Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein mit einer Eingangswelle gekoppeltes oder koppelbares Außenlamellenpaket, ein mit einer Ausgangswelle gekoppeltes oder koppelbares Innenlamellenpaket, das mit dem Außenlamellenpaket ein Lamellenpaket bildet, und eine Betätigungseinrichtung mit einem Halteelement, an dem ein Primärkolben und ein Sekundärkolben jeweils axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Primärkolben eine Primärdruckkammer begrenzt und bei einer Druckbeaufschlagung eines in der Primärdruckkammer angeordneten Druckmediums mit einer Druckkraft gegen das Außenlamellenpaket bewegbar ist, so dass dieses derart gegen das Innenlamellenpaket bewegt wird, dass ein Moment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle und umgekehrt mittels einer durch die Druckkraft bewirkten Reibung zwischen dem Außenlamellenpaket und dem Innenlamellenpaket übertragbar ist, wobei der Sekundärkolben eine Sekundärdruckkammer begrenzt und bei einer Druckbeaufschlagung des oder eines in der Sekundärdruckkammer befindlichen Druckmediums derart bewegbar ist, dass er den Primärkolben gegen das Außenlamellenpaket bewegt.

Eine solche Kupplungseinrichtung wird zum Beispiel bei Drehmomentverteileinrichtungen genutzt, die wiederum bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen und dazu dienen, ein an einem Bauteil der Drehmomentverteileinrichtung eingeleitetes Drehmoment an zwei separate Abtriebswellen selektiv zu verteilen. Eine solche Drehmomentverteileinrichtung wird auch häufig „Torque Vectoring Modul“ genannt. Ihre Funktion basiert darauf, dass der Rotorträger, der eine Art Gehäuse bildet, mit der einleitenden Welle, die auch als Antriebs- oder Eingangswelle bezeichnet werden kann, gekoppelt ist, so dass ein Drehmoment in die Drehmomentverteileinrichtung eingeleitet werden kann.

Die Drehmomentverteileinrichtung umfasst zwei solche separat betätigbare Kupplungseinrichtungen, die als Lamellenkupplungen ausgeführt sind. Jede Kupplungseinrichtung ist einerseits mit dem Rotorträger verbunden und andererseits über separate Innenlamellenträger mit separaten Abtriebswellen gekoppelt. Über die beiden selektiv betätigbaren Kupplungseinrichtungen kann das eingeleitete Drehmoment selektiv der einen, der anderen oder beiden Abtriebswellen, insbesondere in einem veränderbaren Verhältnis, zugeführt werden. Der grundsätzliche Aufbau und die Funktion einer solchen Drehmomentverteileinrichtung respektive Kupplungseinrichtung ist beispielsweise aus US 10 563 707 B2 bekannt.

Aus US 10 563 707 B2 ist insbesondere eine Drehmomentverteileinrichtung mit einer Kupplungseinrichtung umfassend einen ersten und einen zweiten Druckkolben bekannt, bei dem der zweite Druckkolben gegen das Lamellenpaket und der erste Druckkolben gegen den zweiten Druckkolben läuft, wobei die Kolben unmittelbar aneinander anliegen. Ein derartiges System wird auch als „Tandemanordnung“ bezeichnet. Hierbei addieren sich die beiden Einzelkräfte der Druckkolben, wobei die den Druckkolben jeweils zugeordneten Druckkammern gemeinsam druckbeaufschlagt werden.

Das Außenlamellenpaket und das Innenlamellenpaket, die ineinander eingreifen, sind mittels der Betätigungseinrichtung aktiv zusammendrückbar und können auch wieder entlastet werden. Die Lamellen können mittels der Betätigungseinrichtung in eine Reibverbindung, insbesondere einen Reibschluss, zur Übertragung des Drehmoments gebracht werden, wobei dieser Zustand auch als sensierter Zustand bezeichnet wird. Zum Zusammendrücken der Lamellenpakete umfasst die Betätigungseinrichtung einen Primärkolben, dem eine Primärdruckkammer zugeordnet ist. In die Primärdruckkammer kann ein hydraulisches Druckmedium eingepresst werden, so dass eine axiale Verschiebung des Primärkolbens, die das Zusammendrücken des Lamellenpakets bewirkt, gesteuert wird. Geöffnet oder, anders ausgedrückt, gelüftet wird die jeweilige Kupplung durch eine Entlastung des Drucks, so dass die Reibverbindung bzw. der Reibschluss aufgehoben wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Konzept für eine Kupplungseinrichtung anzugeben. Zur Lösung dieses Problems ist bei der Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Primärkolben und der Sekundärkolben über ein Federelement miteinander verbunden sind, wobei der Sekundärkolben und das Federelement ein einstückiges Bauteil sind.

