DE102008002500A1 - Verbindungseinrichtung zum drehfesten Verbinden zweier Antriebsstrangbaugruppen - Google Patents

Verbindungseinrichtung zum drehfesten Verbinden zweier Antriebsstrangbaugruppen Download PDF

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Abstract

Eine Verbindungseinrichtung zur drehfesten Verbindung einer ersten Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere Antriebswelle oder Torsionsschwingungsdämpferanordnung, mit einer zweiten Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere hydrodynamischer Drehmomentwandler oder Kupplung, umfasst eine mit der ersten Antriebsstrangbaugruppe fest zu verbindende erste Reibbaugruppe (30), eine mit der zweiten Antriebsstrangbaugruppe fest zu verbindende zweite Reibbaugruppe (32) sowie eine Vorspannanordnung (44) zum Vorspannen der Reibbaugruppen in gegenseitigen Reibeingriff.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zum drehfesten Verbinden einer ersten Antriebsstrangbaugruppe, z. B. Antriebswelle oder Torsionsschwingungsdämpferanordnung, mit einer zweiten Antriebsstrangbaugruppe, z. B. Kupplung oder hydrodynamischer Drehmomentwandler.
  • In Antriebssträngen wird die drehfeste Verbindung zwischen verschiedenen Funktionsgruppen eines Antriebsstrangs beispielsweise durch Steckverzahnungen realisiert, die beispielsweise als Hithverzahnung oder Stirnverzahnung ausgebildet sein können. Das Herstellen derartiger Steckverzahnungen ist vergleichsweise aufwendig und bringt das Problem mit sich, dass bei vorhandenem Bewegungsspiel Klappergeräusche entstehen können.
  • Ferner ist es bekannt, hydrodynamische Drehmomentwandler, Fluidkupplungen, nasslaufende Kupplungen oder dergleichen vermittels so genannter Flexplatten an eine Antriebswelle, beispielsweise die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, anzubinden. Obgleich derartige Flexplatten den Vorteil mit sich bringen, dass sie in der Lage sind, geringe Achsversätze bzw. Achsneigungen zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Antriebstrangbaugruppen zu kompensieren, müssen sie beispielsweise durch Schraubverbindung an die beiden zu verbindenden Antriebsstrangbaugruppen angebunden werden, was auf Grund der Tatsache, dass der Bereich, in dem derartige Antriebsstrangbaugruppen in einem Fahrzeug vorgesehen sind, oftmals schwer zugänglich ist, vergleichsweise aufwendige Arbeitsvorgänge involviert.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungseinrichtung zur drehfesten Verbindung zweier Antriebsstrangbaugruppen vorzusehen, mit welcher in einfacher und zuverlässiger Art und Weise eine derartige drehfeste Verbindung permanent, also während der gesamten Betriebszeit eines Antriebsstrangs herstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Verbindungseinrichtung zur drehfesten Verbindung einer ersten Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere Antriebswelle oder Torsionsschwingungsdämpferanordnung, mit einer zweiten Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere hydrodynamischer Drehmomentwandler oder Kupplung, umfassend eine mit der ersten Antriebsstrangbaugruppe fest zu verbindende erste Reibbaugruppe, eine mit der zweiten Antriebsstrangbaugruppe fest zu verbindende zweite Reibbaugruppe sowie eine Vorspannanordnung zum Vorspannen der Reibbaugruppen in gegenseitigen Reibeingriff.
  • Die vorliegende Erfindung kehrt also ab von den bisher eingesetzten formschlüssigen, entweder durch Verzahnungen oder Schraubverbindungen realisierten Anordnungen und geht über zu einer reinen Reibverbindung. Diese Reibverbindung bringt den Vorteil mit sich, dass sie in einfacher Art und Weise durch axiales Aufeinanderzubewegen der beiden Reibbaugruppen realisierbar ist und durch die Vorspannanordnung permanent beibehalten werden kann. Es sind keine Formschlussverbindungen erforderlich, was weiter den Vorteil mit sich bringt, dass eine derartige Verbindungseinrichtung gleichzeitig auch als Überlastschutz bzw. zum Energieabbau bei übermäßig großen zu übertragenden Drehmomenten wirksam sein kann.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass jede Reibbaugruppe eine ringartige Reibscheibe mit einem Reibflächenbereich umfasst.
