DE102011084672A1 - Zentriereinrichtung für eine Kupplungsvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Zentriereinrichtung einer Kupplungsvorrichtung zur Zentrierung an einem starren Schwungrad.
- In
3 ist ein Zentriereinrichtung zu sehen, wie sie im Stand der Technik verwendet wird. Derzeit werden Kupplungsvorrichtungen (in4 ist nur der Mitnehmer103 gezeigt), wie beispielsweise Doppelkupplungen, an einem Schwungrad101 mit Hilfe von Schrauben102 am Mitnehmer103 der Kupplungsvorrichtung befestigt. Da die Befestigung der Kupplungsvorrichtung am Schwungrad101 bedingt durch die Herstellung der Kupplungsvorrichtung bzw. ihrer Einzelteile bei der Montage Probleme bereiten kann, weil die Doppelkupplung exzentrisch liegt, gibt es einen gedrehten Sitz104 auf dem Schwungrad101 und einen komplementären Sitz105 auf dem Mitnehmer103 der Kupplungsvorrichtung, um das Zentrieren der Kupplungsvorrichtung in Bezug auf das Schwungrad101 zu gewährleisten. In3 ist das Schwungrad101 auf einer Kurbelwelle106 und der Mitnehmer103 mit Einpressschraube102 in einem Querschnitt dargestellt, wobei nur die jeweils obere Hälfte abgebildet ist (über Drehachse Z). - Zum Zentrieren wird die am Mitnehmer
103 befestigte Einpressschraube102 in eine der vorgesehenen Bohrungen107 am Schwungrad eingesetzt, wobei die Bohrung107 so groß sein muss, dass die Eintrittsschraube102 auch bei exzentrisch sitzender Kupplung leicht eingesetzt werden kann. Bei Zusammenschieben von Kupplungsvorrichtung und Schwungrad101 trifft dann der gedrehte Sitz104 auf den Sitz105 , die beide als Fase ausgebildet sind. Diese Fasen zum Einfädeln der Kupplungsvorrichtung am Schwungrad101 müssen aufgrund der möglichen Toleranzen der Doppelkupplung relativ groß sein, sodass beim Befestigen der Kupplungsvorrichtung am Schwungrad101 nichts verkantet und blockiert und so die Montage erschwert. Die Einpressschraube102 steht dabei auf der anderen Seite des Schwungrads101 heraus und wird dann mit einer Mutter (nicht gezeigt) am Schwungrad101 befestigt. - Eine solche Zentrierung ist jedoch ungenau und hängt stark von den Toleranzen der gedrehten Sitze
104 ,105 ab. Das kann zu einer erhöhten Unwucht im Kupplungssystem führen. Ferner sind bei der Herstellung der Einfädelfasen104 ,105 eigene Herstellungsschritte notwendig. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun eine Zentriereinrichtung bereitzustellen, die eine genaue Positionierung der Kupplungsvorrichtung an einem Schwungrad erlaubt. Gleichzeitig soll die Zentrierung auch simpel und zuverlässig ausgestaltet werden.
- Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplungsvorrichtung mit Zentriereinrichtung nach Anspruch 1. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
- Eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung umfasst eine Übertragungseinrichtung zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments, zumindest eine Betätigungseinrichtung, die ausgebildet ist die Übertragungseinrichtung in reibschlüssigen Eingriff zu bringen oder den reibschlüssigen Eingriff der Übertragungseinrichtung aufzuheben, und eine Zentriereinrichtung, die zumindest einen Zentrierstift umfasst, der mit entsprechenden Zentrierlöchern an dem Element zusammenwirkt, an dem die Kupplungsvorrichtung ausgerichtet wird, wobei der Zentrierstift einen Einfädelbereich und einen Zentrierbereich aufweist und der Einfädelbereich in Axialrichtung vor dem Zentrierbereich liegt und einen geringeren Durchmesser aufweist. Durch das Vorsehen von Einfädelbereich und Zentrierbereich auf dem Zentrierstift, kann auf eine Einfädelfase auf Mitnehmer und Schwungrad verzichtet werden. Durch den kleineren Anfangsdurchmesser kann der Zentrierstift einfach in das entsprechende Bohrloch eingefädelt werden, das Bohrloch aber trotzdem passgenau auf den Umfang des Zentrierbereichs ausgestaltet werden.