Durch das Federelement wird der Vorteil eines hysteresearmen Ansteuerverhaltens der Kupplungseinrichtung realisiert. So bewirkt ein eine Druckbeaufschlagung des in der Primärdruckkammer vorgesehenen Druckmediums ein Andrücken des Primärkolbens an das Lamellenpaket, und zwar entgegen einer elastischen Rückstellkraft des mit dem Primärkolben verbundenen Federelements, das seinerseits mit dem Sekundärkolben verbunden ist. Sofern eine Aufhebung des hierdurch bewirkten Reibschlusses erfolgen soll, genügt es hierfür, den Druck in der Primärdruckkammer, etwa durch das Öffnen eines entsprechenden Ventils, zu reduzieren. Das in diesem Moment noch gespannte Federelement bewirkt ohne Zeitverzögerung ein Wegbewegen des Primärkolbens von dem Lamellenpaket. Hysteresefrei bedeutet also in diesem Zusammenhang, dass bei Vorliegen eines entsprechenden Steuersignals zur Reduzierung des Primärkammerdrucks, das etwa ein Öffnen des Ventils bewirkt, unmittelbar und ohne Verzögerung ein Aufheben der Reibung zwischen den Lamellenpaketen bewirkt wird.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass der Sekundärkolben und das Federelement ein einstückiges Bauteil sind. Die im Zusammenhang mit dem Federelement vorliegenden Vorteile werden folglich bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung erreicht, ohne dass die Komplexität, insbesondere hinsichtlich der Anzahl der Einzelkomponenten der Kupplungseinrichtung und des damit verbundenen Fertigungsaufwandes, zunimmt. Konkret bewirkt die Einstückigkeit dieser Komponenten eine Vereinfachung des Herstellungsprozesses der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung, da der Sekundärkolben und das Federelement gemeinsam hergestellt und montiert werden können, wodurch Arbeitsschritte eingespart werden. So ist etwa denkbar, dass das einstückige Bauteil durch Tiefziehen eines Blechbauteils hergestellt wird. Zudem bewirkt die Einstückigkeit, dass keine separaten Verbindungs- und gegebenenfalls Dichtmittel zur, insbesondere fluiddichten, Befestigung des Federelements an dem Sekundärkolben erforderlich sind. Zudem erfolgt eine im Rahmen des Betriebs der Kupplungseinrichtung erfolgende Kraftübertragung von dem Sekundärkolben über das Federelement auf den Primärkolben im Rahmen der Überwindung des Lüftungsspiels nahezu verlustfrei, da hierbei keine Verluste über ansonsten erforderliche Verbindungsmittel auftreten.

Zum Abdichten der Primärdruckkammer und der Sekundärdruckkammer bezüglich der Axialbewegung des Primärkolbens und des Sekundärkolbens entlang des Halteelements können die Kolben jeweils auf einem, insbesondere ortsfesten und an dem Halteelement angeordneten, Dichtelement gleiten, das ein Dichtung sein kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Federelement ein Faltenbalg. Ein Faltenbalg ist ein elastisches und ziehharmonikaartig zusammenfaltbares Element, das sich, bezüglich einer Drehachse der Kupplungseinrichtung, radial komplett um den Umfang erstrecken kann, so dass eine möglichst gleichmäßige Kraftwirkung mittels des Faltenbalgs realisiert wird. Bezogen auf die Axialrichtung weist der Faltenbalg bevorzugt eine sich wiederholende Querschnittsstruktur auf, die zumindest abschnittsweise U- und/oder Q-förmig sein kann. Die mittels des Faltenbalgs bewirkbare Rückstellkraft respektive die Federhärte des Federelements hängt insbesondere von der Wandstärke des Balgmaterials ab. Der Faltenbalg besteht bevorzugt aus einem Metall, das hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften, etwa der Elastizität und der Langlebigkeit, besonders vorteilhaft ist. Der Faltenbalg und der Sekundärkolben sind erfindungsgemäß einstückig ausgebildet, etwa aus einem einstückigen Metallblech, das im Bereich des Faltenbalgs ziehharmonikaartig gefaltet ist. Alternativ kann der Faltenbalg an den Sekundärkolben beispielsweise stoffschlüssig, etwa mittels einer Schweißverbindung, angebunden sein.

