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Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung, mit deren Hilfe eine Eingangsseite mit einer Ausgangsseite reibschlüssig gekuppelt werden kann, sowie eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen einer derartigen Lamellenkupplung.
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Es ist bekannt eine Riemenscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten über eine Einscheibentrockenkupplung mit einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors zu kuppeln, um mit Hilfe eines von der Kurbelwelle an die Riemenscheibe abgezweigten Drehmoments Nebenaggregate, beispielsweise einen Klimakompressor zum Betrieb einer Klimaanlage, betreiben zu können. Die Einscheibentrockenkupplung muss für im Betrieb auftretende Drehmomente von beispielsweise ca. 400 Nm entsprechend groß dimensioniert werden.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Kraftfahrzeugkomponenten, insbesondere eine Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors, bauraumsparend kuppeln zu können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein bauraumsparendes Kuppeln von Kraftfahrzeugkomponenten, insbesondere eine Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors beispielsweise mit einer Riemenscheibe, ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Lamellenkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Betätigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Lamellenkupplung, insbesondere Trockenlamellenkupplung, zum Kuppeln einer Eingangsseite mit einer Ausgangsseite vorgesehen mit einem ersten Lamellenpaket zum Kuppeln eines ersten Eingangsträgers mit einem ersten Ausgangsträger, einem zweiten Lamellenpaket zum Kuppeln eines zweiten Eingangsträgers mit einem zweiten Ausgangsträger und einem Weiterleitungselement zur Kraftübertragung zwischen dem ersten Lamellenpaket und dem zweiten Lamellenpaket.
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Durch die mindestens zwei Lamellenpakete, die bei einer Betätigung der Lamellenkupplung mit Hilfe des beispielsweise als Hebelfeder ausgestalteten Weiterleitungselement im Wesentlichen gleichzeitig betätigt werden können, ist es möglich die einzelnen Reibpaarungen der Lamellenkupplung in einem begrenzen Bauraum räumlich zu verteilen und gleichzeitig die Übertragung von hinreichend hohen Drehmomenten von beispielsweise ca. 400 Nm und mehr bauraumsparend zu ermöglichen. Die Lamellenpakete können in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sein. Die jeweiligen Lamellenpakete können voneinander getrennte separate Baueinheiten sein, die jeweils für sich montiert werden können. Die Lamellen des ersten Lamellenpakets sind insbesondere zu den Lamellen des zweiten Lamellenpakets beabstandet und nicht direkt hintereinander angeordnet. Insbesondere kann das eine Lamellenpaket im Vergleich zu dem anderen Lamellenpaket eine größere Erstreckung in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung aufweisen. Dies erleichtert es über die Dimensionierung und/oder Anordnung der Lamellenpakete die Lamellenkupplung an unterschiedliche Restriktionen im zur Verfügung stehenden Bauraum anzupassen. Beispielsweise kann ein Betätigungselement zum Betätigen des ersten Lamellenpakets eine geeignete Anpressfläche bereitstellen, die einen entsprechenden axialen Bauraum erfordert, während das zweite Lamellenpaket auf einem Radius derart positioniert ist, dass das zweite Lamellenpaket die Anpressfläche und/oder einen in axialer Richtung sich ersteckenden Teil des Betätigungselements radial innen oder radial außen überragt. Mit dem jeweiligen Eingangsträger und jeweiligen Ausgangsträger können Lamellen verbunden sein, die insbesondere in axialer Richtung alternierend angeordnet sind, so dass sich bei einer Relativbewegung des Eingangsträgers zum Ausgangsträgers in axialer Richtung entsprechend viele Reibpaarungen ergeben, welche die Übertragung eines hohen Drehmoments bei einer vergleichsweise geringen Belastung der Lamellen ermöglichen. Das Weiterleitungselement kann eine auf das erste Lamellenpaket aufgebrachte Betätigungskraft einer Betätigungseinrichtung an das zweite Lamellenpaket weiterleiten. Hierzu kann beispielsweise der erste Eingangsträger oder der erste Ausgangsträger und/oder eine mit dem jeweiligen Träger verbundene Lamelle gegen das Weiterleitungselement drücken, wodurch sich das Weiterleitungselement derart bewegen kann, dass das Weiterleitungselement wiederum gegen den zweiten Eingangsträger oder den zweiten Ausgangsträger und/oder eine mit dem jeweiligen Träger verbundene Lamelle drückt, um das zweite Lamellenpaket zu schließen. Dadurch kann sowohl das erste Lamellenpaket als auch das zweite Lamellenpaket mit Hilfe eines an dem ersten Lamellenpaket angreifbaren Betätigungselements geschlossen werden, so dass ein weiteres mit der Betätigungseinrichtung verbundenes Betätigungselement zum Schließen des zweiten Lamellenpakets nicht erforderlich ist.
