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Die Erfindung betrifft eine Doppelreibungskupplung für ein Fahrzeug. Die Doppelreibungskupplung weist zwei Kupplungsscheiben mit Reibungsbelägen auf. Die Kupplungsscheiben sind auf jeweils einer Abtriebswelle drehfest und achsverschieblich angeordnet. Anpressplatten pressen die Reibungsbeläge der Kupplungsscheiben auf Antriebsflächen. Dabei sind die Anpressplatten mechanisch miteinander gemeinsam achsverschieblich verbunden.
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Eine derartige Doppelreibungskupplung ist aus der Patentschrift
DE 33 27 984 C2 bekannt. Das Prinzip einer derartigen Doppelreibungskupplung gemäß dem Stand der Technik zeigen
6 und
7 im nicht aktivierten Zustand bzw. im aktivierten Zustand.
8 zeigt eine Ausführungsform der bekannten Doppelreibungskupplung in einem schematischen Querschnitt.
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6 zeigt eine Prinzipskizze der Doppelreibungskupplung im nicht aktivierten Zustand in einem Kupplungsgehäuse 24. Das Kupplungsgehäuse 24 ist mit einer Antriebswelle 23 achsfest und drehfest verbunden. Die Antriebswelle 23 kann beispielsweise die Antriebswelle eines Getriebes sein. Das Kupplungsgehäuse 24 weist zwei innere einander gegenüber liegende Antriebsflächen 14 und 15 auf. Diese Antriebsflächen dienen zur Anlage von Kupplungsscheiben 6 und 7, die auf zwei zueinander konzentrischen Abtriebswellen 9 bzw. 10 angeordnet sind, wobei jede der Abtriebswellen 9 und 10 mit einer der beiden Kupplungsscheiben 6 und 7 verdrehfest und axial verschieblich verbunden ist.
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Ferner weist die bekannte Doppelreibungskupplung in dem Kupplungsgehäuse 24 zwei zum Anpressen der Kupplungsscheiben 5 und 6 gegen die Antriebsflächen 14 und 15 des Kupplungsgehäuses 24 Anpressplatten 11 und 12 auf. Von den Anpressplatten 11 und 12 ist eine erste Anpressplatte mittels eines Aktors 17 bzw. mittels eines Ausrückhebels, der von einem Ausrücklager 25 beaufschlagt wird, gegen die Kraft einer Anpressfeder 26 von der ersten Kupplungsscheibe lösbar. In dieser Position des Aktors 17 ist die Kupplungsscheibe 6 im Reibschluss mit der Antriebsfläche 14 des Kupplungsgehäuses 24, so dass das Drehmoment der ersten Abtriebswelle 9 über die axial verschiebliche Kupplungsscheibe 6 und das Kupplungsgehäuse 24 auf die Antriebswelle 23 beispielsweise eines Getriebes übertragen wird.
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Eine zweite Anpressplatte 12 ist frei schwimmend gelagert und kann nach dem Lösen der ersten Kupplungsscheibe 6 bei weitergehender Verschwenkung des Ausrückhebels bzw. Aktors 17 von der ersten Anpressplatte 12 gegen die zweite Kupplungsscheibe 7 gedrückt werden und diese zur Bildung einer Reibschlussverbindung an die zugehörige gehäusefeste Antriebsfläche 15 gepresst werden.
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Diese Situation zeigt die nachfolgende 7, bei der durch Betätigung des Aktors 17 nun die an sich frei schwimmende Andruckplatte 12 auf die Kupplungsscheibe 7 der zweiten Abtriebswelle 10 gegen die Kraft der Anpressfeder 26 drückt. In dieser in 7 gezeigten zweiten Position wird das Drehmoment der Hohlwelle 18 bzw. der zweiten Abtriebswelle 10 auf das Kupplungsgehäuse 24 und damit auf die Antriebswelle 23 übertragen.
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Zur Mitnahme der zweiten Andruckplatte 12 ist ein Zugbolzen 27 durch die zweite Andruckplatte 12 hindurchgeführt, der mit dem Ausrücklager 25 zusammenwirkt. Bei Betätigung des Aktors 17 in Pfeilrichtung A zieht der Zugbolzen 27 die zweite Anpressplatte 12 gegen die Federkraft der Anpressfeder 26 die Anpressplatte 12 auf die zweite Antriebsfläche 15 des Kupplungsgehäuses 24 zu und bewirkt einen Reibschluss zwischen der zweiten Kupplungsscheibe 7 und dem Kupplungsgehäuse 24, so dass das Drehmoment der Hohlwelle 18 auf die Antriebswelle 23 übertragen werden kann.