Sofern das Federelement ein Faltenbalg ist, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Federelement die Primärdruckkammer in Radialrichtung nach außen begrenzt. In dieser Ausführungsform ist der Faltenbalg fluiddicht, wobei eine entsprechende Fluiddichtigkeit aufgrund der Einstückigkeit des Federelements und des Sekundärkolbens auch an der entsprechenden Übergangsstelle quasi automatisch gegeben ist. Der Faltenbalg ist ferner über eine fluiddichte Verbindung an dem Primärkolben befestigt, so dass einerseits das Fluidvolumen abgedichtet ist und andererseits der Faltenbalg beim Entlasten auch eine Zugkraft auf den Primärkolben zum Lüften ausüben kann. In dieser Ausführungsform bewirkt also der Faltenbalg nicht nur die oben beschriebene Funktion bezüglich der Rückstellwirkung, sondern dient zudem der Abdichtung respektive Begrenzung der Primärdruckkammer.

Das Federelement kann alternativ auch eine Schraubenfeder oder eine Tellerfeder sein. Auch diese Federn können aus Metall sein und z.B. im Falle der Tellerfeder einstückig z.B. aus dem Metallblech mit dem Sekundärkolben geformt sein oder angeschweißt sein.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass der Sekundärkolben einen radialen Sekundärkolbenabschnitt und einen sich hieran anschließenden axialen Sekundärkolbenabschnitt umfasst. Der Sekundärkolben ist im Querschnitt betrachtet quasi L-förmig, wobei sich der axiale Sekundärkolbenabschnitt zylinderförmig und der radiale Sekundärkolbenabschnitt scheibenartig erstreckt, wobei der radiale Sekundärkolbenabschnitt an einem stirnseitigen Ende des zylindrischen axialen Sekundärkolbenabschnitts angeordnet ist. Der Sekundärkolben ist also insbesondere an dem Ende, an dem der radiale Sekundärkolbenabschnitts angeordnet ist, geschlossen und an dem gegenüberliegenden Ende offen. Dieses offene Ende des Sekundärkolben weist in die Richtung des Primärkolbens und ist hieran befestigt. Der radiale Sekundärkolbenabschnitt dient dazu, eine Stützfläche für ein weiteres Federelement und eine Anschlagfläche für den gegen einen Stützflansch auflaufenden Sekundärkolben auszubilden, worauf später noch im Detail eingegangen wird.

Besonders bevorzugt ist das Federelement, insbesondere der Faltenbalg, an dem dem radialen Sekundärkolbenabschnitt gegenüberliegenden Ende des axialen Sekundärkolbenabschnitts angeordnet. In dieser Ausführungsform bildet das Federelement einen quasi ringscheibenförmigen axialen Endabschnitt des axialen Sekundärkolbenabschnitts aus, der auf dem Primärkolben aufsitzt und an diesem befestigt ist. Sofern das Federelement der Faltenbalg ist, entsteht hierbei eine vergleichsweise große Auflagefläche zwischen dem Federelement und dem Primärkolben, was bezüglich der Kraftübertragung und insbesondere der Fluiddichtigkeit vorteilhaft ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Federelement den gesamten axialen Sekundärkolbenabschnitt ausbildet. In dieser Ausführungsform schließt sich das Federelement, insbesondere der Faltenbalg, unmittelbar an den radialen Sekundärkolbenabschnitt an.

Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung kann den sich vom Halteelement aus, insbesondere in Radialrichtung, erstreckenden Stützflansch aufweisen, der sich zwischen dem Primärkolben und den Sekundärkolben erstreckt. Bevorzugt begrenzt der Stützflansch die Primärdruckkammer, insbesondere auf der dem Primärkolben gegenüberliegenden Seite der Primärdruckkammer. Der zylindrische axiale Sekundärkolbenabschnitt kann den Stützflansch derart umgreifen, dass der axiale Sekundärkolbenabschnitt auf dem radialen Ende des Stützflansches entlanggleitet und geführt wird. Neben der reinen Stützfunktion kann ferner ein Stützflanschdichtelement vorgesehen sein, das an einem radialen Ende des Stützflansches angeordnet ist und das zum axialen Sekundärkolbenabschnitts fluiddicht abdichtet, insbesondere zur Abdichtung der Primärdruckkammer. Das Stützflanschdichtelement kann ein radial außenseitig an dem Stützflansch angeordneter Dichtring, insbesondere aus einem Elastomer, sein. Die Primärdruckkammer wird in diesem Fall von dem Primärkolben, dem axialen Sekundärkolbenabschnitt, insbesondere dem Federelement, und dem Stützflansch begrenzt.

