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Die
Erfindung betrifft ein Kfz-Getriebe mit einer schließ- und trennbaren
Kupplung, die als Lamellenkupplung ausgebildet ist, bei der ein
Lamellenträger
an einem Zylinderabschnitt lamellenseitig über den Umfang verteilt wechselweise
Axialnuten und Axialstege aufweist und einseitig axial endseitig über eine
Mitnehmerscheibe mit einer Nabe in Verbindung steht, und bei der
zur Übertragung
eines Drehmomentes eine drehfeste Verbindung zwischen der Mitnehmerscheibe
und dem Lamellenträger über eine Steckverzahnung
besteht, bei der am Außenumfang der
Mitnehmerscheibe angeordnete radiale Lastzähne in korrespondierende axiale
Ausnehmungen des Lamellenträgers
hineinragen und die Mitnehmerscheibe durch einen formschlüssigen Eingriff
eines Sicherungsrings in Lagervertiefungen des Lamellenträgers axial
fixiert ist.
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Lamellenkupplungen
sind in unterschiedlicher Ausbildung und Anordnung bekannt, beispielsweise
aus der
DE 101 10
145 A1 und den dort genannten Patent- und Offenlegungsschriften.
Eine Lamellenkupplung weist mehrere kreisscheibenförmige Außenlamellen,
die an ihrem Außenumfang
mit radialen Außenzähnen versehen
sind und damit axial verschiebbar und drehfest in inneren Axialnuten
eines trommelförmigen
Außenplanetenträgers gelagert sind,
und mehrere kreisscheibenförmige
Innenlamellen auf, die an ihrem Innenumfang mit radialen Innenzähnen versehen
sind und damit axial verschiebbar und drehfest in äußeren Axialnuten
eines zylindrischen Innenplanetenträgers gelagert sind. Die Außen- und
Innenlamellen sind axial wechselweise angeordnet und befinden sich
durch umgebendes Hydrauliköl
in einem Ölbad.
Durch eine Duckerhöhung des
Hydrauliköls
werden die Lamellen axial aneinander angedrückt, wodurch die Kupplung zur
reibschlüssigen Übertragung
eines Drehmomentes zwischen dem Außenplanetenträger und
dem Innenplanetenträger
geschlossen wird. Entsprechend wird die Lamellenkupplung durch eine
Druckabsenkung bzw. Drucklosschaltung des Hydrauliköls geöffnet.
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Vorliegend
wird von einer Lamellenkupplung ausgegangen, bei der ein Lamellenträger an einem Zylinderabschnitt
lamellenseitig über
den Umfang verteilt wechselweise Axialnuten und Axialstege aufweist
und einseitig axial endseitig über
eine Mitnehmerscheibe mit einer Nabe in Verbindung steht, und bei
der zur Übertragung
eines Drehmomentes eine drehfeste Verbindung zwischen der Mitnehmerscheibe
und dem Lamellenträger über eine
Steckverzahnung besteht, bei der am Außenumfang der Mitnehmerscheibe
angeordnete radiale Lastzähne
in korrespondierende axiale Ausnehmungen des Lamellenträgers hineinragen
und die Mitnehmerscheibe durch einen formschlüssigen Eingriff eines Sicherungsrings in
Lagervertiefungen des Lamellenträgers
axial fixiert ist. Bei dem Lamellenträger kann es sich sowohl um einen
Außenlamellenträger als
auch um einen Innenlamellenträger
handeln, wobei die Axialnuten jeweils zur Aufnahme der Lamellenzähne der
betreffenden Lamellen dienen. Die Lagervertiefungen können, wie es
z.B. aus der
DE 33
21 659 A1 bekannt ist, durch eine abschnittsweise in die
Axialstege des Lamellenträgers
eingearbeitete umlaufende Ringnut gebildet sein, in die der Sicherungsring
einsetzbar ist, oder dadurch realisiert sein, dass axial benachbart
zu den vorgesehenen Lagerpositionen des Sicherungsrings Erhebungen
in die Axialstege des Lamellenträgers eingearbeitet
sind, an denen sich der Sicherungsring axial abstützen kann.
Besonders im Fall eines Außenlamellenträgers sind
wegen der relativ großen Abmessungen
häufig
sowohl der Lamellenträger
als auch die Mitnehmerscheibe aus Gewichts- und Kostengründen zumeist als Blechpress-
und -stanzteile ausgebildet. Eine Steckverzahnung zwischen der Mitnehmerscheibe
und dem Lamellenträger
einer Lamellenkupplung ist beispielsweise aus der
DE 101 18 233 A1 bekannt.
