DE102008052295A1

DE102008052295A1 - Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE102008052295A1
Application number: DE102008052295A
Authority: DE
Inventors: Martin Gerlach; Hans Jürgen Hauck; Christian Pilz; Tobias Zacher
Original assignee: BorgWarner Inc; Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-10-18
Publication date: 2009-10-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) mit einem Außenlamellenträger (26), der einen rohrförmigen Lamellentragabschnitt (28) und ein Stützteil (42) zur radialen Abstützung des Lamellentragabschnitts (28) aufweist, wobei der Lamellentragabschnitt (28) einen Lamellenraum (66) mit einer in eine erste axiale Richtung (10) weisenden ersten Öffnung (70) umgibt, durch die die Lamellen in den Lamellentragabschnitt (28) einbringbar oder eingebracht sind. Die Lamellenkupplung (2) weist ferner eine mechanische Kupplungsaktuatorik (76) zur Betätigung des von den Lamellen ausgebildeten Lamellenpakets (32) auf. Erfindungsgemäß ist die Kupplungsaktuatorik (76) auf der dem Lamellenraum (66) abgewandten Seite (74) des Stützteils (42) angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanisch betätigbare Lamellenkupplung mit einem Außenlamellenträger, der einen rohrförmigen Lamellentragabschnitt und ein Stützteil zur radialen Abstützung des Lamellentragabschnitts aufweist, wobei der Lamellentragabschnitt einen Lamellenraum mit einer in eine erste axiale Richtung weisenden ersten Öffnung umgibt, durch die die Lamellen in den Lamellentragabschnitt einbringbar oder eingebracht sind, und einer mechanischen Kupplungsaktuatorik zur Betätigung des von den Lamellen ausgebildeten Lamellenpakets.
Aus der DE 10 2006 040 992 A1 ist eine mechanisch betätigbare Lamellenkupplung bekannt, die einen Außenlamellenträger und eine mechanische Kupplungsaktuatorik aufweist. Bei der bekannten Lamellenkupplung umfasst der Außenlamellenträger im Wesentlichen einen rohrförmigen Lamellentragabschnitt zur drehfesten Aufnahme der Außenlamellen und ein Stützteil zur radialen Abstützung des Lamellentragabschnitts an einem feststehenden, nabenförmigen Ende eines Kupplungsdeckels. Der Lamellentragabschnitt umgibt einen Lamellenraum mit einer in eine erste axiale Richtung weisenden ersten Öffnung. Die Lamellen sind bei der Montage der Lamellenkupplung durch diese erste Öffnung in den Lamellenraum eingebracht bzw. einbringbar, während ein Einbringen der Lamellen über das stützteilseitige Ende des Außenlamellenträgers nicht mög lich ist. Die bereits zuvor erwähnte mechanische Kupplungsaktuatorik ist als Tellerfederaktuatorik ausgebildet und dient der Betätigung des von den in den Lamellenraum eingebrachten Lamellen ausgebildeten Lamellenpakets, das heißt, das so gebildete Lamellenpaket kann durch die Kupplungsaktuatorik zusammengedrückt werden, um eine reibschlüssige Drehmomentübertragung zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite der Lamellenkupplung zu bewirken. Die wesentlichen Bestandteile der Kupplungsaktuatorik, nämlich der axial verschiebbare Betätigungskolben und die Tellerfeder sind bei der Montage ebenfalls über die zuvor erwähnte Öffnung in den Lamellenraum eingebracht bzw. einbringbar, so dass sowohl die Lamellen als auch die Kupplungsaktuatorik auf der dem Lamellenraum zugewandten Seite des Stützteils des Außenlamellenträgers angeordnet sind.
Die zuvor beschriebenen mechanisch betätigbaren Lamellenkupplungen nach dem Stand der Technik haben sich bewährt, sind jedoch insofern von Nachteil, als dass die Demontage der bekannten Lamellenkupplungen, die aufgrund von Modifikationen an der Kupplungsaktuatorik oder dem Lamellenpaket notwendig sein kann, erschwert und zeitaufwendig ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mechanisch betätigbare Lamellenkupplung mit einem Außenlamellenträger und einer mechanischen Kupplungsaktuatorik zu schaffen, bei der sowohl die Montage als auch die Demontage vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine mechanisch betätigbare Lamellenkupplung, die von einer hydraulisch betätigbaren Lamellenkupplung, die regelmäßig über einen hydraulisch antreibbaren Betätigungskolben betätigt wird, zu unterscheiden ist. Die erfindungsgemäße Lamellenkupplung weist einen Außenlamellenträger sowie eine mechanische Kupplungsaktuatorik auf. Der Außenlamellenträger weist einen rohrförmigen Lamellentragabschnitt und ein Stützteil zur radialen Abstützung des Lamellentragabschnitts auf. So kann sich der Lamellentragabschnitt im Wesentlichen in axialer Richtung erstrecken und der drehfesten Aufnahme von Außenlamellen dienen, während das Stützteil sich derart in radialer Richtung erstreckt, dass der Lamellentragabschnitt über das Stützteil an einer Nabe, einem Tragrohr o. ä. der Lamellenkupplung in radialer Richtung abgestützt ist. So kann der Außenlamellenträger vorzugsweise topfförmig ausgebildet sein, wobei der Lamellentragabschnitt und zumindest ein Abschnitt des Stützteils besonders bevorzugt einstückig ausgebildet sind. Der Lamellentragabschnitt umgibt einen Lamellenraum mit einer Öffnung, die in eine erste axiale Richtung weist. So sind die Lamellen in entgegengesetzter axialer Richtung über die genannte Öffnung in den Lamellentragabschnitt einbringbar oder eingebracht. In umgekehrter Richtung würde das Stützteil ein Einbringen der Lamellen in den Lamellenraum verhindern. Die mechanische Kupplungsaktuatorik, die vorzugsweise eine verstellbare Tellerfeder und einen der Tellerfeder zugeordneten, axial verschiebbaren Betätigungskolben aufweist, dient der Betätigung bzw. dem Zusammendrücken des von den Lamellen ausgebildeten Lamellenpakets innerhalb des Lamellenraums. Erfindungsgemäß ist die Kupplungsaktuatorik auf der dem Lamellenraum abgewandten Seite des Stützteils angeordnet.
Gemäß der Erfindung ist die mechanische Kupplungsaktuatorik somit nicht auf der dem Lamellenraum zugewandten Seite des Stützteils oder gar vollständig oder teilweise innerhalb des Lamellenraums angeordnet, wie dies in der DE 10 2006 040 992 A1 und der DE 669 35 276 T2 beschrieben ist. Sollte sich nach der Montage herausstellen, dass Modifikationen an dem Lamellenpaket oder der Kupplungsaktuatorik vorgenommen werden müssen, so ist eine Demontage besonders einfach und zeitsparend möglich. Während bei der Lamellenkupplung nach der DE 10 2006 040 992 A1 zunächst die Kupplungsaktuatorik ausgebaut werden müsste, bevor man an das Lamellenpaket gelangen und dieses ausbauen oder modifizieren kann, muss bei der aus der DE 669 35 276 T2 bekannten Lamellenkupplung zunächst das Lamellenpaket ausgebaut werden, bevor man an die Kupplungsaktuatorik gelangen und diese ausbauen oder modifizieren kann. Demgegenüber sind die mechanische Kupplungsaktuatorik und die Lamellen des Lamellenpakets bei der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung besonders schnell zu erreichen. Es ist insbesondere nicht erforderlich, die Lamellen zunächst auszubauen, um an die mechanische Kupplungsaktuatorik zu gelangen, und umgekehrt. Vielmehr sind die Lamellen besonders einfach über die erste Öffnung zu erreichen, während auf die mechanische Kupplungsaktuatorik nicht über die genannte Öffnung zugegriffen werden muss.