Die eingangs erwähnte vorteilhafte Wirkung des Federelements betreffend das hysteresefreie Ansteuerverhalten der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung kann durch ein axiales Auflaufen des radialen Sekundärkolbenabschnitts auf den Stützflansch realisiert werden. So kann beim Überführen der Kupplungseinrichtung von der Lüftungsstellung in die Sensierungsstellung vorgesehen sein, dass der Sekundärkolben, also konkret der scheibenartige radiale Sekundärkolbenabschnitt, eine Anschlagposition erreicht, in der er auf den Stützflansch aufläuft, wobei der Primärkolben bei einer weiteren Druckerhöhung in der Primärdruckkammer noch weiter und entgegen der Rückstellkraft des mit ihm gekoppelten Federelements gegen das Lamellenpaket gedrückt wird, was entgegen der Rückstellkraft des Federelements erfolgt. Die hierbei erforderliche Gegenkraft wird in dieser Ausführungsform mittels des Stützflansches realisiert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Sekundärdruckkammer von einem bezüglich des axial verschiebbaren Sekundärkolbens ortsfesten und an dem Halteelement befestigten Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch begrenzt ist, wobei der radiale Sekundärkolbenabschnitt eine axial offene und die Sekundärdruckkammer begrenzende Ringnut aufweist, wobei der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch axial in die Ringnut eingreift und bei der Axialverschiebung des Sekundärkolbens mit einem Begrenzungsflanschdichtelement fluiddicht auf einer Oberfläche der Ringnut entlanggleitet. Die Ringnut bildet eine radial gesehen zentrale Vertiefung des scheibenförmigen radialen Sekundärkolbenabschnitts, wobei zur Führung der axialen Bewegung des Sekundärkolbens der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch in die Ringnut eingreift und dort entlanggleitet. Der Außendurchmesser der axial offenen Ringnut entspricht somit in etwa dem Außendurchmesser des Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansches. Der bevorzugt L-förmig im Querschnitt ausgeführte Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch kann einen Radialabschnitt aufweisen, der sich scheibenartig von dem Halteelement in Radialrichtung weg erstreckt. An dem Radialabschnitt kann ein Axialabschnitt angeordnet sein, mit dem der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch zylinderartig in die axial offene zylinderartige Ringnut eingreift.

In dieser Ausführungsform kann die Sekundärdruckkammer am einen axialen Ende von der Ringnut des Sekundärkolbens und am anderen axialen Ende von dem Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch begrenzt sein. Bezüglich der Radialrichtung ist die Sekundärdruckkammer sowohl durch einen axialen Wandabschnitt der Ringnut als auch durch den Axialabschnitt des Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch begrenzt.

An dem Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch, insbesondere an dem offenen Ende des Axialabschnitts, kann ein Begrenzungsflanschdichtelement vorgesehen sein, das in der Ringnut aufgenommen ist und das die Sekundärdruckkammer nach außen fluiddicht abdichtet. Das Begrenzungsflanschdichtelement kann radial gesehen über den Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch hervorstehen, so dass die erforderliche Dichtwirkung zuverlässig realisiert wird. Das Begrenzungsflanschdichtelement kann ein Dichtring, insbesondere aus einem Elastomer, sein. Der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch kann zusätzlich oder alternativ an einem Rotorträger einer Drehmomentverteileinrichtung, auf die später noch im Detail eingegangen wird, befestigt sein.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann ein weiteres Federelement vorgesehen sein, das sich einerseits an einem bezüglich der axial verschiebbaren Kolben ortsfesten Abschnitt, insbesondere dem oder einem Stützflansch, und andererseits an dem Sekundärkolben abstützt. Das weitere Federelement kann beispielsweise ein Faltenbalg oder eine Schrauben- oder Tellerfeder sein, wobei die Längsachse des weiteren Federelements mit der Längsachse der Kupplungseinrichtung zusammenfällt. Die Verschiebung des Sekundärkolbens bei einer Druckbeaufschlagung der Sekundärdruckkammer erfolgt entgegen einer elastischen Rückstellkraft des weiteren Federelements, so dass dieses bei einem Druckabfall in der Sekundärdruckkammer den Sekundärkolben automatisch vom Primärkolben wegbewegt. Bei der Überführung der Kupplungseinrichtung von der Sensierungsstellung in die Lüftungsstellung bewirkt mithin das weitere Federelement unmittelbar bei Wegfall der Druckbeaufschlagung in der Sekundärdruckkammer ein Wegbewegen des Sekundärkolbens vom Primärkolben und entlastet diesen, und, da der Primärkolben und der Sekundärkolben miteinander verbunden ist, des Primärkolbens vom Lamellenpaket. Das oben bereits erwähnte hysteresefreie Ansteuerverhalten der Kupplungseinrichtung wird mittels des weiteren Federelements mithin weiter verstärkt.