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8 zeigt einen Querschnitt durch eine Doppelreibungskupplung 5 gemäß dem Stand der Technik im Detail. Auf einer Welle 23 ist mittels eines Kugellagers 29 ein Kupplungsgehäuse 24 gelagert. Eine erste Abtriebswelle 9 ist von einer als Hohlwelle 18 ausgebildeten zweiten Abtriebswelle 10 teilweise umschlossen. Die erste Abtriebswelle 9 besitzt eine Verzahnung 30, auf der eine erste Kupplungsscheibe 6 verdrehfest gelagert ist. Die erste Kupplungsscheibe 6 besitzt die Kupplungsbeläge 6a und 6b.
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Eine erste Anpressplatte 11 wird von der Kraft einer Anpressfeder 32 gegen den Kupplungsbelag 24b des Kupplungsgehäuses 24 gedrückt, wobei der Kupplungsbelag 24a reibschlüssig an der Antriebsfläche 14 des Kupplungsgehäuses 24 anliegt. Eine zweite Kupplungsscheibe 7, welche die Kupplungsbeläge 7a und 7b trägt, ist auf einer Verzahnung 31 der zweiten Antriebswelle drehfest gelagert. Zwischen der Anpressfeder 32 und der zweiten Kupplungsscheibe 7 ist eine zweite Anpressplatte 12 schwimmend längsverschiebbar auf einem Zugbolzen 27 gelagert.
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Der Zugbolzen 27 durchsetzt mit seinem linken hinteren Ende die zweite Anpressplatte 12, eine Distanzhülse 33, die erste Anpressplatte 11, eine Druckfeder 36 und eine Bohrung 34 im Aktor 17. Eine Stellmutter 35 ist auf das Gewinde des Zugbolzens 27 aufgeschraubt.
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Der Aktor 17 ist um eine ortsfeste Achse 28 am Kupplungsgehäuse 24 schwenkbar gelagert.
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Bei einem Betätigen des Aktors 17 mittels des Ausrücklagers 25, welches den Aktor 17 in Richtung des Pfeils B schwenkt, wird die erste Anpressplatte 11 gegen die Kraft der Anpressfeder 32 nach rechts verschoben. Die erste Kupplungsscheibe 6 wird dabei gelöst. Bei einem weiteren Verschwenken des Aktors 17 in Richtung des Pfeils B drückt der Zugbolzen 27 über die mitgenommene erste Anpressplatte 11 die Distanzhülse 33 nach rechts und nimmt die zweite Anpressplatte 12 mit, bis diese am Kupplungsbelag 7b anliegt. Dabei gelangt der Kupplungsbelag 7a zur Anlage an die Antriebsfläche 15 des Kupplungsgehäuses 24. Mit dem Anpressdruck, der auf den Aktor 17 ausgeübt wird, wird die Reibkraft zwischen der zweiten Anpressplatte 12, der Kupplungsscheibe 7 und der Antriebsfläche 15 eingestellt.
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Doppelreibungskupplungen, die in 6 bis 8 zum Stand der Technik erläutert sind, haben den Nachteil, dass mindestens eine Andruckplatte 12 schwimmend in dem Kupplungsgehäuse angeordnet ist und nur mit auf dem Umfang verteilten Bolzen wie dem Zugbolzen zentriert und drehend mitgenommen wird. Ein Nachteil bildet die verschleißanfällige Verschraubung der Zugbolzen und ein langsames Ermüden der in der Kupplung vorgesehenen Rückstellfedern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Doppelreibungskupplung zu schaffen, die kein massives Kupplungsgehäuse erfordert, um die Drehmomentkräfte von zwei Abtriebswellen auf eine Antriebswelle zu übertragen.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird eine Doppelreibungskupplung für ein Fahrzeug geschaffen. Die Doppelreibungskupplung weist zwei Kupplungsscheiben mit Reibungsbelägen auf. Die Kupplungsscheiben sind auf jeweils einer Abtriebswelle drehfest und achsverschieblich angeordnet. Anpressplatten pressen die Reibungsbeläge der Kupplungsscheiben auf Antriebsflächen. Dabei sind die Anpressplatten mechanisch miteinander gemeinsam achsverschieblich verbunden. In Abhängigkeit von Stellungen eines einzigen Aktors ist jeweils eine der beiden Anpressplatten mit einer zwischen den Anpressplatten angeordneten mittleren achsfesten Druckplatte reibschlüssig verbunden.