  • Um die für einen bestimmten Antriebsstrang erforderlichen Drehmomentübertragungswerte bereitstellen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass wenigstens einer Reibscheibe der Reibflächenbereich an einem Reibbelag vorgesehen ist.
  • Der Reibbelag kann mit organischem Reibmaterial aufgebaut sein, kann jedoch insbesondere dann, wenn vergleichsweise große Drehmomente durch Reibschluss zu übertragen sind, auch mit metallischem Reibmaterial, vorzugsweise Sintermaterial, aufgebaut sein.
  • Eine axial sehr kurz bauende Ausgestaltung kann dadurch realisiert werden, dass die Reibflächenbereiche im Wesentlichen planar sich radial erstreckend ausgebildet sind.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltungsvariante wird vorgeschlagen, dass die Reibflächenbereiche kegelstumpfartig ausgebildet sind. Eine derartige kegelstumpfartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die zur Reibkopplung wirksamen Oberflächenbereiche alle vergleichsweise weit radial außen liegen können, was auf Grund der Hebelwirkung die Übertragung sehr großer Drehmomente ermöglicht.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Reibflächenbereiche mit einem Kegelwinkel im Bereich von 10° bis 30°, vorzugsweise etwa 20°, ausgebildet sind.
  • Die beiden Reibscheiben können in ihrem radial inneren Bereich zur festen Verbindung mit der jeweils zugeordneten Antriebsstrangbaugruppe ausgebildet sein. Die übertragbaren Drehmomente können dann sehr groß sein, wenn die Reibflächenbereiche in einem radial äußeren Bereich der Reibscheiben vorgesehen sind.
  • Die Vorspannanordnung kann wenigstens eine Vorspannfeder umfassen, welche beispielsweise als bistabile Tellerfeder ausgebildet sein kann. Um dieser Tellerfeder eine Wechselwirkung mit den beiden Reibbaugruppen zu ermöglichen, wird weiter vorgeschlagen, dass in Zuordnung zu der Tellerfeder an einer Reibscheibe ein nach radial innen sich erstreckender erster Ab stützbereich zur Abstützung der Tellerfeder in einer ersten Axialrichtung vorgesehen ist und an der anderen Reibscheibe ein nach radial außen sich erstreckender zweiter Abstützbereich zur Abstützung der Tellerfeder in einer zweiten Axialrichtung vorgesehen ist. Beispielsweise kann wenigstens einer der Abstützbereiche eine nutartige Abstützeinsenkung axial begrenzen.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltungsform wird weiter vorgeschlagen, dass die Vorspannanordnung wenigstens einen unter der Vorspannung einer Vorspannfeder stehenden keilartigen Vorspannschieber an einer der Reibscheiben und in Zuordnung zu dem wenigstens einen Vorspannschieber eine Vorspannaussparung an der anderen Reibscheibe umfasst.
  • Um bei dieser Variante bei vergleichsweise schwach dimensionierter Vorspannfeder gleichwohl eine stabile Kopplung durch entsprechend starke Vorspannung realisieren zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Vorspannschieber durch die Vorspannfeder im Wesentlichen nach radial außen vorgespannt ist. Dabei unterstützen also die im Drehbetrieb auftretenden Fliehkräfte die Vorspannfeder dadurch, dass sie den wenigstens einen Vorspannschieber mit steigender Drehzahl verstärkt in Vorspannwechselwirkung mit der zugeordneten Vorspannaussparung belasten.
  • Um beispielsweise zur Durchführung von Wartungsarbeiten die Verbindung zu lösen, also die beiden Reibbaugruppen axial voneinander weg zu bewegen, wird vorgeschlagen, dass an einer Reibbaugruppe ein keilartiges Löseelement vorgesehen ist, welches zum axialen Bewegen der Reibbaugruppen bezüglich einander entgegen der Vorspannwirkung der Vorspannanordnung verlagerbar ist.
  • Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Löseelement an der einen Reibbaugruppe im Wesentlichen radial verschiebbar ist und in einer drehaktivierten Stellung nach radial außen abgestützt ist. Es ist somit sichergestellt, dass im Rotationsbetrieb das wenigstens eine Löseelement in seiner deaktivierten Stellung verbleibt, ohne dass dazu zusätzliche Vorspannelemente erforderlich wären.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang mit zwei durch eine erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung verbundenen Antriebsstrangbaugruppen.
  • Diese Baugruppen können jeweils eine der folgenden Baugruppen umfassen:
    • – Antriebswelle,
    • – Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
    • – trockenlaufende Reibungskupplung,
    • – nasslaufende Reibungskupplung,
    • – hydrodynamischer Drehmomentwandler,
    • – Fluidkupplung,
    • – Getriebe.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine Teil-Längsschnittansicht zweier Antriebsstrangbaugruppen mit einer Verbindungseinrichtung zur drehfesten Verbindung derselben;
  • 2 eine Antriebsstrangbaugruppe mit einer daran vorgesehenen alternativ ausgestalteten Verbindungseinrichtung;
  • 3 die Verbindungseinrichtung der 2 im gelösten Zustand;
  • 4 eine Teil-Längsschnittansicht einer Verbindungseinrichtung mit einem Löseschieber;
  • 5 eine Teil-Längsschnittansicht einer Verbindungseinrichtung mit einer alternativ gestalteten Vorspannanordnung;
  • 6 die Verbindungseinrichtung der 2 in einem anderen Einsatzbereich.
  • In 1 ist ein Teilbereich eines Antriebsstrangs 10 im Längsschnitt dargestellt. Dieser Antriebsstrang 10 umfasst eine beispielsweise als Zweimassenschwungrad ausgebildete Torsionsschwingungsdämpferanordnung 12, deren Primärseite 14 mit einer Antriebswelle 16, beispielsweise einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse A verbunden ist. Eine Sekundärseite 16 der als erste Antriebsstrangbaugruppe zu betrachtenden Torsionsschwingungsdämpferanordnung 12 ist über eine Verbindungseinrichtung 18 mit einer als zweite Antriebsstrangbaugruppe zu betrachtenden Doppelkupplung 20 drehfest verbunden. Die Doppelkupplung 20 weist zwei Kupplungsbereiche 22, 24 auf, die ein Drehmoment über eine jeweilige Getriebeeingangswelle 26 bzw. 28 weiterleiten können.
  • Die Verbindungseinrichtung 18 umfasst zwei Reibbaugruppen 30, 32 jeweils mit einer ringartigen Reibscheibe 34, 36. Die Reibscheibe 34 der ersten Reibbaugruppe 30 ist in ihrem radial inneren Bereich an die erste Antriebsstrangbaugruppe, also hier die Sekundärseite 16 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 12, fest angebunden, beispielsweise durch Vernietung oder Verschraubung. Die Reibscheibe 34 der zweiten Reibbaugruppe 32 ist in ihrem radial inneren Bereich beispielsweise ebenfalls durch Vernietung oder Verschraubung an die zweite Antriebsstrangbaugruppe 20 fest angebunden. In ihren radial äußeren, sich im Wesentlichen planar und radial erstreckenden Bereichen weisen die beiden Reibbaugruppen 30, 32 Reibflächenbereiche 38, 40 auf. Diese können beispielsweise unmittelbar durch Oberflächenbereiche der Reibscheiben 34, 36 bereitgestellt sein, welche im Allgemeinen aus Metallmaterial aufgebaut sind, so dass ein Metall-Metall-Reibkontakt erzeugt wird. Bei einer alternativen, in der 1 erkennbaren Ausgestaltungsvariante kann an zumindest einer der Reibscheiben 34, 36, hier beispielsweise der Reibscheibe 36, ein Reibbelag 42 festgelegt sein, der dann den Reibflächenbereich 40 dieser Reibscheibe 36 bereitstellt und mit einem entsprechenden Oberflächenbereich bzw. dem Reibflächenbereich 38 der anderen Reibscheibe 34 in Reibwechselwirkung steht bzw. bringbar ist. Der Reibbelag 42 kann beispielsweise mit organischem Reibmaterial aufgebaut sein, wie er beispielsweise auch bei Kupplungsscheiben eingesetzt wird. Alternativ kann auch ein metallisches Reibmaterial, vorzugsweise Sintermaterial, eingesetzt werden, wobei metallisches Reibmaterial insbesondere dann, wenn sehr hohe Drehmomente zu übertragen sind, vorteilhaft ist.
