DE10049955A1

DE10049955A1 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE10049955A1
Application number: DE10049955A
Authority: DE
Inventors: Erwin Baur; Juergen Pohlenz; Helmut Konrad
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: DE10049955B4

Abstract

Das Taumeln der Lamellen (6, 7) einer Lamellenkupplung wird verringert, indem im geöffneten Zustand ein Kühlmittelstrom die Lamellenkupplung durchströmt, welcher jedoch geringer ist als der Kühlmittelstrom, welcher die Lamellenkupplung im geschlossenen Zustand durchströmt. Somit können auftretende Schwingungen der Lamellenkupplung gedämpft werden, ohne daß im geöffneten Zustand der Wirkungsgrad durch zu große Schleppverluste verschlechtert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Lamellenkupplungen, insbesondere Doppelkupplungen, welche vorzugsweise zum Fahrtrichtungswechsel eines Fahr zeugs eingesetzt werden, weisen große Drehzahlunterschiede der Lamellen auf. Werden Lamellenkupplungen zu Schwingungen angeregt, wie z. B. durch die Verwendung einer gewellten Federlamelle, so besteht die Möglichkeit, daß die Lamellen taumeln, wodurch bei geöffneter Kupplung höhere Reibungs verluste entstehen, welche einerseits den Wirkungsgrad der Lamellenkupplung verschlechtern und andererseits die Lamel lenkupplung bleibend schädigen können.

Die DE 198 30 951 A1 offenbart eine Lamellenkupplung, welche als Doppelkupplung aufgebaut ist, bei welcher Well federn zwischen den Lamellen angeordnet sind, um ein Tau meln der Lamellen zu reduzieren, indem die Lamellen auf einem definierten Abstand gehalten werden. In geöffnetem Zustand der Lamellenkupplung wird ein Kühlmittelstrom, wel cher bei geschlossenem Zustand der Lamellenkupplung die Lamellenkupplung durchströmt, unterbrochen, so daß bei ge öffnetem Zustand der Lamellenkupplung die Lamellenkupplung nicht vom Kühlmittelstrom durchströmt wird, um durch Ver ringerung der Schleppverluste den Wirkungsgrad der Lamel lenkupplung zu verbessern.

Der Vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenkupplung zu schaffen, bei welcher die Lamellen auch bei hohen Gegenlaufdrehzahlen und großen Schwingungs anregungen nicht taumeln.

Die Erfindung wird mit einer, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Lamellenkupplung gelöst.

