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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung mit einem ersten Lamellensatz, der drehfest mit einem ersten Lamellenträger verbunden ist, und einem zweiten Lamellensatz, der drehfest mit einem zweiten Lamellenträger verbunden ist, wobei die Lamellen der beiden Lamellensätze in axialer Richtung wechselweise hintereinander angeordnet sind und miteinander in Reibeingriff gebracht werden können.
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Aus dem Stand der Technik sind Lamellenkupplungen bekannt, die ein zusammendrückbares Lamellenpaket aufweisen. Das Lamellenpaket umfasst einen ersten Lamellensatz, der beispielsweise eine Vielzahl von Außenlamellen umfassen kann und der drehfest mit einem ersten Lamellenträger, also beispielsweise einem Außenlamellenträger, verbunden ist. Darüber hinaus umfasst das Lamellenpaket einen zweiten Lamellensatz, der beispielsweise aus einer Vielzahl von Innenlamellen zusammengesetzt ist und der drehfest mit einem zweiten Lamellenträger, also beispielsweise einem Innenlamellenträger, verbunden ist. Die Lamellen der beiden Lamellensätze sind in axialer Richtung wechselweise hintereinander angeordnet und können durch Zusammendrücken des Lamellenpakets in Reibeingriff gebracht werden, um die Lamellenkupplung von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand zu überführen, wobei im letztgenannten Zustand ein Drehmoment von dem ersten Lamellenträger auf den zweiten Lamellenträger über das Lamellenpaket übertragen werden kann.
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Die bekannten Lamellenkupplungen haben sich bewährt, sind jedoch insofern von Nachteil, als dass selbst im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung noch immer ein relativ großes Drehmoment, das sogenannte Schleppmoment, von den Lamellen des ersten Lamellensatzes auf die Lamellen des zweiten Lamellensatzes oder umgekehrt übertragen wird. Dieses Schleppmoment ist insbesondere bei nasslaufenden Lamellenkupplungen besonders stark ausgeprägt.
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Eine dementsprechend verbesserte Ausführungsform der vorangehend beschriebenen bekannten Lamellenkupplung ist in der
DE 10 2007 056 745 A1 offenbart. Bei dieser im Wesentlichen baugleichen Lamellenkupplung weisen die Lamellen des zweiten Lamellensatzes in ihrer radialen Richtung eine geknickte Form bzw. eine Wellenform auf. Auf diese Weise können die Lamellen des zweiten Lamellensatzes im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung in axialer Richtung elastisch zusammengedrückt werden, so dass auch von einer federnden Ausbildung der Lamellen des zweiten Lamellensatzes in axialer Richtung gesprochen werden kann. Wird die Lamellenkupplung anschließend von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand überführt, so bewirkt die Rückstellkraft der federnd ausgebildeten Lamellen des zweiten Lamellensatzes, dass sich die Lamellen des zweiten Lamellensatzes wieder in axialer Richtung aufweiten und die der jeweiligen Lamelle des zweiten Lamellensatzes benachbarten Lamellen des ersten Lamellensatzes in axialer Richtung auseinander gedrückt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass selbst nach dem Aufweiten der federnd ausgebildeten Lamellen des zweiten Lamellensatzes in axialer Richtung noch immer ein relativ hohes Schleppmoment zwischen den Lamellen des ersten Lamellensatzes und den Lamellen des zweiten Lamellensatzes übertragen wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lamellenkupplung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der das Schleppmoment im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung deutlich reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung, wobei es sich bei der Lamellenkupplung vorzugsweise um eine nasslaufende Lamellenkupplung handelt, zwischen deren Lamellen beispielsweise ein Öl zur Kühlung und Schmierung wirkt. Es ist ferner bevorzugt, wenn die Lamellenkupplung als Mehrfach-Lamellenkupplung, also beispielsweise als Doppel-Lamellenkupplung, ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es besonders bevorzugt, wenn die erfindungsgemäße Lamellenkupplung hydraulisch betätigbar ist. Die Lamellenkupplung weist einen ersten Lamellensatz, der zumindest zwei Lamellen umfasst, die beispielsweise als Außen- oder Innenlamellen ausgebildet sein können, und einen zweiten Lamellensatz auf, der zumindest eine Lamelle aufweist, die als Innen- oder Außenlamelle ausgebildet ist. Die Lamellen der beiden genannten Lamellensätze sind dabei vorzugsweise ringscheibenförmig ausgebildet und weisen besonders bevorzugt eine Außenverzahnung oder eine Innenverzahnung auf, wobei es sich im erstgenannten Fall um eine Außenlamelle und im zweitgenannten Fall um eine Innenlamelle handeln würde. Die Lamellen des ersten Lamellensatzes sind drehfest mit einem ersten Lamellenträger verbunden, bei dem es sich beispielsweise um einen Außenlamellenträger oder einen Innenlamellenträger handeln kann, während die Lamellen des zweiten Lamellensatzes mit einem zweiten Lamellenträger drehfest verbunden sind, bei dem es sich beispielsweise um einen Innen- oder Außenlamellenträger handeln kann. Die zuvor genannten Außen- oder Innenverzahnungen können hierbei die drehfeste Verbindung mit dem jeweiligen Lamellenträger bewirken. Die Lamellen der beiden Lamellensätze sind in axialer Richtung wechselweise hintereinander angeordnet, wobei auch davon gesprochen werden kann, dass die beiden Lamellensätze kammartig ineinander greifen. Darüber hinaus können die Lamellen der beiden Lamellensätze in axialer Richtung miteinander in Reibeingriff gebracht werden, wobei der Reibeingriff vorzugsweise unmittelbar erfolgt. Zu diesem Zweck sind die Lamellen der beiden Lamellensätze vorzugsweise axial verschiebbar an dem jeweiligen Lamellenträger angeordnet. Im Falle einer hydraulisch betätigbaren Lamellenkupplung könnten die Lamellen beispielsweise mittels eines axial verschiebbaren Betätigungskolbens miteinander in Reibeingriff gebracht werden. Erfindungsgemäß ist mindestens eine Federeinrichtung für zumindest ein Lamellenpaar aus zwei benachbarten Lamellen des ersten Lamellensatzes vorgesehen. Unter einem Lamellenpaar im Sinne der Erfindung ist folglich ein Paar aus zwei in axialer Richtung benachbarten Lamellen desselben ersten Lamellensatzes zu verstehen. Die Federeinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass die beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars bei geöffneter Lamellenkupplung unter Ausbildung eines Axialabstandes in axialer Richtung voneinander beabstandet werden, wobei dieser Axialabstand größer als die Breite der zwischenliegenden und gegebenenfalls entspannten Lamelle des zweiten Lamellensatzes in axialer Richtung ist. Unter dem geöffneten Zustand der Lamellenkupplung ist hierbei derjenige Zustand der Lamellenkupplung zu verstehen, in dem die Lamellen der beiden Lamellensätze nicht aktiv miteinander in Reibeingriff gebracht werden. Die Breite der zwischenliegenden Lamelle des zweiten Lamellensatzes bezeichnet hierbei die Ausdehnung der zwischenliegenden Lamelle in axialer Richtung. Da es sich bei der zwischenliegenden Lamelle des zweiten Lamellensatzes vorzugsweise auch um eine in axialer Richtung elastisch verformbar oder federnd ausgebildete Lamelle handeln kann, bezeichnet die Breite der zwischenliegenden Lamelle die Ausdehnung der genannten elastisch verformbar oder federnd ausgebildeten Lamelle, wenn diese entspannt ist, also weder elastisch zusammengedrückt noch elastisch auseinander gezogen ist.