Um eine sichere Anordnung und Positionierung der mechanischen Kupplungsaktuatorik zu ermöglichen, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ein Aktuatorikgehäuse, in dem die Kupplungsaktuatorik zumindest teilweise aufgenommen ist, auf der dem Lamellenraum abgewandten Seite des Stützteils angeordnet und an dem Außenlamellenträger befestigt. So sollten bei einer Tellerfederaktuatorik vorzugsweise zumindest eine Tellerfeder und ein axial verschiebbarer Betätigungskolben für das Lamellenpaket innerhalb des Aktuatorikgehäuses angeordnet sein. Bei dieser Ausführungs form bildet somit nicht der Lamellentragabschnitt gleichzeitig das Gehäuse für die mechanische Kupplungsaktuatorik aus, vielmehr wird ein Aktuatorikgehäuse bereitgestellt, das speziell auf die ihm zugedachte Funktion, wie beispielsweise die Aufnahme und teilweise axiale Festlegung der Komponenten der Kupplungsaktuatorik, abgestimmt sein kann, während der Lamellentragabschnitt in erster Linie auf seine Funktion, nämlich die Aufnahme der Lamellen, abgestimmt sein kann. Hierdurch ist eine speziellere Anpassung des Aktuatorikgehäuses und des Lamellentragabschnitts möglich, und deren Herstellung ist vereinfacht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist das Aktuatorikgehäuse unlösbar an dem Außenlamellenträger befestigt. Durch ein derartiges Zusammenfassen des Außenlamellenträgers und des Aktuatorikgehäuses wird eine Baueinheit geschaffen, die die Montage der Lamellen sowie der Komponenten der Kupplungsaktuatorik an der Lamellenkupplung wesentlich vereinfacht. Dabei sollten das Aktuatorikgehäuse und der Außenlamellenträger vorzugsweise miteinander verschweißt sein, so dass zunächst eine separate, einfache Fertigung des Aktuatorikgehäuses und des Außenlamellenträgers möglich ist, bevor diese zusammengeschweißt werden. Im Gegensatz dazu würde eine einstückige Herstellung aus einem Ausgangswerkstück größere fertigungstechnische Probleme aufwerfen.
Um einen schnellen und einfachen Zugriff auf die mechanische Kupplungsaktuatorik zu ermöglichen und somit die Montage und Demontage zu vereinfachen, ist das Aktuatorikgehäuse in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung unter Ausbildung einer in eine entgegengesetzte zweite axiale Richtung weisenden zweiten Öffnung an dem Außenlamellenträger befestigt, wobei die Kupplungsaktuatorik bzw. de ren Komponenten zumindest teilweise durch die zweite Öffnung in das Aktuatorikgehäuse einbringbar oder eingebracht ist. So können die Lamellen in der ersten axialen Richtung durch die erste Öffnung in den Lamellenraum eingebracht und in der zweiten axialen Richtung durch die erste Öffnung aus dem Lamellenraum entfernt werden, während die Komponenten der Kupplungsaktuatorik in die der ersten axialen Richtung entgegengesetzten zweiten axialen Richtung durch die zweite Öffnung in das Aktuatorikgehäuse eingebracht und in der ersten axialen Richtung aus dem Aktuatorikgehäuse entfernt werden können, ohne dass die Kupplungsaktuatorik bzw. das Lamellenpaket hierbei hinderlich wäre.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Kupplungsaktuatorik als Tellerfederaktuatorik mit mindestens einer Tellerfeder ausgebildet. Die Tellerfederaktuatorik ermöglicht eine besonders Platz sparende Anordnung, so dass die axiale Baulänge der Kupplungsaktuatorik und somit auch des Aktuatorikgehäuses besonders gering sein kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist ein radial außenliegender Abschnitt der Tellerfeder verschwenkbar an dem Aktuatorikgehäuse festgelegt. So ermöglicht die verschwenkbare Festlegung einerseits ein Verschwenken der Tellerfeder, die zum Betätigen des Lamellenpakets erforderlich ist, und andererseits eine sichere Festlegung des radial außenliegenden Abschnitts der Tellerfeder in zumindest axialer Richtung und gegebenenfalls auch in radialer Richtung oder/und Umfangsrichtung an dem Aktuatorikgehäuse. Der radial außenliegende Abschnitt der Tellerfeder kann hierbei vorzugsweise von mehreren Federzungen der Tellerfeder gebildet sein, die sich in radialer Rich tung nach außen erstrecken, um dort verschwenkbar an dem Aktuatorikgehäuse festgelegt zu sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der außenliegende Abschnitt der Tellerfeder in axialer Richtung mittelbar oder unmittelbar an einem radialen Vorsprung oder/und an einer Flanke einer radialen Vertiefung des Aktuatorikgehäuses abgestützt. So kann der radiale Vorsprung beispielsweise als umlaufender, radialer Vorsprung an dem Aktuatorikgehäuse ausgebildet sein, während die radiale Vertiefung beispielsweise als umlaufende radiale Vertiefung ausgebildet sein kann. Alternativ können beispielsweise auch mehrere, in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Vorsprünge vorgesehen sein. In diesem Fall wäre das Einbringen der Tellerfeder besonders einfach, wenn diese die bereits zuvor erwähnten Federzungen aufweist, die ebenfalls in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Der Vorsprung und die Vertiefung können beispielsweise ferner an der radial nach innen weisenden Seite des Aktuatorikgehäuses vorgesehen sein, wobei eine lösbare Anordnung des Vorsprungs oder auch der Vertiefung an dem Aktuatorikgehäuse bevorzugt ist, um das Einbringen und die Montage der Tellerfeder in das bzw. in dem Aktuatorikgehäuse zu vereinfachen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der außenliegende Abschnitt der Tellerfeder vorzugsweise mittels eines in axialer Richtung wirkenden ersten Federelementes gegen den Vorsprung oder/und die Flanke der Vertiefung vorgespannt. Auf diese Weise ist eine besonders sichere Positionierung des als Lagerpunkt dienenden außenliegenden Abschnitts der Tellerfeder möglich, ohne dabei besonders enge Fertigungstoleranzen bei der Herstellung von Vorsprung oder/und Vertiefung beachten zu müs sen. Bei dem vorgenannten Lagerpunkt kann auch von einem Stülppunkt der Tellerfeder gesprochen werden, der auf einem Kreis angeordnet ist, der den so genannten Stülpdurchmesser aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung handelt es sich bei dem ersten Federelement um einen gewellten Ring. So können Wellentäler und Wellenberge des gewellten Rings beispielsweise in entgegengesetzte axiale Richtung weisen, um ein in axialer Richtung wirkendes erstes Federelement zu erhalten. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der gewellte Ring eine Unterbrechung aufweist, um ein einfaches Einbringen und Montieren des gewellten Rings zu ermöglichen. Alternativ können jedoch auch eine Tellerfeder oder ein Spannblech als erstes Federelement zum Einsatz kommen, wenngleich der gewellte Ring aufgrund der kurzen axialen Baulänge und der dennoch hohen Vorspannkraft zu bevorzugen ist.
