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Die Erfindung betrifft einen Lamellenträger für eine Lamellenkupplung, insbesondere für eine Doppelkupplung, mit einem Grundkörper und mit einem Verstärkungsring, wobei der Grundkörper einen Kronenbereich aufweist, und wobei am Außenumfang des Kronenbereiches der Verstärkungsring angeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenträgers, wobei ein Grundkörper mit einem Kronenbereich hergestellt wird, und wobei am Außenumfang des Kronenbereichs ein Verstärkungsring angeordnet wird.
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Es ist bekannt, in Doppelkupplungen Lamellenträger aus Stahlblech zu verwenden. Die insbesondere topfförmigen Grundkörper dieser Lamellenträger können als Blechtiefziehteile gefertigt sein. Solche Lamellenträger aus Stahlblech zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und durch eine einfache Unformbarkeit aus. Es sind insbesondere tiefgezogene, kaltgeformte Lamellenträger aus Stahlblech bekannt. Der Kronenbereich dieser Lamellenträger erstreckt sich in Axialrichtung und in Umfangsrichtung und weist insbesondere eine Verzahnung auf, die zur Verbindung mit entsprechenden Außenlamellen oder Innenlamellen geeignet ist.
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Aus der
DE 10 2007 029 005 A1 ist ein Lamellenträger mit einem Grundkörper und mit einem Verstärkungsring bekannt. Der Grundkörper weist einen ringförmig geschlossenen Kronenbereich auf, wobei der Kronenbereich an seiner Außenumfangsseite und an seiner Innenumfangsseite mit einer Lamellenverzahnung versehen ist. Der Grundkörper weist mehrere Aufnahmesitze auf. In die Aufnahmesitze können mehrere Wuchtelemente eingerastet werden. Eine Auswuchtung des Grundkörpers und damit des Lamellenträgers ist hierdurch möglich. Die Wuchtelemente können an der Außenumfangsseite des Grundkörpers angeordnet werden. Der Verstärkungsring ist an der Außenumfangsseite des Kronenbereichs kraft- und/oder formschlüssig angeordnet und somit trennbar auf den Grundkörper montiert. Der Verstärkungsring weist an seinem Innenumfang mehrere Anlageflächen für die Wuchtelemente auf. Der Kronenbereich ist gewellt ausgebildet. Der Kronenbereich weist sich in Axialrichtung erstreckende Wellenberge und Wellentäler auf. Im Bereich der Wellentäler ist abschnittsweise eine Ringnut ausgebildet. In die Ringnut kann ein Sicherungsring eingesetzt werden. Die Wuchtelemente werden nach dem Einsetzen des Sicherungsrings am Außenumfang des Sicherungsrings in die Wellentäler eingesetzt und rasten mit entsprechenden Rastnasen am Sicherungsring ein. Der Verstärkungsring liegt an dem Außenumfang der Wellenberge und am Außenumfang der Wuchtelemente an. Der Verstärkungsring wird nach dem Einsetzen der Wuchtelemente montiert.
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Der im Stand der Technik bekannte Lamellenträger ist noch nicht optimal ausgebildet. Der Verstärkungsring ist aufwendig zu montieren und erhöht das Trägheitsmoment des Lamellenträgers.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lamellenträger der eingangs genannten Art bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Lamellenträgers derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass das Trägheitsmoment des Lamellenträgers verringert ist und eine aufwendige Montage des Verstärkungsrings vermieden ist.
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Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird nun für den Lamellenträger – dadurch gelöst, dass der Verstärkungsring aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt ist.
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Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun – für das Verfahren – dadurch gelöst, dass der Verstärkungsring aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt wird.