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Indem die Federeinrichtung die beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars bei geöffneter Lamellenkupplung unter Ausbildung eines Axialabstandes voneinander beabstandet, der größer als die Breite der zwischenliegenden und gegebenenfalls entspannten Lamelle des zweiten Lamellensatzes in axialer Richtung ist, können beide Lamellen des Lamellenpaars bei geöffneter Lamellenkupplung von der zwischenliegenden Lamelle getrennt werden, so dass ein Reibeingriff zwischen den genannten Lamellen weitgehend verhindert und ein besonders geringes Schleppmoment im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung erzielt wird. Somit erfolgt eine deutlichere Reduzierung des Schleppmoments als dies bei der Lamellenkupplung nach der
DE 10 2007 056 745 A1 der Fall ist, bei der der Axialabstand zwischen den beiden benachbarten Lamellen des ersten Lamellensatzes durch die axial federnd ausgebildete zwischenliegende Lamelle geschaffen wird, so dass der Axialabstand zwischen den beiden benachbarten Lamellen des ersten Lamellensatzes der Breite der zwischenliegenden entspannten Lamelle des zweiten Lamellensatzes in axialer Richtung entspricht, wodurch das Schleppmoment nur unzureichend reduziert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung wird das zuvor beschriebene Konzept auch auf mindestens ein Lamellenpaar aus zwei benachbarten Lamellen des zweiten Lamellensatzes, also des anderen Lamellensatzes, angewandt. So ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ferner mindestens eine Federeinrichtung für zumindest ein Lamellenpaar aus zwei benachbarten Lamellen des zweiten Lamellensatzes vorgesehen, mittels derer die beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars bei geöffneter Lamellenkupplung unter Ausbildung eines Axialabstandes in axialer Richtung voneinander beabstandbar sind, der größer als die Breite der zwischenliegenden und gegebenenfalls entspannten Lamelle des ersten Lamellensatzes in axialer Richtung ist. Bei dieser Ausführungsform erfolgt somit nicht nur eine gezielte Trennung der Lamellen des ersten Lamellensatzes, sondern vielmehr auch eine gezielte Trennung der Lamellen des zweiten Lamellensatzes in axialer Richtung. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner besonders bevorzugt, wenn die Federeinrichtungen für den ersten und zweiten Lamellensatz derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Lamellen des ersten Lamellensatzes von den Lamellen des zweiten Lamellensatzes vollständig getrennt sind, so dass zwischen diesen keinerlei Reibverbindung mehr besteht und das Schleppmoment somit noch deutlicher reduziert ist.
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Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass bereits die Verwendung einer Federeinrichtung bei vereinzelten Lamellenpaaren des jeweiligen Lamellensatzes zu einer Reduzierung des Schleppmoments führen kann. Um jedoch die größtmögliche Reduzierung des Schleppmoments mit Hilfe der Federeinrichtung bzw. Federeinrichtungen zu erzielen, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung mindestens eine Federeinrichtung für alle Lamellenpaare aus benachbarten Lamellen des ersten oder/und zweiten Lamellensatzes vorgesehen. Auch hat es sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft herausgestellt, wenn jedem Lamellenpaar eine Federeinrichtung zugeordnet ist, die separat von den Federeinrichtungen der anderen Lamellenpaare ausgebildet ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Federeinrichtung in axialer Richtung zwischen den einander zugewandten Seiten der Lamellen des jeweiligen Lamellenpaars angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn die jeweilige Federeinrichtung in axialer Richtung vollständig zwischen den einander zugewandten Seiten der Lamellen des jeweiligen Lamellenpaars angeordnet ist, um einen besonders kompakten Aufbau der Lamellenkupplung zu erzielen. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner besonders bevorzugt, wenn die Federeinrichtung in axialer Richtung unmittelbar an den einander zugewandten Seiten der Lamellen des jeweiligen Lamellenpaars abstützbar oder abgestützt ist, um einen einfachen und kompakten Aufbau zu erzielen. Dank der unmittelbaren Abstützung bzw. Abstützbarkeit der Federeinrichtung an den einander zugewandten Seiten der Lamellen des jeweiligen Lamellenpaars kann ferner die Rückstellkraft der Federeinrichtung unmittelbar auf die genannten Lamellen wirken, ohne dass die axiale Baulänge der Lamellenkupplung durch zusätzliche zwischenliegende Stützmittel vergrößert würde und die effektive Länge der Federeinrichtung in axialer Richtung eingeschränkt würde.
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Um bei geöffneter Lamellenkupplung einen Reibeingriff zwischen den Lamellen der beiden Lamellensätze weitgehend auszuschließen und das Schleppmoment zu reduzieren, ist die Federlänge der entspannten Federeinrichtung in axialer Richtung in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung größer als die Breite der zwischenliegenden und gegebenenfalls entspannten Lamelle in axialer Richtung. Hinsichtlich der Reduzierung des Schleppmoments hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Federlänge der entspannten Federeinrichtung in axialer Richtung mindestens 110% oder mindestens 125% der Breite der zwischenliegenden und gegebenenfalls entspannten Lamelle in axialer Richtung beträgt, wie dies bei der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt ist. Um einerseits das Schleppmoment deutlich zu reduzieren, ohne andererseits eine Lamellenkupplung mit sehr großer axialer Baulänge zu schaffen, ist es bei dieser Ausführungsform ferner besonders bevorzugt, wenn die Federlänge der entspannten Federeinrichtung in axialer Richtung maximal 150% der Breite der zwischenliegenden und gegebenenfalls entspannten Lamelle beträgt.