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Insbesondere ist das erste Lamellenpaket radial innerhalb des zweiten Lamellenpakets oder das zweite Lamellenpaket radial innerhalb des ersten Lamellenpakets angeordnet. Die axiale Erstreckung der Lamellenkupplung kann dadurch deutlich reduziert werden und in radialer Richtung zur Verfügung stehender Bauraum genutzt werden. Je nachdem welche Bauteile zwischen der Betätigungseinrichtung und den Lamellenpaketen angeordnet sind, kann es vorteilhaft sein das erste Lamellenpaket radial außerhalb oder radial innerhalb zum zweiten Lamellenpaket anzuordnen, damit das Betätigungselement leicht an den übrigen Bauteilen vorbeigeführt werden kann. Das erste Lamellenpaket und das zweite Lamellenpaket sind insbesondere zumindest teilweise auf einer gemeinsamen axialen Höhe angeordnet, dass heißt in radialer Richtung betrachtet überdecken sich die Lamellenpakete zumindest teilweise.
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Vorzugsweise ist das Weiterleitungselement über eine Schwenkstelle schwenkbar, insbesondere an einem Kupplungsgehäuse, abgestützt, wobei insbesondere das Weiterleitungselement eine an dem ersten Lamellenpaket anliegende erste Kontaktstelle und eine an dem zweiten Lamellenpaket anliegende zweite Kontaktstelle aufweist und die Schwenkstelle zwischen der ersten Kontaktstelle und der zweiten Kontaktstelle angeordnet ist. Das Weiterleitungselement kann dadurch vergleichbar zu einer Wippe wirken. Durch den Abstand der ersten Kontaktstelle zur Schenkstelle und der zweiten Kontaktstelle zur Schwenkstelle kann gegebenenfalls eine Hebelübersetzung vorgesehen sein, beispielsweise um bei verschiedengroß dimensionierten Lamellen des ersten Lamellenpakets zum zweiten Lamellenpaket für die unterschiedlichen Lamellen im Wesentlichen den gleichen Anpressdruck vorzusehen.
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Besonders bevorzugt ist zum Kuppeln der Eingangsseite mit der Ausgangsseite mindestens ein weiteres Lamellenpaket über ein weiteres Weiterleitungselement zum ersten Lamellenpaket und zum zweiten Lamellenpaket in Kraftflussrichtung einer Betätigungseinheit zum Öffnen und/oder Schließen der Lamellenkupplung in Reihe geschaltet vorgesehen. Dadurch ist es möglich drei und mehr Lamellenpakete mit Hilfe jeweils eines Weiterleitungselements in Kraftflussrichtung der Betätigungskraft in Reihe zu schalten. Der Reibschluss der Lamellenkupplung kann auf mehrere über die Weiterleitungselemente miteinander in Wirkverbindung stehende Lamellenpakete verteilt werden, wobei die einzelnen Lamellenpakete bauraumsparend in vorhandenen Bauraum positioniert werden können.