Zur Verteilung des Druckmediums in die Druckkammern kann eine mit einer Druckmediumsversorgungsleitung verbundene Druckmediumverteilereinheit, die ein Teil des Halteelements ist und/oder an diesem anordnet ist, vorgesehen sein. Hierbei kann für jede Druckkammer jeweils eine separate Druckmediumsversorgungsleitung vorgesehen sein. Die Druckmediumverteilereinheit kann wenigstens ein mittels einer Steuerungseinrichtung ansteuerbares Ventil aufweisen, so dass die Druckbeaufschlagung und Druckverringerung in den Druckkammern entsprechend individuell steuerbar ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Drehmomentverteileinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei jeweils als Lamellenkupplungen ausgebildete Kupplungseinrichtungen gemäß der vorangehenden Beschreibung und einen Rotorträger, der mit der Eingangswelle gekoppelt oder koppelbar ist, wobei das Außenlamellenpaket jeder Kupplungseinrichtung jeweils an dem Rotorträger axial verschiebbar angeordnet ist, wobei das Innenlamellenpaket jeder Kupplungseinrichtung an jeweils einem separaten Innenlamellenträger axial verschiebbar angeordnet ist, wobei jeder Innenlamellenträger mit einer separaten Abtriebswelle gekoppelt oder koppelbar ist. Die Kupplungseinrichtungen können bei der Drehmomentverteileinrichtung spiegelbildlich aufgebaut sein. Sämtliche Vorteile, Merkmale und Aspekte, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung beschrieben sind, sind auf die Drehmomentverteileinrichtung anwendbar und umgekehrt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung umfassend zwei erfindungsgemäße Kupplungseinrichtungen, und

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht des rechten, oberen Teils der Drehmomentverteileinrichtung aus Figur 1.

Figur 1 zeigt einen entlang einer Axialrichtung verlaufenden Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentverteileinrichtung 1 in einer Prinzipdarstellung. Figur 2 ist eine vergrößerte Ansicht des rechten oberen Viertels des Darstellungsbereichs der Figur 1. Die Drehmomentverteileinrichtung 1 ist Teil eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs und dient dazu, das mittels eines Motors generierte Antriebsmoment gemäß einem einstellbaren Verhältnis auf die beiden Räder einer gemeinsamen Achse zu übertragen.

Die Drehmomentverteileinrichtung 1 umfasst einen im Längsschnitt betrachtet U-förmigen Rotorträger 2, der, wie nahezu alle Bauteile der Drehmomentverteileinrichtung 1 , ringförmig ausgebildet ist. Der Rotorträger 2 ist mit einer ein Drehmoment einleitenden Welle 3 respektive Eingangswelle verbunden oder verbindbar, etwa mittels einer Schweißverbindung. Die Welle 3 kann, was in der Figur 1 gestrichelt angedeutet ist, auch an anderen Stellen der Drehmomentverteileinrichtung 1 vorgesehen sein. In jedem Fall ist die Welle 3 mit dem Rotorträger 2 gekoppelt, so dass das eingeleitete Drehmoment auf den Rotorträger 2 übertragen wird. Der Rotorträger 2 sowie die Welle 3 sind um eine Rotationsachse 16 drehbar gelagert.

Die Drehmomentverteileinrichtung 1 umfasst ferner zwei separate, erfindungsgemäße Kupplungseinrichtungen 4, 5, die als Lamellenkupplungen ausgeführt sind. Jede Kupplungseinrichtung 4, 5 umfasst ein axial verschiebbares Außenlamellenpaket 6, 7, das mit dem Rotorträger 2 über eine Verzahnungsverbindung drehfest verbunden ist. Jede Kupplungseinrichtung 4, 5 umfasst ein axial verschiebbares Innenlamellenpaket 8, 9, von denen jedes mit einem Innenlamellenträger 10, 11 über eine Verzahnungsverbindung drehfest gekoppelt ist und über einen Nabenflansch 12, 13 mit einer separaten Abtriebswelle 14, 15 koppelbar bzw. gekoppelt ist. Zu diesem Zweck weist jeder Nabenflansch 12, 13 eine Axialverzahnung 17, 18 auf, die mit einer axial verlaufenden Außenverzahnung der Abtriebswellen 14, 15 kämmt. Die Abtriebswellen 14, 15 sind, ebenso wie der Rotorträger 2 samt Welle 3, um die Rotationsachse 16 drehbar. Die Außen- und Innenlamellenpakete 6, 8 sowie 7, 9 greifen jeweils ineinander und bilden jeweils ein gemeinsames Lamellenpaket.