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Grundsätzlich könnte die Federeinrichtung in radialer Richtung außerhalb des Lamellentragabschnitts des als Außenlamellenträger ausgebildeten einen Lamellenträgers oder radial innerhalb des Lamellentragabschnitts des als Innenlamellenträger ausgebildeten anderen Lamellenträgers angeordnet sein, um auf radiale Vorsprünge an den jeweiligen Lamellen, wie beispielsweise die Außenverzahnung oder Innenverzahnung, einwirken zu können. Um jedoch einen montagefreundlichen und kompakten Aufbau einerseits zu erzielen und eine Krafteinbringung der Federeinrichtung andererseits zu erreichen, die ein einfaches und gezieltes Auseinanderdrücken der einander benachbarten Lamellen des jeweiligen Lamellenpaars bewirkt, ist die Federeinrichtung in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in radialer Richtung zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger, besonders bevorzugt den Lamellentragabschnitten des ersten und zweiten Lamellenträgers, angeordnet. Um die zuvor erwähnten Effekte noch zu verstärken, ist die Federeinrichtung dabei besonders bevorzugt in radialer Richtung vollständig zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger bzw. zwischen den Lamellentragabschnitten des ersten und zweiten Lamellenträgers angeordnet.
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Grundsätzlich könnte die Federeinrichtung, die beispielsweise ring- oder ringscheibenförmig ausgebildet sein kann, lose in die Lamellenkupplung eingesetzt werden, so dass diese in radialer Richtung beweglich ist. Um jedoch eine Kollision der Federeinrichtung mit der zwischenliegenden Lamelle zu verhindern, einen vorbestimmten und gleichbleibenden Krafteinleitungsbereich zu erhalten und Unwuchten sowie eine Geräuschentwicklung zu vermeiden, ist die Federeinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in radialer Richtung an dem ersten oder zweiten Lamellenträger, vorzugsweise an dem Lamellentragabschnitt des jeweiligen Lamellenträgers, abstützbar oder abgestützt. Bei dieser Ausführungsform muss nicht zwangsläufig eine drehfeste Verbindung zwischen der Federeinrichtung und dem jeweiligen Lamellenträger oder Lamellentragabschnitt bestehen, so dass eine Relativdrehung der Federeinrichtung gegenüber den der Federeinrichtung zugeordneten Lamellen des Lamellenpaars desselben Lamellensatzes möglich ist. Um jedoch eine gleichbleibende Drehstellung der Federeinrichtung relativ zu den der Federeinrichtung zugeordneten Lamellen des Lamellenpaars zu erreichen, die einem Verschleiß an den genannten Teilen entgegenwirkt und zu gleichbleibenden Krafteinleitungsbereichen an den Lamellen führt, ist die Federeinrichtung bei dieser Ausführungsform vorzugsweise drehfest, besonders bevorzugt formschlüssig, mit dem jeweiligen Lamellenträger bzw. Lamellentragabschnitt des Lamellenträgers verbunden. So kann die Federeinrichtung beispielsweise ähnlich wie die Lamellen der Lamellensätze eine Außen- oder Innenverzahnung aufweisen, um formschlüssig mit dem Lamellentragabschnitt des jeweiligen Lamellenträgers verbunden zu sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Federeinrichtung ringförmig oder ringscheibenförmig ausgebildet. Durch die ringförmige oder ringscheibenförmige Ausbildung der Federeinrichtung kann die Rückstellkraft derselben relativ gleichmäßig auf die ebenfalls ring- bzw. ringscheibenförmig ausgebildeten benachbarten Lamellen des Lamellenpaars übertragen werden, ohne dass die genannten Lamellen gegenüber der Drehachse kippen bzw. eine Taumelbewegung ausführen. Somit kann ein relativ schnelles und schleppmomentfreies Auseinanderdrücken der einander benachbarten Lamellen des Lamellenpaars erzielt werden. Dabei kann die Federeinrichtung grundsätzlich aus jedwedem Material gefertigt sein, wobei es sich hinsichtlich eines geringen Verschleißes und einer effektiven Federung bevorzugt ist, wenn die Federeinrichtung aus Metall, besonders bevorzugt aus Stahl, besteht. So hat sich eine aus Metall und/oder Stahl bestehende ringförmige oder ringscheibenförmige Federeinrichtung als besonders wirkungsvoll erwiesen.
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Grundsätzlich könnte die Federeinrichtung als Teil der zwischenliegenden Lamelle ausgebildet sein, indem diese beispielsweise mit der zwischenliegenden Lamelle verbunden oder gar einstückig mit dieser ausgebildet ist. Da der durch die Federeinrichtung bewirkte Axialabstand gemäß der Erfindung jedoch größer als die Breite der zwischenliegenden und gegebenenfalls entspannten Lamelle sein soll, wäre die Fertigung einer solchen Kombination aus zwischenliegender Lamelle und Federeinrichtung erheblich erschwert. Bei einer gegebenenfalls in axialer Richtung elastisch verformbar oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle ist es darüber hinaus äußerst schwer, unterschiedliche Federsteifigkeiten für die zwischenliegende Lamelle und die Federeinrichtung bei einer solchen Kombination zu erreichen. Aus diesem Grunde ist die Federeinrichtung in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung separat von der zwischenliegenden Lamelle ausgebildet und vorzugsweise von dieser beabstandet. Durch die Beabstandung der Federeinrichtung von der zwischenliegenden Lamelle ist nicht nur die Montage vereinfacht, vielmehr ist auch eine negative Beeinflussung der Rückstellkraft der Federeinrichtung durch die zwischenliegende Lamelle ausgeschlossen. Darüber hinaus ermöglicht die separate Ausbildung von Federeinrichtung und zwischenliegender Lamelle eine größere Flexibilität bei der Herstellung der Lamellenkupplung, zumal für ein und dieselbe Kupplung unterschiedliche Federeinrichtungen verwendet werden können, die sich beispielsweise in ihrer Federsteifigkeit unterscheiden, ohne auch die zwischenliegenden Lamellen austauschen bzw. verändern zu müssen. Mit anderen Worten wird bei dieser Ausführungsform eine klare Funktionstrennung zwischen der zwischenliegende Lamelle einerseits und der Federeinrichtung andererseits erzielt, wobei letztere ausschließlich der Herstellung des Axialabstandes zwischen den einander benachbarten Lamellen des Lamellenpaars dient, während die zwischenliegende Lamelle dem gegenseitigen Reibeingriff und gegebenenfalls zusätzlich dem Auseinanderdrücken der einander benachbarten Lamellen des Lamellenpaars dient, wie dies später näher erläutert wird. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner besonders bevorzugt, wenn die ringförmig oder ringscheibenförmig ausgebildete Federeinrichtung in radialer Richtung mit der zwischenliegenden Lamelle geschachtelt angeordnet ist. So sollte die ringförmige oder ringscheibenförmige Federeinrichtung entweder in radialer Richtung außerhalb der zwischenliegenden Lamelle oder in radialer Richtung innerhalb der zwischenliegenden Lamelle angeordnet sein.
