DE102009050347A1

DE102009050347A1 - Schaltbare Reibungskupplung mit geschützter Verschiebeverzahnung

Info

Publication number: DE102009050347A1
Application number: DE102009050347A
Authority: DE
Inventors: Dierk Reitz; Willi Ruder; Stefan Mackowiak
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: DE102009050347B4

Abstract

Bei einer schaltbaren Reibungskupplung mit einer Ausrückvorrichtung, die einen Nehmerzylinder aufweist, der konzentrisch zu einer abtriebsseitigen Triebstrangwelle angeordnet ist und eine Kupplungsscheibe aufweist, die mittels einer Wellen-Naben-Verbindung drehfest auf der Triebstrangwelle angeordnet ist, wird das Problem einer Verschmutzung im Bereich der Wellen-Naben-Verbindung dadurch gelöst, indem eine Luftströmung durch den Ringspalt zwischen dem Nehmerzylinder und der Triebstrangwelle im Wesentlichen unterbunden ist und/oder indem diese Luftströmung zu einem wesentlichen Anteil an der Wellen-Naben-Verbindung vorbeigeführt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine schaltbare Reibungskupplung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die schaltbare Reibungskupplung wenigstens eine Ausrückvorrichtung zum Unterbrechen und Herstellen eines Kraftflusses im Antriebsstrang umfasst.
Schaltbare Reibungskupplungen mit einer zentralen hydraulischen Ausrückvorrichtung (Zentralausrücker) sind beispielsweise aus den Patentschriften WO 2007/147378 A1 und EP 1 645 767 A1 bekannt. Bei einer schaltbaren Reibungskupplung mit einer deckelfesten Ausrückvorrichtung sind wesentliche Bauteile bzw. Komponenten der Ausrückvorrichtung, wie insbesondere ein Nehmerzylinder (CSC – Concentric Slave Cylinder), an einem rotierenden Kupplungsdeckel oder dergleichen befestigt und/oder hieran zentriert. Dies ist beispielsweise in der Patentschrift DE 101 38 722 A1 beschrieben.
Insbesondere bei schaltbaren Reibungskupplungen mit einer deckelfesten Ausrückvorrichtung besteht das Problem, dass sich an der Wellen-Naben-Verbindung bzw. der Verschiebeverzahnung zwischen einer Kupplungsscheibe und einer zugehörigen Triebstrangwelle Schmutzablagerungen ansammeln. Die im Wesentlichen aus Abrieb bestehenden Ablagerungen führen dazu, dass die Kupplungsscheibe auf der Triebstrangwelle klemmt und in axialer Richtung nicht mehr oder nur noch schwer verschiebbar ist, was die Funktion der schaltbaren Reibungskupplung erheblich beeinträchtigt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu finden, ein Klemmen der Kupplungsscheibe auf der Triebstrangwelle zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine schaltbare Reibungskupplung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Ausrückvorrichtung zum Unterbrechen und Herstellen eines Kraftflusses im Antriebsstrang, wobei die Ausrückvorrichtung wenigstens einen Nehmerzylinder aufweist, der konzentrisch zu einer abtriebsseitigen Triebstrangwelle angeordnet ist und wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweist, die mittels einer Wellen-Naben-Verbindung drehfest auf der abtriebsseitigen Triebstrangwelle angeordnet ist, wobei eine Luftströmung durch einen Ringspalt zwischen dem Nehmerzylinder und der abtriebsseiti gen Triebstrangwelle im Wesentlichen unterbunden ist und/oder wobei diese Luftströmung zu einem wesentlichen Anteil an der Wellen-Naben-Verbindung vorbeigeführt ist.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert darauf, dass eine wesentliche Ursache für die Schmutzablagerungen an der Wellen-Naben-Verbindung beseitigt wird. Die Kupplungsscheibe bewirkt einen Ventilationseffekt innerhalb der Kupplung, wobei sich im Ringspalt zwischen den Nehmerzylinder der Ausrückvorrichtung und der abtriebsseitigen Triebstrangwelle eine Luftströmung ausbildet, die den Abrieb quasi direkt auf die Wellen-Naben-Verbindung bzw. die Verschiebeverzahnung bläst, wo sich dieser anlagert und die axiale Beweglichkeit der Kupplungsscheibe auf der abtriebsseitigen Triebstrangwelle erheblich beeinträchtigt. Die Ausrückvorrichtung ist vorzugsweise eine deckelfeste Ausrückvorrichtung.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Luftströmung durch den Ringspalt zwischen dem Nehmerzylinder und der abtriebsseitigen Triebstrangwelle im Wesentlichen unterbunden wird. Im Wesentlichen bedeutet, dass aus technischen Gründen eine restliche Luftströmung durch den Ringspalt durchaus gegeben sein kann, die jedoch so gering ist, dass sich an der Wellen-Naben-Verbindung der Kupplungsscheibe kein Abrieb mehr anlagert.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Luftströmung durch den Ringspalt zwischen dem Nehmerzylinder und der abtriebsseitigen Triebstrangwelle zu einem wesentlichen Anteil an der Wellen-Naben-Verbindung vorbeigeführt ist. Hierzu ist die Luftströmung im Bereich der Wellen-Naben-Verbindung optimiert, sodass verhindert wird, dass die Luftströmung den Abrieb direkt auf die Wellen-Naben-Verbindung bläst oder schleudert.