Die Kupplungseinrichtungen 4, 5 umfassen jeweils eine separate Betätigungseinrichtung 19, 20, über die die jeweilige Kupplungseinrichtung 4, 5 betätigbar ist. Die Kupplungseinrichtungen 4, 5 respektive Betätigungseinrichtungen 19, 20 sind separat ansteuerbar, so dass das mittels der Welle 3 eingeleitete Drehmoment selektiv vom Rotorträger 2 zu den Abtriebswellen 14, 15 geführt werden kann.

Nachfolgend werden Details bezüglich der Betätigungseinrichtung 20 anhand der Figur 2 erläutert, in der der entsprechende Abschnitt der Drehmomentverteileinrichtung 1 vergrößert dargestellt ist. Die in diesem Zusammenhang erläuterten Aspekte gelten jedoch gleichermaßen für die spiegelbildlich aufgebaute Betätigungseinrichtung 19 respektive Kupplungseinrichtung 4. Die Kupplungseinrichtung 5 respektive Betätigungseinrichtung 20 umfasst einen Primärkolben 21 und einen Sekundärkolben 22. An dem Rotorträger 2 ist ein ortsfestes Halteelement 23 vorgesehen, an dem die Kolben 21 , 22 axial verschiebbar angeordnet sind. Der Primärkolben 21 liegt mit seinem radial gesehen äußeren Ende an dem Außenlamellenpaket 7 an respektive ist diesem zugewandt, so dass das Außenlamellenpaket 7 mittels des Primärkolbens 21 axial gegen das Innenlamellenpaket 9 gedrückt werden kann, um die Lamellenpakete 7, 9 in Reibkontakt bzw. Reibschluss zu bringen. Der Primärkolben 21 weist radial innen liegend einen ringnutartigen Abschnitt auf, in dem zur Realisierung einer möglichst platzsparenden Ausführung der Kupplungseinrichtung 5 weitere Komponenten der Betätigungseinrichtung 20 respektive Kupplungseinrichtung 5, auf die später noch näher eingegangen wird, aufgenommen sind.

Eine Wand respektive ein Abschnitt des Primärkolbens 21 begrenzt eine Primärdruckkammer 24. In die Primärdruckkammer 24 ist ein Druckmedium wie ein Hydrauliköl einbringbar und mit Druck beaufschlagbar, so dass bei einer Druckbeaufschlagung des Druckmediums die soeben beschriebene Axialverschiebung und damit die Druckwirkung des Primärkolbens 21 auf die Lamellenpakete 7, 9 bewirkt wird.

Der Sekundärkolben 22 begrenzt eine Sekundärdruckkammer 25, in die ebenfalls ein Druckmedium wie ein Hydrauliköl einbringbar und mit Druck beaufschlagbar ist. Der Primärkolben 21 und der Sekundärkolben 22 sind über ein Federelement 26 miteinander gekoppelt, das vorliegend ein Faltenbalg 27 ist. Der Sekundärkolben 22 und das Federelement 26 sind hierbei ein einstückiges Bauteil. Das einstückige Bauteil ist exemplarisch ein entsprechend umgeformtes, einstückiges Metallblechteil, das sowohl den Faltenbalg 27 als auch den Sekundärkolben 22 ausbildet. Der quasi zylindrische bzw. ringförmige Faltenbalg 27 begrenzt die Primärdruckkammer 24 in Radialrichtung nach außen. Der Faltenbalg 27 ist entsprechend fluiddicht ausgebildet und mittels einer fluiddichten Verbindung an den Primärkolben 21 befestigt. Der Faltenbalg 27 ist an dem Primärkolben 21 befestigt, so dass der Primärkolben 21 bei einer Bewegung des Sekundärkolbens 22 in eine Richtung weg vom Primärkolben 21 diesen vom Lamellenpaket mit wegbewegen kann. Zum Abdichten der Primärdruckkammer 24 und der Sekundärdruckkammer 25 bezüglich der Axialbewegung des Primärkolbens 21 und des Sekundärkolbens 22 entlang des Halteelements 23 gleiten die Kolben 21 , 22 jeweils auf einem an dem Halteelement 23 angeordneten Dichtelement 39, der jeweils als ein Dichtring ausgebildet ist.