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Damit die Federeinrichtung nach dem Öffnen der Lamellenkupplung den Axialabstand in axialer Richtung zwischen den beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars automatisch herstellen kann, ist die Federeinrichtung in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in axialer Richtung, vorzugsweise auch in Umfangsrichtung oder/und radialer Richtung, elastisch verformbar oder federnd ausgebildet. Hierdurch kann sich die Federeinrichtung in Folge eines axialen Zusammendrückens beispielsweise in Umfangsrichtung oder/und in radialer Richtung elastisch bzw. federnd ausbreiten, so dass eine hohe Dauerfestigkeit der Federeinrichtung erzielt werden kann, die im Falle einer elastischen Verformbarkeit oder federnden Ausbildung in radialer Richtung besonders hoch ist.
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Um die elastische Verformbarkeit oder federnde Ausbildung der Federeinrichtung in axialer Richtung auf besonders einfache Weise bewirken zu können, weist die ringförmige oder ringscheibenförmige Federeinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in Umfangsrichtung oder/und in radialer Richtung einen wellen- oder stufenartigen Verlauf auf. Um dabei einerseits eine geringe Breite der ringförmigen oder ringscheibenförmigen Federeinrichtung in radialer Richtung zu erzielen und andererseits eine relativ hohe Federsteifigkeit zu erreichen, sollte dem in Umfangsrichtung wellen- oder stufenartigen Verlauf Vorrang eingeräumt werden, wenngleich dieser in vorteilhafter Weise mit einem wellen- oder stufenartigen Verlauf in radialer Richtung kombiniert werden kann. Auch sollte der wellen- oder stufenartige Verlauf in Umfangsrichtung derart gewählt sein, dass die sich hierdurch ausbildenden Wellentäler und -berge bzw. Stufentäler und -berge in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Sollte ein wellen- oder stufenartiger Verlauf gewählt werden, so ist es bei dieser Ausführungsform ferner bevorzugt, wenn dieser sinusförmig ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend kann die ringförmige oder ringscheibenförmige Federeinrichtung in axialer Richtung konisch und somit in der Art einer Tellerfeder ausgebildet sein. Auch hier ist jedoch einem wellen- oder stufenartigen Verlauf in Umfangsrichtung Vorrang einzuräumen, um eine relativ hohe Federsteifigkeit in einem relativ kurzen radialen Abschnitt zu erzielen, wenngleich auch hier eine Kombination des wellen- oder stufenartigen Verlaufs mit der konischen Ausbildung der ringförmigen oder ringscheibenförmigen Federeinrichtung von Vorteil ist.
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Wie bereits zuvor angedeutet, muss es sich bei der zwischenliegenden Lamelle nicht notgedrungen um eine Lamelle handeln, die in axialer Richtung elastisch verformbar oder federnd ausgebildet ist, zumal bereits die zwischen den benachbarten Lamellen des Lamellenpaars wirkende Federeinrichtung ein Auseinanderdrücken der beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars bei geöffneter Lamellenkupplung und somit eine Reduzierung des Schleppmoments bewirkt. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die zwischenliegende Lamelle jedoch in axialer Richtung, vorzugsweise auch in Umfangsrichtung oder/und radialer Richtung, elastisch verformbar oder federnd ausgebildet. Ist die Lamellenkupplung bei dieser Ausführungsform geschlossen, so ist sowohl die Federeinrichtung als auch die zwischenliegende Lamelle in axialer Richtung elastisch zusammengedrückt. Wird die Lamellenkupplung im Anschluss daran geöffnet, so bewirken zunächst die Rückstellkraft der Federeinrichtung und die Rückstellkraft der elastisch verformten zwischenliegenden Lamelle ein Auseinanderdrücken der beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars. Durch die Addition dieser beiden Rückstellkräfte wird somit ein besonders schnelles bzw. zügiges Auseinanderdrücken der beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars bewirkt, ohne dass die Federeinrichtung eine besonders hohe Federsteifigkeit aufweisen müsste, was letztlich eine konstruktive Einschränkung bedeuten würde. Entspricht der Abstand zwischen den benachbarten Lamellen des Lamellenpaars der Breite der zwischenliegenden Lamelle, so bewirkt anschließend nur noch die Rückstellkraft der Federeinrichtung eine Vergrößerung des Axialabstandes zwischen den benachbarten Lamellen des Lamellenpaars bis dieser Axialabstand größer als die Breite der zwischenliegenden Lamelle ist. Wie bereits zuvor angedeutet, ist unter der Breite der zwischenliegenden Lamelle bei dieser Ausführungsform die maximale Ausdehnung der zwischenliegenden und entspannten Lamelle in axialer Richtung zu verstehen. Bei einer Welle mit wellen- oder stufenartigem Verlauf entspräche diese Breite im entspannten Zustand beispielsweise dem Abstand zwischen dem tiefsten Wellen- oder Stufental und dem höchsten Wellen- oder Stufenberg in axialer Richtung. In Analogie zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ist es bei dieser Ausführungsform ferner bevorzugt, wenn die zwischenliegende Lamelle in Umfangsrichtung oder/und in radialer Richtung einen wellen- oder stufenartigen, besonders bevorzugt einen sinusförmigen, Verlauf aufweist. Auch bei der zwischenliegende Lamelle ist einem wellen- oder stufenartigen Verlauf in Umfangsrichtung der Vorzug zu geben, wobei die Wellen- oder Stufenberge vorzugsweise in axialer Richtung von den Wellen- oder Stufentälern beabstandet sein sollten. Im Übrigen sei auf die vorangehende Beschreibung der elastisch verformbar oder federnd ausgebildeten Federeinrichtung verwiesen, die für die elastisch verformbar oder federnd ausgebildete zwischenliegende Lamelle entsprechend gilt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamelle ist die Federsteifigkeit der Federeinrichtung in axialer Richtung kleiner als die, größer als die oder gleich der Federsteifigkeit der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle in axialer Richtung. Bei dieser Ausführungsform haben sich insbesondere Lamellenkupplungen als vorteilhaft erwiesen, bei denen die Federsteifigkeit der Federeinrichtung in axialer Richtung kleiner oder größer als die Federsteifigkeit der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle in axialer Richtung ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner besonders bevorzugt, wenn die Federsteifigkeit der Federeinrichtung in axialer Richtung kleiner als die Federsteifigkeit der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle in axialer Richtung ist. Diese bevorzugte Ausführungsform ist insofern von Vorteil, als dass die beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars beim Schließen der Kupplung zunächst relativ einfach entgegen der Rückstellkraft der Federeinrichtung zusammengedrückt werden können, bis der Abstand zwischen den benachbarten Lamellen des Lamellenpaars der Breite der zwischenliegenden Lamelle entspricht. Erst im Anschluss müssen die beiden genannten benachbarten Lamellen entgegen der Rückstellkraft sowohl der Federeinrichtung als auch der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle zusammengedrückt werden. Beim Öffnen der Lamellenkupplung ist die relativ geringe Federsteifigkeit und die dadurch bedingte kleinere Rückstellkraft der Federeinrichtung hingegen ausreichend, um die beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaars unter Ausbildung des Axialabstandes in axialer Richtung voneinander zu beabstanden, der größer als die Breite der zwischenliegenden und entspannten Lamelle in axialer Richtung ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Rückstellkraft der Federeinrichtung in axialer Richtung bei geschlossener Lamellenkupplung kleiner als die, größer als die oder gleich der Rückstellkraft der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle in axialer Richtung. Bezüglich der Vorteile dieser Ausführungsform sei auf die Vorteile der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen betreffend die Federsteifigkeit der Federeinrichtung und die Federsteifigkeit der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle verwiesen. Bei dieser Ausführungsform hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Rückstellkraft der Federeinrichtung in axialer Richtung vorzugsweise bereits dann kleiner als die Rückstellkraft der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle in axialer Richtung ist, wenn die Breite der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Lamelle in axialer Richtung durch Zusammendrücken um 5%, vorzugsweise um 2,5%, reduziert ist.