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Diese Doppelreibungskupplung hat den Vorteil, dass weder ein Zugbolzen erforderlich ist, noch ein massives Kupplungsgehäuse benötigt wird, um die Drehmomente der beiden Abtriebswellen jeweils auf eine Antriebswelle, beispielsweise eines Getriebes zu übertragen. Dazu sind die Andruckscheiben jeweils achsverschieblich auf einer der Wellen angeordnet. Gleichzeitig übertragen die Andruckplatten das Drehmoment der Abtriebswellen über die Kupplungsscheiben zu einer Antriebswelle.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt die Doppelreibungskupplung mit einer ersten und einer zweiten Abtriebswelle zusammen, wobei die zweite Abtriebswelle als Hohlwelle auf der ersten Abtriebswelle gelagert ist. Dieses hat den Vorteil eines räumlich kompakten Aufbaus sowohl für die drei zusammenwirkenden Wellen als auch für die Konstruktion der Doppelreibungskupplung. So können auf engstem Raum die Kupplungsscheiben und die Andruckplatten achsverschieblich auf den entsprechenden Wellen angeordnet werden.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Doppelreibungskupplung bistabile Federelemente aufweist, die in Abhängigkeit von Stellungen des Aktors von einer ersten stabilen Position in eine zweite stabile Position und umgekehrt wechseln und jeweils eine der beiden Anpressplatten eine der beiden Kupplungsscheiben mit der mittleren Druckplatte reibschlüssig verbinden. Als bistabiles Federelement wird vorzugsweise eine Tellerfeder eingesetzt.
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Da die achsfeste mittlere Druckplatte unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten gegenüber der Welle, auf der sie gelagert ist, aufweist, ist die Druckplatte vorzugsweise über ein Wälzlager auf einer der Wellen, vorzugsweise der Hohlwelle, gelagert.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung fixieren Verbindungsbleche die beiden Anpressplatten an ihrem äußeren Umfang. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau, der dafür sorgt, dass die Anpressplatten gemeinsam achsverschieblich auf den zugeordneten Wellen angeordnet sind.
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Außerdem können radiale Verbindungsbleche die beiden Anpressplatten mit einer Antriebswelle eines Getriebes achsverschieblich verbinden. Die Achsverschiebbarkeit der Kupplungsscheiben und der Anpressplatten wird durch Splineverbindungen gesichert.
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Außerdem ist es vorgesehen, dass mindestens eine der Kupplungsscheiben vorzugsweise auch beide Kupplungsscheiben, die auf den Abtriebswellen achsverschieblich und drehfest angeordnet sind, eine Dämpfungseinheit mit einer Dämpfungsmechanik aufweisen.
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Die mittlere Druckplatte, die Kupplungsscheiben und die Anpressplatten sind in einem U-förmigen Kupplungsrahmen angeordnet. Der Kupplungsrahmen seinerseits ist in einem Kupplungsgehäuse angeordnet, das mit einer Antriebswelle drehfest und achsfest verbunden ist.
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An diesem Kupplungsgehäuse stützt sich der Aktor gelenkig ab und wird mit Hilfe eines Ausrücklagers betätigt, das auf die bistabilen Federelemente einwirkt, wobei diese Elemente bei Aktivierung des Aktors in ihre zweite stabile Lage kippen und die Doppelreibungskupplung umschalten. Beim Lösen des Aktors kippen die bistabilen Federelemente unterstützt von zusätzlichen Druckfedern in die erste stabile Position zurück.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine Prinzipskizze einer Doppelreibungskupplung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in nicht aktiviertem Zustand eines Aktors;
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2 zeigt eine Prinzipskizze der Doppelreibungskupplung gemäß 1 in aktiviertem Zustand des Aktors;
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3 zeigt eine Prinzipskizze einer Doppelreibungskupplung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in nicht aktiviertem Zustand eines Aktors;
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4 zeigt eine Prinzipskizze der Doppelreibungskupplung gemäß 3 in aktiviertem Zustand des Aktors;
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5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Doppelreibungskupplung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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6 zeigt eine Prinzipskizze einer Doppelreibungskupplung gemäß dem Stand der Technik in nicht aktiviertem Zustand des Aktors;
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7 zeigt eine Prinzipskizze der Doppelreibungskupplung gemäß 6 in aktiviertem Zustand des Aktors;
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8 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Doppelreibungskupplung gemäß dem Stand der Technik.
