die zusammen ein Rampensystem 17 bilden, über das die Ausgangsscheibe 12 in den Umfangsrichtungen 5, 6 verdrehbar und in der axialen Richtung 10, 11 verlagerbar ist.

Die Rampen 15, 16 sind sägezahnartig ausgeführt. Die Oberflächen der Rampen 15, 16 kontaktieren einander, so dass die Ausgangsscheibe 12 und Eingangsscheibe 9 bei einer relativen Verdrehung entlang der Umfangsrichtung 5, 6 zueinander in der axialen Richtung 10, 11 voneinander weg oder aufeinander zu bewegt werden.

Wird die Eingangsscheibe 9 also über den Motor 8 in Drehung versetzt, wird die Ausgangsscheibe 12 bei Kontaktierung der Rampen 15, 16 in der axialen Richtung 10, 11 verlagert und/ oder in der Umfangsrichtung 5, 6 mit verdreht.

Die Ausgangsscheibe 12 wird durch die Steuerkontur 14 der Steuerscheibe 13 so gesteuert, dass die gleichsinnige Verdrehung der Ausgangsscheibe 12 mit der Eingangsscheibe 9 in einer durch die Form der Steuerkontur 14 festgelegten Weise begrenzt wird, so dass infolge der Kontaktierung der Rampen 15, 16 dann eine Verlagerung der Ausgangsscheibe 12 entlang der axialen Richtung 10, 11 resultiert. Die Steuerkontur 14 weist einen ersten Konturabschnitt 22 (siehe Fig. 4) auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe 12 in eine erste axiale Richtung 10 blockiert ist, so dass die Kupplung 2 in der ersten Stellung fixiert ist. Der erste Konturabschnitt 22 verläuft quer zur axialen Richtung 10, 11 und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe 12 gegenüber der ersten axialen Richtung 10.

Die Steuerkontur 14 weist einen dritten Konturabschnitt 24 (siehe Fig. 4) auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe 12 in eine der ersten axialen Richtung 10 entgegengesetzte zweite axiale Richtung 11 blockiert ist, so dass die Kupplung 2 in der zweiten Stellung fixiert ist. Der dritte Konturabschnitt 24 verläuft quer zur axialen Richtung 10, 11 und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe 12 gegenüber der zweiten axialen Richtung 11. Der dritte Konturabschnitt 24 ist nach Art einer Raststellung ausgeführt, d. h. das Steuerelement rastet in einer durch die Steuerkontur 14 gegenüber der axialen Richtung 10, 11 gebildeten Vertiefung 32 (siehe Fig. 5) ein. Die Vertiefung 32 bildet den dritten Konturabschnitt 24 bzw. ist ein Teil davon.

Die Steuerkontur 14 weist einen vierten Konturabschnitt 25 (siehe Fig. 5) auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe 12 in die erste Umfangsrichtung

5 blockiert ist. Der vierte Konturabschnitt 25 verläuft quer zur Umfangsrichtung 5,

6 und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe 12 gegenüber der ersten Umfangsrichtung 5.

Die Steuerkontur 14 weist einen fünften Konturabschnitt 26 (siehe Fig. 3) auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe 12 in die zweite Umfangsrichtung 6 blockiert ist. Der fünfte Konturabschnitt 26 verläuft quer zur Umfangsrichtung 5, 6 und bildet eine Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe 12 gegenüber der zweiten Umfangsrichtung 6.

Die Eingangsscheibe 9 weist eine erste Rampe 15 und die Ausgangsscheibe 12 eine zweite Rampe 16 auf, die zusammen ein Rampensystem 17 bilden, über das die Ausgangsscheibe 12 in den Umfangsrichtungen 5, 6 verdrehbar und in der axialen Richtung 10, 11 verlagerbar ist.

Das Rampensystem 17 bildet bei einer relativen Verdrehung der Eingangsscheibe 9 gegenüber der Ausgangsscheibe 12 in der zweiten Umfangsrichtung 6 einen Freilauf. D. h. bei dieser Relativbewegung gleiten die Rampenoberflächen aufeinander ab, wobei die Ausgangsscheibe 12 dann mit jeder Rampenpaarung in der axialen Richtung 10, 11 verlagert wird. Bei einer relativen Verdrehung in die andere Richtung (erste Umfangsrichtung 5) bilden die Rampen 15 einen Anschlag (siehe Fig. 7 bis 10) miteinander aus, so dass eine weitere relative Verdrehung blockiert ist.

Die Eingangsscheibe 9 führt zum Schalten der Kupplung 2 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung jeweils eine Verdrehung in der zweiten Umfangsrichtung 6 über einen ersten Winkelbereich 28 aus, wobei durch diese Verdrehung der Eingangsscheibe 9 eine Verdrehung der Ausgangsscheibe 12 in der zweiten Umfangsrichtung 6 um einen zweiten Winkelbereich 29 erzwungen ist, wobei der zweite Winkelbereich 29 kleiner ist als der erste Winkelbereich 28.

