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Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung insbesondere für einen trockenen Betrieb mit einem um eine erste Drehachse drehenden Kupplungskorb mit einer auf einem Teilkreis angeordneten Profilierung, zumindest einer drehschlüssig und mit Spiel in der Profilierung eingehängten Lamelle, zumindest zwei mit dieser unter axialer Vorspannung einen Reibeingriff bildenden Gegenlamellen und einem die Gegenlamellen drehschlüssig aufnehmenden Lamellenträger.
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Lamellenkupplungen, wie sie beispielsweise aus der
EP 1 116 689 A2 und der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2011 088 473.4 der Anmelderin bekannt sind und insbesondere in trocken betriebener Form betrieben werden, werden bevorzugt in kleinen Personenkraftwagen, Motorrädern, Rennwagen und dergleichen eingesetzt. Hierzu ist ein Kupplungskorb mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden und weist eine Profilierung wie Innenverzahnung auf, in der zumindest eine, bevorzugt mehrere Lamellen axial abwechselnd geschichtet mit Gegenlamellen, die mit einem ausgangsseitigen Lamellenträger drehschlüssig verbunden sind, drehschlüssig aufgenommen sind. Hierbei wird das von der Brennkraftmaschine in den Kupplungskorb eingetragene Drehmoment über die Profilierung auf eine komplementäre Profilierung wie Außenprofil der Lamellen übertragen. Die Lamellenkupplung wird mittels einer Betätigungsrichtung betätigt, wobei im geschlossenen Zustand Lamellen und Gegenlamellen einen Reibschluss bilden, indem diese axial gegeneinander verspannt werden und zum Öffnen der Lamellenkupplung die Vorspannung aufgehoben wird.
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Infolge von Fertigungstoleranzen der verwendeten Bauteile bildet sich Spiel, insbesondere Umfangsspiel zwischen den Profilierungen des Kupplungskorbs und den Lamellen. Wird die Lamellenkupplung geöffnet, sind die Lamellen gegenüber dem Kupplungskorb in Höhe dieses Spiels gegeneinander verlagerbar. Drehschwingungen der Brennkraftmaschine regen dabei den Kupplungskorb und die Lamellen zu Relativverlagerungen gegeneinander an, was zu einem Aneinanderschlagen der Profilierungen – bekannt als Kupplungsrasseln – führen kann, das insbesondere bei trocken betriebenen Lamellenkupplungen infolge der fehlenden Dämpfung durch das Betriebsmittel wie Öl zusätzlich verstärkt auftreten kann.
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Eine Beschichtung der Kontaktflächen der Profilierungen hat sich infolge des über diese zu übertragenden Drehmoments als nicht langzeitbeständig erwiesen und ist zudem aufwendig. Desweiteren hat sich eine Verwendung von Lamellen mit einer bezüglich deren Drehachse ungleichmäßigen Masseverteilung, die zu einem Anlegen der Profilierung der Lamellen an die Profilierung des Kupplungskorbs infolge Fliehkraft führt als unzweckmäßig erwiesen, da zur Herstellung einer ausgewuchteten Lamellenkupplung unterschiedliche Lamellen mit unterschiedlicher Massenverteilung vorgesehen werden müssen, die in Unwuchten ausgleichender Umfangspositionierung bezüglich der Drehachse eingebaut werden müssen. Dies führt zu einer Erhöhung der Anzahl verschiedener Teile und zu einer Erhöhung der Komplexität während der Fertigung und damit zu erhöhten Fehlerquoten bei der Fertigung. Desweiteren ist die Anzahl, Form und Orientierung der Lamellen auf jeden Anwendungsfall abzustimmen.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Lamellenkupplung vorzuschlagen, bei der das Kupplungsrasseln in einfacher Weise vermieden oder zumindest verbessert wird.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen wieder.
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Die vorgeschlagene Lamellenkupplung eignet sich für einen nassen und bevorzugt für einen trockenen Betrieb mit zumindest einer jedoch bevorzugt mehreren axial nebeneinander zu einem Lamellenpaket angeordneten Lamellen, wobei jeweils axial abwechselnd eine Gegenlamelle und entsprechende axiale Anschläge oder Endlamellen zur Bildung der den Reibeingriff zwischen Eingangs- und Ausgangsseite der Lamellenkupplung einstellenden Vorspannung vorgesehen sind. Die zumindest eine Lamelle ist mittels einer Profilierung wie Außenverzahnung in einem Kupplungskorb aufgenommen, wobei diese einen insbesondere in Umfangsrichtung aber auch möglicherweise radial wirksamen Formschluss mit einer Profilierung wie Innenverzahnung des Kupplungskorbs zur Übertragung des Drehmoments ausbildet. Der Kupplungskorb kann mit einer Welle, beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine fest verbunden sein und um deren Drehachse drehen und damit das Eingangsteil der Lamellenkupplung bilden. Die zumindest zwei Gegenlamellen sind demzufolge in einen ausgangsseitig vorgesehenen Lamellenträger drehschlüssig eingehängt, der mit einer Getriebeeingangswelle drehschlüssig verbunden oder aus dieser gebildet ist. Die Profilierung des Kupplungskorbs ist dabei auf einem Teilkreis angeordnet, der gegenüber der Drehachse um einen vorgegebenen, eine zentripetalkraftabhängige Anlage der zumindest einen Lamelle an der Profilierung bedingenden Betrag radial verlagert ist. Hierbei rotiert der Kupplungskorb um die Drehachse mit leicht exzentrischer Rotation der Profilierung um die Drehachse der Kurbelwelle, während der ausgangsseitige Lamellenträger um die in der Regel allenfalls um einen Achsversatz versetzt koaxial zu der Drehachse der Kurbelwelle angeordnete Drehachse der Getriebeeingangswelle dreht. Der Ausgleich des vorgegebenen Betrags der radialen Verlagerung des Teilkreises gegenüber der Drehachse der Kurbelwelle erfolgt dabei innerhalb des zwischen den Profilierungen des Lamellenträgers und den Gegenlamellen einerseits und zwischen den Profilierungen der Lamellen und des Kupplungskorbs andererseits bestehenden Spiels, so dass der Reibschluss zwischen den beiden Drehachsen der Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle im Wesentlichen koaxial ausgebildet wird.