Um das Einbringen der Tellerfeder in das Aktuatorikgehäuse zu vereinfachen, ist der Vorsprung in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung lösbar an dem Aktuatorikgehäuse befestigt. Auf diese Weise kann zunächst die Tellerfeder ungehindert eingebracht werden, um diese erst anschließend durch Einbringen des Vorsprungs festzulegen, wobei der Vorsprung vorzugsweise als Sicherungsring ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der außenliegende Abschnitt der Tellerfeder mittelbar unter Zwischenlage eines Abstützelements an dem Vorsprung oder/und der Flanke der Vertiefung abgestützt. Mit Hilfe des separaten Abstützelements kann somit der Abstand zwi schen dem außenliegenden Abschnitt der Tellerfeder und dem Vorsprung oder/und der Flanke der Vertiefung bestimmt und gegebenenfalls durch Austausch des Abstützelementes variiert werden, um die Lagerstelle der Tellerfeder in axialer Richtung zu versetzen und somit die Eigenschaften der Tellerfederaktuatorik zu verändern. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Abstützelement ringförmig ausgebildet ist, um eine gleichmäßige Abstützung zu erzielen. Auch hier sollte besonders bevorzugt ein unterbrochenes ringförmiges Abstützelement zum Einsatz kommen, um die Montage zu erleichtern. Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn das ringförmige Abstützelement einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, um ein gleichmäßiges Verschwenken der Tellerfeder im Bereich des außenliegenden Abschnitts zu ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist das Aktuatorikgehäuse einen rohrförmigen ersten Gehäuseabschnitt zur verschwenkbaren Festlegung des außenliegenden Abschnitts der Tellerfeder auf. So kann der zuvor erwähnte radiale Vorsprung oder/und die zuvor erwähnte radiale Vertiefung beispielsweise an diesem ersten Gehäuseabschnitt angeordnet sein. Der erste Gehäuseabschnitt kann beispielsweise eine Zentrierung der Tellerfeder in radialer Richtung oder/und eine Festlegung in axialer Richtung bewirken.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der erste Gehäuseabschnitt aus einem ersten rohrförmigen Teil und einem zweiten rohrförmigen Teil zusammengesetzt, die in axialer Richtung ineinandergeschoben sind. So ist der radiale Vorsprung an dem ersten oder zweiten rohrförmigen Teil vorgesehen, um erst nach dem Ineinanderstecken der beiden rohrförmigen Teile eine verschwenkbare Festlegung des außenliegenden Abschnitts der Tellerfeder an dem Ak tuatorikgehäuse zu bewirken. Hierdurch ist die Montage wesentlich vereinfacht.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung, die alternativ oder ergänzend zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform zum Einsatz kommt, ist die radiale Vertiefung durch Ineinanderschieben der beiden rohrförmigen Teile erzeugbar oder erzeugt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die beiden rohrförmigen Teile des ersten Gehäuseabschnitts unverschiebbar miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verschweißt. So ermöglicht diese Ausführungsform bei der Montage zunächst eine exakte Positionierung der Tellerfeder und anschließend, also nach dem Verschweißen o. ä., eine gleichbleibende Anordnung derselben.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die rohrförmigen Teile derart ineinandergeschoben, dass die radiale Vertiefung zur Festlegung des außenliegenden Abschnitts der Tellerfeder oder eine andere radiale Vertiefung zwischen dem radialen Vorsprung an dem einen rohrförmigen Teil einerseits und der Stirnkante des anderen rohrförmigen Teils andererseits ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Stirnkante des einen rohrförmigen Teils zur Begrenzung der Vertiefung bzw. zur Ausbildung der Flanke der Vertiefung herangezogen, ohne dass eine vorangehende spezielle Bearbeitung dieses rohrförmigen Teils notwendig wäre, wodurch dessen Herstellung besonders einfach ist. Auch kann auf die Stirnkante eine besonders große Axialkraft aufgebracht werden, ohne dass es zu einer Deformation des rohrförmigen Teils käme, wodurch eine besonders sichere und gleichbleibende Positionierung des außenliegenden Abschnitts der Tellerfeder möglich ist. Bei der erwähnten anderen radialen Vertiefung kann es sich beispielsweise um eine radiale Vertiefung handeln, in die zwar nicht der außenliegende Abschnitt der Tellerfeder, jedoch das erste Federelement oder ein anderes Abstützelement eingreift, das wiederum an dem außenliegenden Abschnitt der Tellerfeder in axialer Richtung abgestützt ist.
Aufbauend auf der vorangehenden Ausführungsform ist das erste Federelement in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung an der Stirnkante des rohrförmigen Teils einerseits und dem außenliegenden Abschnitt der Tellerfeder andererseits abgestützt. Wie bereits zuvor erläutert, ist hierdurch keine besondere Bearbeitung bzw. Modifikation des rohrförmigen Teils mit der Stirnkante erforderlich.
Um eine besonders sichere Befestigung des Aktuatorikgehäuses an dem Außenlamellenträger zu erreichen, weist das Aktuatorikgehäuse in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung einen mit dem ersten Gehäuseabschnitt verbundenen, radial verlaufenden Gehäuseflanschabschnitt auf, der mit dem Stützteil des Außenlamellenträgers verbunden, vorzugsweise unlösbar verbunden, besonders bevorzugt verschweißt ist. Dank des Gehäuseflanschabschnitts, der vorzugsweise flächig an dem Stützteil des Außenlamellenträgers abgestützt ist, ist ein besonders sicheres Verschweißen des Aktuatorikgehäuses mit dem Außenlamellenträger möglich, ohne dass deren weitere Komponenten, nämlich insbesondere der erste Gehäuseabschnitt und der Lamellentragabschnitt, temparaturbedingt negativ beeinflusst werden. Darüber hinaus ermöglicht der Gehäuseflanschabschnitt eine Verbindung des ersten Gehäuseabschnitts mit einem rohrförmigen zweiten Gehäuseabschnitt zur verschwenkbaren Festle gung einer weiteren Tellerfeder, wie dies nachstehend unter Bezugnahme auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform erläutert wird.
So weist das Aktuatorikgehäuse in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ferner einen rohrförmigen zweiten Gehäuseabschnitt zur verschwenkbaren Festlegung einer weiteren Tellerfeder auf. Auf diese Weise können zwei Tellerfedern bereitgestellt werden, die der Betätigung zweier Kupplungen dienen können, wenn es sich bei der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung beispielsweise um eine Doppel- bzw. Mehrfachkupplung handelt. Dabei sollte der zweite Gehäuseabschnitt vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuseflanschabschnitt und dem ersten Gehäuseabschnitt ausgebildet sein. Falls der erste Gehäuseabschnitt aus zwei oder mehreren rohrförmigen Teilen zusammengesetzt ist, so sollte zumindest das erste rohrförmige Teil des ersten Gehäuseabschnitts einstückig mit dem Gehäuseflanschabschnitt und dem zweiten Gehäuseabschnitt ausgebildet sein. Bei einem auf diese Weise einstückig ausgebildeten Aktuatorikgehäuse, das beispielsweise durch Tiefziehen eines Werkstücks erzeugt werden könnte, ist die Handhabung besonders einfach, zumal das Aktuatorikgehäuse im Wesentlichen in nur einem Arbeitsgang mit dem Außenlamellenträger verbunden bzw. verschweißt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung umgibt das Aktuatorikgehäuse einen Aktuatorikraum zur Aufnahme der Kupplungsaktuatorik. So kann das Aktuatorikgehäuse beispielsweise ringförmig ausgebildet sein und den Aktuatorikraum in radialer Richtung von außen umgeben. Der Aktuatorikraum ist durch das Stützteil von dem Lamellenraum getrennt, der von dem Lamellentragabschnitt umgeben ist. Um dennoch eine Betätigung bzw. ein Zusammendrücken der Lamellen in dem Lamellenraum durch die Kupplungsaktuatorik zu ermöglichen, ist innerhalb des Aktuatorikraums ein axial verschiebbarer Betätigungskolben, vorzugsweise ein Ringkolben, mit Kolbenfingern angeordnet, wobei sich die Kolbenfinger von dem Aktuatorikraum durch Fenster in dem Stützteil des Außenlamellenträgers und gegebenenfalls dem Gehäuseflanschabschnitt des Aktuatorikgehäuses in den Lamellenraum erstrecken. So können die Kolbenfinger beim axialen Verschieben des Betätigungskolbens gegen das Lamellenpaket gedrückt werden, um eine reibschlüssige Drehmomentübertragung zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite der Lamellenkupplung zu bewirken.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die Fenster jeweils von einer Aussparung in dem Stützteil oder dem Gehäuseflanschabschnitt einerseits und einer Aussparung in dem Gehäuseflanschabschnitt oder dem Stützteil andererseits gebildet, die in axialer Richtung fluchtend angeordnet, wobei der Betätigungskolben über den Innen- oder Außenrand der einen Aussparung in radialer Richtung oder/und über die Flanken der anderen Aussparung in Umfangsrichtung zentrierbar oder zentriert ist. Durch diese Verteilung der beiden Zentrierfunktionen auf den Gehäuseflanschabschnitt einerseits und das Stützteil andererseits ist eine besonders genaue Zentrierung möglich.
In einer weiteren, auf der vorangehend beschriebenen Ausführungsform basierenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der Betätigungskolben ausschließlich über den Innen- oder Außenrand der einen Aussparung in radialer Richtung oder/und ausschließlich über die Flanken der anderen Aussparung in Umfangsrichtung zentrierbar oder zentriert, um eine klare Verteilung der beiden Zentrierfunktionen auf die beiden Bauteile zu erzielen.