Eine Triebstrangwelle ist insbesondere eine Flanschwelle oder eine Getriebeeingangswelle. Eine Wellen-Naben-Verbindung ist insbesondere eine Verschiebeverzahnung wie beispielsweise eine Kerbverzahnung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Ringspalt zwischen dem Nehmerzylinder und der abtriebsseitigen Triebstrangwelle wenigstens eine Radialringdichtung bzw. ein radialer Dichtring angeordnet ist. Mit dieser Radialringdichtung wird der Strömungskanal durch den Ringspalt quasi verschlossen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Radialdichtring als Radialwellendichtring ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Radialringdichtung an dem Nehmerzylinder befestigt ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Radialringdichtung mit einem Korpus beispielsweise mittels elastischer Kräfte auf der der abtriebsseitigen Triebstrangwelle zugewandten Innenumfangsfläche abstützt. Ebenso kann der Korpus der Radialringdichtung auch auf der abtriebsseitigen Triebstrangwelle angeordnet werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Radialringdichtung aus einem Elastomer gebildet ist. Ein Elastomer gewährleistet dauerhaft eine hohe Dichtwirkung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Radialringdichtung als Bürstendichtung ausgebildet ist. Eine Bürstendichtung ist insbesondere im Hinblick auf eine nicht vorhandene Schmierung bzw. einem sogenannten „trockenen Lauf” des Dichtelementes vorteilhaft. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Borsten schräg auf der zu dichtenden Fläche aufliegen, um den Borstenverschleiß zu minimieren. Eine Bürstendichtung lässt sich weiterhin derart einsetzen, dass zwar die Luftströmung durch den Ringspalt im Wesentlichen aufrechterhalten bleibt, die Borsten der Bürstendichtung aber wie ein Filter wirken, der die Abriebpartikel zurückhält.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Luftströmung durch den Ringspalt mittels wenigstens eines Dichtelements zwischen der Rückseite des Nehmerzylinders und einem Abschnitt bzw. einer Innenwand des Kupplungsgehäuses unterbunden wird. Die Rückseite des Nehmerzylinders befindet sich an dem von der Kupplungsscheibe abgewandten axialen Ende des Nehmerzylinders. Das Dichtelement ist bevorzugt im Wesentlichen aus einem Elastomer gebildet, wobei der Korpus beispielsweise aus einem anderen Material gebildet sein kann, oder als Bürstendichtung ausgebildet sein kann. Bevorzugt ist ein Korpus dieses Dichtelementes an der Rückseite des Nehmerzylinders positioniert und/oder befestigt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf der dem Ringspalt zugewandten Seite der Wellen-Naben-Verbindung eine Luftführungsfläche ausgebildet ist, welche die axiale Luftströmung am diesseitigen Ende des Ringspaltes in eine radiale Richtung der Kupplungsscheibe umlenkt. Dadurch wird der Luftstrom durch den Ringspalt am kritischen Bereich der Wellen-Naben-Verbindung vorbeigeführt, wodurch Ablagerungen vermieden werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Luftführungsfläche im Wesentlichen konkav ausgebildet ist bzw. im Querschnitt eine konkave Geometrie aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Luftführungsfläche an einem separaten Ring ausgebildet ist, der die Triebstrangwelle auf der dem Ringspalt zugewandten Seite der Wellen-Naben-Verbindung umgreift. Der Ring ist quasi zwischen der Wellen-Naben-Verbindung und dem dieser Wellen-Naben-Verbindung zugewandten axialen Ende des Ringspaltes angeordnet. Bevorzugt ist der Ring in einer korrespondierenden ringförmigen Nut in der abtriebsseitigen Triebstrangwelle befestigt. De Ring ist insbesondere aus einem Kunststoff oder einem Elastomer gebildet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Luftführungsfläche an einem radial