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Der Verstärkungsring kann insbesondere mehrere Wicklungen eines Faserwerkstoffes aufweisen. Dieser Faserwerkstoff kann beispielsweise in Form eines Bandes verwendet werden, das zu mehreren Wickellagen aufgewickelt wird und anschließend mittels einer Kunststoffmatrix in seiner Form fixiert wird. Dieser gewickelte Verstärkungsring weist eine hohe Festigkeit und ein nur geringes Trägheitsmoment im Vergleich zu einem Verstärkungsring aus Metall auf. Der Verstärkungsring kann insbesondere aus einem Band von Kohlefasern und aus einer oder mehrerer Schichten eines Kunstharzes, beispielsweise eines Epoxidharzes ausgebildet sein. Der Verstärkungsring kann serienmäßig insbesondere in einer Matrize hergestellt werden. Dieser Verstärkungsring kann dann durch Stauchen des Grundkörpers des Lamellenträgers auf den Kronenbereich aufgeschoben und ggf. dort zusätzlich fixiert werden. Alternativ kann der Faserwerkstoff auf den Kronenbereich aufgewickelt werden und anschließend dort mit einer Kunststoffmatrix, beispielsweise Epoxidharz fixiert werden. Der Verstärkungsring kann so auf den Grundkörper aufgeklebt werden. Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Lamellenträger und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Lamellenträgers in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu darf zunächst auf dem Patentanspruch 1 und auf die dem Patentanspruch 7 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in einer schematischen, geschnittenen Darstellung eine Doppelkupplung mit mehreren Lamellenträgern,
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2 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung einen Lamellenträger mit einem Grundkörper und mit einem Verstärkungsring, und
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3 in einer schematischen Seitenansicht den Lamellenträger aus 2.
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In den 2 und 3 ist ein Lamellenträger 1 für eine Lamellenkupplung 2, insbesondere für eine Doppelkupplung 3 (vgl. 1) dargestellt.
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Bevor der Lamellenträger 1 näher beschrieben wird, darf auf die Lamellenkupplung 2, nämlich die Doppelkupplung 3 anhand von 1 näher eingegangen werden:
Die in 1 dargestellte Doppelkupplung 3 wird insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges verwendet, nämlich vorzugsweise für ein automatisches oder automatisiertes, hier allerdings nicht im Einzelnen dargestelltes Doppelkupplungsgetriebe.
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Gut ersichtlich ist eine erste Reibkupplung K1 und eine zweite Reibkupplung K2. Die erste Reibkupplung K1 ist mit einer nicht im Einzelnen dargestellten Motorwelle verbindbar. Erkennbar ist in 1 rechts unten eine Kupplungseingangswelle 4, wobei die Kupplungseingangswelle 4 wiederum mit einer Motorwelle entsprechend verbindbar ist. Andererseits sind die erste und die zweite Reibkupplung K1 und K2 mit jeweils einer Getriebeeingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes verbindbar. Dargestellt sind in 1 zwei Verbindungselemente 5, 6. Die beiden Verbindungselemente 5, 6 weisen eine nicht näher bezeichnete Innenverzahnung auf, wobei über die jeweilige Innenverzahnung die Verbindungselemente 5, 6 mit der entsprechenden Getriebeeingangswelle verbindbar sind.
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Die Reibkupplungen K1 und K2 sind vorzugsweise als nasslaufende Reibkupplungen K1 und K2 ausgestaltet, wobei die beiden Reibkupplungen K1 und K2 nicht näher bezeichnete Lamellenpakete aus abwechselnd aufeinander geschichteten und nicht näher bezeichneten Außenlamellen und nicht näher bezeichneten Innenlamellen aufweisen. Die Außenlamellen sind über eine Hauptnabe 7 mit der Kupplungseingangswelle 4 funktional wirksam drehfest verbunden. Der Kraftfluss wird über den „Kupplungskorb” bzw. die Hauptnabe 7 zu den Reibkupplungen K1 und K2 geleitet. Die Innenlamellen der beiden Reibkupplungen K1 und K2 sind jeweils funktional wirksam mit den Getriebeeinganswellen über jeweils einen Innenlamellenträger 8, 9 verbunden.
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Der Innenlamellenträger 8 ist dabei an dem Verbindungselement 5 befestigt und der Innenlamellenträger 9 ist an dem Verbindungselement 6 befestigt. Die Doppelkupplung 3 weist zwei Lamellenträger 10, 11 auf, wobei diese Lamellenträger 10, 11 als Außenlamellenträger ausgebildet sind. Der in 2 und 3 dargestellte Lamellenträger 1 stellt hier insbesondere eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lamellenträger 10 bzw. 11 dar.