Das Rampensystem 17 ermöglicht, dass die Ausgangsscheibe 12 bei einer Verdrehung der Eingangsscheibe 9 mitverdreht wird. Wenn dabei durch die Steuerkontur 14 aber eine Verlagerung der Ausgangsscheibe 12 in der axialen Richtung 10, 11 ermöglicht bzw. erzwungen wird, gleiten die einander kontaktierenden Oberflächen der Rampen 15, 16 aufeinander ab, so dass die Verdrehung der Ausgangsscheibe 12 in der zweiten Umfangsrichtung 6 durch das Maß der Verlagerung entlang der axialen Richtung 10, 11 reduziert wird.

Wenn das Steuerelement (der Steuerstift 18) in der Raststellung des dritten Konturabschnitts 24 zum Liegen kommt, wird die weitere Verdrehung der Ausgangsscheibe 12 durch den fünften Konturabschnitt 26 blockiert. Die Eingangsscheibe 9 kann nach Art eines Freilaufs weiterdrehen, wobei die Rampen 15, 16 aneinander vorbei gleiten. Die dann fehlende Kontaktierung der Rampen 15, 16 kann z. B. aufgrund der dann fehlenden Reibung und des damit reduzierten erforderlichen Antriebsdrehmoments des Motors 8 zum Antrieb der Eingangsscheibe 9 durch die Steuereinheit 35 sensiert werden. Für den nun folgenden Schaltvorgang von der zweiten Stellung zurück zur ersten Stellung treibt der Motor 8 die Eingangsscheibe 9 nun in der entgegengesetzten Drehrichtung an. Dieser Schaltvorgang ist in den folgenden Fig. 7 bis 10 dargestellt.

In Fig. 6 ist ein Anschlagselement 36 angedeutet, dass an der Eingangsscheibe 9 angeordnet und damit gegenüber den ersten Rampen 15 ortsfest angeordnet ist. Das Anschlagselement 36 wirkt nur in der in Fig. 6 dargestellten ausgerückten zweiten Stellung mit dem Steuerstift 18 der Ausgangsscheibe 12 zusammen, so dass eine relative weitere Verdrehung der Eingangsscheibe 9 gegenüber der Ausgangsscheibe 12 zumindest in der zweiten Umfangsrichtung 6 blockiert ist.

Das Anschlagselement 36 ist in der radialen Richtung 20 außerhalb der Steuerkontur 14 angeordnet, liegt also in Fig. 6 in einer anderen Zeichnungsebene als die Steuerkontur 14.

Das Anschlagselement 36 wirkt in der eingerückten ersten Stellung (z. B. Fig. 3, 4, 9 und 10) nicht mit dem Steuerstift 18 der Ausgangsscheibe 12 zusammen, so dass eine relative Verdrehung der Eingangsscheibe 9 gegenüber der Ausgangsscheibe 12 (zumindest durch das Anschlagselement 36) dann nicht behindert bzw. verhindert wird.

Fig. 7 zeigt das Detail der Fig. 6; mit der Kupplung 2 in der ausgerückten zweiten Stellung am Beginn des Schaltvorgangs hin zur ersten Stellung. Fig. 8 zeigt das Detail der Fig. 7; mit der Kupplung 2 in einer ersten Zwischenstellung zwischen der zweiten Stellung und der ersten Stellung. Fig. 9 zeigt das Detail der Fig. 7 und 8; mit der Kupplung 2 in einer zweiten Zwischenstellung zwischen der zweiten Stellung und der ersten Stellung. Fig. 10 zeigt das Detail der Fig. 7 bis 9; mit der Kupplung 2 in der ersten Stellung nach dem erfolgten Schaltvorgang. Die Fig 7 bis 10 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu Fig. 3 bis 6 wird Bezug genommen.

Die Fig. 7 bis 10 zeigen in der angegebenen Reihenfolge die Verlagerung der beteiligten Bauteile beim Schaltvorgang von der ausgerückten zweiten Stellung am Beginn des Schaltvorgangs hin zur ersten Stellung. Die eingezeichneten Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung der Eingangsscheibe 9 (unterer Pfeil) und der Ausgangscheibe 12 (oberer Pfeil).

Der Motor 8 treibt die Eingangsscheibe 9 nun in der ersten Umfangsrichtung 5 an. Die Rampen 15, 16 kontaktieren einander nun nicht mehr über die geneigt ausgeführten Stirnflächen, sondern über Seitenflächen, die im Wesentlichen parallel zur axialen Richtung 10, 11 verlaufen. Damit sind die Bewegung der Eingangsscheibe 9 und der Ausgangsscheibe 12 durch die gegenüber der ersten Umfangsrichtung 5 formschlüssige Verbindung miteinander gekoppelt.