vorstehenden Vorsprung bzw. Absatz an der Triebstrangwelle ausgebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Triebstrangwelle zusammen mit diesem Vorsprung einstückig bzw. integral ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kupplungsscheibe im Bereich der Wellen-Naben-Verbindung auf der dem Ringspalt zugewandten Stirnseite wenigstens eine konkave Ausnehmung aufweist. Mit dieser Ausnehmung kann die Luftströmung im Bereich der Wellen-Naben-Verbindung weiterhin optimiert werden, wodurch Ablagerungen vermieden werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Triebstrangwelle zumindest im Bereich des Ringspaltes durchmesserreduziert, d. h. mit einem geringeren Durchmesser, ausgebildet ist. Durch den sich ergebenden größeren Strömungsquerschnitt im Ringspalt kann in vorteilhafter Weise eine laminare Strömung erzeugt bzw. aufrecht erhalten werden, was Ablagerungen vermeidet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Wellen-Naben-Verbindung auf der dem Ringspalt zugewandten Seite von wenigstens einem Dichtelement geschützt ist. Hierdurch können weiterhin Ablagerungen vermieden werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schaltbare Reibungskupplung der betreffenden Art gemäß dem Stand der Technik in einer Schnittansicht,
2 die Luftströmungen innerhalb einer schaltbaren Reibungskupplung nach der 1 in einer schematischen Darstellung,
3 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen schaltbaren Reibungskupplung in einer schematischen Ansicht,
4 die Anordnung eines Dichtelementes in der erfindungsgemäßen schaltbaren Reibungskupplung nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Detailansicht,
5 die Anordnung eines anderen Dichtelementes in der erfindungsgemäßen schaltbaren Reibungskupplung nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Detailansicht,
6 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen schaltbaren Reibungskupplung in einer Schnittansicht,
7 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen schaltbaren Reibungskupplung in einer Schnittansicht und in einer Detailansicht,
8 in zwei Teilfiguren eine Optimierung des zweiten und des dritten Ausführungsbeispieles jeweils in einer schematischen Darstellung.
Die 1 zeigt eine schaltbare Reibungskupplung 1 gemäß Stand der Technik in einer Schnittansicht. Die Reibungskupplung 1 ist von einem Kupplungsgehäuse 2 umgeben. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 2 befindet sich ein von der Kurbelwelle des Motors angetriebenes Schwungrad 3, welches über Reibbeläge 4 die Drehbewegung auf eine Kupplungsscheibe 5 überträgt. Die Kupplungsscheibe 5 ist zweiteilig aufgebaut, wobei die beiden Teile über einen Drehschwingungsdämpfer 6 miteinander verbunden sind. Das radial innere Ende der Kupplungsscheibe 5 ist formschlüssig mit einer Triebstrangwelle 7 verbunden, sodass eine Drehung der Kupplungsscheibe 5 eine Drehung der Triebstrangwelle 7 bewirkt und umgekehrt. Die formschlüssige Verbindung zwischen der Kupplungsscheibe 5 und der Triebstrangwelle 7 ist in Form einer Wellen-Naben-Verbindung 8 ausgeführt, wobei die Wellen-Naben-Verbindung bevorzugt als Verzahnung ausgebildet ist. Die Wellen-Naben-Verbindung 8 er möglicht eine axiale Beweglichkeit der Kupplungsscheibe 5 auf der Triebstrangwelle 7. Konkret handelt es sich bei der Triebstrangwelle 7 um eine Flanschwelle, die weiterhin mit einer Eingangswelle eines Schaltgetriebes verbindbar ist. Alternativ kann es sich bei der Triebstrangwelle 7 auch um eine Getriebeeingangswelle handeln. Die Flanschwelle 7 treibt den Anker einer Spannungserzeugungseinrichtung bzw. einer Lichtmaschine 9 an. Die Bezugszeichen 17 und 18 bezeichnen ein zentrales Wälzlager bzw. Zentrallager und ein Pilotlager zur Abstützung der Flanschwelle 7 in der Reibungskupplung 1.