  • Um die beiden Reibbaugruppen 30, 32 in festem Reibeingriff halten zu können, ist eine allgemein mit 44 bezeichnete Vorspannanordnung vorgesehen. Diese umfasst in dem in 1 dargestellten Ausgestaltungsbeispiel eine Tellerfeder 46, die in ihrem radial äußeren Bereich an der Reibscheibe 34 und in ihrem radial inneren Bereich an der Reibscheibe 36 axial abgestützt ist und diese in gegenseitige Reibwechselwirkung vorspannt. Die Zusammenwirkung der Tellerfeder 46 mit den beiden Reibscheiben wird nachfolgend mit Bezug auf die Ausgestaltungsform der 2 und 3 detaillierter erläutert.
  • Durch das Bereitstellen einer reibschlüssig wirksamen Verbindungseinrichtung 18 zur Kopplung zweier Antriebsstrangbaugruppen 12, 20 entfällt die Notwendigkeit, eine formschlüssig wirksame Anordnung, wie z. B. axial ineinander einzuschiebende Verzahnungen, herzustellen. Dies erleichtert den Aufbau der Verbindungseinrichtung 18 an sich und den Vorgang des Zusammenfügens, da lediglich die beiden Reibscheiben 34, 36 an die Antriebsstrangbaugruppe 12, 20 anzubinden sind, und zwar in einem Zustand, in welchem diese noch voneinander getrennt sind, und dann durch axiales Aufeinanderzubewegen die Verbindungswirkung der Verbindungseinrichtung 18 hergestellt und bei aufgebautem Antriebsstrang auch permanent beibehalten wird. Zur Demontage des Antriebsstrangs, beispielsweise zur Durchführung von Wartungsarbeiten, ist es erforderlich, die reibschlüssig wirkende Drehmomentübertragungsverbindung zu lösen.
  • Ein weitere Vorteil besteht darin, dass auf Grund der reibschlüssigen Kopplung die Verbindungseinrichtung 18 so ausgelegt werden kann, dass sie bei Auftreten übermäßig hoher Drehmomente in einen Schlupfzustand gelangt und somit zur Energieabfuhr beiträgt. Da die Reibflächenbereiche 38, 40 vergleichsweise weit radial außen angeordnet sind, ist bei vergleichsweise geringer Vorspannkraft der Vorspannanordnung 40 auch die Übertragung sehr großer Drehmomente möglich, und zwar bei axial sehr kompakter Ausgestaltung.
  • Die in 2 gezeigte Ausgestaltung einer Verbindungseinrichtung 18 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten primär dadurch, dass die beiden Reibflächenbereiche nicht planar bzw. radial sich erstreckend angeordnet sind, sondern kegelstumpfartig ausgebildet sind. Hierzu weisen die beiden Reibscheiben 34, 36 in ihrem radial äußeren Bereich Kegelstumpfabschnitte 48, 50 auf, wobei der Reibflächenbereich 38 der Reibscheibe 34 beispielsweise wieder unmittelbar durch die Innenumfangsfläche des Kegelstumpfabschnitts 48 bereitgestellt sein kann, während der Reibflächenbereich 40 Reibscheibe 36 durch einen an der Außenseite des Kegelstumpfabschnitts 50 derselben vorgesehenen entsprechend kegelstumpfartig geformten Reibbelag 42 bereitgestellt sein kann. Es ist selbstverständlich, dass bei dieser und auch den anderen Ausgestaltungsformen auch oder alternativ an der Reibscheibe 34 ein derartiger Reibbelag vorgesehen sein kann.