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Insbesondere sind der erste Eingangsträger und der zweite Eingangsträger drehfest mittelbar oder unmittelbar mit der Eingangsseite und/oder der erste Ausgangsträger und der zweite Ausgangsträger drehfest mittelbar oder unmittelbar mit der Ausgangsseite verbunden, wobei insbesondere der erste Eingangsträger und der zweite Eingangsträger und/oder der erste Ausgangsträger und der zweite Ausgangsträger in axialer Richtung, insbesondere in unterschiedliche axiale Richtungen, bewegbar ausgeführt sind. Durch die drehfesten Verbindungen kann sichergestellt werden, dass das von der Eingangsseite, beispielsweise eine Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs, zu übertragende Drehmoment über die Lamellenpakete an die Ausgangsseite, beispielsweise eine Riemenscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten, übertragen wird. Zum Schließen des jeweiligen Lamellenpakets kann der jeweilige Eingangsträger relativ zum zugeordneten Ausgangsträger axial bewegt werden. Vorzugsweise sind entweder alle Eingangsträger axial bewegbar und alle Ausgangsträger in axialer Richtung unbeweglich mit dem der Ausgangsseite befestigt oder alle Ausgangsträger sind axial bewegbar und alle Eingangsträger in axialer Richtung unbeweglich mit dem der Eingangsseite befestigt. Dies erleichtert die Montage der Lamellenkupplung.
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Vorzugsweise sind der erste Eingangsträger und der zweite Eingangsträger oder der erste Ausgangsträger und der zweite Ausgangsträger in radialer Richtung direkt nachfolgend, insbesondere in axialer Richtung aufeinander abgleitbar, angeordnet. Dadurch kann der eine Eingangsträger von dem anderen Eingangsträger bzw. der eine Ausgangsträger von dem anderen Ausgangsträger geführt und/oder zentriert werden. Zwischen den in radialer Richtung direkt nachfolgenden Trägern ist beispielsweise eine Spielpassung vorgesehen, so dass eine Relativbewegung in axialer Richtung ohne große Reibungsverluste bauraumsparend erfolgen kann. Die beiden nachfolgenden Träger können ein Gleitlager ausbilden. Alternativ kann zur Ausbildung eines Gleitlagers zwischen den beiden nachfolgenden Trägern eine Gleithülse und/oder ein Schmiermittel vorgesehen sein.
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Besonders bevorzugt sind das erste Lamellenpaket und das zweite Lamellenpaket zumindest teilweise in einem topfartig ausgestalteten Kupplungsgehäuse angeordnet, wobei das Kupplungsgehäuse insbesondere als Riemenscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten mit Hilfe eines Zugmittels ausgestaltet ist. Die Lamellenpakete können dadurch gemeinsam mit dem Kupplungsgehäuse als eine gemeinsame vormontierte Baueinheit beispielsweise mit einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors verbunden werden. Insbesondere ist es möglich die Riemenscheibe mit Hilfe der Lamellenkupplung anzukuppeln, wenn über die Kurbelwelle ein Drehmoment abgegeben wird, um ein Nebenaggregat, beispielsweise eine Ölpumpe, eine Lichtmaschine oder einen Klimakompressor zu betrieben. Bei ausgeschaltetem Kraftfahrzeugmotor und insbesondere stehender Kurbelwelle kann die Lamellenkupplung geöffnet werden, so dass die Nebenaggregate beispielsweise mit Hilfe eines über das Zugmittel angebundenen Elektromotors angetrieben werden können. Dies ermöglicht insbesondere eine Standklimatisierung eines Kraftfahrzeugs, indem bei ausgeschaltetem Kraftfahrzeugmotor eine Klimaanlage betrieben werden kann.
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Insbesondere ist eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Lamellenkupplung vorgesehen, wobei die Betätigungseinrichtung ein insbesondere axial verschiebbares Betätigungselement zum Betätigen des ersten Lamellenpakets aufweist, wobei das zweite Lamellenpaket von dem Betätigungselement ausschließlich mittelbar über das Weiterleitungselement betätigbar ist. Ein zusätzliches Betätigungselement zur Betätigung des zweiten Lamellenpakets ist nicht erforderlich, so dass sich ein einfacher und bauraumsparender Aufbau ergibt.