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Die Lamellenträger 10, 11 sind jeweils drehfest mit der Hauptnabe 7 verbunden. Die Lamellenträger 10, 11 tragen die nicht näher bezeichneten Außenlamellen der beiden Reibkupplungen K1, K2. Die Kupplungseingangswelle 4 ist drehfest mit einer Mitnehmerscheibe 12 verbunden. Die Mitnehmerscheibe 12 ist drehfest mit dem Außenlamellenträger 10 verbunden und bildet insbesondere den „Kupplungskorb”. Der Kraftfluss wird von der Kupplungseingangswelle 4 über die Mitnehmerscheibe 12 auf den Lamellenträger 10 und von da aus weiter auf die Hauptnabe 7 und anschließend auf den Lamellenträger 11 geleitet. Hierdurch werden die Außenlamellen der beiden Reibkupplungen K1 und K2 angetrieben. Durch Schließen der Reibkupplung K1, K2 wird der Kraftfluss weiter auf die Innenlamellenträger 8, 9 und die entsprechenden Verbindungselemente 5, 6 geleitet. Die Außenlamellen sind dabei drehfest, aber axial verschiebbar am Lamellenträger 10 bzw. 11 angeordnet. Die beiden Lamellenträger 10, 11 und der Lamellenträger 1 weisen jeweils eine Ringnut 13 auf. In die Ringnut 13 greift jeweils ein Sicherungsring 14 ein.
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Im Folgenden darf auf den Lamellenträger 1 anhand von 2 und 3 näher eingegangen werden:
Der Lamellenträger 1 weist einen Grundkörper 15 auf. Der Grundkörper 15 weist einen sich im Wesentlichen sich in Radialrichtung erstreckenden Bodenbereich 16 und einen sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung und in Axialrichtung erstreckenden Kronenbereich 17 auf. Der Grundkörper 15 ist insbesondere topfförmig ausgebildet. Der Kronenbereich 17 ist ringförmig geschlossen ausgebildet. Der Kronenbereich 17 ist gewellt ausgebildet. Der Kronenbereich 17 weist insbesondere Wellenberge 18 und Wellentäler 19 auf. Die Wellentäler 18 und die Wellenberge 19 erstrecken sich jeweils in Axialrichtung und sind abwechselnd nebeneinander in Umfangsrichtung angeordnet.
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Der Lamellenträger 1 weist ferner einen Verstärkungsring 20 auf. Der Verstärkungsring 20 ist am Außenumfang 21 des Kronenbereiches 17 angeordnet.
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Die eingangs genannten Nachteile sind nun für den Lamellenträger 1 dadurch vermieden, dass der Verstärkungsring 20 aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff (nicht näher bezeichnet) hergestellt ist. Dies hat den Vorteil, dass der Lamellenträger 1 eine hohe Festigkeit und gleichzeitig ein geringes Trägheitsmoment aufweisen kann.
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Der Verstärkungsring 20 nimmt Spannungen des Lamellenträgers 1 auf, wobei die Fliehkraftbelastung zumindest teilweise durch den Verstärkungsring 20 aufgenommen wird. Der Lamellenträger 1 wird auch bei hohen Drehzahlen aufgrund der Fliehkräfte vorzugsweise nur wenig verformt oder nicht verformt. Der Verstärkungsring 20 ist durch die Verwendung des faserverstärkten Verbundwerkstoffes leicht ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass der Lamellenträger 1 keinen zusätzlichen Belastungen oder Unwuchten auch bei hohen Drehzahlen ausgesetzt ist. Der Verstärkungsring 20 kann durch die Verwendung des faserverstärkten Verbundwerkstoffes eine niedrige Bauhöhe bei gleichzeitig hoher Festigkeit aufweisen. Der Verstärkungsring 20 ist insbesondere für Lamellenträger 1 mit einer niedrigen Bauhöhe geeignet. Der Verstärkungsring 20 stellt eine hochsteife und hochfeste Fliehsicherung für den Kronenbereich 17 des Lamellenträgers 1 bereit. Durch den Verstärkungsring 20 kann der Grundkörper 15 gewichtsmäßig leichter dimensioniert werden, so dass insgesamt das Trägheitsmoment des Lamellenträgers 1 reduziert ist. Hierdurch ist eine Gewichtsreduktion durch Anpassung der Dimensionierung der Stahlteile des Grundkörpers 15 möglich. Der Lamellenträger 1 ist insbesondere einfach und kostengünstig herstellbar:
Der Grundkörper 15 ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus einem Stahlblech hergestellt. Der Grundkörper 15 kann beispielsweise durch Tiefziehen hergestellt werden. Der Kronenbereich 17 besteht aus Metall. Der Verstärkungsring 20 ist vorzugsweise randseitig am Kronenbereich 17 angeordnet.