Die Eingangsscheibe 9 führt zum Schalten der Kupplung 2 zwischen der zweiten Stellung und der ersten Stellung eine Verdrehung in der ersten Umfangsrichtung 5 über einen ersten Winkelbereich 28 aus, wobei durch diese Verdrehung der Eingangsscheibe 9 eine Verdrehung der Ausgangsscheibe 12 in der ersten Umfangsrichtung 5 um einen zweiten Winkelbereich 29 erzwungen ist, wobei der zweite Winkelbereich 29 und der erste Winkelbereich 28 gleich groß sind.

Das Steuerelement (der Steuerstift 18) wird ausgehend von der Raststellung in dem dritten Konturabschnitt 24 (siehe Fig. 7) durch die Steuerkontur 14 bis hin zum fünften Konturabschnitt 25 geführt. Die dabei erfolgende Verlagerung der Ausgangsscheibe 12 in Richtung der zweiten axialen Richtung 11 (siehe Fig. 9) wird durch das Energiespeicherelement 27 bewirkt.

Die Steuerkontur 14 weist einen vierten Konturabschnitt 25 auf, durch den eine Bewegung der Ausgangsscheibe 12 in die erste Umfangsrichtung 5 blockiert ist. Das Rampensystem 17 und der vierte Konturabschnitt 25 sind so ausgebildet, dass durch die Blockade der Bewegung der Ausgangsscheibe 12 auch die Bewegung der Eingangsscheibe 9 blockiert ist.

Mit Hilfe dieser Blockade durch die Rampen 15, 16 und durch die geeignete Ausführung des vierten Konturabschnitts 25 wird somit ein Stopp generiert, der durch die Steuereinheit 35 des Motors 8 erfasst werden kann (weil eine weitere Verdrehung der von dem Motor 8 angetriebenen Eingangsscheibe 9 blockiert ist - siehe Fig. 10). Damit kann zumindest bei Vorliegen der ersten Stellung (Kupplung 2 ist eingerückt - siehe Fig. 10) eine Position der einzelnen Komponenten 3, 12, 18 der Kupplungsbaugruppe 1 erfasst werden.

Nach dem Vorliegen der ersten Stellung und hin zur zweiten Stellung (Übergang von Fig. 10 hin zu Fig. 3) erfolgt ein Wechsel der einander kontaktierenden Rampen 15, 16 des Rampensystems 17 (wenn dort jeweils mehrere Rampen 15, 16 in Umfangsrichtung 5, 6 verteilt vorliegen).

Bei dem Vorliegen der zweiten Stellung und bei einem dann erfolgenden Schalten hin zur ersten Stellung (siehe Übergang von Fig. 6 zu Fig. 7 bzw. Fig. 8) bleiben die gleichen Rampen 16, 17 miteinander in Kontakt.

Fig. 11 zeigt ein Detail einer Ausführungsvariante der Kupplungsbaugruppe 1 nach Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, mit der Kupplung 2 in einer ersten Zwischenstellung zwischen der zweiten Stellung und der ersten Stellung während des Schaltvorgangs von der zweiten Stellung hin zur ersten Stellung. Auf die Ausführungen zu den Fig. 3 bis 10 wird verwiesen.

Die eingezeichneten Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung der Eingangsscheibe 9 (unterer Pfeil) und der Ausgangscheibe 12 (oberer Pfeil).

Die hier vorliegende Steuerkontur 14 unterscheidet sich von der Steuerkontur 14 gemäß Fig. 3 bis 10 nur durch einen zweiten Konturabschnitt 23, durch den bei einer Bewegung der Ausgangsscheibe 12 in der ersten Umfangsrichtung 5 eine Verlagerung der Ausgangsscheibe 12 in der zweiten axialen Richtung 10 erzwungen ist. Der zweite Konturabschnitt 23 verläuft geneigt gegenüber der Umfangsrichtung 5, 6 und der axialen Richtung 10, 11 und bildet eine (ortsfeste) Anschlagfläche für das Steuerelement der Ausgangsscheibe 12 gegenüber der ersten axialen Richtung 10 und der ersten Umfangsrichtung 5.

Bezugszeichenliste

1 Kupplungsbaugruppe

2 Kupplung

3 erste Kupplungsscheibe

4 zweite Kupplungsscheibe

5 erste Umfangsrichtung

6 zweite Umfangsrichtung

7 Betätigungseinrichtung

8 Motor

9 Eingangsscheibe

10 erste axiale Richtung

11 zweite axiale Richtung

12 Ausgangsscheibe

13 Steuerscheibe

14 Steuerkontur

15 erste Rampe

16 zweite Rampe

17 Rampensystem

18 Steuerstift

19 erster Hülsenabschnitt

20 radiale Richtung

21 zweiter Hülsenabschnitt

22 erster Konturabschnitt

23 zweiter Konturabschnitt

24 dritter Konturabschnitt

25 vierter Konturabschnitt

26 fünfter Konturabschnitt

27 Energiespeicherelement

28 erster Winkelbereich

29 zweiter Winkelbereich 30 Eingangszahnrad

31 Ausgangszahnrad

32 Vertiefung

33 Wälzlager 34 erste Welle

35 Steuereinheit

36 Anschlagselement

37 Gehäuse