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Vorzugsweise ist ein Drehschwingungsdämpfer, insbesondere eine Tilgereinrichtung oder mindestens eine über ein elastisches Verbindungselement angebundene Tilgermasse, vorgesehen, wobei insbesondere der Drehschwingungsdämpfer radial außerhalb zu dem ersten Lamellenpaket und dem zweiten Lamellenpaket angeordnet ist. Durch den Drehschwingungsdämpfer können insbesondere durch die motorische Verbrennung des Kraftfahrzeugmotors verursachte Drehungleichförmigkeiten gedämpft oder getilgt werden. Der Drehschwingungsdämpfer kann insbesondere mit der Eingangsseite oder der Ausgangsseite verbunden sein. Beispielsweise kann eine mit einer Kurbelwelle verbindbare Nabe vorgesehen sein, mit der ein topfartiges Übertragungselement drehfest verbunden ist, wobei das Übertragungselement insbesondere das erste Lamellenpaket und das zweite Lamellenpaket radial außen übergreifen kann, so dass der Drehschwingungsdämpfer an der nach radial außen weisenden Fläche des Übertragungselement befestigt sein kann. Beispielsweise kann eine Tilgermasse über ein gummielastisches Element mit dem Übertragungselement verbunden sein, um einen Gummitilger auszubilden.
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Besonders bevorzugt sind eine Eingangsseite zum Einleiten eines Drehmoments und eine Ausgangsseite zum Ausleiten eines Drehmoments vorgesehen, wobei die Ausgangsseite an der Eingangsseite gelagert ist, wobei insbesondere die Eingangsseite durch eine Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors oder eine mit der Abtriebswelle verbindbaren Nabe ausgebildet ist und/oder die Ausgangsseite durch einen Kupplungsdeckel oder eine Riemenscheibe ausgebildet ist. Die Ausgangsseite kann beispielsweise über ein Kugellager, insbesondere ein 2-reihiges Kugellager, an der Eingangsseite abgestützt sein. Das Kugellager kann hinreichend groß dimensioniert sein, um Kräfte in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite abtragen zu können.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer Lamellenkupplung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, mit einem axial bewegbaren Betätigungselement zum Betätigen der Lamellenkupplung, einem mit dem Betätigungselement gekoppelten verdrehbaren Ausrückring und einer Antriebseinheit, insbesondere ein elektromotorisch angetriebener Spindelantrieb, zum Verdrehen des Ausrückrings, wobei der Ausrückring derart an einem Stützring abgestützt ist, dass der Ausrückring infolge einer Drehung eine axiale Bewegung zum Bewegen des Betätigungselements ausführt.
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Wenn der Ausrückring verdreht wird, kann der Ausrückring beispielsweise an einer Rampe des Stützrings abgleiten und dadurch eine Bewegung mit einem Bewegungsanteil in axialer Richtung ausführen und dadurch das Betätigungselement verschieben, wodurch das Betätigungselement das erste Lamellenpaket und über das Weiterleitungselement auch das zweite Lamellenpaket schließen kann. Über die Steigung der Rampe oder eines vergleichbar wirkenden Bauteils kann eine geeignete Übersetzung zwischen dem von der Antriebseinheit bereitstellaren Antriebsmoment und der beabsichtigten Ausrückkraft beziehungsweise dem beabsichtigten Anpressdruck eingestellt sein. Der Ausrückring kann von radial außen von der Antriebseinheit betätigt werden, so dass radial innen Bauraum zur Verfügung gestellt wird, der nicht von der Antriebseinheit benötigt wird. Dies ermöglicht es weitere Funktionskomponenten radial innerhalb des Ausrückrings und insbesondere radial innerhalb des Ausrücklagers vorzusehen. Beispielsweise kann eine Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und/oder eine Nabe zur Befestigung mit der Abtriebswelle radial innerhalb zur Betätigungseinrichtung angeordnet werden ohne dass für Komponenten der Antriebseinheit Bauraum freigelassen werden muss. Insbesondere kann der Ausrückring verschoben werden, so dass es nicht erforderlich ist eine Schwenk- oder Kippbewegung auszuführen. Dies führt zu einem einfachen und robusten Aufbau, der mit einer geringen Bauteileanzahl eine Betätigung der Lamellenpakete der Lamellenkupplung ermöglicht. Dadurch ist ein bauraumsparendes Kuppeln von Kraftfahrzeugkomponenten, insbesondere eine Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors beispielsweise mit einer Riemenscheibe, ermöglicht, wobei insbesondere gleichzeitig eine hinreichend hohe Anpresskraft zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments von ca. 400 Nm und mehr bereitgestellt werden kann.