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Um eine gleichmäßige Abstützung und Kraftübertragung zwischen der Federeinrichtung und der zwischenliegenden Lamelle einerseits und den benachbarten Lamellen des Lamellenpaars andererseits sicherzustellen, weist der wellen- oder stufenartige Verlauf der Federeinrichtung oder/und der zwischenliegenden Lamelle in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung mindestens zwei, vorzugsweise drei, besonders bevorzugt mehr als drei, Wellen- oder Stufenberge und die gleiche Anzahl an Wellen- oder Stufentälern auf.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die Lamellen des ersten oder zweiten Lamellensatzes, vorzugsweise des ersten Lamellensatzes, als Stahllamellen, besonders bevorzugt als flache Stahllamellen, ausgebildet, während die Lamellen des anderen Lamellensatzes, vorzugsweise des zweiten Lamellensatzes, als Reibbelaglamellen, vorzugsweise als Reibbelaglamellen mit wellen- oder stufenartigem Verlauf, ausgebildet sind, die einen Reibbelagträger und mindestens einen auf dem Reibbelagträger angeordneten Reibbelag aufweisen. So kann der Reibbelag sowohl einseitig als auch beidseitig auf dem Reibbelagträger angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform kann der wellen- oder stufenartige Verlauf der Reibbelaglamelle beispielsweise durch einen entsprechenden wellen- oder stufenartigen Verlauf des Reibbelages bewirkt werden, jedoch ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn der Reibbelagträger selbst einen wellen- oder stufenartigen Verlauf aufweist, dem der darauf angeordnete Reibbelag folgt, zumal hierdurch eine besonders hohe Federsteifigkeit der in axialer Richtung elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten Reibbelaglamelle erzielt werden kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine teilweise Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in geschnittener Darstellung,
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2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 1 bei geöffneter Lamellenkupplung,
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3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 1 während des Schließens oder Öffnens der Lamellenkupplung,
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4 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 1 bei geschlossener Lamellenkupplung,
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5 eine teilweise Seitenansicht der Federeinrichtung aus den vorangehenden Figuren und
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6 eine teilweise Seitenansicht einer Lamelle des zweiten Lamellensatzes aus den 1 bis 4.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung 2, wobei es sich im vorliegenden Beispiel um eine nasslaufende Lamellenkupplung 2 handelt, die hydraulisch betätigbar ist. In 1 sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 der Lamellenkupplung 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei sich die Drehachse 16 der Lamellenkupplung 2 in axialer Richtung 4, 6 erstreckt.
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Die Lamellenkupplung 2 weist einen ersten Lamellenträger 18 auf, der sich im Wesentlichen aus einem radialen Stützabschnitt 20, der sich in radialer Richtung 8, 10 erstreckt, und einem rohrförmigen Lamellentragabschnitt 22 zusammensetzt, die einstückig miteinander ausgebildet sind. In dem Lamellentragabschnitt 22 sind ferner Aussparungen 24 vorgesehen, die dem Hindurchtreten von nicht dargestelltem Kühl- und Schmieröl der nasslaufenden Lamellenkupplung 2 dienen. An seinem in axiale Richtung weisenden Ende steht der rohrförmige Lamellentragabschnitt 22 in Drehmitnahmeverbindung mit einer Mitnehmerscheibe 26, die ihrerseits mittelbar oder unmittelbar in Drehmitnahmeverbindung mit der Antriebswelle einer nicht dargestellten Antriebseinheit steht. Der rohrförmige Lamellentragabschnitt 22 weist ferner eine Innenverzahnung 28 zur Erzeugung einer drehfesten Verbindung zwischen dem Lamellentragabschnitt 22 und den später näher beschriebenen Lamellen auf.
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Dem als Außenlamellenträger ausgebildeten ersten Lamellenträger 18 ist ein als Innenlamellenträger ausgebildeter zweiter Lamellenträger 30 zugeordnet. Der zweite Lamellenträger 30 setzt sich wiederum aus einem rohrförmigen Lamellentragabschnitt 32 und einem in axialer Richtung 4 daran anschließenden, in 1 lediglich angedeuteten, radialen Stützabschnitt 34 zusammen, die wiederum einstückig miteinander ausgebildet sind. Der Lamellentragabschnitt 32 ist dabei in radialer Richtung 8, 10 mit dem Lamellentragabschnitt 22 des ersten Lamellenträgers 18 geschachtelt angeordnet. Auch weist der Lamellentragabschnitt 32 wiederum eine Verzahnung auf, wobei es sich bei der Verzahnung um eine Außenverzahnung 36 handelt, die in radialer Richtung 8 der Innenverzahnung 28 zugewandt ist. Auch in dem Lamellentragabschnitt 32 des zweiten Lamellenträgers 30 sind Aussparungen in der Art der Aussparungen 24 innerhalb des Lamellentragabschnitts 22 vorgesehen, um ein Hindurchfließen des Kühl- bzw. Schmieröls durch den Lamellentragabschnitt 32 zu ermöglichen, wenngleich in 1 auf die Darstellung dieser Aussparungen verzichtet wurde. Der radiale Stützabschnitt 24 kann beispielsweise mittelbar oder unmittelbar drehfest mit einer Getriebeeingangswelle (nicht dargestellt) verbunden sein.
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In radialer Richtung 8, 10 zwischen den radial geschachtelten Lamellentragabschnitten 22, 32 ist ein Lamellenpaket 38 angeordnet. Das Lamellenpaket 38 ist in axialer Richtung 4 an einem Anschlag 40 der Mitnehmerscheibe 26 abstützbar. In der entgegengesetzten axialen Richtung 6 ist das Lamellenpaket 38 hingegen an Stützfingern 42 eines Betätigungskolbens 44 abstützbar. Der Betätigungskolben 44 ist hydraulisch antreibbar, so dass dieser in die axialen Richtungen 4, 6 verschoben werden kann. Die sich in axiale Richtung 4 durch Aussparungen 46 in dem radialen Stützabschnitt 20 des ersten Lamellenträgers 18 erstreckenden Stützfinger 42 können somit in Verbindung mit dem Anschlag 40 an der Mitnehmerscheibe 26 ein Zusammendrücken des Lamellenpakets 38 bewirken, wenn der Betätigungskolben 44 hydraulisch in axiale Richtung 4 verschoben wird. In diesem Fall wird nachstehend von einer geschlossenen Lamellenkupplung 2 gesprochen, wobei 1 den geöffneten Zustand, also eine geöffnete Lamellenkupplung 2, zeigt.