Um den vorangehend genannten Vorteil zu erzielen, ist die eine Aussparung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in Umfangsrichtung größer oder/und in radialer Richtung kleiner als die andere Aussparung ausgebildet. Auch werden bei einer derartigen Dimensionierung der einander zugeordneten Aussparungen gewisse Positionierungsungenauigkeiten beim Befestigen des Aktuatorikgehäuses an dem Außenlamellenträger ausgeglichen, ohne dass eine exakte Zentrierung des Betätigungskolbens verhindert würde.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist ein in axialer Richtung wirkendes zweites Federelement zum Vorspannen des axial verschiebbaren Betätigungskolbens in dessen Ausgangsposition vorgesehen. Dabei ist das zweite Federelement vorzugsweise als gewellter Ring, Tellerfeder oder Spannblech ausgebildet, wobei der gewellte Ring beispielsweise den zuvor beschriebenen Aufbau des gewellten Rings des ersten Federelements aufweisen kann. Auch in diesem Fall ermöglicht ein zweites Federelement in Form eines gewellten Ringes, einer Tellerfeder oder eines Spannblechs, das vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist, eine wesentlich einfachere Montage als beispielsweise umfangsmäßig verteilte Schraubenfedern, die herkömmlicherweise verwendet werden. Das zweite Federelement sollte bei dieser Ausführungsform besonders bevorzugt einerseits an dem Stützteil oder Gehäuseflanschabschnitt und andererseits an dem Betätigungskolben abgestützt sein, um einen besonders einfachen Aufbau zu erzielen. Sollte das zweite Federelement an dem Gehäuseflanschabschnitt abgestützt sein, so ist es ferner bevorzugt, wenn das zweite Federelement auch in radialer Richtung an dem ersten oder zweiten Gehäuseabschnitt abgestützt ist, zumal hierdurch die Montage der Kupplungsaktuatorik erleichtert wird.
Um die Herstellung der Lamellenkupplung weiter zu vereinfachen, weist der Außenlamellenträger in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ferner einen rohrförmigen zweiten Lamellentragabschnitt auf, wobei der erste Lamellentragabschnitt mit einem ersten Stützabschnitt und der zweite Lamellentragabschnitt mit einem zweiten Stützabschnitt zur radialen Abstützung des ersten bzw. zweiten Lamellentragabschnitts versehen ist und die beiden Stützabschnitte unter Ausbildung des Stützteils des Außenlamellenträgers miteinander verbunden, vorzugsweise unlösbar miteinander verbunden, besonders bevorzugt miteinander verschweißt sind. So könnte der erste Stützabschnitt vorzugsweise lediglich den radialen Abstand zwischen den beiden Lamellentragabschnitten überbrücken, während sich der zweite Stützabschnitt in radialer Richtung bis zur der Abstützstelle erstreckt, um beide Lamellentragabschnitte über das Stützteil in radialer Richtung abzustützen. Bei dieser Ausführungsform gestaltet sich die Herstellung der einzelnen Lamellentragabschnitte mitsamt dem zugehörigen Stützabschnitt besonders einfach, wobei diese anschließend nur noch miteinander verbunden bzw. verschweißt werden müssen. Die Schweißverbindung gewährleistet hierbei eine besonders sichere relative Anordnung des Lamellentragabschnitte zueinander, wobei ein Verschweißen der Stützabschnitte zur Ausbildung des Stützteils keinen negativen Einfluss auf die Funktion der Lamellentragabschnitte hat.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Lamellenkupplung eine Doppel- oder Mehrfachkupplung, vorzugsweise eine konzentrische Doppel- oder Mehrfachkupplung, wobei die Lamellentragabschnitte besonders bevorzugt in radialer Richtung geschachtelt angeordnet sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine teilweise Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in geschnittener Darstellung,
2 eine teilweise Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in geschnittener Darstellung,
3 eine teilweise Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in geschnittener Darstellung,
4 eine teilweise Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in geschnittener Darstellung,
5 eine vergrößerte, perspektivische Detaildarstellung der Lamellenkupplung von 4 im Bereich der Fenster und
6 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der Fenster aus den 1 bis 5.
1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung 2, wobei nachstehend zunächst der Aufbau der Lamellenkupplung 2 beschrieben wird, der für die anderen Ausführungsformen nach den 2 bis 4 entsprechend gilt, und erst im Anschluss auf die Besonderheiten der einzelnen Ausführungsformen eingegangen wird.
Die Lamellenkupplung 2 dient der Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebseinheit 4 und einem Getriebe 6, die in den Figuren lediglich schematisch angedeutet sind. Die Drehachse der Lamellenkupplung 2 ist in den Figuren anhand des Bezugszeichens 8 angedeutet. Die Antriebseinheit 4 ist in der ersten axialen Richtung 10 vor der Lamellenkupplung 2 angeordnet, während das Getriebe 6 in der entgegengesetzten zweiten axialen Richtung 12 hinter der Lamellenkupplung 2 angeordnet ist. In den Figuren sind ferner die einander entgegengesetzten radialen Richtung 14, 16 sowie die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 18, 20 anhand entsprechender Pfeile angedeutet.
Die Lamellenkupplung 2 weist eine der Antriebseinheit 4 zugewandte Eingangsnabe 22 auf, die drehfest mit der nicht dargestellten Ausgangsnabe oder einer Antriebsausgangswelle verbindbar ist. Auf Ihrer der Antriebseinheit 4 abgewandten Seite schließt sich eine Mitnehmerscheibe 24 an die Eingangsnabe 22 an, die drehfest mit der Eingangsnabe 22 verbunden ist und sich in radiale Richtung 14 nach außen erstreckt. In ihrem radial außenliegenden Bereich steht die Mitnehmerscheibe 24 mit einem Außenlamellenträger 26 in Drehmitnahmeverbindung.
Der Außenlamellenträger 26 weist einen außenliegenden rohrförmigen ersten Lamellentragabschnitt 28 und einen innenliegenden rohrförmigen zweiten Lamellentragabschnitt 30 auf, wobei die Lamellentragabschnitte 28, 30 in radialer Richtung 14 bzw. 16 geschachtelt angeordnet sind. Während der erste Lamellentragabschnitt 28 der drehfesten Aufnahme der Außenlamellen eines äußeren Lamellenpakets 32 dient, dient der zweite Lamellentragabschnitt 30 der drehfesten Aufnahme der Außenlamellen eines inneren Lamellenpakets 34, wobei die Außenlamellen in axialer Richtung 10, 12 verschiebbar an dem jeweiligen Lamellentragabschnitt 28, 30 befestigt sind. Wie aus 1 ersichtlich, umgibt das äußere Lamellenpaket 32 das innere Lamellenpaket 34 in radialer Richtung 14 bzw. 16 von außen, das heißt, die Lamellenpakete 32, 34 sind in radialer Richtung 14 bzw. 16 geschachtelt angeordnet, so dass es sich bei der dargestellten Lamellenkupplung 2 um eine konzentrische Doppel- bzw. Mehrfachkupplung handelt.
An das in axiale Richtung 12 weisende Ende des ersten Lamellentragabschnitts 28 schließt sich ein erster Stützabschnitt 36 an, der sich in radiale Richtung 16 nach innen erstreckt, während sich an das in axiale Richtung 12 weisende Ende des den zweiten Lamellentragabschnitts 30 ein zweiter Stützabschnitt 38 anschließt, der sich ausgehend von dem zweiten Lamellentragabschnitt 30 in radiale Richtung 16 nach innen erstreckt. Somit steht weder der erste noch der zweite Lamellentragabschnitt 28, 30 in axialer Richtung 12 über den zugehörigen Stützabschnitt 36, 38 hervor. Der erste Stützabschnitt 36 erstreckt sich lediglich derart weit in radiale Richtung 16 nach innen, dass sich dessen radial innenliegender Abschnitt mit einem radial außenliegenden Abschnitt des zweiten Stützabschnitts 38 überlappt, wenn die Stützabschnitte 36, 38 in axialer Richtung 10 bzw. 12 betrachtet werden. In diesem Überlappungsbereich sind die beiden Stützabschnitte 36, 38 unlösbar mittels einer Schweißverbindung 40 miteinander verbunden. Die Schweißverbindung wurde dabei auf der den Lamellentragabschnitten 28, 30 abgewandten Seite der Stützabschnitte 36, 38 erzeugt, um einer Beschädigung der Lamellentragabschnitte 28, 30 vorzubeugen und den Schweißvorgang zu erleichtern.