Um den Kraftfluss bzw. Drehmomentenfluss im Antriebsstrang herstellen oder unterbrechen zu können, umfasst die Reibungskupplung 1 eine hydraulische Ausrückvorrichtung. Zu dieser Ausrückvorrichtung gehört im Wesentlichen ein konzentrisch zur Flanschwelle 7 angeordneter Nehmerzylinder 11, in dem ein Kolben 12 axial beweglich gelagert ist. Der Kolben 12 wirkt über ein Ausrücklager 13 auf eine Kupplungsmembranfeder 14 ein, welche eine Druckscheibe 15 betätigt, welche ebenfalls Reibbeläge zur Kupplungsscheibe 5 aufweist. Durch eine axiale Bewegung der Druckscheibe 15 kann die Kupplungsscheibe 5 eingekuppelt oder ausgekuppelt werden, wobei dieser Kupplungsvorgang maßgeblich auch durch die axiale Beweglichkeit der Kupplungsscheibe 5 auf der Flanschwelle 7 ermöglicht wird. Der Nehmerzylinder 11 stützt sich an einem Kupplungsdeckel 16 ab, weswegen diese Ausrückvorrichtung auch als deckelfeste Ausrückvorrichtung bezeichnet werden kann. Besonders bevorzugt ist der Nehmerzylinder 11 am Kupplungsdeckel bzw. Kupplungsglocke 16 mittels Nieten befestigt.
Wie bereits eingangs erläutert, besteht das Problem der Verschmutzung bzw. der Ablagerung von Abriebpartikeln an der Wellen-Naben-Verbindung 8. Diese Ablagerungen resultieren aus Luftströmungen innerhalb des Gehäuses 2, welche durch einen Ventilationseffekt der Kupplungsscheibe 5 verursacht sind. Hierbei bildet sich auch eine Luftströmung im Ringspalt 10 zwischen den Nehmerzylinder 11 der Ausrückvorrichtung und der Flanschwelle 7 aus, die den Abrieb der Reibbeläge 4 quasi direkt auf die Wellen-Naben-Verbindung 8 bläst bzw. schleudert. Im Laufe der Zeit führt dies dazu, dass die Kupplungsscheibe 5 auf der Flanschwelle 7 klemmt und in axialer Richtung nicht mehr oder nur noch schwer verschiebbar ist, was den Kupplungsvorgang und damit auch die Funktion der Reibungskupplung 1 erheblich beeinträchtigt.
Die sich innerhalb der Reibungskupplung 1 aufgrund des Ventilationseffekts der Kupplungsscheibe 5 ausbildenden Luftströmungen sind anhand von Strömungspfeilen schematisch in der 2 dargestellt. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Luftströmung durch den Ringspalt 10 zwischen dem Nehmerzylinder 11 und der Flanschwelle 7, welche den Kupplungsabrieb quasi direkt auf die Wellen-Naben-Verbindung 8 bläst bzw. schleudert, wobei der besonders gefährdete Bereich mit einem X markiert ist.
Um ein Klemmen der Kupplungsscheibe 5 auf der Flanschwelle 7 zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Luftströmung innerhalb des Ringspaltes 10 zwischen dem Nehmerzylinder 11 und der Flanschwelle 7 zu unterbinden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch die Luftströmung optimiert und zu einem wesentlichen Anteil an der Wellen-Naben-Verbindung 8 vorbeigeführt werden. Dies wird nachfolgend erläutert.
Die 3 zeigt schematisch die mögliche Positionierung von Dichtelementen, um die Luftströmung innerhalb des Ringspaltes 10 zwischen dem Nehmerzylinder 11 und der Flanschwelle 7 zu unterbinden. Die Dichtelemente 20 und 21 sind hierbei unmittelbar im Ringspalt 10 angeordnet. Das Dichtelement 22 ist zwischen der Rückseite des Nehmerzylinders 11 und dem zentralen Wälzlager 17 angeordnet und das Dichtelement 23 ist zwischen der Rückseite des Nehmerzylinders 11 und einer Wand des Kupplungsgehäuses 2 angeordnet. Die Dichtelemente 22 und 23 unterbinden den Zustrom zum Ringspalt 10 auf der Rückseite des Nehmerzylinders 11, wie in der 2 mit einem Strömungspfeil dargestellt. Die Rückseite des Nehmerzylinders 11 befindet sich an dem von der Kupplungsscheibe 5 abgewandten Ende des Nehmerzylinders 11.