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Das Betätigungselement kann beispielsweise einstückig mit dem Ausrückring ausgeführt sein oder direkt oder indirekt mit dem Ausrückring verbunden sein. Es ist auch möglich, dass das Betätigungselement über ein Axiallager, insbesondere ein Axialgleitlager, das vorzugsweise über die aneinander abgleitbaren Flächen des Ausrückrings und des Betätigungselements ausgebildet ist, an dem Ausrückring angreift. Vorzugsweise ist das Betätigungselement über ein Ausrücklager relativ verdrehbar zu dem Betätigungselement mit dem Betätigungselement derart gekoppelt, dass die axiale Bewegung des Ausrückrings an das Betätigungselement weitergegeben werden kann. Das Ausrücklager kann insbesondere Kräfte in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung abtragen. Beispielsweise kann der Ausrückring einen Außenring des Ausrücklagers ausbilden. Ein Innenring des Ausrücklagers, der insbesondere über mindestens eine Lagerkugel relativ verdrehbar zum Außenring ausgestaltet ist, kann beispielsweise über einen Absatz an dem Betätigungselement angreifen, um das Betätigungselement bei einer Drehung des Ausrückrings in axialer Richtung verschieben zu können. Alternativ kann der Innenring des Ausrücklagers einstückig mit dem Betätigungselement ausgeführt sein. Mit Hilfe des Ausrücklagers können die insbesondere beim Schließen der Lamellenkupplung auftretenden Kräfte abgetragen werden.
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Insbesondere ist der Ausrückring über mindestens eine Kugelrampeneinheit an dem Stützring abgestützt, wobei insbesondere die Kugelrampeneinheit eine an dem Ausrückring und dem Stützring anliegende Kugel aufweist und die Kugel in einer schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur axialen Richtung verlaufen Kugelrampe geführt ist. Dadurch lässt sich besonders einfach und bauraumsparend eine Drehung des Ausrückrings in eine Bewegung mit einem axialen Bewegungsanteil wandeln.
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Vorzugsweise weist der Ausrückring eine Verzahnung zur drehfesten Verbindung mit der Antriebseinheit auf. Beispielsweise weist der Ausrückring zumindest in einem Teilbereich am radial äußeren Umfang die Verzahnung auf, so dass die Antriebseinheit über eine in die Verzahnung eingreifende Spindel oder spiralförmig ausgestaltete Schnecke, die insbesondere von einem Elektromotor angetrieben werden kann, den Ausrückring mit einem geeignet gewählten Übersetzungsverhältnis zumindest teilweise verdrehen kann. Insbesondere verläuft die Verzahnung nur teilweise in Umfangsrichtung, so dass in einem Umfangsbereich, der beim Betrieb nicht erreicht werden kann, keine Verzahnung vorgesehen werden muss. Die Verzahnung weist insbesondere eine Erstreckung in axialer Richtung auf, die mindestens der maximalen Wegstrecke des Ausrückrings am vorgesehenen Verschleißende der Lamellen entspricht. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass die Antriebseinheit einen axialen Ausgleich beim Betätigen des Ausrückrings ausüben muss.