- Der Zentrierstift kann zwischen Einfädelbereich und Zentrierbereich einen Zentrierabschnitt aufweisen. Zentrierabschnitt bedeutet dabei einen Abschnitt, der den Zentrierstift von dem kleineren Durchmesser des Einfädelbereichs auf den größeren Durchmesser des Zentrierbereichs bringt, beispielsweise durch mehrere kleine, vorzugsweise abgerundete Stufen oder einen sich verjüngenden Abschnitt. Dieser ist vorzugsweise rampenförmig ausgebildet (also als ansteigende Ebene), wodurch ein "sanfteres" Einfädeln möglich ist, da das Bohrloch am Zentrierbereich entlang gleitet und dadurch eine unproblematische Zentrierung ermöglicht.
- Ferner kann der zumindest eine Zentrierstift mit einem Gewinde versehen sein, sodass auch der Zentrierstift zum Befestigen der Kupplungsvorrichtung dienen kann.
- Das Gewinde kann vor oder hinter dem Zentrierabschnitt oder auf dem Einfädelbereich und/oder auf dem Zentrierbereich angeordnet sein, wobei die Bohrung und der Zentrierstift hinten mit einer entsprechenden Passung, beispielsweise einer Presspassung ausgebildet sein können, wenn das Gewinde vor dem Zentrierabschnitt bzw. auf dem Einfädelbereich liegt. Wenn das Gewinde jedoch hinter dem Zentrierabschnitt bzw. auf dem Zentrierbereich angeordnet ist, kann der vordere Teil des Zentrierstifts, also vor dem Zentrierabschnitt beliebig ausgestaltet werden, beispielsweise mit einem sehr kleinen Durchmesser oder kegelförmig.
- Vorzugsweise umfasst die Kupplungsvorrichtung drei Zentrierstifte. Durch drei Zentrierstifte lässt sich die Doppelkupplung sicher in Bezug auf das Schwungrad zentrieren. Diese drei Zentrierstifte sind vorzugsweise zueinander in einem Winkel von im Wesentlichen 120° angeordnet. Durch eine solche Anordnung wird ein zuverlässiges Ausrichten der Kupplungsvorrichtung sichergestellt. Vorzugsweise ist der Zentrierstift als von der Kupplungsvorrichtung lösbares Element ausgebildet und in der Zentriereinrichtung der Kupplungsvorrichtung für den oder die Zentrierstifte jeweils eine Bohrung vorgesehen, in die der Zentrierstift eingesetzt wird. Dadurch werden eine günstige Herstellung der Zentrierstifte und auch eine flexible Anwendung der Zentrierstifte für verschiedene Fälle ermöglicht. Die Bohrung der Zentriereinrichtung, also am Mitnehmer der Kupplungsvorrichtung, umfasst optional ein Innengewinde, mittels dem der Zentrierstift an der Zentriereinrichtung befestigt ist. So wird eine feste Verbindung zwischen Zentrierstift und Kupplungsvorrichtung abgesichert. Eine andere günstige und montagefreundliche Möglichkeit der Befestigung des Zentrierstifts ist eine geeignete Passung, beispielsweise eine Presspassung.
- Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
-
1 einen Schnitt durch eine beispielhaft gezeigte Doppelkupplung, an der die vorliegende Erfindung verwendet werden kann; -
2 einen schematischen Schnitt durch ein Schwungrad und eine Zentriereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; -
3 eine vergrößerte Ansicht auf einen Mitnehmer mit Zentrierstift aus2 ; und -
4 einen schematischen Schnitt durch ein Schwungrad und eine Zentriereinrichtung mit Einpressschraube und Einfädelfasen gemäß dem Stand der Technik. - Die Richtungsangaben „radial“, „axial“ und „umfänglich“ werden im Folgenden in der Beschreibung verwendet. Unter Bezugnahme auf
2 bezeichnet „radial“ dabei eine Richtung vom Zentrum Z der Kupplungsscheibe nach außen, „axial“ eine Richtung entlang der Drehachse Z und „umfänglich“ entlang des Umfangs (bspw. des Mitnehmerrings14 ). Die jeweils entgegengesetzte Richtung kann damit ebenfalls bezeichnet werden. - In
1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung1 in einem Halbschnitt dargestellt, an der die Erfindung angewendet werden kann. Die Funktionsweise der Kupplung wird im Folgenden kurz erläutert, um den Kraftfluss nachzuvollziehen, der über den Mitnehmerring14 (im Folgenden nur „Mitnehmer“ genannt) vom Schwungrad15 auf die Kupplungsvorrichtung1 übertragen wird. Die dargestellte Doppelkupplung1 ist nur als Beispiel anzusehen, denn die Erfindung kann ebenso an einer einfachen Kupplung ausgebildet sein. Ferner kann die Kupplungsvorrichtung1 einerseits, wie dargestellt, als normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung1 ausgebildet sein, das heißt als Kupplung, bei der die Kraft der ausrückenden Blattfedern im betätigungsfreien Zustand die Kraft der jeweiligen Hebelfeder8a ,8b überwiegt. Bei der Betätigung wird die jeweilige Hebelfeder8a ,8b durch einen Aktuator mit einer Kraft beaufschlagt, so dass die Kupplung eingerückt wird. - Andererseits kann die Kupplungsvorrichtung
1 auch als normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet sein, das heißt als Kupplung, bei der die Kraft der einrückenden Tellerfeder im betätigungsfreien Zustand die Kraft der ausrückenden Blattfedern überwiegt. Bei der Betätigung wird die Tellerfeder durch einen Aktuator mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung ausgerückt wird. - Die Kupplungsvorrichtung
1 kann gleichermaßen als gezogene Kupplungsvorrichtung, das heißt als Kupplungsvorrichtung, bei der der Aktuator eine ziehende Kraft auf die Hebelfeder8a ,8b oder die Tellerfeder ausübt, oder als gedrückte Kupplungsvorrichtung, das heißt als Kupplungsvorrichtung, bei der der Aktuator eine drückende Kraft auf die Hebelfeder8a ,8b oder die Tellerfeder ausübt, ausgebildet sein. - Die als Doppelkupplung ausgebildete Kupplungsvorrichtung
1 weist eine erste Teilkupplung und eine zweite Teilkupplung auf, die in axialer Richtung (siehe1 , Pfeil A) der Kupplungsvorrichtung1 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die erste Teilkupplung weist eine erste Übertragungseinrichtung3a zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments auf. Eine erste Betätigungseinrichtung4a ist ausgebildet, die erste Übertragungseinrichtung3a in reibschlüssigen Eingriff zu bringen, das heißt die erste Teilkupplung einzurücken, oder den reibschlüssigen Eingriff der ersten Übertragungseinrichtung3a aufzuheben, das heißt die erste Teilkupplung auszurücken. - Die zweite Teilkupplung ist vorzugsweise analog zur ersten Teilkupplung aufgebaut. Die zweite Teilkupplung weist eine zweite Übertragungseinrichtung