Der Sekundärkolben 22 umfasst einen radialen, scheibenartigen Sekundärkolbenabschnitt 28 und einen sich hieran anschließenden axialen, zylinderartigen Sekundärkolbenabschnitt 29, wobei der Faltenbalg 27 eine Komponente des axialen Sekundärkolbenabschnitts 29 ist. Im Querschnitt betrachtet ist der Sekundärkolben 22 aufgrund der Abschnitte 28, 29 L-förmig ausgebildet. Der Faltenbalg ist an dem radialen Sekundärkolbenabschnitt 28 gegenüberliegenden Ende des axialen Sekundärkolbenabschnitts 29 angeordnet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Federelement 26 respektive der Faltenbalg 27 den axialen Sekundärkolbenabschnitt 29 ausbildet.

Das Halteelement 23 weist einen sich in Radialrichtung erstreckenden Stützflansch 30 auf, der sich zwischen dem Primärkolben 21 und dem Sekundärkolben 22 erstreckt. Der Stützflansch 30 wird von dem zylindrischen axialen Sekundärkolbenabschnitt 29 umgriffen, so dass der axiale Sekundärkolbenabschnitt 29 auf dem radialen Ende des Stützflansches 30 entlanggleitet. Am radialen Ende des Stützflansches 30 ist zur fluiddichten Abdichtung der Primärdruckkammer 24 zum Sekundärkolben 22 bzw. dem Sekundärkolbenabschnitt 29 ein Stützflanschdichtelement 31 , vorliegend ein auf dem Stützflansch aufgezogener Dichtring aus einem Elastomer, angeordnet.

Die Sekundärdruckkammer ist von einem bezüglich der axial verschiebbaren Kolben 21 , 22 ortsfesten und an dem Halteelement 23 befestigten Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 32, der im Querschnitt L-förmig ist, begrenzt. Der radiale Sekundärkolbenabschnitt 28 weist eine axial offene und die Sekundärdruckkammer 25 begrenzende Ringnut 33 auf, in die der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 32 axial eingreift. Bei der Axialverschiebung des Sekundärkolbens 22 gleitet der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 32 auf einer Oberfläche der Ringnut 33 entlang. Zur Abdichtung der Sekundärdruckkammer 25 ist ein Begrenzungsflanschdichtelement 34 vorgesehen, das am Sekundärkolben in der Ringnut 33 anliegt. Das Begrenzungsflanschdichtelement 34 ist ebenfalls ein Dichtring aus einem Elastomer. Der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 32 weist, wie insbesondere aus der Figur 2 ersichtlich wird, einen Radialabschnitt auf, in dem er sich scheibenartig von dem Halteelement 23 in Radialrichtung weg erstreckt. An den Radialabschnitt schließt sich ein zylindrischer Axialabschnitt an, mit dem der Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 32 in die ebenfalls radial nach außen zylinderartige begrenzte Ringnut 33 eingreift. Die Sekundärdruckkammer 25 ist bezüglich eines axialen Endes von der Ringnut 33 des Sekundärkolbens 22 und an dem anderen axialen Ende von dem Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 32 begrenzt. Bezüglich der Radialrichtung ist die Sekundärdruckkammer 25 sowohl durch einen axialen Wandabschnitt der Ringnut 33 als auch durch den Axialabschnitt des Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch 32 begrenzt.

Bei der Kupplungseinrichtung 5 ist ferner ein weiteres Federelement 35 vorgesehen, das sich einerseits an dem Stützflansch 30 und andererseits an dem Sekundärkolben 22, nämlich an dem radialen Sekundärkolbenabschnitt 28 benachbart zur Ringnut 33 aufstützt. Das weitere Federelement 35 ist vorliegend eine Schraubenfeder, die sich bezüglich ihres Umfangs um die Rotationsachse 16 erstreckt.

