DE102012223309A1

DE102012223309A1 - Nasskupplung

Info

Publication number: DE102012223309A1
Application number: DE102012223309A
Authority: DE
Inventors: Dirk Hofstetter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nasskupplung mit einer ersten Teilkupplung und insbesondere mit einer zweiten Teilkupplung und mit einem Kupplungsgehäuse, wobei die erste und insbesondere die zweite Teilkupplung von dem Kupplungsgehäuse umschlossen sind, mit einem in dem Kupplungsgehäuse angeordneten Rotor, welcher auf einem Stator drehbar gelagert ist, wobei die erste Teilkupplung und insbesondere die zweite Teilkupplung jeweils einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger aufweist, der zumindest eine Innenlamellenträger mit dem Rotor drehfest verbunden und der zumindest eine Außenlamellenträger mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar ist, wobei das Kupplungsgehäuse und/oder zumindest ein Innenlamellenträger mittels einer formschlüssigen Verbindung mittels eines Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist/sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nasskupplung mit einer ersten Teilkupplung und insbesondere mit einer zweiten Teilkupplung und mit einem Kupplungsgehäuse, wobei die erste und insbesondere die zweite Teilkupplung von dem Kupplungsgehäuse umschlossen sind.
Solche Nasskupplungen oder Doppelkupplungen sind im Stand der Technik bekannt. Dabei sind so genannte nass laufende Kupplungen bekannt, bei welchen zwei Teilkupplungen in einem Gehäuse aufgenommen sind, mittels welchen ein eingangsseitiges Drehmoment beispielsweise von einer Brennkraftmaschine auf jeweils eine von zwei Ausgangselementen verteilt oder umgeschaltet werden kann, so dass damit das Drehmoment beispielsweise auf eine von zwei Getriebeeingangswellen geschaltet werden kann.
Bei solchen Nasskupplungen gehört es zum Stand der Technik, dass der Rotor mit zumindest einem Innenlamellenträger über eine Verzahnung drehfest verbunden ist. Dabei ist der Innenlamellenträger auf einen Ansatz des Rotors aufgepresst. Zur axialen Abstützung wird noch ein Sicherungsring verwendet.
Die derartige Lösung ist sehr aufwendig und teuer, weil der Rotor einsatzgehärtet sein muss, was hinsichtlich des Prozesses und des zu verwendeten Materials des Rotors zu merklichen Mehrkosten führt. Auch kann das Aufpressen zu einem Verformen des Rotors führen, was unerwünscht ist.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Nasskupplung zu schaffen die den Anforderungen hinsichtlich des zu übertragenden Drehmoments genügt und dennoch einfach und kostengünstig ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Nasskupplung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispieles umfasst diese Nasskupplung eine erste Teilkupplung und eine zweite Teilkupplung und ein Kupplungsgehäuse, wobei die erste Teilkupplung und insbesondere die zweite Teilkupplung von dem Kupplungsgehäuse umschlossen sind, mit einem in dem Kupplungsgehäuse angeordneten Rotor, welcher auf einem Stator drehbar gelagert ist, wobei die erste Teilkupplung und insbesondere die zweite Teilkupplung jeweils einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger aufweist, wobei der zumindest eine Innenlamellenträger mit dem Rotor drehfest verbunden und der zumindest eine Außenlamellenträger mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar ist, wobei das Kupplungsgehäuse und/oder zumindest ein Innenlamellenträger mittels einer formschlüssigen Verbindung mittels eines Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist/sind. Durch die derart gestaltete Ausbildung des Rotors kann ein aufwendiger Herstellprozess vermieden werden und es kann auch ein Prozess vermieden werden, der zu Verformungen des Rotors führen kann, was im Betrieb zu unerwünschtem verfrühtem Ausfall führen würde.
Bei einer vorliegenden Nasskupplung ist es vorteilhaft, wenn diese mit einer ersten Teilkupplung und mit einer zweiten Teilkupplung ausgebildet ist, die in axialer Richtung benachbart angeordnet sind.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Kupplungsgehäuse einen im Wesentlichen in radialer Richtung sich erstreckenden Teil aufweist, welcher radial innen mittels des Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Innenlamellenträger einen sich in radialer Richtung erstreckenden Bereich aufweist, der radial innen mittels des Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das Kupplungsgehäuse und der Innenlamellenträger mit dem Rotor mit dem gleichen Verbindungsmittel verbunden sind. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn das Kupplungsgehäuse und der Innenlamellenträger mit jeweils einem anderen Verbindungsmittel mit dem Rotor verbunden sind.
Auch ist es zweckmäßig, wenn weiterhin ein Pumpenrad, bzw. auch Pumpenzahnrad genannt, mittels des oder eines Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das Kupplungsgehäuse und/oder der Innenlamellenträger und/oder das Pumpenrad mit dem Rotor mit dem gleichen Verbindungsmittel verbunden ist. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn das Kupplungsgehäuse und/oder der Innenlamellenträger und/oder das Pumpenrad mit jeweils einem anderen, eigenen Verbindungsmittel mit dem Rotor verbunden sind.