Die derart miteinander verbundenen Stützabschnitte 36, 38 bilden ein Stützteil 42 des Außenlamellenträgers 26 aus, das der Abstützung sowohl des ersten als auch des zweiten Lamellentragabschnitts 36, 38 in radialer Richtung 16 nach innen dient. Zu diesem Zweck ist an dem radial nach innen gerichteten Ende des zweiten Stützabschnitts 38 eine Stütznabe 44 vorgesehen, die unter Zwischenlage einer Radiallagers 46 in radialer Richtung 16 an einem Tragteil 48, einem Tragrohr o. ä. abgestützt ist. Die Stütznabe 44 kann dabei von einem abgewinkelten Abschnitt des zweiten Stützabschnitts 38 oder von einer an den zweiten Stützabschnitt 38 angeschweißten Stütznabe 44 gebildet sein (2 bis 4). Letzteres würde eine Fertigung einer Stütznabe 44 ermöglichen, deren Anschlussmaße wesentlich genauer sind. Das aus dem ersten Lamellentragabschnitt 28 und dem ersten Stützabschnitt 36 bestehende Bauteil sowie das aus dem zweiten Lamellentragabschnitt 30 und dem zweiten Stützabschnitt 38 bestehende Bauteil sind vorzugsweise jeweils einstückig ausgebildet und wurden mit Hilfe eines Tiefziehverfahrens erzeugt.
Die Lamellenkupplung 2 weist ferner einen äußeren Innenlamellenträger 50 und einen inneren Innenlamellenträger 52 auf, die wiederum jeweils einen rohrförmigen Lamellentragabschnitt 54, 56 sowie ein mit dem jeweiligen Lamellentragabschnitt 54, 56 verbundenes Stützteil 58, 60 aufweisen. Während der Lamellentragabschnitt 54 der drehfesten Aufnahme der Innenlamellen des äußeren Lamellenpakets 32 dient, dient der Lamellentragabschnitt 56 der drehfesten Aufnahme der Innenlamellen des inneren Lamellenpakets 34, wobei auch die Innenlamellen in axialer Richtung 10, 12 verschiebbar an dem jeweiligen Lamel lentragabschnitt 54, 56 angeordnet sind. Die Innen- und Außenlamellen des jeweiligen Lamellepakets 32, 34 sind in axialer Richtung 10 bzw. 12 wechselweise hintereinander angeordnet. Die sich in radiale Richtung 16 nach innen erstreckenden Stützteile 58, 60, weisen jeweils eine radial innenliegende erste bzw. zweite Ausgangsnabe 62, 64 auf, wobei die erste Ausgangsnabe 62 drehfest mit einer ersten Getriebeeingangswelle und die zweite Ausgangsnabe 64 drehfest mit einer zweiten Getriebeeingangswelle verbindbar ist (nicht dargestellt).
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, ist der Außenlamellenträger 26 im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und umgibt einen ersten Lamellenraum 66 sowie einen zweiten Lamellenraum 68, die im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sind. Der erste Lamellenraum 66 ist in radialer Richtung 14 durch den ersten Lamellentragabschnitt 28, in radialer Richtung 16 durch den zweiten Lamellentragabschnitt 30 und in axialer Richtung durch den ersten Stützabschnitt 36 des Stützteils 42 begrenzt, während der zweite Lamellenraum 68 in radialer Richtung 14 durch den zweiten Lamellentragabschnitt 30 und in axialer Richtung 12 durch den zweiten Stützabschnitt 38 des Stützteils 42 begrenzt ist. So dient der erste Lamellenraum 66 der Aufnahme der Lamellen des ersten Lamellepakets 32, während der zweite Lamellenraum 68 der Aufnahme der Lamellen des zweiten Lamellenpakets 34 dient. Die Lamellen der Lamellenpakete 32, 34 sind dabei über eine in axiale Richtung 10 weisende erste Öffnung 70 des topfförmigen Außenlamellenträgers 26 in den jeweiligen Lamellenraum 66, 68 einbringbar bzw. eingebracht, das heißt, die Lamellen der Lamellenpakete 32, 34 sind bzw. werden in axialer Richtung 12 in die Lamellenräume 66, 68 eingebracht.
Das Stützteil 42 des Außenlamellenträgers 26 weist eine den Lamellenräumen 66, 68 zugewandte, in axiale Richtung 10 weisende Seite 72 und eine den Lamellenräumen 66, 68 abgewandte, in axiale Richtung 12 weisende Seite 74 auf. Auf der den Lamellenräumen 66, 68 abgewandten Seite 74 des Stützteils 42 des Außenlamellenträgers 26 ist eine mechanische Kupplungsaktuatorik 76 zum Betätigen bzw. zum Zusammendrücken des ersten oder/und zweiten Lamellenpakets 32, 34 vorgesehen, es handelt sich hierbei demzufolge nicht um eine hydraulisch, sondern um eine mechanisch betätigbare Lamellenkupplung 2. Indem die mechanische Kupplungsaktuatorik 76 auf der den Lamellenräumen 66, 68 abgewandten Seite 74 des Stützteils 42 des Außenlamellenträgers 26 angeordnet ist, sind sowohl die Komponenten der mechanischen Kupplungsaktuatorik 76 als auch die Lamellen der Lamellenpakete 32, 34 wesentlich einfacher unabhängig voneinander erreichbar und gegebenenfalls ausbaubar, sofern eine Demontage oder/und eine Modifikation der genannten Bestandteile erforderlich wird.
Die mechanische Kupplungsaktuatorik 76 ist als so genannte Tellerfederaktuatorik ausgebildet und weist unter anderem eine erste Tellerfeder 78 zur Betätigung des äußeren Lamellenpakets 32 und eine zweite Tellerfeder 80 zur Betätigung des inneren Lamellenpakets 34 auf. Die Tellerfedern 78, 80 weisen jeweils einen radial außenliegenden Abschnitt 82, 84, einen radial mittleren Abschnitt 86, 88 und einen radial innenliegenden Abschnitt 90, 92 auf. Der radial innenliegende Abschnitt 90, 92 kann jeweils in axialer Richtung 10 mit Kraft beaufschlagt werden, wobei bezüglich der hierfür erforderlichen Mechanik auf den Stand der Technik verwiesen sein soll. Dem mittleren Abschnitt 86 bzw. 88 ist ein axial verschiebbarerer erster Betätigungskolben 94 bzw. ein axial verschiebbarer zweiter Betätigungskolben 96 zugeordnet, wobei der erste Betätigungskolben 94 der Betätigung des äußeren Lamellen pakets 32 und der zweite Betätigungskolben 94 der Betätigung des inneren Lamellenpakets 34 dient. Beide Betätigungskolben 94, 96 sind als Ringkolben ausgebildet und weisen in axiale Richtung 10 hervorstehende Kolbenfinger 98, 100 auf, die in Umfangsrichtung 18, 20 voneinander beabstandet angeordnet sind und auf deren Bedeutung später näher eingegangen wird.
Um die radial außenliegenden Abschnitte 82, 84 der Tellerfedern 78, 80 verschwenkbar festzulegen, so dass die Tellerfeder 78, 80 die auf den radial innenliegenden Abschnitt 90, 92 aufgebrachte Kraft in der Art eines Hebels auf den an dem mittleren Abschnitt 86, 88 angrenzenden Betätigungskolben 94, 96 übertragen kann, ist ferner ein Aktuatorikgehäuse 102 vorgesehen. Das Aktuatorikgehäuse 102 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und begrenzt einen Aktuatorikraum 104 in radialer Richtung 14 nach außen. In dem Aktuatorikraum 104 sind die Komponenten der Kupplungsaktuatorik 76, insbesondere deren Tellerfedern 78, 80 und deren Betätigungskolben 94, 96, zumindest teilweise aufgenommen. Auch das Aktuatorikgehäuse 102 ist auf der den Lamellenräumen 66, 68 abgewandten Seite 74 des Stützteils 42 des Außenlamellenträgers 26 angeordnet und an dem Außenlamellenträger befestigt.
Das Aktuatorikgehäuse 102 weist einen außenliegenden rohrförmigen ersten Gehäuseabschnitt 106 auf, der sich in axialer Richtung 10, 12 erstreckt. An das in axiale Richtung 10 weisende Ende des ersten Gehäuseabschnitts 106 schließt sich ein Gehäuseflanschabschnitt 108 des Aktuatorikgehäuses 102 an, der sich in radiale Richtung 16 nach innen erstreckt und im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist. An das in radiale Richtung 16 nach innen weisende Ende des Gehäuseflanschabschnitts 108 schließt sich wiederum ein innenliegender rohrförmiger zweiter Gehäuseabschnitt 110 an, der sich in axialer Richtung 10, 12 erstreckt. Somit weist das ringförmige Aktuatorikgehäuse 102 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, wobei der erste Gehäuseabschnitt 106, der Gehäuseflanschabschnitt 108 und der zweite Gehäuseabschnitt 110 einstückig, vorzugsweise als zusammenhängendes Tiefziehteil ausgebildet sind. Der zweite Gehäuseabschnitt 110 weist eine geringere axiale Baulänge als der erste Gehäuseabschnitt 106 auf, um eine Kollision zwischen der ersten Tellerfeder 78 bzw. dem ersten Betätigungskolben 94 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 110 zu verhindern.