Zur Verteilung des Druckmediums in die Druckkammern 24, 25 ist eine Druckmediumverteilereinheit 36 vorgesehen, die teilweise innerhalb bzw. im Bereich des Halteelements 23 angeordnet ist. Die Druckmediumverteilereinheit 36 umfasst eine Primärdruckmediumsversorgungsleitung 37, mittels der die Primärdruckkammer 24 mit Druckmedium versorgbar ist. Ferner umfasst die Druckmediumverteilereinheit 36 eine Sekundärdruckmediumversorgungsleitung 38, mittels der die Sekundärdruckkammer 25 mit Druckmedium versorgbar ist. Die Druckmediumverteilereinheit 35 umfasst nicht näher dargestellte und mittels einer Steuerungseinrichtung ansteuerbare Ventile, so dass die Druckkammern 22, 23 mit Druck beaufschlagbar sind. Die Versorgungsleitungen 37, 38 sind hierbei unabhängig voneinander mit Druckmedium versorgbar und demzufolge sind auch die Druckkammern 37, 38 unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagbar. Nachfolgend wird die Funktionsweise der Drehmomentverteileinrichtung 1 respektive der Kupplungseinrichtung 5 erläutert, wobei die Funktion der Kupplungseinrichtung 4 natürlich dieselbe ist. Zunächst wird die Vorgehensweise beschrieben, mittels der die Kupplungseinrichtung 5 von einer Lüftungsstellung in eine Sensierungsstellung überführt wird. Die Sensierungsstellung ist die Stellung, in der die Kupplungseinrichtung 5 geschlossen ist, das heißt, dass das Moment von der Eingangswelle 3 auf die Ausgangswelle 15, je nachdem, welche Kupplungseinrichtung betätigt wird, mittels einer durch die Druckkraft des Primärkolbens 21 bewirkten Reibung zwischen dem Außenlamellenpaket 7 und dem Innenlamellenpaket 9 übertragbar ist. Die Lüftungsstellung ist diejenige Stellung, in der diese Reibung aufgehoben ist, indem der Primärkolben 21 von dem Lamellenpaket beabstandet ist. Hierzu ist vorgesehen, dass, ausgehend von einer Situation, in der beide Druckkammern 24, 25 nicht mit Druck beaufschlagt sind, zunächst die Sekundärdruckkammer 25 mit Druck beaufschlagt wird, so dass sich der Sekundärkolben, bezogen auf die Figur 2, nach links bewegt und den Primärkolben 21 hierbei nach links verschiebt, so dass dieser im Berührungskontakt mit dem Außenlamellenpaket 9 kommt. Es erfolgt mithin eine sehr zügige Überführung des Primärkolbens 21 hin zu dem Lamellenpaket, so dass das sogenannten Lüftungsspiel sehr schnell überbrückt wird. Der Sekundärkolben läuft dabei gegen den als axialer Anschlag dienenden Stützflansch 30. Anschließend oder gleichzeitig wird die Primärdruckkammer 24 mit Druck beaufschlagt, wodurch letztlich die Andrückkraft des Primärkolbens 21 gegen das Lamellenpaket zum Zusammendrücken desselben bewirkt wird. Gleichzeitig wird hierbei der mit dem Primärkolben verbundene Faltenbalg 27 gespannt, da sich der Primärkolben 21 bewegt, während der Sekundärkolben 28 am Stützflansch 30 abgestützt ist.

Die Lamellenkupplung 5 wird von der Sensierungsstellung in die Lüftungsstellung zurückgeführt, indem beide Druckkammern 24, 25 bezüglich des jeweils darin angeordneten Druckmediums druckentlastet werden. Das auf Zug beanspruchte Federelement 26, also der Faltenbalg 27, bewirkt hierbei unmittelbar ein Wegbewegen des Primärkolbens 21 von dem Lamellenpaket, so dass diese unmittelbar entlastet wird. Verstärkt wird dieser Effekt durch das weitere Federelement 35, das den Sekundärkolben 22, bezogen auf die Figur 2, ebenfalls nach rechts bewegt, so dass auch bezüglich des Öffnens der Kupplungseinrichtung 5 ein hysteresearmes Ansteuerverhalten realisiert ist.

Bezuqszeichenliste

Drehmomentverteileinrichtung

Rotorträger

Welle

Kupplungseinrichtung

Kupplungseinrichtung

Außenlamellenpaket

Außenlamellenpaket

Innenlamellenpaket

Innenlamellenpaket

Innenlamellenträger

Innenlamellenträger

Nabenflansch

Nabenflansch

Abtriebswelle

Abtriebswelle

Rotationsachse

Axialverzahnung

Axialverzahnung

Betätigungseinrichtung

Betätigungseinrichtung

Primärkolben

Sekundärkolben

Halteelement

Primärdruckkammer

Sekundärdruckkammer

Federelement

Faltenbalg

Sekundärkolbenabschnitt

Sekundärkolbenabschnitt

Stützflansch

Stützflanschdichtelement Sekundärdruckkammerbegrenzungsflansch Ringnut Begrenzungsflanschdichtelement Federelement Druckmediumverteilereinheit Primärdruckmediumsversorgungsleitung Sekundärdruckmediumversorgungsleitung