Alle Dichtelemente 20 bis 23 sind hinsichtlich sich im Betrieb der Reibungskupplung 1 verändernden Spaltmaße auszulegen. Bei der Auslegung der Dichtelemente 20 und 21 muss zudem eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Nehmerzylinder 11 und der Flanschwelle 7 berücksichtigt werden. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die Flanschwelle 7 gegenüber dem feststehenden Dichtelement dreht, wie nachfolgend noch näher erläutert. Bei der Auslegung des Dichtelementes 22 muss ebenfalls eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Nehmerzylinder 11 und dem Innenring des zentralen Wälzlagers 17 berücksichtigt werden. Der Nehmerzylinder 11 und das Kupplungsgehäuse 2 sind zueinander rotatorisch feststehend, weshalb bei der Auslegung des Dichtelementes 23 eine rotatorische Relativbewegung nicht berücksichtigt werden muss.
Eine Ausnahme zu den Dichtelementen 20 bis 23 stellt das Dichtelement 24 dar, welches nicht den Luftstrom durch den Ringspalt 10 unterbindet, sondern die Wellen-Naben-Verbindung 8 vor dem Luftstrom durch den Ringspalt 10 schützen soll.
Erfindungsgemäß können die Dichtelemente 20 bis 24 einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Eine konkrete Ausführungsform des Dichtelementes 20 zeigt die 4 in einer vergrößerten Detailansicht. Das Dichtelement 20 ist als radialer Dichtring bzw. als Radialringdichtung oder Radialwellendichtring mit einem Korpus und mit einer auf der Flanschwelle 7 anliegenden Dichtlippe ausgebildet, wobei sich die Dichtlippe entgegen der Luftströmung durch den Ringspalt 10 erstreckt. Der Korpus des Dichtelementes 20 stützt sich an der Innenumfangsfläche des Nehmerzylinders 11 ab. Die Flanschwelle 7 rotiert somit gegenüber dem feststehenden Dichtelement 20 bzw. dessen Dichtlippe. Alternativ ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich. Das Dichtelement 10 muss im Betrieb der Reibungskupplung 1 auch etwaige Axialbewegungen und/oder Radialbewegungen zwischen dem Nehmerzylinder 11 und der Flanschwelle 7 ausgleichen können. Bevorzugt ist das Dichtelement 20, zumindest dessen Dichtlippe, aus einem Elastomer gebildet. Alternativ kann das Dichtelement 20 auch als Bürstendichtung ausgebildet sein. Eine Bürstendichtung ist insbesondere im Hinblick auf eine nicht vorhandene Schmierung des Dichtelementes vorteilhaft. In diesem Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass die Borsten der Bürstendichtung an der Flanschwelle 7 schräg anliegen.
Alternativ zu dem in der 4 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Luftströmung im Ringspalt 10 auch durch eine Vielzahl wechselseitig an der Innenumfangsfläche des Nehmerzylinders 11 und auf der Flanschwelle 7 angeordneten Dichtelementen unterbunden werden. Dies hat den Vorteil, dass bei einem zunehmenden Verschleiß der Dichtelemente die Luftströmung durch den Ringspalt 10 zumindest erschwert bleibt, aufgrund eines mäanderförmigen Strömungsverlaufs durch diesen Ringspalt 10.
Eine Ausführungsform des Dichtelementes 23 zeigt die 5 in einer vergrößerten Detailansicht. Entgegen dem Dichtelement 20 nach der 4 muss bei der Auslegung des Dichtelementes 23 eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Nehmerzylinder 11 und dem Kupplungsgehäuse 2 nicht berücksichtigt werden. Das Dichtelement 23 ist als Ringdichtung mit einem Korpus und einer hieran angeordneten Dichtlippe ausgebildet. Der Korpus ist auf der Rückseite des Nehmerzylinders 11 angeordnet, wobei die Dichtlippe an einer Innenwand des Kupplungsgehäuses 2 anliegt, sodass sowohl eine radiale als auch eine axiale Beweglichkeit des Nehmerzylinders 11 relativ zum Kupplungsgehäuse 2 von der Dichtlippe ausgeglichen werden kann. Alternativ ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich. Bevorzugt ist auch das Dichtelement 23, zumindest dessen Dichtlippe, aus einem Elastomer gebildet. Alter nativ kann das Dichtelement 23 auch als Bürstendichtung ausgebildet sein. Eine Bürstendichtung ist insbesondere im Hinblick auf eine nicht vorhandene Schmierung des Dichtelementes vorteilhaft.