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1 zeigt eine Prinzipskizze einer Doppelreibungskupplung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in nicht aktiviertem Zustand eines Aktors 17. Der Aktor 17 ist um einen ortsfesten Drehpunkt 28 schwenkbar durch ein an seinem freien Ende angeordnetes, hier nicht gezeigten Ausrücklager 25. Das andere Ende des Aktors steht in Eingriff mit einem U-förmigen Kupplungsrahmen 38. In dem Kupplungsrahmen 38 ist eine axialfeste Druckplatte 16 angeordnet, die über ein Kugellager 29 auf einer der Abtriebswellen 10 drehbar gelagert ist. Diese achsfeste mittlere Druckplatte 16 weist beidseitig Reibflächen auf, an die einerseits eine erste Kupplungsscheibe 6 andrückbar ist, wobei die erste Kupplungsscheibe achsverschieblich über eine Verzahnung 30 drehfest mit einer ersten Abtriebswelle 9 gekoppelt ist, andererseits ist an die gegenüberliegende Reibfläche der mittleren Druckplatte 16 eine zweite Kupplungsscheibe 7 andrückbar, die über eine Verzahnung 31 mit der zweiten Abtriebswelle 10 bzw. der Hohlwelle 18 achsverschieblich und drehfest verbunden ist.
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Um einen Anpressdruck aufzubauen, drückt eine bistabile Feder 40 in dem in 1 gezeigten, nicht aktivierten Zustand des Aktors 17 über den Kupplungsrahmen 38 und eine Anpressplatte 12 die zweite Kupplungsscheibe 7 gegen die achsstabile mittlere Druckplatte 16, so dass der Kupplungsrahmen 38 das Drehmoment der zweiten Abtriebswelle 10 auf eine nicht in Reibschluss befindliche erste Anpressplatte 11 überträgt, die achsverschieblich mit einer Antriebswelle 23 verbunden ist.
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In diesem nicht aktivierten Zustand des Aktors 17 steht somit die zweite Kupplungsscheibe 7 mit der drehbaren, achsfesten mittleren Druckplatte 16 und mit der zweiten Anpressplatte 12 im Reibschluss und nimmt den Kupplungsrahmen 38 mit, der wiederum die nicht in Reibschluss befindliche erste Anpressplatte 11, die achsverschieblich an der Antriebswelle 23 fixiert ist, so dass das Drehmoment der zweiten Abtriebswelle 10 auf die Antriebswelle 23 übertragen wird. Die bistabile Feder 40 ist dabei in einem stabilen Druckzustand, so dass die Anpressplatte 12 gegen die zweite Kupplungsscheibe 7 in Pfeilrichtung A gepresst wird.
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2 zeigt eine Prinzipskizze der Doppelreibungskupplung 1 gemäß 1 in aktiviertem Zustand des Aktors 17. Dazu drückt ein Ausrücklager den Aktor 17 in Pfeilrichtung B um den ortsfesten Drehpunkt 28, so dass die bistabile Feder 40 in ihren Zugzustand übergeht und den Kupplungsrahmen 38 umschaltet, so dass nun die erste Kupplungsscheibe 6 reibschlüssig an der achsfesten, drehbaren mittleren Druckplatte 16 anliegt und über die erste Anpressplatte 11 gegen die mittlere Druckplatte 16 gepresst wird. Sobald das Andrucklager 25 keinen Druck in Pfeilrichtung B mehr ausübt, springt die bistabile Feder 40 in die Ausgangsposition wieder zurück und drückt als Druckfeder die zweite Anpressplatte 12 gegen die zweite Kupplungsscheibe 7 auf die achsfeste, drehbare mittlere Druckplatte 16.
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3 zeigt eine Prinzipskizze einer Doppelreibungskupplung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in nicht aktiviertem Zustand eines Aktors 17. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied zu der Doppelreibungskupplung 1 gemäß den 1 und 2 besteht darin, dass nun der achsverschiebbare Rahmen 38 von einem zusätzlichen Kupplungsgehäuse 24 umgeben ist, an dem sich der Aktor 17 mit dem ortsfesten Drehpunkt 28 abstützt.