Erfindungsgemäß besteht die Lamellenkupplung aus Außenlamellen, welche über ein Profil in einem Außenlamel lenträger gehalten sind, und aus Innenlamellen, welche über ein Profil in einem Innenlamellenträger gehalten sind. Die Lamellenkupplung kann als Einfachkupplung oder als Doppel kupplung ausgeführt sein. Beim Schließen oder bei geschlos sener Lamellenkupplung durchströmt ein Kühlmittelstrom die Lamellenkupplung, um die Lamellen zu kühlen. Wird die Lamellenkupplung geöffnet, so wird dieser Kühlmittelstrom nicht vollständig unterbrochen, sondern ein Teil des Kühl mittelstromes, welcher geringer ist als der Kühlmittelstrom bei geschlossener Lamellenkupplung, durchströmt die Lamel lenkupplung auch im geöffneten Zustand. Der Kühlmittelstrom im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung kann ein Drittel des Kühlmittelstromes im geschlossenen Zustand der Lamel lenkupplung betragen. Indem bei geöffneter Lamellenkupplung ein Teil des Kühlmittelstromes die Lamellenkupplung durch strömt, werden die Lamellen der Lamellenkupplung gedämpft, welches das Taumeln der Lamellen verringert. Zusätzlich werden die Schleppverluste der Lamellenkupplung im geöff neten Zustand verringert, da nur ein Teil des Kühlmittel stroms die Lamellenkupplung im geöffneten Zustand durch strömt. Vorzugsweise wird der Kühlmittelstrom gleichmäßig den Lamellen zugeführt und nach Durchströmen der Lamellen gleichmäßig wieder abgeführt. Vorzugsweise sind für jede Lamelle Kühllmittelzu- und -abführungsöffnungen vorhanden. Hierzu sind im Innenlamellenträger und im Außenlamellen träger mehrere Öffnungen angeordnet, welche sich gleich mäßig unter den Lamellen verteilen. Ist die Lamellenkup plung als Doppelkupplung angeordnet, weist der Außenlamel lenträger vorzugsweise Öffnungen auf, welche zwischen den Lamellenkupplungen angeordnet sind, so daß kein Kühlmittel, welches die eine Lamellenkupplung durchströmt, über den Außenlamellenträger zur anderen Lamellenkupplung gelangen kann und somit deren Kühlmittelabfluß beeinträchtigt. Durch diese Beeinträchtigung ist es bei der anderen Lamellenkup plung nicht mehr möglich, daß das Kühlmittel gleichmäßig abfließt, welches ein wirkungsvolles Dämpfen der Lamellen verhindert. Vorzugsweise wird die Außenlamelle ohne Reibbe lag und die Innenlamelle mit Reibbelag ausgeführt, wobei die Außenlamelle in ihrer Dicke so breit ausgeführt ist, daß die Eigenfrequenz der Außenlamelle nicht mit der Erre gerfrequenz, welche z. B. durch eine gewellte Federlamelle in die Lamellenkupplung eingebracht wird, übereinstimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Außenlamelle eine größere Breite aufweist. Indem die Außenlamelle breiter ausgeführt ist, wird auch das Wärmeaufnahmevermögen der Lamellenkupplung erhöht, wodurch die Möglichkeit einer Überhitzung der Lamellenkupplung und dadurch eine Verfor mung der Lamellen verhindert wird. Indem das Verzahnungs spiel, welches zwischen dem Profil der Außenlamelle und dem Profil des Außenlamellenträgers vorhanden ist, eingeengt wird, bleibt die Außenlamelle stabiler in ihrer Lage, da bei geringerem Verzahnungsspiel der Punkt, in welchem sich die Außenlamelle bei geöffneter Lamellenkupplung im Außen lamellenträger abstützt, in Richtung Mittelpunkt der Außen lamelle verschoben ist, wodurch die Außenlamelle stabiler in ihrer Lage verbleibt. Der Innenlamellenträger und/oder der Außenlamellenträger kann gelagert sein, wodurch die Zentrierung des Innenlamellenträgers und des Außenlamellen trägers verbessert wird, wodurch die Taumelerregung der Lamellen verringert wird. Wird eine gewellte Federlamelle verwendet, wodurch beim Schließen der Lamellenkupplung ein weicheres Anlegen der Lamellen erreicht wird, so ist die gewellte Federlamelle nicht direkt mit der drehenden Innen lamelle in Kontakt, sondern zwischen der drehenden Innen lamelle und der gewellten Federlamelle ist eine Außen lamelle angeordnet. Diese Außenlamelle umfaßt den Kolben und liegt einerseits in axialer Richtung über einem Si cherungsring am Kolben und andererseits an der Federlamelle an. Somit ist die Federlamelle auch bei drucklosem Kolben leicht vorgespannt, wodurch an der drehenden Lamelle eine plane Anlage entsteht. Vorzugsweise ist die gewellte Feder lamelle in den Kolben integriert, sie kann jedoch auch in das Endstück, welches dem Kolben entgegengesetzt angeordnet ist, integriert sein. Anstatt einer gewellten Federlamelle kann auch eine Federscheibe verwendet werden. Somit wird die gewellte Federlamelle von der drehenden Innenlamelle entkoppelt, wodurch die Schwingungserregung minimiert wird.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu ent nehmen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Doppelkupplung und

Fig. 2 einen Außenlamellenträger.