Die 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung 1 bei der die Luftströmungen im Kupplungsgehäuse 2 optimiert und zu einem wesentlichen Anteil an der Wellen-Naben-Verbindung 8 vorbeigeführt wird. Hierzu ist auf der dem Ringspalt 10 zugewandten Seite der Wellen-Naben-Verbindung 8 eine konkave Luftführungsfläche 26 ausgebildet, welche die axiale Luftströmung am diesseitigen Ende des Ringspaltes 10 in eine radiale Richtung bezüglich der Kupplungsscheibe 5 umlenkt und damit an der gefährdeten Wellen-Naben-Verbindung 8 vorbeiführt. Zu Optimierung der Luftströmungen im Kupplungsgehäuse können weiterhin auch etwaige Hinterschnitte und Kanten konstruktiv beseitigt werden, um Verwirbelungen zu vermeiden, welche Ablagerungen begünstigen. Dies gilt insbesondere für den Bereich der Wellen-Naben-Verbindung 8. Anstelle einer konkaven Luftführungsfläche können auch eine gerade bzw. schräge Luftführungsfläche oder andere geeignete Geometrien vorgesehen sein.
Gemäß dem in der 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die konkave Luftführungsfläche 26 an einem separaten Ring 27 ausgebildet, der die Flanschwelle 7 auf der dem Ringspalt 10 zugewandten Seite der Wellen-Naben-Verbindung 8 umgreift. Der Ring 27 ist in einer korrespondierenden Nut in der Flanschwelle 7 befestigt. Der Nut folgt in axialer Richtung ein Wellenbund, welcher gleichfalls als Widerlager für den Ring 27 in axialer Richtung dient. Zur Optimierung der Luftströmung im Ringspalt 10 ist die Flanschwelle 7 im Bereich dieses Ringspaltes 10 mit einem reduzierten Durchmesser bzw. Radius 28 ausgebildet, wodurch beispielsweise Rückstaudrücke am Ring 27 reduziert werden können und wodurch eine laminare Strömung im Ringspalt 10 begünstigt wird. Bevorzugt ist der Ring 27 aus einem Kunststoff und insbesondere aus einem Elastomer gebildet, was insbesondere die Montage des Ringes 10 vereinfacht. Der Ring 27 kann auch mehrteilig aufgebaut sein.
Die 7a zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel das weitgehend mit dem Ausführungsbeispiel der 6 übereinstimmt. Anstelle eines Ringes 27 ist hier die konkave Luftführungsfläche 26 direkt auf der Flanschwelle 7 bzw. integral mit dieser ausgebildet. Die 7b zeigt den Bereich Y der 7a in einer vergrößerten Detailansicht. Die Luftführungsfläche 26 ist hier an einem radialen Vorsprung 29 mit größerem Durchmesser bzw. Radius ausgebildet. Zur Optimierung der Luftströmung im Ringspalt 10 kann auch hier die Flanschwelle 7 im Be reich dieses Ringspaltes 10 optional mit einem reduzierten Durchmesser bzw. Radius 28 ausgebildet sein. Ebenfalls kann die Luftführungsfläche 26 mit einer anderen geeigneten Geometrie ausgebildet sein.
Zur weiteren Optimierung der Luftströmung insbesondere im Bereich der Wellen-Naben-Verbindung 8 kann das innenliegende radiale Ende der Kupplungsscheibe 5 im Bereich der Wellen-Naben-Verbindung auf der dem Ringspalt 10 zugewandten Stirnseite mit einer konkaven Ausnehmung 30 ausgebildet sein. Dies zeigen die 8a und 8b jeweils in Kombination mit dem zweiten Ausführungsbeispiel nach der 6 und mit dem dritten Ausführungsbeispiel nach der 7. Die konkave Ausnehmung 30 erstreckt sich ringförmig über die Stirnseite der Kupplungsscheibe 5 und kann beispielsweise auch den Bereich einer etwaigen Verzahnung umfassen. Die Ausnehmung 30 wirkt hier mit der Luftführungsfläche 26 am Ring 27 bzw. am Vorsprung 29 zusammen und führt zu einer weitgehend verwirbelungsfreien Umlenkung der axialen Luftströmung durch den Ringspalt 10 in eine radiale Richtung bezüglich der Kupplungsscheibe 5, wodurch der gefährdete Bereich der Wellen-Naben-Verbindung 8 zwischen der Kupplungsscheibe 5 und der Flanschwelle 7 vor Ablagerungen geschützt ist. Anstelle einer konkaven Geometrie für die Ausnehmung 30 können auch andere geeignete Geometrien vorgesehen sein.