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Besonders bevorzugt ist das Betätigungselement im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet. Das Betätigungselement kann insbesondere am zum ersten Lamellenpaket weisenden Ende in Umfangsrichtung Unterbrechungen aufweisen. Dadurch kann von dem Betätigungselement in Umfangsrichtung eine vergleichmäßigte Anpresskraft ausgeübt werden. Insbesondere kann das Betätigungselement an der zum ersten Lamellenpaket weisenden Seite einen Absatz aufweisen, so dass das Betätigungselement mit einer entsprechend höheren Kontaktfläche an dem ersten Lamellenpaket angreifen kann.
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Insbesondere ist bei der Lamellenkupplung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, eine Betätigungseinrichtung zur gleichzeitigen Betätigung des ersten Lamellenpakets und des zweiten Lamellenpakets vorgesehen, wobei die Betätigungseinrichtung wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Durch die Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung können in besonders bauraumsparender Weise die Lamellenpakete der Lamellenkupplung betätigt werden, so dass sich sogar zusätzlicher Bauraum für weitere Komponenten schaffen lässt. Dadurch ist ein bauraumsparendes Kuppeln von Kraftfahrzeugkomponenten, insbesondere eine Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors beispielsweise mit einer Riemenscheibe, ermöglicht, wobei insbesondere gleichzeitig eine hinreichend hohe Anpresskraft zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments von ca. 400 Nm und mehr bereitgestellt werden kann.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Riemenscheibenanordnung zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit einer mit einer Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbindbaren Lamellenkupplung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und einer die Lamellenkupplung zumindest teilweise abdeckenden Riemenscheibe zum Antrieb eines Zugmittels. Die Riemenscheibenanordnung kann insbesondere eine Betätigungseinrichtung zum Betätigung der Lamellenkupplung aufweisen, wobei die Betätigungseinrichtung wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Dadurch ist ein bauraumsparendes Kuppeln der Abtriebswelle ds Kraftfahrzeugmotors mit der Riemenscheibe ermöglicht, wobei insbesondere gleichzeitig ein hinreichend hohe Anpresskraft zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments von ca. 400 Nm und mehr bereitgestellt werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht einer Lamellenkupplung,
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2: eine schematische Detailansicht der Lamellenkupplung aus 1,
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3: eine schematische Draufsicht der Lamellenkupplung aus 1,
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4: eine schematische Schnittansicht einer Betätigungseinrichtung der Lamellenkupplung aus 1 und
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5: eine schematische Seitenansicht eines Ausrückrings der Betätigungseinrichtung aus 4.
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Die in 1 und 2 dargestellte Lamellenkupplung 10 weist eine Kupplungseinheit 12 auf, die mit Hilfe eines Betätigungselements 14 einer Betätigungseinrichtung 16 betätigt werden kann. Die Kupplungseinheit 12 weist ein erstes Lamellenpaket 18 auf, das radial innerhalb zu einem zweiten Lamellenpaket 20 der Kupplungseinheit 12 angeordnet ist. Das zweite Lamellenpaket 20 weist in axialer Richtung eine größere Erstreckung als das erste Lamellenpaket 18 auf, damit ein in Umfangsrichtung umlaufender Ansatz 21 des Betätigungselements 14 radial innerhalb zum zweiten Lamellenpaket 20 an dem ersten Lamellenpaket 18 angreifen kann. Das erste Lamellenpaket 18 weist einen mit einem Eingangsflansch 22 drehfest verbundene ersten Eingangsträger 24 und einen mit einer als Kupplungsdeckel wirkenden Riemenscheibe 26 drehfest verbundene ersten Ausgangsträger 28 auf, die infolge einer Relativbewegung in axialer Richtung einen Reibschluss zwischen alternierend jeweils in dem ersten Eingangsträger 24 oder in dem ersten Ausgangsträger 28 eingehangenen Lamellen 30 herbeiführen oder lösen können. Der Eingangsflansch 22 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Nabe 31 verbunden, die mit einer Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbunden sein kann. Die Riemenscheibe 26 kann insbesondere über ein zweireihiges Kugellager 33 an der Nabe 31 relativ drehbar abgestützt sein. Das zweite Lamellenpaket 20 weist einen mit dem Eingangsflansch 22 drehfest verbundene zweiten Eingangsträger 32 und einen mit der Riemenscheibe 26 drehfest verbundene zweiten Ausgangsträger 34 auf, die relativ zueinander in axialer Richtung verschiebbar sind, um über Lamellen 30 einen Reibschluss herzustellen. Mit dem Eingangsträger 22 ist über ein elastisches Verbindungselement 36 eine Tilgermasse 38 angebunden, um einen Drehschwingungsdämpfer 40 in der Art eines Gummitilgers auszubilden.