Eine Lamellenkupplung mit dem vorliegend vorausgesetzten Aufbau,
insbesondere mit der axialen Fixierung der Mitnehmerscheibe mittels
eines Sicherungsrings, ist in der
DE 103 09 566 A1 ausführlich beschrieben.
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Bei
einer derart ausgebildeten Lamellenkupplung ist der Sicherungsring über die
Anordnung der Lagervertiefungen an dem Lamellenträger derart angeordnet,
dass zwischen den Lastzähnen
der Mitnehmerscheibe und den zugeordneten axialen Ausnehmungen des
Lamellenträgers
ein geringfügiges Axialspiel
gegeben ist, das dazu dient, unter allen Betriebsbedingungen, insbesondere
zum Ausgleich von fliehkraftbedingten unterschiedlichen Dehnungen des
Lamellenträgers
und der Mitnehmerscheibe, ein radiales und umfangsseitiges Gleiten
der Lastzähne der
Mitnehmerscheibe in den Ausnehmungen des Lamellenträgers zu
ermöglichen.
Durch eine häufige periodische Überbrückung dieses
Axialspiels kann aber an den betreffenden Kontaktflächen nachteilig größerer Verschleiß verbunden
mit erhöhtem
Zahnflankenspiel und verstärkter
Geräuschentwicklung auftreten.
Dies trifft insbesondere bei einer Verwendung der Lamellenkupplung
als Motorkupplung in einem Kfz-Antriebsstrang mit einem Verbrennungskolbenmotor
zu, durch den aufgrund der wirksamen Gaskräfte ein periodisch schwankendes
Drehmoment und eine entsprechende umlaufende Biegung in die Motorkupplung
eingeleitet wird.
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Es
ist daher das Problem der vorliegenden Erfindung, eine Lamellenkupplung
der eingangs genannten Art, die insbesondere als Motorkupplung eines
Kfz-Getriebes verwendet werden soll, derart weiterzubilden, dass
unter Beibehaltung der Gleitfähigkeit
der Lastzähne
der Mitnehmerscheibe in den axialen Ausnehmungen des Lamellenträgers der
Verschleiß im Kontaktbereich
der Lastzähne
mit den Ausnehmungen und auch die Lärmentwicklung der Lamellenkupplung
vermindert sind.
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Das
Problem wird erfindungsgemäß in Verbindung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zum axialen Andrücken der
Mitnehmerscheibe an den Lamellenträger ein Federelement vorgesehen
ist, das axial innen an der Außenseite
der Mitnehmerscheibe anliegt und axial außen mittelbar oder unmittelbar
an dem Lamellenträger
abgestützt
ist.
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Durch
das axiale Andrücken
der Mitnehmerscheibe an den Lamellenträger mittels des Federelementes
stehen die Lastzähne
der Mitnehmerscheibe dauerhaft in Kontakt mit den axialen Rändern der
zugeordneten axialen Ausnehmungen des Lamellenträgers. Da hierdurch reibungsbedingt
die Überbrückung des
Umfangsspiels zwischen der Mitnehmerscheibe und dem Lamellenträger und
das Anschlagen der Lastzähne
an den seitlichen Rändern
der Ausnehmungen wirksam gedämpft
wird, sind der Verschleiß im
Kontaktbereich der Lastzähne
mit den Ausnehmungen des Lamellenträgers und die Lärmentwicklung
der Lamellenkupplung im Betrieb deutlich reduziert.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind Gegenstand der
Ansprüche
2 bis 9.
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Das
Federelement zum axialen Andrücken der
Mitnehmerscheibe ist vorteilhaft in den Sicherungsring integriert,
indem dieser als ein axial gewellter Federring ausgebildet ist,
der im montierten Zustand mit seinen inneren Wellenbergen an der
Außenseite
der Mitnehmerscheibe und mit seinen äußeren Wellenbergen jeweils
im Eingriffsbereich mit den Lagervertiefungen an dem Lamellenträger anliegt.
Hierdurch erhöht
sich die axiale Baulänge
des Lamellenträgers
nur minimal und der Einsatz eines zusätzlichen Bauteils wird vermieden.
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Da
die durch das Federelement erzeugte federelastische Anpressung der
Mitnehmerscheibe in diesem Fall aber bei einer Verdrehung des Sicherungsrings
relativ zu dem Lamellenträger
reduziert oder ganz aufgehoben werden kann, weist der Sicherungsring
als Verdrehsicherung zweckmäßig ein formschlüssig wirksames
Sicherungselement auf, das im montierten Zustand in formschlüssigem Eingriff
mit dem Lamellenträger
und/oder der Mitnehmerscheibe steht.