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Der Kupplungsrahmen 24 ist mit der Antriebswelle 23 sowohl drehfest als auch achsfest verbunden, während der Kupplungsrahmen 38 innerhalb des Kupplungsgehäuses 24 relativ zu den Abtriebswellen 9 und 10 und der Antriebswelle 23 axial verschieblich ist. Die bistabile Feder 40 ist in dem nicht aktiven Zustand des Aktors 17, wie ihn 3 zeigt, in einem Druckmodus in Pfeilrichtung A und drückt den achsverschiebbaren Rahmen 38 mit der Andruckplatte 12 gegen die zweite Kupplungsscheibe 7 in Richtung auf die achsfeste und drehbare mittlere Druckplatte 16, die ihrerseits mit dem Kupplungsgehäuse 24 fest verbunden ist.
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4 zeigt eine Prinzipskizze der Doppelreibungskupplung gemäß 3 in aktiviertem Zustand des Aktors 17, wobei nun das Ausrücklager 25 den Aktor 17 in Pfeilrichtung B drückt und damit das bistabile Federelement 40 in den Zugmodus C kippt, wodurch die zweite Kupplungsscheibe 7 freigegeben wird und die erste Kupplungsscheibe 6 nun in Reibschluss mit der mittleren Druckplatte 16 und der Andruckplatte 14 steht.
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5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Doppelreibungskupplung 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese Doppelreibungskupplung 3 weist auf einem Kugellager 29 eine drehbar, aber achsfest gelagerte Druckplatte 16 auf, die in dieser Darstellung der 5 kreuzweise schraffiert ist, um sie von den beiden Anpressplatten 11 und 12 zu unterscheiden. In dem hier gezeigten Zustand ist die erste Kupplungsscheibe 6 im Reibschluss mit der ersten Anpressplatte 11 und der mittleren Druckplatte 16. Die zweite Anpressplatte 12 ist über axiale Verbindungsbleche 19 mit der ersten Anpressplatte 11 mechanisch verbunden.
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Die zweite Anpressplatte 12 steht somit nicht in Reibschluss mit der zweiten Kupplungsscheibe 7, so dass auch die zweite Kupplungsscheibe 7 keinen Reibschluss zur mittleren Druckplatte 16 aufweist. Eine aus Spiralfedern aufgebaute Dämpfungseinheit 39 dämpft über einen Dämpfungsmechanismus Schwingungen der zweiten Kupplungsscheibe 7. Ein derartiger Dämpfungsmechanismus kann jedoch auch für die erste Kupplungsscheibe 6 vorgesehen werden. Auf der Seite der zweiten Kupplungsscheibe 7 ragen aus dem Kupplungsrahmen 38 Verbindungselemente 41 hervor, welche die Doppelreibungskupplung 3 mit einem Ein- oder Zweimassenschwungrad verbinden. Auf der gegenüberliegenden Kupplungsseite kann das Ausrücklager angeordnet werden, das über den Aktor 17 die bistabilen Federn 40 bewegt, die sich auf einer Stütze 42 des Kupplungsrahmens 38 abstützen.
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6 bis 8 zeigen eine Doppelreibungskupplung gemäß dem Stand der Technik wie er bereits einleitend näher erläutert wurde.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelreibungskupplung (1. Ausführungsform)
- 2
- Doppelreibungskupplung (2. Ausführungsform)
- 3
- Doppelreibungskupplung (3. Ausführungsform)
- 4
- Doppelreibungskupplung (Stand der Technik)
- 5
- Doppelreibungskupplung (Stand der Technik)
- 6
- Kupplungsscheibe
- 7
- Kupplungsscheibe
- 8
- Reibbelag der Kupplungsscheibe
- 9
- Abtriebswelle
- 10
- Abtriebswelle
- 11
- Anpressplatte
- 12
- Anpressplatte
- 14
- Antriebsfläche
- 15
- Antriebsfläche
- 16
- Druckplatte (achsfest und drehfest)
- 17
- Aktor
- 18
- Hohlwelle
- 19
- Verbindungsblech (axial)
- 23
- Antriebswelle
- 24
- Kupplungsgehäuse
- 25
- Ausrücklager
- 26
- Anpressfeder
- 27
- Zugbolzen
- 28
- ortsfestes Lager
- 29
- Kugellager
- 30
- Verzahung
- 31
- Verzahnung
- 32
- Anpressfeder
- 33
- Distanzhülse
- 34
- Bohrung
- 35
- Stellmutter
- 36
- Druckfeder
- 37
- Verzahnung
- 38
- Kupplungsrahmen
- 39
- Dämpfungseinheit
- 40
- bistabiles Federelement
- 41
- Verbindungselement
- 42
- Stütze
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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