Fig. 1: Eine Doppelkupplung 1 besteht aus einer ersten Kupp lung 2 und einer zweiten Kupplung 3. Der Innenlamllen träger 4 weist ein Profil 5 auf, in welchem die Innenlamel len 6 drehfest gehalten sind. Die Außenlamellen 7 sind über ein Profil 8 mit dem Außenlamellenträger 9 verbunden. Auf der Innenlamelle 6 ist ein Reibbelag angeordnet, die Außen lamelle 7 weist keinen Reibbelag auf. Wird die erste Kup plung 2 geschlossen, so wird ein Kühlmittelstrom durch Öff nungen 10 im Innenlamellenträger 4 zu den Innenlamellen 6 geleitet, indem ein Ventil 11 vollständig öffnet. Die Öff nungen 10 im Innenlamellenträger 4 sind gleichmäßig unter den Innenlamellen 6 angeordnet, wodurch der Kühlmittelstrom die erste Lamellenkupplung gleichmäßig durchströmt. Wird die erste Lamellenkupplung 2 geöffnet, so wird das Ventil 11 in eine zweite Position verschoben, wodurch der Kühlmit telstrom, welcher durch die erste Kupplung 2 strömt, be grenzt wird, so daß durch die erste Kupplung 2 im geöff neten Zustand weniger Kühlmittel strömt. Der Außenlamellen träger 9 weist Öffnungen 12 auf, durch welche das Kühlmit tel wieder abfließen kann. Beim Schließen der ersten Kupp lung 2 überträgt der Kolben 13 seine axiale Bewegung auf eine gewellte Federlamelle 14, welche in den Kolben 13 in tegriert ist und welche an einer Außenlamelle 7 anliegt und leicht vorgespannt ist, wodurch ein weiches Schließen der Kupplung möglich ist, ohne daß Schwingungen in die Kupplung eingeleitet werden. Die zweite Kupplung 3 ist analog der ersten Kupplung 2 aufgebaut. Das Verzahnungsspiel, welches zwischen dem Profil 8 der Außenlamellen 7 und dem Profil 8 des Außenlamellenträgers 9 vorhanden ist, ist so ausgelegt, daß der Anlagepunkt der Außenlamelle 7 im Außenlamellen träger 9 in Richtung Mittelpunkt auf der Mittellinie 15 verschoben ist. Weitere Merkmale der Doppelkupplung sind in der DE 198 30 951 A1 beschrieben, deren Inhalt vollständig mitumfaßt sein soll. Indem das Verzahnungsspiel im Profil 8 in den Außenlamellen 9 und den Außenlamellen 7 verringert wird, indem die Außenlamellen 7 eine größere Blechdicke aufweisen und indem der Außenlamellenträger 9 und der In nenlamellenträger 4 zentriert sind, wird das Taumeln der Lamellen verringert. Indem bei Verwendung einer gewellten Federlamelle 14 die gewellte Federlamelle 14 in den Kolben 13 integriert ist und an einer Außenlamelle 7 anliegt, die Innenlamelle 6 einen Reibbelag aufweist, wobei die Außen lamelle 7 ohne Reibbelag ausgeführt ist, wird ein Taumeln der Lamellen verringert.

Fig. 2: Der Außenlamellenträger 9 weist eine Nut 16 auf, in welche Öffnungen 17 eingebracht sind, durch welche Kühlmit tel abfließen kann. Somit wird verhindert, daß Kühlmittel der ersten Kupplung 2 zur zweiten Kupplung 3 gelangen kann, wie in der Fig. 1 gezeigt, und somit die andere Kupplung nicht beeinflußt wird. Die Öffnungen 12, durch welche Kühl mittel durch den Außenlamellenträger 9 abfließen kann, sind gleichmäßig verteilt, so daß das Kühlmittel, welches durch die Kupplung strömt, gleichmäßig abfließen kann. Indem das Kühlmittel gleichmäßig der Kupplung zu- und wieder abge führt wird und auch im geöffneten Zustand der Kupplung ein Kühlmittelstrom die Kupplung durchströmt, welcher jedoch geringer ist als der Kühlmittelstrom im geschlossenen Zu stand der Kupplung, und indem bei einer Doppelkupplung der Kühlmittelstrom der ersten Kupplung 2 den Kühlmittelstrom der zweiten Kupplung 3 nicht beeinflußt, wird das Taumeln der Lamellen verringert.