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Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, wenn ein ansonsten rotationssymmetrischer Kupplungskorb vorgesehen ist, der lediglich exzentrisch um den vorgegebenen Betrag an der diesen aufnehmenden Welle aufgenommen ist. Hierbei kann der Kupplungskorb mittels eines um den vorgegebenen Betrag gegenüber der Drehachse der Welle radial verlagerten Bohrkreises mit dieser verbunden sein, was bedeutet, dass der Bohrkreis gegenüber der Rotationsachse des Kupplungskorbs, dem Teilkreis der Profilierung des Kupplungskorbs beziehungsweise der Drehachse der Welle um den vorgegebenen Betrag radial verlagert ist. Hierbei versteht sich, dass in sich der Kupplungskorb wieder bezüglich des Mittelpunkts seiner exzentrischen Lage gewuchtet ist, um Unwuchten zu vermeiden. Hierzu kann der Kupplungskorb mitsamt der zumindest einen Lamelle ausgewuchtet werden, indem entsprechende Wuchtgewichte und/oder Materialausnehmungen an der zumindest einen Lamelle, einem scheibenförmigen Wuchtring, an der Welle oder in bevorzugter Weise an dem Kupplungskorb vorgesehen werden. Hierdurch können mehrere in dem Kupplungskorb drehschlüssig aufgenommene Lamellen als Gleichteile ausgebildet werden. Weiterhin kann bei einer Ausbildung mehrerer Lamellen als Gleichteile eine rotationssymmetrische Ausbildung vorgesehen werden, so dass die Lamellen bezüglich deren drehwinkelabhängigen Aufnahme in dem Kupplungskorb voneinander positionsunabhängig im Kupplungskorb aufgenommen werden können. Hierdurch wird die Montage vereinfacht und eine Fehlerquelle gegenüber ungleichen und mittels einer über die Lamellen ausgewuchteten Massenverlagerung der Lamellen, welche ebenfalls eine Anlage dieser an der Profilierung des Kupplungskorbs unter Fliehkrafteinwirkung bewirken, ausgeschlossen werden.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigen:
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1 einen Kupplungskorb einer Lamellenkupplung in Ansicht und
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2 eine in den Kupplungskorb der 1 einzubringende Lamelle in Ansicht.
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Die
1 zeigt in Ansicht den um die Drehachse x verdrehbar an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine oder dergleichen aufgenommenen Kupplungskorb
1, wie er üblicherweise in Lamellenkupplungen als deren Eingangsteil beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2011 088 473.4 verwendet wird. Der beispielsweise als umgeformtes Blechteil einteilig ausgebildete Kupplungskorb
1 weist zur drehfesten Aufnahme von eingangsseitigen Lamellen die auf dem um die Drehachse x koaxial angeordneten Teilkreis
2 angeordnete Profilierung
3 in Form der Innenverzahnung
4 auf, in dem axial entlang der Drehachse x zumindest eine, bevorzugt mehrere Lamellen drehfest eingehängt sind.
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Der Kupplungskorb 1 ist mittels der auf dem Bohrkreis 5 angeordneten Öffnungen 6 drehfest mit der Kurbelwelle oder einem mit diesem drehschlüssig verbundenen Bauteil aufgenommen. Hierbei ist der Bohrkreis 5 um die Drehachse x1 angeordnet, die gegenüber der Drehachse x um den Betrag e radial verlagert ist. Dies führt zu einer exzentrischen Verdrehung des Kupplungskorbs 1 um die Drehachse x und einer entsprechenden Unwucht, die mittels der lediglich angedeuteten Wuchteinrichtung 7 konstruktiv, beispielsweise mittels Wuchtgewichten, Materialausnehmungen im Kupplungskorb 1, in den Lamellen oder anderen Gewichtselementen der Kurbelwelle oder mit dieser oder dem Kupplungskorb 1 verbundenen Bauteilen ausgeglichen ist.
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Die 2 zeigt eine der in den Kupplungskorb 1 der 1 eingelegten Lamellen 8 in Ansicht mit der Profilierung 9 in Form der zu der Innenverzahnung 4 komplementären Außenverzahnung 10. Infolge der exzentrischen Verdrehung der Innenverzahnung 4 um die Drehachse x erfährt die Lamelle 8 bei geöffneter Lamellenkupplung eine Beschleunigung infolge der Zentripetalkraft F nach radial außen und stützt sich dabei an den in Umfangsrichtung wirksamen, in dieser Figur angedeuteten Flanken 11 der Innenverzahnung 4 des Kupplungskorbs 1 ab, so dass ein Rasseln als Folge von Drehungleichförmigkeiten der Brennkraftmaschine wirksam unterbunden wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungskorb
- 2
- Teilkreis
- 3
- Profilierung
- 4
- Innenverzahnung
- 5
- Bohrkreis
- 6
- Öffnung
- 7
- Wuchteinrichtung
- 8
- Lamelle
- 9
- Profilierung
- 10
- Außenverzahnung
- 11
- Flanke
- e
- Betrag
- F
- Zentripetalkraft
- x
- Drehachse
- x1
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1116689 A2 [0002]
- DE 102011088473 [0002, 0012]