  • Durch die Verbindung der kegelstumpfartigen Ausgestaltung mit der Vorspannwirkung der Vorspannanordnung 44 wird durch das Ineinandereinpressen der beiden Reibbaugruppen 30, 32 eine verstärkte Reibwechselwirkung erzeugt, die auch dadurch beeinflusst werden kann, wie groß der Kegelwinkel der beiden Kegelstumpfabschnitte 48, 50 gewählt wird. Liegt dieser Kegelwinkel unter einem Selbsthemmungswinkel, so findet eine derartige Verklemmung der beiden Reibbaugruppen 30, 32 bezüglich einander statt, dass die in einem Antriebsstrang zu erwartenden, zum Teil auch sehr hohen Drehmomente bei Drehmomentschwingungen nicht dazu in der Lage sind, einen Schlupfzustand zu erzeugen. Liegt der Kegelwinkel über dem Selbsthemmungswinkel, so wird dieser Selbsthemmungseffekt nicht auftreten und der Übergang in einen Schlupfzustand möglich sein. Beispielsweise bei einer Reibflächenpaarung, die eine Stahl-Stahl-Reibwechselwirkung erzeugt, liegt der Kegelwinkel, also der Winkel, den zwei diametral gegenüber liegende Flankenbereiche des jeweiligen Kegelstumpfabschnitts bilden, bei etwa 20°.
  • Die 3 zeigt die Verbindungseinrichtung 18 der 2 im gelösten Zustand. Man erkennt die beiden Reibscheiben 34, 36 und die Vorspannanordnung 44 mit der Tellerfeder 46. Diese Tellerfeder 46 ist grundsätzlich bistabil ausgebildet, wobei in der 3 die Tellerfeder 46 in einem ihrer stabilen Zustände entspannt gezeigt ist, in welchem sie in einer Löserichtung ausgerichtet ist. Mit ihrem radial äußeren Bereich greift die Tellerfeder 46 in eine erste Abstütznut 52 an der Reibscheibe 34 ein. Die Abstütznut 52 ist in einer ersten Axialrichtung durch einen Abstützvorsprung 54, welcher sich grundsätzlich nach radial innen erstreckt, axial begrenzt.
  • An der Reibscheibe 36 der zweiten Reibbaugruppe 32 ist eine grundsätzlich nach radial außen offen zweite Abstütznut 56 vorgesehen, welche in der zweiten, der ersten Axialrichtung entgegengesetzten Axialrichtung durch einen grundsätzlich nach radial außen sich erstreckenden Abstützvorsprung 58 axial begrenzt ist. Die Tellerfeder 46 ist so auf den Außenumfang des zweiten Abstützvorsprungs 58 abgestimmt, dass in ihrem Lösezustand der zweite Abstützvorsprung 58 beim axialen Heranbewegen der zweiten Reibbaugruppe 32 auf die erste Reibbaugruppe 30 zu dieser innen in die Tellerfeder 46 eingeführt werden kann. Die Tellerfeder 46 kommt dabei in Anlage an der zweiten Reibscheibe 36 und wird bei weitergehender axialer Bewegung derselben auf die Reibscheibe 34 zu aus ihrer in 3 erkennbaren stabilen Lage herausverformt, und zwar über einen Totpunkt hinweg in Richtung zu ihrem zweiten stabilen Zustand. Bevor dieser jedoch erreicht ist, kommen die beiden Reibflächenbereiche 38, 40 in gegenseitige Reibanlage und verhindern somit eine weitergehende Axialbewegung der beiden Reibscheiben 34, 36. Dies bedeutet, dass in dem Zustand der 2 die Tellerfeder 46 noch nicht ihre zweite stabile Lage erreicht hat und somit weiterhin eine die beiden Reibscheiben 34, 36 aufeinander zu belastende Vorspannwirkung erzeugt, und zwar unter Abstützung am ersten Abstützvorsprung 54 einerseits und am zweiten Abstützvorsprung 56 andererseits. Mit ihrem radial äußeren Endbereich greift dabei die Tellerfeder 46 in die erste Abstütznut 52 ein. Mit ihrem radial inneren Endbereich greift die Tellerfeder 46 in die zweite Abstütznut 58 ein.