In den vorliegenden Ausführungsformen liegt der Gehäuseflanschabschnitt 110 an der den Lamellenräumen 66, 68 abgewandten Seite 74 des Stützteils 42 an. Dabei ist der Gehäuseflanschabschnitt 108 unlösbar mit dem Stützteil 42 des Außenlamellenträgers 26 verschweißt, wie dies anhand der Schweißverbindung 112 angedeutet ist. Die Schweißverbindung 112 ist dabei in radialer Richtung 14 außen zwischen den einander zugewandten Seiten von Gehäuseflanschabschnitt 108 und Stützteil 42 angeordnet, so dass während des Schweißvorgangs nicht in den Aktuatorikraum 104 eingegriffen werden muss, was zu einer negativen Beeinflussung der rohrförmigen Gehäuseabschnitte 106, 110 führen könnte und außerdem den Schweißvorgang erschweren würde.
Wie bereits zuvor erwähnt, weisen die Betätigungskolben 94, 96 axial hervorstehende Kolbenfinger 98, 100 auf. Die Kolbenfinger 98, 100 erstrecken sich ausgehend von dem Aktuatorikraum 104 in axialer Richtung 10 durch Fenster 114, 116 in dem Stützteil 42 des Außenlamellenträgers 26 bzw. des Gehäuseflanschabschnitts 108 des Aktuatorikgehäuses 102. Der spezielle Aufbau der Fenster 114 wird später eingehender unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert.
Das Aktuatorikgehäuse 102 ist unter Ausbildung einer in die zweite axiale Richtung 12 weisenden zweiten Öffnung 118 an dem Außenlamellenträger 26 befestigt, wobei die Betätigungskolben 94, 96 und die Tellerfedern 78, 80 der Kupplungsaktuatorik 76 in axialer Richtung 10 durch die zweite Öffnung 118 in den Aktuatorikraum 104 des Aktuatorikgehäuses 102 einbringbar bzw. eingebracht sind. Somit werden die Kupplungsaktuatorik 76 und die Lamellen der Lamellenpakete bezogen auf den Außenlamellenträger 26 und das Aktuatorikgehäuse 102 in entgegengesetzten axialen Richtungen 10, 12 ein- bzw. ausgebaut, wodurch die Montage und Demontage vereinfacht ist.
Um die radial außenliegenden Abschnitte 82, 84 der Tellerfeder verschwenkbar an dem Aktuatorikgehäuse 102 festlegen zu können, ist das Aktuatorikgehäuse 102 ferner wie folgt ausgebildet. So ist an den beiden, in radialer Richtung 14, 16 geschachtelt angeordneten Gehäuseabschnitten 106, 110 jeweils mindestens ein in radialer Richtung 16 nach innen hervorstehender radialer Vorsprung 120, 122 vorgesehen. So kann beispielsweise ein in Umfangsrichtung 18, 20 umlaufender radialer Vorsprung 120, 122 vorgesehen sein. Vorzugsweise können auch mehrere in Umfangsrichtung 18, 20 voneinander beabstandete radiale Vorsprünge 120, 122 vorgesehen sein, zumal hierdurch das Einbringen der Tellerfedern 78, 80 erleichtert ist, insbesondere wenn diese radial nach außen weisende und ebenfalls in Umfangsrichtung 18, 20 voneinander beabstandete Federzungen aufweisen.
Im vorliegenden Beispiel sind die radialen Vorsprünge 120, 122 durch teilweises oder gänzliches Umbiegen der dem Gehäuseflanschabschnitt 108 abgewandten Kanten der Gehäuseabschnitte 106, 110 erzeugt. Um die ra dial außenliegenden Abschnitte 82, 84 axial festzulegen, sind diese in axialer Richtung 12 an dem jeweiligen radialen Vorsprung 120, 122 mittelbar oder unmittelbar abgestützt. Alternativ oder ergänzend zu dem radialen Vorsprung 120, 122 kann auch eine radiale Vertiefung in dem jeweiligen Gehäuseabschnitt 106, 110 des Aktuatorikgehäuses 102 vorgesehen sein, innerhalb derer der radial außenliegende Abschnitt 82, 84 der Tellerfeder 78, 80 axial abgestanden ist. Darüber hinaus können die radialen Vorsprünge 120, 122 auch lösbar an dem jeweiligen Gehäuseabschnitt 106, 110 angeordnet und vorzugsweise als lösbarer Sicherungsring ausgebildet sein, um ein einfaches Einbringen und Festlegen der Tellerfedern 78, 80 zu ermöglichen.
Nachstehend werden die Besonderheiten der Ausführungsformen nach den 1 bis 4 beschrieben, wobei die vorangehende Beschreibung für alle Ausführungsformen gleichermaßen gilt.
Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist der erste Gehäuseabschnitt 106 einteilig ausgebildet. Der radial außenliegende Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 liegt unmittelbar an dem radialen Vorsprung 120 an, während der radial außenliegende Abschnitt 84 der zweiten Tellerfeder 80 in axialer Richtung 12 mittelbar unter Zwischenlage eines ringförmigen Abstützelements 124 mit kreisförmigem Querschnitt an dem radialen Vorsprung 122 abgestützt ist. In entgegengesetzter axialer Richtung 10 ist der radial außenliegende Abschnitt 84 der zweiten Tellerfeder 80 an einem in axiale Richtung 12 gewölbten oder hervorstehenden Abschnitt des Stützteils 42 des Außenlamellenträgers 26 abgestützt.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Lamellenkupplung 2, wobei nachstehend lediglich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform eingegangen wird, die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung diesbezüglich entsprechend gilt.
Bei der zweiten Ausführungsform der Lamellenkupplung 2 ist der erste Gehäuseabschnitt 106 zweiteilig aufgebaut und setzt sich aus einem ersten rohrförmigen Teil 126, das einstückig mit dem Gehäuseflanschabschnitt 108 ausgebildet ist, und einem zweiten rohrförmigen Teil 128 zusammen, die in axialer Richtung 10, 12 ineinandergeschoben sind. Der zuvor erwähnte radiale Vorsprung 120 ist dabei an dem zunächst separate ausgebildeten zweiten rohrförmigen Teil 128 vorgesehen. Beim Einbau der Kupplungsaktuatorik 76 kann die erste Tellerfeder 78 in das zweite rohrförmige Teil 128 eingebracht werden, um das zweite rohrförmige Teil 128, das einen geringeren Durchmesser als das erste rohrförmige Teil 126 aufweist, anschließend in axialer Richtung 10 in das erste rohrförmige Teil 128 einzuschieben. Im Anschluss daran wird das erste rohrförmige Teil 126 mit dem zweiten rohrförmigen Teil 128 verschweißt, wobei die Schweißverbindung 130 in radialer Richtung 14 außen an dem ersten Gehäuseabschnitt 106 angeordnet ist, um den Schweißvorgang zu erleichtern.
Bei der zweiten Ausführungsform ist ferner der radial außenliegende Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 unter Zwischenlage eines Abstützelementes 124 in axialer Richtung 12 an dem radialen Vorsprung 120 abgestützt. Darüber hinaus sind die radial außenliegenden Abschnitte 82, 84 der Tellerfedern 78, 80 mittels in axialer Richtung 12 wirkender erster Federelemente 132, 134 gegen den zugehörigen radialen Vorsprung 120, 122 vorgespannt. Während das erste Federelement 132 einerseits an dem radial außenliegenden Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 und andererseits an dem Gehäuseflanschabschnitt 108 des Aktu atorikgehäuses 102 abgestützt ist, ist das erste Federelement 134 einerseits an dem radial außenliegenden Abschnitt 84 der zweiten Tellerfeder 80 und andererseits an dem Stützteil 42 des Außenlamellenträgers 26 abgestützt. Bei dem ersten Federelement 132 handelt es sich um ein Spannblech, während es sich bei dem ersten Federelement 134 um einen gewellten Ring handelt, dessen Wellentäler und Wellenberge in axialer Richtung 10, 12 voneinander beabstandet sind. Grundsätzlich können die beiden ersten Federelemente 132, 134 von einem gewellten Ring, einem Spannblech oder einer Tellerfeder gebildet sein.