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Das
Sicherungselement wird bevorzugt durch eine entsprechende Formgebung
des Sicherungsrings im Eingriffsbereich mit zumindest einer der
Lagervertiefungen mit einem umfangsseitigen seitlichen Anschlag
gegen eine Rechtsdrehung und mit einem umfangsseitigen seitlichen
Anschlag gegen eine Linksdrehung gebildet, was einfach und kostengünstig durch
eine entsprechende Pressformung des Sicherungsrings bei der Herstellung
realisierbar ist.
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Entsprechend
kann der Sicherungsring als Sicherungselement im Bereich mindestens
eines der äußeren Wellenberge
eine axial nach innen gerichtete Einbuchtung mit inneren seitlichen
Anschlägen aufweisen,
die symmetrisch zu dem betreffenden Wellenberg angeordnet sind und
im montierten Zustand jeweils umfangsseitig an einem Teil des Lamellenträgers anliegen
oder bei einer Drehung des Sicherungsrings zur Anlage an das betreffende
Teil bringbar sind.
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Alternativ
dazu kann der Sicherungsring als Sicherungselement auch im Bereich
mindestens eines der äußeren Wellenberge
zwei axial nach außen gerichtete
Ausbuchtungen mit inneren seitlichen Anschlägen aufweisen, die symmetrisch
zu dem betreffenden Wellenberg angeordnet sind und im montierten
Zustand jeweils umfangsseitig an einem Teil des Lamellenträgers anliegen
oder bei einer Drehung des Sicherungsrings zur Anlage an das betreffende
Teil bringbar sind.
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Im
Fall einer Ausbildung der Lagervertiefungen als eine abschnittsweise
in die Axialstege des Lamellenträgers
eingearbeitete Ringnut sind die inneren seitlichen Anschläge der Einbuchtung
oder der Ausbuchtungen bevorzugt jeweils einer Seitenwand des betreffenden
Axialstegs als Gegenanschlag zugeordnet.
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Bei
einer Bildung der Lagervertiefungen durch axial benachbart zu den
Lagerpositionen des Sicherungsrings in die Axialstege des Lamellenträgers eingearbeitete
Erhebungen sind die inneren seitlichen Anschläge der Einbuchtung oder der
Ausbuchtungen dagegen zweckmäßig jeweils
einer umfangsseitigen Seite der betreffenden Erhebung als Gegenanschlag
zugeordnet.
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In
einer alternativen Ausführung
kann das Federelement aber auch als ein geschlossener und axial
gewellter Federring ausgebildet sein, der für eine Anordnung zwischen der
Mitnehmerscheibe und dem Sicherungsring vorgesehen ist und im montierten
Zustand mit seinen inneren Wellenbergen an der Außenseite
der Mitnehmerscheibe und mit seinen äußeren Wellenbergen an dem Sicherungsring
anliegt. Bei dieser Ausführung
kann der Sicherungsring unverändert
eben beibehalten werden, und zumindest für den Federring ist keine Verdrehsicherung
erforderlich. Dem stehen allerdings die Nachteile eines zusätzlichen
Bauteils und einer erhöhten
axialen Baulänge
des Lamellenträgers
gegenüber.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen, die beispielhaft zur Erläuterung der Erfindung dienen.
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Hierzu
zeigt:
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1 Eine
erste Ausführung
einer Lamellenkupplung in perspektivischer Einzelteildarstellung
eines Außenlamellenträgers, einer
Mitnehmerscheibe, und eines Sicherungsrings,
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2a eine
erste Ausführung
einer Verdrehsicherung des Sicherungsrings nach 1 in
einer radialen Teilansicht,
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2b eine
zweite Ausführung
einer Verdrehsicherung des Sicherungsrings nach 1 in
einer radialen Teilansicht, und
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3 eine
zweite Ausführung
einer Lamellenkupplung in perspektivischer Einzelteildarstellung eines
Außenlamellenträgers, einer
Mitnehmerscheibe, eines Federrings, und eines Sicherungsrings.
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Eine
Lamellenkupplung 1 nach 1 weist einen
Außenlamellenträger 2,
eine Mitnehmerscheibe 3, und einen Sicherungsring 4 auf.
Der Außenlamellenträger 2,
innerhalb dem in 1 ein zugeordneter Innenlamellenträger 5 abgebildet
ist, weist innen über
den Umfang verteilt wechselweise Axialnuten 6 und Axialstege 7 auf,
die zur drehfesten und axial verschiebbaren Lagerung von nicht abgebildeten
Außenlamellen
dienen. Zur Übertragung
eines Drehmomentes ist eine drehfeste Verbindung zwischen der Mitnehmerscheibe 3 und
dem Außenlamellenträger 2 durch
eine Steckverzahnung vorgesehen, die durch einen formschlüssigen Eingriff
von am Außenumfang
der Mitnehmerscheibe 3 angeordneten radialen Lastzähnen 8 in
korrespondierende axiale Ausnehmungen 9 des Außenlamellenträgers 2 gebildet
ist. Zur Sicherung der Steckverzahnung ist der Sicherungsring 4 vorgesehen,
der im montierten Zustand formschlüssig in Lagervertiefungen 10 eingreift,
die vorliegend durch eine abschnittsweise in verlängerte Axialstege 7a des
Außenlamellenträgers 2 eingearbeitete
Ringnut 11 gebildet werden.