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Das Lamellenpaket 38 setzt sich aus einem ersten Lamellensatz 48 und einem zweiten Lamellensatz 50 zusammen. Der erste Lamellensatz 48 umfasst eine Vielzahl von ringscheibenförmigen, flachen Stahllamellen 52 bis 62, die jeweils eine Außenverzahnung 64 aufweisen. Die Außenverzahnungen 64 der Stahllamellen 52 bis 62 greifen dabei in die Innenverzahnung 28 des Lamellentragabschnitts 22 des ersten Lamellenträgers 18 ein, so dass die Stahllamellen 52 bis 62 des ersten Lamellensatzes 48 drehfest mit dem ersten Lamellenträger 18 verbunden, jedoch entlang desselben in axialer Richtung 4 bzw. 6 verschiebbar sind. Bei den Stahllamellen 52 bis 62 handelt es sich folglich um die Außenlamellen der Lamellenkupplung 2. Der zweite Lamellensatz 50 umfasst hingegen mehrere als Innenlamellen ausgebildete Reibbelaglamellen 66 bis 74, die ebenfalls im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet sind und jeweils eine Innenverzahnung 76 aufweisen. Die Innenverzahnung 76 der Reibbelaglamellen 66 bis 74 greift dabei in die Außenverzahnung 36 des Lamellentragabschnitts 32 des zweiten Lamellenträgers 30 ein, so dass die genannten Reibbelaglamellen 66 bis 74 des zweiten Lamellensatzes 50 drehfest mit dem zweiten Lamellenträger 30 verbunden, jedoch ebenfalls in axialer Richtung 4, 6 relativ zu dem zweiten Lamellenträger 30 verschiebbar sind.
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Die Stahllamellen 52 bis 62 des ersten Lamellensatzes 48 und die Reibbelaglamellen 66 bis 74 des zweiten Lamellensatzes 50 sind in axialer Richtung 4 bzw. 6 wechselweise hintereinander angeordnet und können somit über den Betätigungskolben 44 unmittelbar miteinander in Reibeingriff gebracht werden, so dass die Übertragung eines Drehmoments von dem als Außenlamellenträger ausgebildeten ersten Lamellenträger 18 über das Lamellenpaket 38 auf den als Innenlamellenträger ausgebildeten zweiten Lamellenträger 30 übertragbar ist. Die jeweils benachbart zueinander angeordneten Stahllamellen 52 und 54, 54 und 56, 56 und 58, 58 und 60 sowie 60 und 62 bilden jeweils ein Lamellenpaar des ersten Lamellensatzes 48 aus, wobei sich jeweils eine Reibbelaglamelle 66, 68, 70, 72 bzw. 74 in radialer Richtung 8 zwischen die Stahllamellen des jeweiligen Lamellenpaars erstreckt.
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Wie insbesondere aus 6 ersichtlich, die eine teilweise Seitenansicht der Reibbelaglamellen 66 bis 74 zeigt, umfassen die Reibbelaglamellen 66 bis 74 jeweils einen ringscheibenförmigen Reibbelagträger 78, an dem die Innenverzahnung 76 vorgesehen ist, wobei auf beiden Seiten des Reibbelagträgers 78 ein Reibbelag 80, 82 angeordnet ist, bei dem es sich vorzugsweise um einen Papierreibbelag handelt. Die zwischenliegende Reibbelaglamelle 66 bis 74 ist dabei in axialer Richtung 4, 6, vorzugsweise auch in Umfangsrichtung 12, 14 oder/und radialer Richtung 8, 10, elastisch verformbar oder federnd ausgebildet. Dies wird dadurch erreicht, dass die zwischenliegende Reibbelaglamelle 66 bis 74 in Umfangsrichtung 12, 14 einen wellenartigen, vorzugsweise einen sinusförmigen, Verlauf aufweist. Alternativ könnte die zwischenliegende Reibbelaglamelle 66 bis 74 auch einen stufenartigen Verlauf aufweisen. Ebenso wäre es denkbar, wenn die zwischenliegende Reibbelaglamelle 66 bis 74 alternativ oder ergänzend einen in radialer Richtung 8, 10 wellen- oder stufenartigen Verlauf aufweist, wenngleich der wellen- oder stufenartige Verlauf in Umfangsrichtung 12, 14, wie er in 6 gezeigt ist, bevorzugt ist. In der dargestellten Ausführungsform wird der wellen- oder stufenartige Verlauf in Umfangsrichtung 12, 14 durch einen wellen- oder stufenartigen Verlauf des Reibbelagträgers 78 bewirkt, dem die darauf angeordneten Reibbeläge 80, 82 folgen. Dank des wellen- oder stufenartigen Verlaufs der zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 bis 74 weist die Reibbelaglamelle 66 bis 74 mindestens zwei, vorzugsweise drei, besonders bevorzugt mehr als drei, Wellen- oder Stufenberge 84 und die gleiche Anzahl an Wellen- oder Stufentälern 86 auf, wobei die Wellen- oder Stufenberge 84 in axialer Richtung 4 hervorstehen, während die Wellen- oder Stufentäler 86 in axialer Richtung 6 hervorstehen. Die Breite, also die Ausdehnung der jeweiligen Reibbelaglamelle 66 bis 74 in axialer Richtung 4, 6, der entspannten, also weder axial zusammengedrückten noch axial auseinander gezogenen Reibbelaglamelle 66 bis 74, ist in 6 anhand des Bezugszeichens b angedeutet, wobei die genannte Breite b dem Abstand zwischen dem höchsten Wellen- oder Stufenberg 84 und dem tiefsten Wellen- oder Stufental 86 in axialer Richtung 4, 6 entspricht.