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Bei einer Betätigung der Kupplungseinheit 12 mit Hilfe des Betätigungselements 14 drückt der Ansatz 21 des Betätigungselements 14 nur gegen das erste Lamellenpaket 18 und erzeugt auf diese eine Druckkraft, wodurch die am ersten Eingangsträger 24 und am ersten Ausgangsträger 28 eingehängten Lamellen des ersten Lamellenpaketes 18 axial verschoben werden, um einen Reibschluss herbeizuführen. Durch die Relativbewegung liegt das erste Lamellenpaket 18 an einer ersten Kontaktstelle 42 eines Weiterleitungselements 44 an, das an einer an der Riemenscheibe 26 abgestützten Schwenkstelle 46 verschwenkt wird und dadurch mit einer zweiten Kontaktstelle 48 gegen das zweite Lamellenpaket 20 drückt. Dadurch kann die von dem Betätigungselement 14 eingebrachte Betätigungskraft über das Weiterleitungselement 44 auf einen anderen Radius an das zweite Lamellenpaket 20 weitergeleitet werden, um durch eine Relativbewegung der Lamellen des zweiten Lamellenpaketes 20, die am zweiten Eingangsträger 32 und dem zweiten Ausgangsträger 34 eingehängt sind, auch das zweite Lamellenpaket 20 zu schließen. Dadurch kann sowohl das erste Lamellenpaket 18 als auch das zweite Lamellenpaket 20 gleichzeitig ein Drehmoment zwischen dem Eingangsflansch 22 und der Riemenscheibe 26 übertragen.
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Wie in 2 und 3 dargestellt weist die Betätigungseinrichtung 16 eine als elektromotorisch angetriebenen Spindelantrieb ausgestalteten Antriebseinheit 50 auf, die über eine drehbar angetriebene Spindel 52 in eine radial außen vorgesehene Verzahnung 54 eines Ausrückrings 56 eingreift. Der Ausrückring 56 kann durch die Spindel 52 verdreht werden und sich über Kugeln 58 an einem feststehenden Stützring 60 derart abstützen, dass der Ausrückring 56 infolge der Verdrehung in axialer Richtung verschoben wird. Der Ausrückring 56 kann über ein Ausrücklager 62 an dem Betätigungselement 14 gelagert sein. Hierzu kann der Ausrückring 56 selber einen Außenring des Ausrücklagers 62 ausbilden, der über Lagerkugeln 64 relativ verdrehbar an einem Innenring 66 gelagert ist. Der Innenring 66 kann an einem Anschlag 68 anschlagen, der insbesondere durch einen Absatz in dem Betätigungselement 14 ausgebildet ist. Dadurch kann bei einem Verdrehen des Ausrückrings 56 der Ausrückring 56 zusammen mit dem Innenring 66 in axialer Richtung verschoben werden und dabei das Betätigungselement 14 mitnehmen, um die Kupplungseinheit 12 zu schließen.