  • Zum Lösen der Verbindungseinrichtung 18 müssen die beiden Reibbaugruppen 30, 32 entgegen der Vorspannwirkung der Tellerfeder 46 zumindest bis zum Überwinden von deren Totpunkt axial auseinander bewegt werden, wozu entsprechende Werkzeuge eingesetzt werden können. Ist der Kegelwinkel der Kegelstumpfabschnitte 48, 50 größer als der Selbsthemmungswinkel, ist dieses Lösen vergleichsweise einfach möglich. Ist der Winkel kleiner als der Selbsthemmungswinkel oder im Bereich des Selbsthemmungswinkels, so muss zunächst eine vergleichsweise große Axialkraft aufgebracht werden um diese Selbsthemmung zu lösen. Um diese Kraft in einfacher Art und Weise aufzubringen, kann ein bzw. können mehrere in der 4 erkennbare Löseschieber 60 vorgesehen sein. Diese sind keilartig ausgestaltet und beispielsweise in einer radial sich erstreckenden Führungsnut 62 an der Reibscheibe 34 radial bewegbar geführt. In dem in der 4 erkennbaren Zustand, in welchem die Verbindungseinrichtung 18 die drehfeste Verbindung realisiert, ist der Löseschieber 60 in einem deaktivierten Zustand, in welchem er nach radial außen an einem Axialstufenbereich 64 der Reibscheibe 34 abgestützt ist. Somit ist sichergestellt, dass auch im Rotationsbetrieb durch die dabei auf den Löseschieber 60 einwirkenden Kräfte dieser in seiner deaktivierten Stellung verbleibt.
  • Soll die Verbindung gelöst werden, so kann durch eine dem Löseschieber 60 zugeordnete Öffnung 66 in der Reibscheibe 34 mit einem stiftartigen Werkzeug der Löseschieber 60 nach radial innen geschoben werden, so dass er auf Grund seiner keilartigen Ausgestaltung eine die beiden Reibscheiben 34, 36 in Richtung voneinander weg belastende Kraft erzeugt, welche dazu führt, dass die Selbsthemmungswirkung aufgehoben wird und auch die Tellerfeder 46 in Richtung ihres Totpunkts bewegt wird. Ist die Selbsthemmungswirkung gelöst, so kann durch weiterführendes ziehendes Angreifen an der Reibscheibe 36 diese dann in Richtung von der Reibscheibe 34 entfernt werden.
  • Um im Rotationsbetrieb das Auftreten von Unwuchten zu vermeiden, können über den Umfang verteilt mehrere derartige Löseschieber 66 vorgesehen sein, die dann gleichzeitig oder aufeinander folgend radial nach innen verschoben werden können, wenn die Verbindung zwischen den beiden Reibscheiben bzw. Reibbaugruppen 30, 32 gelöst werden soll.
  • Die 5 zeigt eine alternative Ausgestaltungsform der Vorspannanordnung 44. Dieser umfasst an der Reibscheibe 34 eine beispielsweise nutartig ausgebildete Vorspannaussparung 68, die in axialer Richtung durch einen Abstützvorsprung 70 begrenzt ist. An der Reibscheibe 36 ist ein im Wesentlichen radial in einer zugeordneten Öffnung 72 verschiebbar geführter Vorspannschieber 74 vorgesehen, der zumindest in seinem radial äußeren, in der Vorspannaussparung 68 eingreifenden Bereich 76 sich verjüngend ausgebildet ist. Dem Vorspannschieber 74 ist eine Vorspannfeder 78, beispielsweise in Form einer Schraubendruckfeder, zugeordnet, die am Bodenbereich der Aussparung 72 angeordnet ist und sich somit radial abstützen kann. Die Vorspannfeder 78 belastet den Vorspannschieber 74 nach radial außen in Richtung auf die Vorspannaussparung 68 an der anderen Reibscheibe 34 zu. Dabei stützt sein sich verjüngender Endbereich 76 sich am Abstützbereich 70 ab und erzeugt dadurch eine Axialbelastung, welche die beiden Reibscheiben 34, 36 in Richtung aufeinander zu vorspannt. Hierzu kann vorgesehen sein, dass der Abstützbereich 70 mit einem dem Verjüngungswinkel des Vorspannschiebers 74 entsprechenden Neigungswinkel angestellt ist, so dass hier ein flächiger Anlagekontakt zwischen dem Vorspannschieber 74 und dem Abstützbereich 40 erzeugt wird.