Um die Betätigungskolben 94, 96 in eine Ausgangsposition, in der die Lamellenpakete 32, 34 nicht zusammengedrückt sind, vorzuspannen, sind ferner in axiale Richtung 10, 12 wirkende zweite Federelemente 136, 138 vorgesehen. So ist das zweite Federelement 136 einerseits an dem Gehäuseflanschabschnitt 108 und andererseits an dem ersten Betätigungskolben 94 abgestützt, während das zweite Federelement 138 einerseits an dem Stützteil 42 und andererseits an dem zweiten Betätigungskolben 96 abgestützt ist. Grundsätzlich können die zweiten Federelemente 136, 138 wiederum jeweils als gewellter Ring, Tellerfeder oder Spannblech ausgebildet sein.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Lamellenkupplung 2, wobei nachstehend lediglich auf die Unterschiede zu der zweiten Ausführungsform eingegangen wird, die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung diesbezüglich entsprechend gilt.
Bei der dritten Ausführungsform nach 3 weist das zweite rohrförmige Teil 128 einen größeren Durchmesser als das erste rohrförmige Teil 126 auf, so dass das zweite rohrförmige Teil 128 das erste rohrförmi ge Teil 126 nach dem Ineinanderschieben umgibt. Durch das Ineinanderschieben der beiden rohrförmigen Teile 126, 128 entsteht in axialer Richtung zwischen dem radialen Vorsprung 120 des zweiten rohrförmigen Teils 128 einerseits und der dem Gehäuseflanschabschnitt 108 abgewandten Stirnkante 140 des ersten rohrförmigen Teils 126 andererseits eine radiale Vertiefung 142, in die der außenliegende Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 in radialer Richtung 14 eingreift. Somit ist der radial außenliegende Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 in axialer Richtung 12 an dem radialen Vorsprung 120 und in axialer Richtung 10 an der Stirnkante 140 abgestützt. Man könnte auch davon sprechen, dass der radial außenliegende Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 an den Flanken der radialen Vertiefung 142 abgestützt ist. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Federelement 132 ferner an der Stirnkante 140 einerseits und dem radial außenliegenden Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 andererseits abgestützt, wobei zu diesem Zweck vorzugsweise ein erstes Federelement 132 in Form eines gewellten Rings zum Einsatz kommt.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Lamellenkupplung 2, wobei nachstehend lediglich auf die Unterschiede zu der dritten Ausführungsform eingegangen wird, die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung diesbezüglich entsprechend gilt.
Bei der vierten Ausführungsform nach 4 wird eine Tellerfeder als erstes Federelement 132 verwendet. So muss sich der radial außenliegende Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 nicht notgedrungen bis in die zwischen dem Vorsprung 120 und der Stirnkante 140 ausgebildete radiale Vertiefung 142 erstrecken, vielmehr wird die Abstützung des außenliegenden Abschnitts 82 der ers ten Tellerfeder 78 in axialer Richtung 10 an der Stirnkante 140 über das sich weiter radial nach innen erstreckende erste Federelement 132 bewirkt, dass wiederum einerseits an der Stirnkante 140 und andererseits an dem radial außenliegenden Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder abgestützt ist. Aus 4 ist ferner ersichtlich, dass auch das erste Federelement 134 nunmehr von einer weiteren Tellerfeder gebildet ist. Darüber hinaus wurde auf das Abstützelement 124 für den radial außenliegenden Abschnitt 82 der ersten Tellerfeder 78 verzichtet, vielmehr wurde der radiale Vorsprung 120, an dem der radial außenliegende Abschnitt 82 nunmehr unmittelbar anliegt, gekrümmt bzw. gebogen ausgebildet.
Um eine sichere und einfache Zentrierung des ersten Betätigungskolbens 94 gegenüber der aus dem Aktuatorikgehäuse 102 und dem Außenlamellenträger 26 zusammengesetzten Baueinheit zu erreichen, weisen die Fenster 114 eine besondere Ausgestaltung auf, die für alle vorangehenden Ausführungsformen gilt und nachstehend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert wird.
So sind die Fenster 114 jeweils von einer ersten Aussparung 144 in dem Gehäuseflanschabschnitt 108 einerseits und einer zweiten Aussparung 146 in dem Stützteil 42 bzw. dem ersten Stützabschnitt 36 andererseits gebildet, die in axialer Richtung 10, 12 fluchtend hintereinander angeordnet sind. Dabei ist die erste Aussparung 144 in Umfangsrichtung 18, 20 größer oder/und in radialer Richtung 14, 16 kleiner als die zweite Aussparung 146 ausgebildet, wie dies insbesondere in 6 zu erkennen ist. So verbleibt letztlich ein Überlappungsbereich der beiden Aussparungen 144, 146, wenn diese in axialer Richtung 10, 12 betrachtet werden, wobei der Überlappungsbereich das Fenster 114 ausbildet.
Die radiale Zentrierung des ersten Betätigungskolbens 94 erfolgt, vorzugsweise ausschließlich, durch radiale Abstützung des Kolbenfingers 98 an dem Innen- oder Außenrand 148 bzw. 150 der ersten Aussparung 144 in dem Gehäuseflanschabschnitt 108, während die Zentrierung des ersten Betätigungskolbens 94 in Umfangsrichtung 18, 20 bzw. die Festlegung der Drehposition relativ zu dem Aktuatorikgehäuse 108 oder dem Außenlamellenträger 26, vorzugsweise ausschließlich, durch Abstützung des Kolbenfingers 98 in Umfangsrichtung 18, 20 an den Flanken 152, 154 der zweiten Aussparung 146 in dem Stützteil 42 erfolgt. Die Verteilung dieser beiden Zentrierfunktionen auf zwei Teile, nämlich auf den Gehäuseflanschabschnitt 108 einerseits und das Stützteil 42 andererseits, vereinfacht die Zentrierung des ersten Betätigungskolbens 94. Vorzugsweise sollte die Zentrierung des zweiten Betätigungskolbens 96 auf die gleiche Weise erfolgen, wenngleich dies nicht in den 1 bis 4 gezeigt ist.