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Wie aus 1 ersichtlich, ist in axialer Richtung 4, 6 zwischen den zwei benachbarten Stahllamellen der oben genannten Lamellenpaare des ersten Lamellensatzes 48 ferner jeweils eine Federeinrichtung 88 angeordnet, wobei die Federeinrichtung 88 in axialer Richtung 4, 6 vollständig zwischen den einander zugewandten Seiten der Stahllamellen des jeweiligen Lamellenpaars angeordnet und unmittelbar an den einander zugewandten Seiten der Stahllamellen des jeweiligen Lamellenpaars abstützbar oder abgestützt ist. Dabei sind die Federeinrichtungen 88 in radialer Richtung 8, 10 vollständig zwischen dem ersten und zweiten Lamellenträger 18, 30, genauer gesagt zwischen den Lamellentragabschnitten 22, 32 der Lamellenträger 18, 30, angeordnet. Auch sind die Federeinrichtungen 88 jeweils in radialer Richtung 8 an dem ersten Lamellenträger 18, genauer gesagt an dessen Lamellentragabschnitt 22, abstützbar oder abgestützt. Ergänzend hierzu ist es bevorzugt, wenn die Federeinrichtungen 88 drehfest, besonders bevorzugt formschlüssig, mit dem Lamellentragabschnitt 22 des ersten Lamellenträgers 18 verbunden sind, was beispielsweise durch eine entsprechende Außenverzahnung (nicht dargestellt) an der Federeinrichtung 88 bewirkt werden kann, die in die Innenverzahnung 28 an dem Lamellentragabschnitt 22 des ersten Lamellenträgers 18 eingreift.
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Die Federeinrichtungen 88 sind ringförmig oder ringscheibenförmig ausgebildet, wobei die Federeinrichtungen 88 vorzugsweise aus Metall, besonders bevorzugt aus Stahl, bestehen. Wie insbesondere aus 1 ersichtlich, sind die Federeinrichtungen 88 jeweils separat von der zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 bis 74 ausgebildet und in radialer Richtung 8 von dieser beabstandet. Auch sind die ringförmigen oder ringscheibenförmigen Federeinrichtungen 88 in radialer Richtung 8, 10 mit der jeweils zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 bis 74 geschachtelt angeordnet, so dass die Federeinrichtung 88 die zugehörige zwischenliegende Reibbelaglamelle 66 bis 74 in radialer Richtung 8 umschließt bzw. umgibt.
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Um eine federnde Beabstandung der Stahllamellen 52 bis 62 des jeweiligen Lamellenpaars in axialer Richtung 4, 6 zu bewirken, sind die Federeinrichtungen 88 in axialer Richtung 4, 6, vorzugsweise auch in Umfangsrichtung 12, 14 oder/und radialer Richtung 8, 10, elastisch verformbar oder federnd ausgebildet. Wie aus 5 ersichtlich, die eine teilweise Seitenansicht der Federeinrichtung 88 zeigt, weisen die ringförmig oder ringscheibenförmig ausgebildeten Federeinrichtungen 88 in Umfangsrichtung 12, 14 einen wellen- oder stufenartigen, vorzugsweise einen sinusförmigen, Verlauf auf. Alternativ oder ergänzend kann sich der wellen- oder stufenartige Verlauf auch in radialer Richtung 8, 10 erstrecken, wenngleich der wellen- oder stufenartige Verlauf in Umfangsrichtung 12, 14 bevorzugt ist. Ferner kann die jeweilige Federeinrichtung 88 alternativ oder ergänzend auch in axialer Richtung 4, 6 konisch ausgebildet sein, wenngleich auch hier der wellen- oder stufenartige Verlauf in Umfangsrichtung 12, 14 bevorzugt ist oder als Grundform vorhanden sein sollte.
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Dank des wellen- oder stufenartigen Verlaufs der Federeinrichtung 88 weisen die Federeinrichtungen 88 mindestens zwei, vorzugsweise drei, besonders bevorzugt mehr als drei, Wellen- oder Stufenberge 90, die in axialer Richtung 4 hervorstehen, und die gleiche Anzahl an Wellen- oder Stufentälern 92 auf, die in axialer Richtung 6 hervorstehen. Die Federlänge f der entspannten und somit weder zusammengedrückten noch auseinander gezogenen Federeinrichtung 88 in axialer Richtung 4, 6 ist dabei größer als die Breite b der zwischenliegenden und entspannten Reibbelaglamelle 66 bis 74 in axialer Richtung 4, 6. Auch die Federlänge f bemisst sich hierbei nach dem Abstand zwischen dem höchsten Wellen- oder Stufenberg 90 und dem tiefsten Wellen- oder Stufental 92 in axialer Richtung 4, 6. Die Federlänge f beträgt hierbei mindestens 110%, vorzugsweise mindestens 125% und besonders bevorzugt maximal 150% der Breite b der zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 bis 74.
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Nachstehend werden weitere Merkmale der Erfindung sowie deren Funktionsweise unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. Zwar zeigen die 2 bis 4 lediglich die Wirkungsweise im Bereich des Lamellenpaars aus den benachbarten Stahllamellen 52 und 54, jedoch gilt die nachfolgende Beschreibung in entsprechender Weise auch für die anderen Lamellenpaare bzw. für den Rest der Lamellenkupplung 2.
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In den 1 und 2 befindet sich die Lamellenkupplung 2 in einem geöffneten Zustand, in dem die Stahllamellen 52 bis 62 und die Reibbelaglamellen 66 bis 74 außer Reibeingriff sind, so dass grundsätzlich kein Drehmoment von dem ersten Lamellenträger 18 auf den zweiten Lamellenträger 30 übertragen werden kann. Die Federlänge f der Federeinrichtung 88 in axialer Richtung 4, 6 bewirkt eine Ausbildung eines Axialabstandes a zwischen den einander zugewandten Seiten der Stahllamellen 52 und 54 in axialer Richtung 4, 6, wobei dieser Axialabstand a im Wesentlichen der Federlänge f bei entspannter Federeinrichtung 88 entspricht und größer als die Breite b der entspannten Reibbelaglamelle 66 in axialer Richtung 4, 6 ist. Dank dieses Größenverhältnisses, nämlich dass a > b ist, wird ein Schleppmoment zwischen den Stahllamellen 52 bis 62 und den Reibbelaglamellen 66 bis 74 der nasslaufenden Lamellenkupplung 2 weitgehend unterdrückt.
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Soll die Lamellenkupplung 2 geschlossen werden, so wird der Betätigungskolben 44 der Lamellenkupplung 2 hydraulisch in axialer Richtung 4 verschoben, so dass das Lamellenpaket 38 bzw. dessen Stahl- und Reibbelaglamellen 52 bis 62, 66 bis 74 in axialer Richtung 4, 6 zusammengedrückt werden. Wie aus 3 ersichtlich, wird dabei zunächst die Federeinrichtung 88 derart stark in axialer Richtung 4, 6 zusammengedrückt, dass die einander zugewandten Seiten der Stahllamellen 52, 54 an die den Stahllamellen 52, 54 zugewandten Seiten der Reibbelaglamelle 66 angrenzen. Bis zu diesem Zeitpunkt mussten die Stahllamellen 52, 54 lediglich entgegen der Rückstellkraft der Federeinrichtung 88 durch den Betätigungskolben 44 zusammengedrückt werden.