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Wie insbesondere in 4 und 5 dargestellt können die Kugeln 58, über die der Ausrückring 56 an dem Stützring 60 abgestützt ist, in schräg verlaufende Kugelrampen 70 eingesetzt sein, die in dem Ausrückring 56 vorgeshen sind. Über das Ausmaß der Schrägstellung der Kugelrampen 70 zur Axialrichtung und zur Umfangsrichtung kann eingestellt werden, um welche Wegstrecke in axialer Richtung der Ausrückring 56 bei einer bestimmten Drehung in Umfangsrichtung verschoben werden kann. Beispielsweise ist die Kugelrampe 70 gegen die Umfangsrichtung um ca. 20° ± 5° angeschrägt.
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Die vorstehende Beschreibung offenbart u. a. eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer der vorstehend beschriebenen Lamellenkupplung 10 mit einem axial bewegbaren Betätigungselement 14 zum Betätigen der Lamellenkupplung 10, einem mit dem Betätigungselement 14 gekoppelten verdrehbaren Ausrückring 56 und einer Antriebseinheit 50, insbesondere ein elektromotorisch angetriebener Spindelantrieb, zum Verdrehen des Ausrückrings 56, wobei der Ausrückring 56 derart an einem Stützring 60 abgestützt ist, dass der Ausrückring 56 infolge einer Drehung eine axiale Bewegung zum Bewegen des Betätigungselements 14 ausführt. Bei dieser Betätigungseinrichtung kann der Ausrückring 56 über mindestens eine Kugelrampeneinheit an dem Stützring 60 abgestützt sein, wobei insbesondere die Kugelrampeneinheit eine an dem Ausrückring 56 und dem Stützring 60 anliegende Kugel 58 aufweist und die Kugel 58 in einer schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur axialen Richtung verlaufenden Kugelrampe 70 geführt ist. Bei dieser Betätigungseinrichtung kann der Ausrückring 56 eine Verzahnung 54 zur drehfesten Verbindung mit der Antriebseinheit 50 aufweisen. Bei dieser Betätigungseinrichtung kann das Betätigungselement 14 im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet sein. Die vorstehende Beschreibung offenbart auch eine Betätigungseinrichtung 16 nach einem der Ansprüche 11 bis 14, die zur gleichzeitigen Betätigung des ersten Lamellenpakets 18 und des zweiten Lamellenpakets 20 vorgesehen ist. Weiterhin ist eine Riemenscheibenanordnung zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit einer mit einer Abtriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbindbaren Lamellenkupplung 10 (wie vorstehend beschrieben) und einer die Lamellenkupplung 10 zumindest teilweise abdeckenden Riemenscheibe 26 zum Antrieb eines Zugmittels offenbart.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lamellenkupplung
- 12
- Kupplungseinheit
- 14
- Betätigungselement
- 16
- Betätigungseinrichtung
- 18
- erstes Lamellenpaket
- 20
- zweites Lamellenpaket
- 21
- Ansatz
- 22
- Eingangsflansch
- 24
- erster Eingangsträger
- 26
- Riemenscheibe
- 28
- erster Ausgangsträger
- 30
- Lamelle
- 31
- Nabe
- 32
- zweiter Eingangsträger
- 33
- Kugellager
- 34
- zweiter Ausgangsträger
- 36
- elastisches Verbindungselement
- 38
- Tilgermasse
- 40
- Drehschwingungsdämpfer
- 42
- erste Kontaktstelle
- 44
- Weiterleitungselement
- 46
- Schwenkstelle
- 48
- zweite Kontaktstelle
- 50
- Antriebseinheit
- 52
- Spindel
- 54
- Verzahnung
- 56
- Ausrückring
- 58
- Kugel
- 60
- Stützring
- 62
- Ausrücklager
- 64
- Lagerkugel
- 66
- Innenring
- 68
- Anschlag
- 70
- Kugelrampen