1: Schaltbare Reibungskupplung
2: Gehäuse, Kupplungsgehäuse
3: Schwungrad, Schwungscheibe (zur Kurbelwelle)
4: Reibbeläge, Kupplungsbeläge
5: Kupplungsscheibe
6: Drehschwingungsdämpfer
7: abtriebsseitige Triebstrangwelle, Flanschwelle
8: Wellen-Naben-Verbindung (von Kupplungsscheibe und Triebstrangwelle)
9: Spannungserzeugungseinrichtung (Lichtmaschine)
10: Ringspalt (zwischen Nehmerzylinder und Triebstrangwelle)
11: Nehmerzylinder (CSC – Concentric Slave Cylinder)
12: Kolben
13: Ausrücklager
14: Kupplungsmembranfeder
15: Druckscheibe, Druckplatte (zur Ausrückvorrichtung)
16: Kupplungsdeckel, Kupplungsglocke
17: zentrales Wälzlager, Zentrallager
18: Pilotlager
20: Dichtelement (zwischen Nehmerzylinder und Triebstrangwelle)
21: Dichtelement (zwischen Nehmerzylinder und Triebstrangwelle)
22: Dichtelement (zwischen Nehmerzylinder und Zentrallager)
23: Dichtelement (zwischen Nehmerzylinder und Gehäuse)
24: Dichtelement (an der Wellen-Naben-Verbindung)
26: Luftführungsfläche, Luftleitfläche
27: Ring mit Luftführungsfläche
28: reduzierter Durchmesser an der Triebstrangwelle
29: radialer Vorsprung (mit Luftführungsfläche)
30: Ausnehmung an der radial innenliegenden Stirnseite der Kupplungsscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/147378 A1 [0002]
- EP 1645767 A1 [0002]
- DE 10138722 A1 [0002]

Claims

Schaltbare Reibungskupplung (1) mit einer Ausrückvorrichtung, die einen konzentrisch zu einer abtriebsseitigen Triebstrangwelle (7) angeordneten Nehmerzylinder (11) aufweist, sowie einer Kupplungsscheibe (5), die mittels einer Wellen-Naben-Verbindung (8) drehfest auf der Triebstrangwelle (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftströmung durch einen Ringspalt (10) zwischen dem Nehmerzylinder (11) und der Triebstrangwelle (7) im Wesentlichen unterbunden ist und/oder dass die Luftströmung zu einem wesentlichen Anteil an der Wellen-Naben-Verbindung (8) vorbeigeführt ist.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringspalt (10) zwischen dem Nehmerzylinder (11) und der Triebstrangwelle (7) wenigstens eine Radialringdichtung (20, 21) angeordnet ist.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialringdichtung (20, 21) an dem Nehmerzylinder (11) befestigt ist.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Radialringdichtung (20, 21) aus einem Elastomer gebildet ist.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Radialringdichtung (20, 21) als Bürstendichtung ausgebildet ist.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftströmung durch den Ringspalt (10) mittels wenigstens eines Dichtelementes (22, 23) zwischen der Rückseite des Nehmerzylinders (11) und einem Abschnitt des Kupplungsgehäuses (2) unterbunden wird.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (22, 23) im Wesentlichen aus einem Elastomer gebildet oder als Bürstendichtung ausgebildet ist.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Ringspalt (10) zugewandten Seite der Wellen-Naben-Verbindung (8) eine Luftführungsfläche (26) ausgebildet ist, welche die axiale Luftströmung am diesseitigen Ende des Ringspaltes (10) in eine radiale Richtung der Kupplungsscheibe (5) umlenkt.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungsfläche (26) im Wesentlichen konkav ausgebildet ist.
Schaltbare Reibungskupplung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungsfläche (26) an einem separaten Ring (27) ausgebildet ist, der die Triebstrangwelle (7) auf der dem Ringspalt (10) zugewandten Seite der Wellen-Naben-Verbindung (8) umgreift.