3b zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments auf. Eine zweite Betätigungseinrichtung4b ist ausgebildet, die zweite Übertragungseinrichtung3b in reibschlüssigen Eingriff zu bringen, das heißt die zweite Teilkupplung einzurücken, oder den reibschlüssigen Eingriff der zweiten Übertragungseinrichtung3b aufzuheben, das heißt die zweite Teilkupplung auszurücken. - Auf einer Eingangsseite der als Doppelkupplung ausgebildeten Kupplungsvorrichtung
1 ist ein Mitnehmer14 vorgesehen, um ein Motordrehmoment auf eine mit dem Mitnehmer14 drehfest verbundene Zentralplatte11 zu übertragen. Die Zentralplatte11 ist sowohl der ersten Übertragungseinrichtung3a als auch der zweiten Übertragungseinrichtung3b zugeordnet. Der Mitnehmer14 ist vorzugsweise an einem Schwungrad befestigt (in1 nicht gezeigt). - Die erste Übertragungseinrichtung
3a weist ferner eine durch die erste Betätigungseinrichtung4a in der axialen Richtung A verschiebbare, erste Anpressplatte9a auf. Durch eine Gruppe von ersten Blattfedern, die im Außenumfang der ersten Anpressplatte9a angeordnet sind, ist die erste Anpressplatte9a von der Zentralplatte11 weg vorgespannt. Zwischen der ersten Anpressplatte9a und der Zentralplatte11 ist eine erste Kupplungsscheibe10a angeordnet. Wird die erste Teilkupplung eingerückt, wird das Eingangsdrehmoment über die Zentralplatte11 und die erste Anpressplatte9a auf die erste Kupplungsscheibe10a und von dort zum Ausgang der Kupplungsvorrichtung1 übertragen. - Gleichermaßen weist die zweite Übertragungseinrichtung
3b eine durch die zweite Betätigungseinrichtung4b in der axialen Richtung A verschiebbare, zweite Anpressplatte9b auf. Durch eine Gruppe von zweiten Blattfedern, die im Außenumfang der zweiten Anpressplatte9b angeordnet sind, ist die zweite Anpressplatte9b von der Zentralplatte11 weg vorgespannt. Zwischen der zweiten Anpressplatte9b und der Zentralplatte11 ist eine zweite Kupplungsscheibe10b angeordnet. Wird die zweite Teilkupplung eingerückt, wird das Eingangsdrehmoment über die Zentralplatte11 und die zweite Anpressplatte9b auf die zweite Kupplungsscheibe10b und von dort auf den Ausgang der Kupplungsvorrichtung1 übertragen. - Neben der ersten Anpressplatte
9a weist die erste Übertragungseinrichtung3a einen Deckel13 auf, der drehfest mit der Zentralplatte11 verbunden ist und gegen den sich die erste Hebelfeder8a abstützt. Die erste Fixier- und/oder Nachstelleinrichtung5a ist im Wirkpfad zwischen der ersten Übertragungseinrichtung3a und der ersten Betätigungseinrichtung4a , genauer zwischen der ersten Anpressplatte9a und der ersten Hebelfeder8a (oder einer ersten Tellerfeder), angeordnet. - Der Deckel
13 ist neben der ersten Übertragungseinrichtung3a auch der zweiten Übertragungseinrichtung3b zuzuordnen, wobei sich die zweite Hebelfeder8b ebenfalls gegen den Deckel13 abstützt. Neben dem Deckel13 weist die zweite Übertragungseinrichtung3b ferner einen Zuganker12 auf, der mit der zweiten Anpressplatte9b verbunden ist. - Der Mitnehmer
14 wird als Zentriereinrichtung verwendet, da der Mitnehmer das Motordrehmoment auf eine Zentralplatte11 überträgt. Die Zentriereinrichtung ist in3 in einem Querschnitt gezeigt. Dort ist ein Schwungrad15 abgebildet, das mit Schrauben16 an einer nicht abgebildeten Kurbelwelle befestigt ist, so dass sich das Schwungrad15 um die Drehachse Z dreht. - Wenn im Folgenden der Zentrierstift
20 beschrieben wird, werden die Begriffe "vorne" und "hinten" verwendet, wobei vorne den Teil des Zentrierstifts beschreibt, der zuerst in die entsprechende Bohrung eingesetzt wird (in2 ist „vorne“ auf der linken Seite). - Wie in den