  • Da der Vorspannschieber 74 durch Bewegung nach radial außen in einen die Vorspannwirkung erzeugenden Zustand gebracht wird, wird die Vorspannwirkung im Rotationsbetrieb und die dabei auf den Vorspannschieber 74 wirkenden Fliehkräfte unterstützt bzw. verstärkt. Auch hier können zum Vermeiden von Unwuchten im Rotationsbetrieb mehrere derartige Vorspannschieber mit zugeordneten Vorspannfedern 78, beispielsweise jeweils drei davon, über den Umfang gleichmäßig verteilt vorgesehen sein.
  • Um bei dieser in 5 gezeigten Ausgestaltungsvariante die beiden Reibbaugruppen 30, 32 zum Lösen der Verbindung axial voneinander weg zu bewegen, können beispielsweise alternativ ausgebildete Löseeinrichtungen vorgesehen sein. Diese können einen Ringzylinder umfassen, welcher mit Druckfluid beaufschlagt werden kann und zwischen den beiden Reibscheiben 34, 36 wirkt, um diese axial voneinander weg zu bewegen. Auch könnte ein drehbarer, mit Rampenflächenbereich ausgebildeter Ring vorgesehen sein, der mit seinen Rampenflächenbereichen mit einer der Reibscheiben zusammenwirkt und sich dabei an der anderen Reibscheibe abstützt, so dass bei Rotation eine Axialbelastung erzeugt wird. Diese Rotation kann dann dadurch erzeugt werden, dass die beiden Reibscheiben bezüglich einander verdreht werden, wobei darauf zu achten ist, dass die Auslegung dann derart ist, dass im Antriebszustand auftretende Drehmomente nicht so groß werden können, dass sie die beiden Reibbaugruppen 30, 32 bezüglich einander verdrehen können. Selbstverständlich können derartig ausgebildete Löseeinrichtungen auch bei den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen bzw. der nachfolgend noch beschriebenen Ausgestaltungsform eingesetzt werden.
  • Die 6 zeigt eine Variante, bei welcher eine erfindungsgemäß aufgebaute Verbindungseinrichtung 18, beispielsweise so aufgebaut, wie die in 2 gezeigte Verbindungseinrichtung, zwischen einer Antriebswelle 16 als erste Antriebsstrangbaugruppe und einem hydrodynamischen Drehmomentwandler 80 als zweite Antriebsstrangbaugruppe wirkt. Die Reibscheibe 34 der ers ten Reibbaugruppe 30 ist dabei in ihrem radial inneren Bereich an die Antriebswelle 16 angeschraubt. Die Reibscheibe 36 der zweiten Reibbaugruppe 32 ist in ihrem radial inneren Bereich an einen entsprechenden Verbindungsbereich 82 eines Wandlergehäuses 84 angeschraubt.
  • Da bei dem erfindungsgemäßen Aufbau einer Verbindungseinrichtung die Drehmomentübertragungsfunktionalität durch axiales Aufeinanderzubelasten der beiden Reibbaugruppen erzeugt wird, ist in diesem Bereich der Ausgleich von Axialbewegungsspiel oder Toleranzen, wie dies beispielsweise bei Steckverzahnungen der Fall ist, nicht möglich. Zu diesem Zweck können beispielsweise an den beiden Reibscheiben elastische Elemente, wie z. B. ein Elastomerblock oder eine durch tangentiale Blattfedern realisierte kardanische Verbindung, vorgesehen sein, wobei dann jeweils zumindest eine der Reibscheiben aus zwei bezüglich einander verlagerbaren Bauteilen aufgebaut sein kann. Somit können Achs- und auch Winkelversätze der beiden miteinander zu verbindenden Antriebsstrangbaugruppen kompensiert werden. Auch ist es beispielsweise möglich, eine oder beide der Reibscheiben selbst so zu gestalten, dass beispielsweise in einem Bereich zwischen dem Reibflächenbereich und dem zur festen Anbindung an eine Antriebsstrangbaugruppe durch ondulierte Ausgestaltung oder durch Ausgestaltung mit einer Mehrzahl von Verbindungsarmen realisierte elastische Verformbarkeit erhalten wird. Hierzu ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Reibscheiben bzw. die hierfür speziell ausgebildete Reibscheibe aus Blechmaterial aufgebaut ist.