2: Lamellenkupplung
4: Antriebseinheit
6: Getriebe
8: Drehachse
10: erste axiale Richtung
12: zweite axiale Richtung
14: radiale Richtung
16: radiale Richtung
18: Umfangsrichtung
20: Umfangsrichtung
22: Eingangsnabe
24: Mitnehmerscheibe
26: Anßenlamellenträger
28: erster Lamellentragabschnitt
30: zweiter Lamellentragabschnitt
32: äußeres Lamellenpaket
34: inneres Lamellenpaket
36: erster Stützabschnitt
38: zweiter Stützabschnitt
40: Schweißverbindung
42: Stützteil
44: Stütznabe
46: Radiallager
48: Tragteil
50: äußerer Innenlamellenträger
52: innerer Innenlamellenträger
54: Lamellentragabschnitt
56: Lamellentragabschnitt
58: Stützteil
60: Stützteil
62: erste Ausgangsnabe
64: zweite Ausgangsnabe
66: erster Lamellenraum
68: zweiter Lamellenraum
70: erste Öffnung
72: zugewandte Seite
74: abgewandte Seite
76: mechanische Kupplungsaktuatorik
78: erste Tellerfeder
80: zweite Tellerfeder
82: radial außenliegender Abschnitt
84: radial innenliegender Abschnitt
86: radial mittlerer Abschnitt
88: radial mittlerer Abschnitt
90: radial innenliegender Abschnitt
92: radial innenliegender Abschnitt
94: erster Betätigungskolben
96: zweiter Betätigungskolben
98: Kolbenfinger
100: Kolbenfinger
102: Aktuatorikgehäuse
104: Aktuatorikraum
106: erster Gehäuseabschnitt
108: Gehäuseflanschabschnitt
110: zweiter Gehäuseabschnitt
112: Schweißverbindung
114: Fenster
116: Fenster
118: zweite Öffnung
120: radialer Vorsprung
122: radialer Vorsprung
124: Abstützelement
126: erster rohrförmiges Teil
128: zweites rohrförmiges Teil
130: Schweißverbindung
132: erstes Federelement
134: erster Federelement
136: zweites Federelement
138: zweites Federelement
140: Stirnkante
142: radiale Vertiefung
144: erste Aussparung
146: zweite Aussparung
148: Innenrand
150: Außenrand
152: Flanke
154: Flanke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006040992 A1 [0002, 0007, 0007]
- DE 66935276 T2 [0007, 0007]

Claims

Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) mit einem Außenlamellenträger (26), der einen rohrförmigen Lamellentragabschnitt (28) und ein Stützteil (42) zur radialen Abstützung des Lamellentragabschnitts (28) aufweist, wobei der Lamellentragabschnitt (28) einen Lamellenraum (66) mit einer in eine erste axiale Richtung (10) weisenden ersten Öffnung (70) umgibt, durch die die Lamellen in den Lamellentragabschnitt (28) einbringbar oder eingebracht sind, und einer mechanischen Kupplungsaktuatorik (76) zur Betätigung des von den Lamellen ausgebildeten Lamellenpakets (32), dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsaktuatorik (76) auf der dem Lamellenraum (66) abgewandten Seite (74) des Stützteils (42) angeordnet ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuatorikgehäuse (102), in dem die Kupplungsaktuatorik (76) zumindest teilweise aufgenommen ist, auf der dem Lamellenraum (66) abgewandten Seite (74) des Stützteils (42) angeordnet und an dem Außenlamellenträger (26) befestigt, vorzugsweise unlösbar befestigt, besonders bevorzugt angeschweißt ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorikgehäuse (102) unter Ausbildung einer in eine entgegengesetzte zweite axiale Richtung (12) weisenden zweiten Öffnung (118) an dem Außenlamellenträger (26) befestigt ist, wobei die Kupplungsaktuatorik (76) zumindest teilweise durch die zweite Öffnung (118) in das Aktuatorikgehäuse (102) einbringbar oder eingebracht und vorzugsweise als Tellerfederak tuatorik mit mindestens einer Tellerfeder (78) ausgebildet ist, wobei ein radial außenliegender Abschnitt (82) der Tellerfeder (78) verschwenkbar an dem Aktuatorikgehäuse (102) festgelegt ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der radial außenliegende Abschnitt (82) der Tellerfeder (78) in axialer Richtung (10, 12) mittelbar oder unmittelbar an einem radialen Vorsprung (120) oder/und an einer Flanke einer radialen Vertiefung (142) des Aktuatorikgehäuses (102) abgestützt ist, wobei der radial außenliegende Abschnitt (82) der Tellerfeder (78) vorzugsweise mittels eines in axialer Richtung (10, 12) wirkenden ersten Federelementes (132) gegen den Vorsprung (120) oder/und die Flanke der Vertiefung (142) vorgespannt ist, wobei es sich bei dem ersten Federelement (132) besonders bevorzugt um einen gewellten Ring, eine Tellerfeder oder ein Spannblech handelt.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (120) lösbar an dem Aktuatorikgehäuse (102) befestigt ist, wobei der Vorsprung (120) vorzugsweise als Sicherungsring ausgebildet ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der radial außenliegende Abschnitt (82) der Tellerfeder (78) mittelbar unter Zwischenlage eines Abstützelements (124), vorzugsweise eines ringförmigen Abstützelements (124), besonders bevorzugt eines ringförmigen Abstützelements (124) mit kreisförmigem Querschnitt, an dem Vorsprung (120) oder/und der Flanke der Vertiefung (142) abgestützt ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorikgehäuse (102) einen rohrförmigen ersten Gehäuseabschnitt (106) zur verschwenkbaren Festlegung des außenliegenden Abschnitts (82) der Tellerfeder (78) aufweist, der vorzugsweise aus einem ersten rohrförmigen Teil (126) und einem zweiten rohrförmigen Teil (128) zusammengesetzt ist, die in axialer Richtung (10, 12) ineinandergeschoben sind, wobei der radiale Vorsprung (120) an dem ersten oder zweiten rohrförmigen Teil (126; 128) vorgesehen ist oder/und die radiale Vertiefung (142) durch Ineinanderschieben der beiden rohrförmigen Teile (126, 128) erzeugbar oder erzeugt ist, und die rohrförmigen Teile (126, 128) vorzugsweise unverschiebbar miteinander verbunden, besonders bevorzugt miteinander verschweißt sind.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmigen Teile (126, 128) derart ineinandergeschoben sind, dass die radiale Vertiefung (142) zur Festlegung des außenliegenden Abschnitts (82) der Tellerfeder (78) oder eine andere radiale Vertiefung (142) zwischen dem Vorsprung (120) an dem einen rohrförmigen Teil (128) einerseits und der Stirnkante (140) des anderen rohrförmigen Teils (126) andererseits ausgebildet ist, wobei das erste Federelement (132) vorzugsweise an der Stirnkante (140) einerseits und dem außenliegenden Abschnitt (82) der Tellerfeder (78) andererseits abgestützt ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorikgehäuse (102) einen mit dem ersten Gehäuseabschnitt (106) verbundenen, radial verlaufenden Gehäuseflanschabschnitt (108) aufweist, der mit dem Stützteil (42) des Außenlamellenträgers (26) verbunden, vorzugsweise unlösbar verbunden, besonders bevorzugt verschweißt ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorikgehäuse (102) ferner einen rohrförmigen zweiten Gehäuseabschnitt (110) zur verschwenkbaren Festlegung einer weiteren Tellerfeder (80) aufweist, wobei der zweite Gehäuseabschnitt (110) vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuseflanschabschnitt (108) und dem ersten Gehäuseabschnitt (106) oder zumindest dem ersten rohrförmigen Teil (126) des ersten Gehäuseabschnitts (106) ausgebildet ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorikgehäuse (102) einen Aktuatorikraum (104) zur Aufnahme der Kupplungsaktuatorik (76) umgibt, der über das Stützteil (42) von dem Lamellenraum (66) getrennt ist, wobei innerhalb des Aktuatorikraums (104) ein axial verschiebbarer Betätigungskolben (94), vorzugsweise ein Ringkolben, mit Kolbenfingern (96) angeordnet ist, die sich von dem Aktuatorikraum (104) durch Fenster (116) in dem Stützteil (42) des Außenlamellenträgers (26) und gegebenenfalls dem Gehäuseflanschabschnitt (108) des Aktuatorikgehäuses (102) in den Lamellenraum (66) erstrecken.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster (114) jeweils von einer Aussparung (146; 144) in dem Stützteil (42) oder dem Gehäuseflanschabschnitt (108) einerseits und einer Aussparung (144; 146) in dem Gehäuseflanschabschnitt (108) oder dem Stützteil (42) andererseits gebildet sind, die in axialer Richtung (10, 12) fluchtend angeordnet sind, wobei der Betätigungskolben (94), vorzugsweise ausschließlich, über den Innen- oder Außenrand (148; 150) der einen Aussparung (144) in radialer Richtung (14, 16) oder/und, vorzugsweise ausschließlich, über die Flanken (152, 154) der anderen Aussparung (146) in Umfangsrichtung (18, 20) zentrierbar oder zentriert ist, wobei die eine Aussparung (144) besonders bevorzugt in Umfangsrichtung (18, 20) größer und in radialer Richtung kleiner (14, 16) als die andere Aussparung (146) ausgebildet ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein in axialer Richtung (10, 12) wirkendes zweites Federelement (136) zum Vorspannen des Betätigungskolben (94) in dessen Ausgangsposition vorgesehen ist, wobei das zweite Federelement (136) vorzugsweise als gewellter Ring, Tellerfeder oder Spannblech ausgebildet und vorzugsweise einerseits an dem Stützteil (42) oder Gehäuseflanschabschnitt (108) und andererseits an dem Betätigungskolben (94) abgestützt ist.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (26) ferner einen rohrförmigen zweiten Lamellentragabschnitt (30) aufweist, wobei der erste Lamellentragabschnitt (28) mit einem ersten Stützabschnitt (36) und der zweite Lamellentragabschnitt (30) mit einem zweiten Stützabschnitt (38) zur radialen Abstützung des ersten bzw. zweiten Lamellentragabschnitts (28, 30) versehen ist und die beiden Stützabschnitte (36, 38) unter Ausbildung des Stützteils (42) des Außenlamellenträgers (26) miteinander verbunden, vorzugsweise unlösbar miteinander verbunden, besonders bevorzugt miteinander verschweißt sind.
Mechanisch betätigbare Lamellenkupplung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung (2) eine Doppel- oder Mehrfachkupplung, vorzugsweise eine konzentrische Doppel- oder Mehrfachkupplung ist, wobei die Lamellentragabschnitte (28, 30) besonders bevorzugt in radialer Richtung (14, 16) geschachtelt angeordnet sind.