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Der Verstärkungsring 20 weist mehrere Wickellagen eines Faserwerkstoffes auf. Der Faserwerkstoff kann als Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet sein. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff weist den Faserwerkstoff, insbesondere Kohlefasern und/oder Glasfasern, sowie eine Kunststoffmatrix auf. Die Wickellagen sind in die Kunststoffmatrix eingebettet. Die Kunststoffmatrix kann aus einem Kunstharz, insbesondere einem Epoxidharz bestehen. Der Verstärkungsring 20 kann insbesondere sechs Wicklungen aufweisen. Die Breite des Verstärkungsrings 20 kann beispielsweise 4 mm betragen.
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Der Kronenbereich 17 weist vorzugsweise mehrere sich in Axialrichtung erstreckende Finger (nicht näher dargestellt auf), wobei die Finger durch Axialnuten (nicht näher dargestellt) voneinander beabstandet sind. Der Verstärkungsring 20 ist insbesondere am Außenumfang der Finger angeordnet. Der Verstärkungsring 20 stützt die Finger radial ab. Die Breite des Verstärkungsrings 20 kann der Länge der Finger entsprechen.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung des Lamellenträgers 1 wird der Grundkörper 15 beispielsweise durch Tiefziehen aus einem Stahlblech hergestellt. Insbesondere wird der Kronenbereich 17 des Grundkörpers 15 durch Tiefziehen oder dergleichen hergestellt. Am Außenumfang 21 des Kronenbereichs 17 wird dann der Verstärkungsring 20 angeordnet.
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Die eingangs genannten Nachteile sind nun für das Verfahren dadurch vermieden, dass der Verstärkungsring 20 aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt wird.
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Insbesondere kann der Verstärkungsring 20 in einer Matrize (nicht näher dargestellt) hergestellt werden und anschließend auf den Kronenbereich 17 angeordnet werden. Dazu kann der Kronenbereich 17 gestaucht werden. Der Verstärkungsring 20 wird dann auf den gestauchten Kronenbereich 17 aufgeschoben. Wenn der gestauchte Kronenbereich 17 wieder entspannt wird, wird dadurch der Verstärkungsring 20 auf dem Kronenbereich 17 fixiert. Alternativ oder zusätzlich kann der Verstärkungsring 20 auf den Kronenbereich 17 aufgeklebt werden.
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Der Verstärkungsring 20 kann insbesondere durch Aufwickeln eines Bandes des Faserwerkstoffes, d. h. eines bandförmigen Faserwerkstoffes, mit mehreren Wickellagen hergestellt werden. Die Anordnung der Wickellagen bzw. die Positionierung der Wickellagen zueinander wird dann durch die Kunststoffmatrix – beispielsweise mittels einer Kunststoffmatrix aus Epoxidharz oder dergleichen – fixiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lamellenträger
- 2
- Lamellenkupplung
- 3
- Doppelkupplung
- 4
- Kupplungseingangswelle
- 5
- Verbindungselement
- 6
- Verbindungselement
- 7
- Hauptnabe
- 8
- Innenlamellenträger
- 9
- Innenlamellenträger
- 10
- Lamellenträger
- 11
- Lamellenträger
- 12
- Mitnehmerscheibe
- 13
- Ringnut
- 14
- Sicherungsring
- 15
- Grundkörper
- 16
- Bodenbereich
- 17
- Kronenbereich
- 18
- Wellental
- 19
- Wellenberg
- 20
- Verstärkungsring
- 21
- Außenumfang
- K1
- Reibkupplung
- K2
- Reibkupplung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007029005 A1 [0004]