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Werden die Stahllamellen 52, 54 im Laufe des weiteren Schließvorgangs noch stärker in axialer Richtung 4, 6 zusammengedrückt, so erfolgt dieses Zusammendrücken sowohl entgegen der Rückstellkraft der Federeinrichtung 88 als auch entgegen der Rückstellkraft der elastisch verformbar oder federnd ausgebildeten Reibbelaglamelle 66, wie dies in 4 angedeutet ist. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Reibbelaglamelle 66 in der endgültigen Schließposition der Lamellenkupplung 2 vollständig in axialer Richtung 4, 6 zusammengedrückt ist, so dass die Wellen- oder Stufenberge 84 bzw. die Wellen- oder Stufentäler 86 verschwinden (nicht dargestellt).
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Beim Öffnen der Lamellenkupplung 2 wird der Betätigungskolben 44 hingegen wieder in axiale Richtung 6 verschoben, so dass zunächst sowohl die Rückstellkraft der Federeinrichtung 88 als auch die Rückstellkraft der elastisch verformten zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den Stahllamellen 52 und 54 in axialer Richtung 4, 6 bewirkt. Dieser erste Bewegungsablauf ist anhand der 4 und 3 dargestellt. Entspricht der Abstand zwischen den Stahllamellen 52, 54 in axialer Richtung 4, 6 der Breite b der entspannten Reibbelaglamelle 66, so wird die anschließende Trennung der Reibflächen der Stahllamellen 52, 54 und der Reibbelaglamelle 66 nur noch über die Federeinrichtung 88 mit der größeren Federlänge f bewirkt, wie dies anhand der 3 und 2 ersichtlich ist. Hieraus geht hervor, dass in der ersten Phase der Trennung eine besonders schnelle Beabstandung der Stahllamellen 52, 54 zueinander möglich ist, indem sowohl die Federeinrichtung 88 als auch die elastisch verformte Reibbelaglamelle 66 ein Auseinanderdrücken der Stahllamellen 52, 54 bewirkt.
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Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann die Federsteifigkeit der Federeinrichtung 88 in axialer Richtung 4, 6 kleiner als die, größer als die oder gleich der Federsteifigkeit der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 in axialer Richtung 4, 6 sein. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es je nach Ausführungsform vorteilhaft ist, wenn sich die Federsteifigkeit der Federeinrichtung 88 in axialer Richtung 4, 6 von der Federsteifigkeit der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 in axialer Richtung 4, 6 unterscheidet bzw. größer oder kleiner als diese ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang hat es sich in den meisten Ausführungsformen als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Federsteifigkeit der Federeinrichtung 88 in axialer Richtung 4, 6 kleiner als die Federsteifigkeit der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 in axialer Richtung 4, 6 ist.
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Des Weiteren kann die Rückstellkraft der Federeinrichtung 88 bei der oben beschriebenen Ausführungsform in axialer Richtung 4, 6 bei geschlossener Lamellenkupplung 2 kleiner oder größer als die oder gleich der Rückstellkraft der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 in axialer Richtung 4, 6 sein. Auch bei einer derartigen Ausgestaltung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Rückstellkraft der Federeinrichtung 88 in axialer Richtung 4, 6 bei geschlossener Lamellenkupplung 2 kleiner oder größer, vorzugsweise kleiner, als die Rückstellkraft der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 in axialer Richtung 4, 6 ist. In diesem Zusammenhang hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Rückstellkraft der Federeinrichtung 88 in axialer Richtung 4, 6 vorzugsweise bereits dann kleiner als die Rückstellkraft der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 ist, wenn die Breite b der elastisch verformbaren oder federnd ausgebildeten zwischenliegenden Reibbelaglamelle 66 in axialer Richtung 4, 6 durch Zusammendrücken um 5%, vorzugsweise um 2,5% reduziert ist.
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Wenngleich dies in den 1 bis 4 nicht dargestellt ist, so können ferner für die Lamellenpaare aus den zwei benachbarten Reibbelaglamellen 66 und 68, 68 und 70, 70 und 72, 72 und 74 des zweiten Lamellensatzes 50 entsprechende Federeinrichtungen 88 vorgesehen sein, mittels derer die benachbarten Reibbelaglamellen 66 bis 74 des jeweiligen Lamellenpaars bei geöffneter Lamellenkupplung 2 unter Ausbildung eines Axialabstandes in axialer Richtung 4, 6 voneinander beabstandet werden können, der größer als die Breite der zwischenliegenden Stahllamellen 52 bis 62 des ersten Lamellensatzes 48 in axialer Richtung 4, 6 ist. Derartige zusätzliche Federeinrichtungen könnten sich dann in entsprechender Weise an dem Lamellentragabschnitt 32 des zweiten Lamellenträgers 30 abstützen und mit den Stahllamellen 52 bis 62 in radialer Richtung 8, 10 geschachtelt angeordnet sein. Im Übrigen würden die Ausführungen zu den Federeinrichtungen 88 zwischen den Stahllamellen 52 bis 62 in entsprechender Weise für die Federeinrichtungen zwischen den Reibbelaglamellen 66 bis 74 gelten, wobei in diesem speziellen Fall darauf zu achten wäre, dass die Federeinrichtungen mit dem wellen- oder stufenartigen Verlauf in axialer Richtung 4, 6 an einem Bereich der Reibbelaglamellen 66 bis 74 angrenzen, der flach ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Lamellenkupplung
- 4
- axiale Richtung
- 6
- axiale Richtung
- 8
- radiale Richtung
- 10
- radiale Richtung
- 12
- Umfangsrichtung
- 14
- Umfangsrichtung
- 16
- Drehachse
- 18
- erster Lamellenträger
- 20
- radialer Stützabschnitt
- 22
- Lamellentragabschnitt
- 24
- Aussparungen
- 26
- Mitnehmerscheibe
- 28
- Innenverzahnung
- 30
- zweiter Lamellenträger
- 32
- Lamellentragabschnitt
- 34
- radialer Stützabschnitt
- 36
- Außenverzahnung
- 38
- Lamellenpaket
- 40
- Anschlag
- 42
- Stützfinger
- 44
- Betätigungskolben
- 46
- Aussparungen
- 48
- erster Lamellensatz
- 50
- zweiter Lamellensatz
- 52
- Stahllamelle
- 54
- Stahllamelle
- 56
- Stahllamelle
- 58
- Stahllamelle
- 60
- Stahllamelle
- 62
- Stahllamelle
- 64
- Außenverzahnung
- 66
- Reibbelaglamelle
- 68
- Reibbelaglamelle
- 70
- Reibbelaglamelle
- 72
- Reibbelaglamelle
- 74
- Reibbelaglamelle
- 76
- Innenverzahnung
- 78
- Reibbelagträger
- 80
- Reibbelag
- 82
- Reibbelag
- 84
- Wellen- oder Stufenberge
- 86
- Wellen- oder Stufentäler
- 88
- Federeinrichtung
- 90
- Wellen- oder Stufenberge
- 92
- Wellen- oder Stufentäler
- a
- Axialabstand
- b
- Breite der Reibbelaglamelle
- f
- Federlänge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007056745 A1 [0004, 0008]