2 und3 zu sehen ist, ist in der bevorzugten Ausführungsform der Zentrierstift20 als eigenes, lösbares Element ausgestaltet. Ebenso ist es jedoch vorstellbar, dass der Zentrierstift einstückig mit dem Mitnehmer14 ausgebildet ist. Um einen lösbaren Zentrierstift20 am Mitnehmer14 zu befestigen, kann am Mitnehmer14 in den entsprechenden Bohrlöchern24 ein Innengewinde vorgesehen sein oder der Zentrierstift20 mit einer angemessenen Passung, beispielsweise einer Presspassung, in das entsprechende Bohrloch24 eingepresst werden. Ebenfalls kann der Zentrierstift verschweißt, verlötet oder verklebt werden. - Der Zentrierstift
20 weist einen Einfädelbereich22 und einen Zentrierbereich21 auf. Der Einfädelbereich22 hat einen geringeren Durchmesser als der Zentrierbereich23 . Der Einfädelbereich22 kann deshalb einfach in das entsprechende Zentrierloch17 am Schwungrad15 eingefädelt werden, sodass eine erste grobe Ausrichtung der Kupplungsvorrichtung1 einfach durchgeführt werden kann. Der Zentrierbereich21 wird dann zum Zentrieren des Mitnehmers14 und damit der Kupplungsvorrichtung1 im Zentrierloch17 verwendet. Der Zentrierbereich21 weist somit den nahezu gleichen Durchmesser auf, wie das Zentrierloch17 . Grundsätzlich stellt schon das Vorhandensein eines Einfädelbereichs22 und eines Zentrierbereichs21 die Funktion des Zentrierstifts20 sicher, insbesondere, wenn der Durchmesser des Einfädelbereichs22 nicht wesentlich geringer ist, als der Zentrierbereich21 . - Vorzugsweise umfasst der Einfädelbereich
22 jedoch auch einen Zentrierabschnitt23 , bei dem der Übergang von Einfädelbereich22 zu Zentrierbereich21 während der Montage der Kupplungsvorrichtung1 stark vereinfacht wird. Der Zentrierabschnitt23 ist vorzugsweise als glatter sich zum vorderen Teil des Zentrierstifts verjüngender, rampenförmiger Abschnitt ausgebildet, also als von vorne nach hinten ansteigende Ebene. Der Zentrierabschnitt kann jedoch auch aus einer Vielzahl von sehr kleinen, vorzugsweise abgerundeten Stufen bestehen. Ebenfalls denkbar ist, dass der gesamte Einfädelbereich22 sich bis zum vorderen Ende des Zentrierstifts20 verjüngt. In diesem Fall besteht der gesamte Einfädelbereich22 aus einem Zentrierabschnitt23 . Jedoch sollte keine scharfkantige Spitze entstehen, um die Verletzungsgefahr zu Verringern. Ein flaches vorderes Ende des Zentrierstifts20 ist daher zu bevorzugen. - Hinter dem Zentrierbereich
21 kann zwischen dem Teil des Zentrierstifts20 , der in die Bohrung des Mitnehmers14 gesetzt ist, und dem Zentrierbereich21 eine Vertiefung oder Kerbe vorgesehen sein, die dem Zentrierbereich21 zum Zentrieren der Kupplungsvorrichtung1 und den Befestigungsbereich, an dem der Zentrierstift20 am Mitnehmer14 befestigt wird, trennt. - Vorzugsweise wird nicht nur ein Zentrierstift
20 verwendet, sondern drei oder mehrere Zentrierstifte20 , wodurch die Zentrierung der Kupplungsvorrichtung1 sichergestellt werden kann und eindeutig ist. Diese Zentrierstifte20 sind vorzugsweise in 120°-Abständen in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung am Mitnehmer angeordnet. - Wie in
3 zu sehen, sind zusätzlich zu dem Zentrierstift20 Einpressschrauben25 vorgesehen, die in entsprechende Bohrlöcher18 eingesetzt werden und mit denen der Mitnehmer14 am Schwungrad15 befestigt wird. Dies kann beispielsweise mit einer Mutter geschehen, die von der anderen Seite des Schwungrads15 auf die Einpressschraube25 geschraubt wird. - Auch der Zentrierstift