Bezugszeichen

1

Doppelkupplung

2

erste Kupplung

3

zweite Kupplung

4

Innenlamellenträger

5

Profil

6

Innenlamellen

7

Außenlamellen

8

Profil

9

Außenlamellenträger

10

Öffnungen

11

Ventil

12

Öffnungen

13

Kolben

14

gewellte Federlamelle

15

Mittellinie

16

Nut

17

Öffnungen

Claims

1. Lamellenkupplung mit Außenlamellen (7), welche über ein Profil (8) drehfest in einem Profil (8) eines Außenla mellenträgers (9) gehalten sind, und mit Innenlamellen (6), welche über ein Profil (5) drehfest mit einem Profil (5) eines Innenlamellenträgers (4) verbunden sind, wobei beim Schließen und im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung ein Kühlmittel die Lamellenkupplung durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenkupplung im geöffneten sowie im geschlossenen Zustand mit Kühlmittel durchströmt wird, wobei der Kühlmittelstrom im geöffneten Zustand geringer ist als der Kühlmittelstrom im geschlosse nen Zustand.

2. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kühlmittelstrom im ge öffneten Zustand im wesentlichen ein Drittel des Kühlmit telstroms im geschlossenen Zustand beträgt.

3. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß über gleichmäßig am Umfang des Innenlamellenträgers (6) verteilte Öffnungen (10) Kühl mittel zufließt und über gleichmäßig am Umfang des Außenla mellenträgers (9) verteilte Öffnungen (10) Kühlmittel ab fließt.

4. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß bei Verwendung der Lamel lenkupplung als Doppelkupplung der Außenlamellenträger (9) Öffnungen (10) aufweist, welche zwischen den Lamellenkupp lungen angeordnet sind, so daß Kühlmittel, welches eine erste Lamellenkupplung (2) durchströmt, eine zweite Lamel lenkupplung (3) nicht beeinflußt.

5. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Verzahnungsspiel, wel ches zwischen dem Profil (8) des Außenlamellenträgers (9) und dem Profil (8) der Außenlamelle (7) vorhanden ist, so ausgelegt ist, daß ein Kontaktpunkt, in welchem die Außen lamelle (7) im Außenlamellenträger (9) aufsteht, sich im wesentlichen im Bereich der Rotationsmittellinie (15) der Außenlamelle (7) befindet.

6. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Außenlamellen (7) brei ter ausgeführt sind als die Innenlamellen (6).

7. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Innenlamelle (6) mit einem Reibbelag und die Außenlamelle (7) ohne Reibbelag ausgeführt sind.

8. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Außenlamellenträger (9) und/oder der Innenlamellenträger (4) gelagert und somit zentriert sind.

9. Lamellenkupplung mit Außenlamellen (7), welche über ein Profil (8) eines Außenlamellenträgers (9) gehalten sind, und mit Innenlamellen (6), welche über ein Profil (5) drehfest mit einem Profil (5) eines Innenlamellenträgers (6) verbunden sind, wobei am Kolben eine gewellte Federla melle (14) oder eine Federscheibe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellte Federla melle (14), oder die Federscheibe in den Kolben (13) inte griert ist, wobei die gewellte Federlamelle (14) oder Fe derscheibe einerseits an dem Kolben (13) und andererseits an einer Außenlamelle anliegt, wobei die gewellte Federla melle (14) oder Federscheibe auch im geöffneten Zustand der Kupplung (2, 3) leicht vorgespannt ist.

10. Lamellenkupplung nach Anspruch 9 dadurch ge kennzeichnet, daß die Außenlamelle, welche an der gewellten Federlamelle (14) oder Federscheibe anliegt, den Kolben (13) radial umgreift und der Kolben (13) einer seits an der Federlamelle (14) und andererseits an einem Bund der Außenlamelle, oder einem Sicherungsring, welcher mit der Außenlamelle verbunden ist, anliegt.