Claims (20)

  1. Verbindungseinrichtung zur drehfesten Verbindung einer ersten Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere Antriebswelle oder Torsionsschwingungsdämpferanordnung, mit einer zweiten Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere hydrodynamischer Drehmomentwandler oder Kupplung, umfassend eine mit der ersten Antriebsstrangbaugruppe fest zu verbindende erste Reibbaugruppe (30), eine mit der zweiten Antriebsstrangbaugruppe fest zu verbindende zweite Reibbaugruppe (32) sowie eine Vorspannanordnung (44) zum Vorspannen der Reibbaugruppen in gegenseitigen Reibeingriff.
  2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Reibbaugruppe (30, 32) eine ringartige Reibscheibe (34, 36) mit einem Reibflächenbereich (38, 40) umfasst.
  3. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einer Reibscheibe (36) der Reibflächenbereich (40) an einem Reibbelag (42) vorgesehen ist.
  4. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (42) mit organischem Reibmaterial aufgebaut ist.
  5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (42) mit metallischem Reibmaterial, vorzugsweise Sintermaterial, aufgebaut ist.
  6. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächenbereiche (38, 40) im Wesentlichen planar sich radial erstreckend ausgebildet sind.
  7. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächenbereiche (38, 40) kegelstumpfartig ausgebildet sind.
  8. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächenbereiche (38, 40) mit einem Kegelwinkel im Bereich von 10° bis 30°, vorzugsweise etwa 20°, ausgebildet sind.
  9. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheiben (34, 36) in ihrem radial inneren Bereich zur festen Verbindung mit der ersten Antriebsstrangbaugruppe und der zweiten Antriebsstrangbaugruppe ausgebildet sind.
  10. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächenbereiche (38, 40) in einem radial äußeren Bereich der Reibscheiben (34, 36) vorgesehen sind.
  11. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannanordnung (44) wenigstens eine Vorspannfeder (76; 78) umfasst.
  12. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (76) als bistabile Tellerfeder (76) ausgebildet ist.
  13. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Zuordnung zu der Tellerfeder (76) an einer Reibscheibe (34) ein nach radial innen sich erstreckender erster Abstützbereich (54) zur Abstützung der Tellerfeder (76) in einer ersten Axialrichtung vorgesehen ist und an der anderen Reibscheibe (36) ein nach radial außen sich erstreckender zweiter Abstützbereich (58) zur Abstützung der Tellerfeder (76) in einer zweiten Axialrichtung vorgesehen ist.
  14. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Abstützbereiche (54, 58) eine nutartige Abstützeinsenkung (52, 56) axial begrenzt.
  15. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannanordnung (44) wenigstens einen unter der Vorspannung einer Vorspannfeder (78) stehenden keilartigen Vorspannschieber (74) an einer der Reibscheiben (34, 36) und in Zuordnung zu dem wenigstens einen Vorspannschieber (74) eine Vorspannaussparung (68) an der anderen Reibscheibe (34, 36) umfasst.
  16. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorspannschieber (74) durch die Vorspannfeder (78) im Wesentlichen nach radial außen vorgespannt ist.
  17. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Reibbaugruppe (30) ein keilartiges Löseelement (60) vorgesehen ist, welches zum axialen Bewegen der Reibbaugruppen (30, 32) bezüglich einander entgegen der Vorspannwirkung der Vorspannanordnung (44) verlagerbar ist.
  18. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Löseelement (60) an der einen Reibbaugruppe (30) im Wesentlichen radial verschiebbar ist und in einer drehaktivierten Stellung nach radial außen abgestützt ist.
  19. Antriebsstrang für ein Fahrzeug, umfassend zwei durch eine Verbindungseinrichtung (18) nach einem der vorangehenden Ansprüche miteinander verbundene Antriebsstrangbaugruppen (12, 20; 16, 80).
  20. Antriebsstrang nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrangbaugruppen jeweils eine Baugruppe umfassen von: – Antriebswelle, – Torsionsschwingungsdämpferanordnung, – trockenlaufende Reibungskupplung, – nasslaufende Reibungskupplung, – hydrodynamischer Drehmomentwandler, – Fluidkupplung, – Getriebe.
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