20 kann ein Gewinde aufweisen. Dieses kann entweder auf dem Einfädelbereich22 vorhanden sein, wobei eine Mutter (nicht gezeigt) so ausgeführt sein muss, dass sie immer noch größer als die Zentrierbohrung17 ist und am Schwungrad15 festgezogen werden kann, oder das Gewinde kann auf dem Zentrierbereich21 vorgesehen sein, so dass die Mutter in jedem Fall den Zentrierstift am Schwungrad15 festziehen kann. Daher muss der Zentrierbereich21 in Axialrichtung auch aus der Bohrung17 auf der anderen Seite des Schwungrads15 hinausstehen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kupplungsvorrichtung
- 3a, 3b
- Übertragungseinrichtung
- 4a, 4b
- Betätigungseinrichtung
- 8a, 8b
- Hebelfeder
- 9a, 9b
- Anpressplatte
- 10a, 10b
- Kupplungsscheibe
- 11
- Zentralplatte
- 12
- Zuganker
- 13
- Deckel
- 14
- Mitnehmer(ring)
- 15
- Schwungrad
- 16
- Schraube
- 17
- Zentrierbohrung
- 18
- Bohrung
- 20
- Zentrierstift
- 21
- Zentrierbereich
- 22
- Einfädelbereich
- 23
- Zentrierabschnitt
- 101
- Schwungrad
- 102
- Schraube
- 103
- Mitnehmer
- 104
- gedrehter Sitz(Fase)
- 105
- Sitz (Fase)
- 106
- Kurbelwelle
- 107
- Bohrung
- Z
- Drehachse
Claims (10)
- Kupplungsvorrichtung (
1 ) mit zumindest einer Übertragungseinrichtung (3 ) zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments, zumindest einer Betätigungseinrichtung (4 ), die ausgebildet ist, die Übertragungseinrichtung in reibschlüssigen Eingriff zu bringen oder den reibschlüssigen Eingriff der Übertragungseinrichtung aufzuheben, und mit einer Zentriereinrichtung (14 ), die zumindest einen Zentrierstift (20 ) umfasst, der mit Zentrierlöchern (17 ) an dem Element (15 ) zusammenwirkt, an dem die Kupplungsvorrichtung (1 ) ausgerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierstift (20 ) einen Einfädelbereich (22 ) und einen Zentrierbereich (21 ) aufweist, wobei der Einfädelbereich (22 ) in Axialrichtung vor dem Zentrierbereich (21 ) liegt und einen geringeren Durchmesser aufweist. - Kupplungsvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, bei der der Zentrierstift zwischen Einfädelbereich (22 ) und Zentrierbereich (21 ) einen Zentrierabschnitt (23 ) aufweist. - Kupplungsvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zentrierabschnitt (23 ) des zumindest einen Zentrierstifts (20 ) der Zentriereinrichtung als sich verjüngender Abschnitt ausgebildet ist. - Kupplungsvorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der zumindest eine Zentrierstift (20 ) mit einem Gewinde versehen ist. - Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei dem das Gewinde auf dem Zentrierstift auf dem Einfädelbereich (
22 ) und/oder auf dem Zentrierbereich (21 ) angeordnet ist. - Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zentriereinrichtung mindestens drei Zentrierstifte (
20 ) umfasst. - Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die drei Zentrierstifte (
20 ) zueinander in einem Winkel von im Wesentlichen 120° angeordnet sind. - Kupplungsvorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zentriereinrichtung für den zumindest einen Zentrierstift (20 ) jeweils eine Bohrung (24 ) umfasst und der zumindest eine Zentrierstift (20 ) als von der Zentriereinrichtung lösbares Element ausgebildet ist. - Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei dem die Bohrung (
24 ) der Zentriereinrichtung ein Innengewinde umfasst, mittels dessen der Zentrierstift an der Zentriereinrichtung befestigt ist. - Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei dem der Zentrierstift (
20 ) an der Zentriereinrichtung mittels einer geeigneten Passung befestigt ist.
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