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Zum
axialen Andrücken
der Mitnehmerscheibe 3 an den Außenlamellenträger 2 ist
der Sicherungsring 4 als axial gewellter Federring 12 ausgebildet,
der im montierten Zustand jeweils mit seinen inneren Wellenbergen 13a an
der Außenseite 14 der Mitnehmerscheibe 3 und
mit seinen äußeren Wellenbergen 13b im
Eingriffsbereich mit den Lagervertiefungen 10 an dem Außenlamellenträger 2 anliegt. Hierdurch
werden Verschleiß und
Lärmentwicklung, die
zwangsläufig
durch Relativbewegungen der Lastzähne 8 der Mitnehmerscheibe 3 zu
den axialen Ausnehmungen 9 des Außenlamellenträgers 2 hervorgerufen
werden, wesentlich reduziert.
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Zur
Aufrechterhaltung der axialen Anpresskraft durch den gewellten Sicherungsring 4, 12 ist
ein formschlüssig
wirksames Sicherungselement 15 vorgesehen, das im montierten
Zustand in formschlüssigem
Eingriff mit dem Außenlamellenträger 2 steht.
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Wie
in 2a und 2b jeweils
in einer von innen nach außen
gerichteten Radialansicht 16 der jeweils abgewickelten
Bauteile Außenlamellenträger 2,
Mitnehmerscheibe 3, und Sicherungsring 4 erkennbar
ist, wird das Sicherungselement 15 in einer ersten Ausführung (siehe 2a)
durch axial nach innen gerichtete Einbuchtungen 17 des
Sicherungsrings 4 mit jeweils zwei inneren seitlichen Anschlägen 18 gebildet,
die jeweils symmetrisch zu einem der äußeren Wellenberge 13b des
Sicherungsrings 4 angeordnet sind und im montierten Zustand jeweils
umfangsseitig an einer Seitenwand 19 des zugeordneten verlängerten
Axialstegs 7a des Außenlamellenträgers 2 anliegen.
In einer zweiten Ausführung
nach 2b wird das Sicherungselement 15 durch
jeweils zwei axial nach außen
gerichtete Ausbuchtungen 20 mit zwei inneren seitlichen
Anschlägen 21 gebildet,
die jeweils symmetrisch zu einem der äußeren Wellenberge 13b des
Sicherungsrings 4 angeordnet sind und im montierten Zustand
jeweils umfangsseitig an einer Seitenwand 19 des zugeordneten
verlängerten
Axialsteges 7a des Außenlamellenträgers 2 anliegen.
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In
einer alternativen Ausführung
der Lamellenkupplung 1' nach 3 ist
ein geschlossener axial gewellter Federring 22 zum axialen
Andrücken
der Mitnehmerscheibe 3 an den Außenlamellenträger 2 vorgesehen,
der im montierten Zustand axial zwischen der Mitnehmerscheibe 3 und
dem dann eben ausgeführten
Sicherungsring 4' angeordnet
ist. In diesem Fall stehen den Nachteilen eines zusätzlichen
Bauteils in Form des Federrings 22 und einer geringfügig größeren axialen
Baulänge
des Außenlamellenträgers 2 die
Vorteile einer nicht mehr erforderlichen Verdrehsicherung des Sicherungsrings 4' und einer einfacheren
Montage gegenüber.
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- 1
- Lamellenkupplung
- 1'
- Lamellenkupplung
- 2
- Außenlamellenträger
- 3
- Mitnehmerscheibe
- 4
- Sicherungsring
- 4'
- Sicherungsring
- 5
- Innenlamellenträger
- 6
- Axialnut
- 7
- Axialsteg
- 7a
- verlängerter
Axialsteg
- 8
- Lastzahn
- 9
- axiale
Ausnehmung
- 10
- Lagervertiefung
- 11
- Ringnut
- 12
- Federring
- 13a
- innerer
Wellenberg
- 13b
- äußerer Wellenberg
- 14
- Außenseite
- 15
- Sicherungselement
- 16
- Radialansicht
- 17
- Einbuchtung
- 18
- seitlicher
Anschlag
- 19
- Seitenwand
- 20
- Ausbuchtung
- 21
- seitlicher
Anschlag
- 22
- Federring