Vorteilhaft ist es, wenn der Rotor als Blechteil ausgebildet ist. Dies erlaubt eine einfachere Herstellung.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Rotor einen sich in radialer Richtung erstreckender Kragen aufweist, welcher zur Verbindung mittels des Verbindungsmittels herangezogen wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn in dem Kragen Öffnungen vorgesehen sind, die zur Verbindung von einem Verbindungsmittel durchgriffen werden.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Rotor mit zumindest einer Dichtungslaufbahn und/oder zumindest einer Aufnahme für zumindest ein Lager versehen ist. Vorteilhaft ist eine Mehrzahl von Aufnahmen für eine Mehrzahl von Lager vorgesehen.
Vorteilhaft ist es, wenn eine Mehrzahl von Verbindungsmitteln oder Nietelementen vorgesehen ist, die über den Umfang des Rotors verteilt angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Nasskupplung im Schnitt mit zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Teilkupplungen, und
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Nasskupplung im Schnitt mit zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Teilkupplungen, und
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Nasskupplung im Schnitt mit zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Teilkupplungen.
Die 1 zeigt einen Ausschnitt einer Nasskupplung 1 mit einer ersten Teilkupplung 2 und mit einer zweiten Teilkupplung 3.
Die Nasskupplung 1 weist ein Kupplungsgehäuse 4 auf, das aus einem Kupplungsdeckel 5 und einem Kupplungstopf 6 besteht. Der Kupplungstopf 6 selbst besteht dabei aus einer zylindrischen Wandung 7 und einer sich in radialer Richtung erstreckenden Wandung 8, wobei innerhalb des Kupplungsgehäuses 4 die Teilkupplungen 2, 3 mit einem Innenlamellenträger 9, 10 versehen sind, welche Innenlamellen 11, 12 tragen und die mit diesen Innenlamellenträgern drehfest aber axial verschieblich verbunden sind. Zwischen den Innenlamellen 11, 12 sind abwechselnd Außenlamellen 13, 14 angeordnet, die radial außen über einen Steg 15, 16 mit einem Außenlamellenträger 17, 18 drehfest aber axial verschieblich verbunden sind.
Die beiden Außenlamellenträger 17, 18 weisen neben dem sich in axialer Richtung erstreckenden radial äußeren Bereich auch einen sich in radialer Richtung erstreckenden Bereich 19, 20 auf, über den die Außenlamellenträger radial innen über eine formflüssige Verbindung mit einer jeweiligen Getriebeeingangswelle verbindbar sind.
Die Innenlamellenträger 9, 10 sowie der sich in radialer Richtung ersteckende Bereich des Kupplungstopfes sind radial innen mit einem Rotor 21 drehfest verbunden, welcher auf einem Stator 22 drehbar angeordnet ist. Der Innenlamellenträger 9 ist über eine formflüssige Verbindung 23 mit dem Element 8 des Kupplungstopfes formflüssig verbunden, wobei das Element 8 radial innen mit dem Rotor 21 verdrehfest verbunden ist. Diese verdrehfeste Verbindung 24 ist bevorzugt eine Verbindung durch Verpressen. Zur Sicherung in axialer Richtung ist ein Sicherungsring 25 vorgesehen, wie beispielsweise eine Art Sprengring. Für die zweite Teilkupplung ist der Lamelleninnenträger 10 mit einer Scheibe 26 formflüssig verbunden, wobei die Scheibe 26 radial innen wiederum mittels einer Verpressung 27 mit dem Rotor 21 verbunden ist.
Wie zu erkennen ist, sind die Innenlamellenträger 9, 10 an den gegenüberliegenden Enden des Rotors 21 mit diesem verbunden, wobei die Kolben 28, 29 zur Beaufschlagung der Lamellenkupplungen 2, 3 im mittleren zentralen Bereich des Rotors 21 axial verschiebbar angeordnet sind. Dabei sind die Kolben 28, 29 mit Kraftspeichern 30, 31 in Öffnungsrichtung beaufschlagt, wobei sich die Kraftspeicher 30, 31 bevorzugt am Innenlamellenträger oder an einem damit verbundenen Element auf der einen Seite und am Kolben auf der anderen Seite abstützen, so dass unter Druckbeaufschlagung die Kolben 28, 29 gegenüber den Kraftspeichern 30, 31 diese beaufschlagend betätigbar sind.
Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Nasskupplung 100 mit einer ersten Teilkupplung 101 und mit einer zweiten Teilkupplung 102. Das Kupplungsgehäuse 103 ist mit einem Kupplungsdeckel 104 und einem Kupplungstopf 105 ausgebildet, wobei der Kupplungsdeckel 104 im Wesentlichen sich in radialer Richtung erstreckt, wobei er jedoch radial außen auch eine Axialkomponente aufweist bzw. in axialer Richtung abgebogen ist. Radial innen ist der Kupplungsdeckel 104 mit einem Eingangselement 106 verbunden, wie beispielsweise verschweißt. Als Eingangselement kann beispielsweise ein verzahnter Zapfen angebracht sein, welcher mit einer Welle eines Antriebsmotors verbindbar ist.
Zur Verbindung des Eingangselements ist eine Schweißnaht 107 vorgesehen, so dass das typischerweise verzahnte Eingangselement 106 mit dem Blechteil 104 des Kupplungsdeckels einfach verbindbar ist.
Der Kupplungstopf 105 weist einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich 108 auf und einen sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Bereich 109. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 105 sind die beiden Teilkupplungen 101 und 102 angeordnet, wobei die Teilkupplungen 101 und 102 radial innen einen Innenlamellenträger 110, 111 aufweisen, die mit einem Rotor 112 radial innen drehfest verbunden sind.
Der Rotor 112 ist auf einem Stator 113 drehbar gelagert. Die Innenlamellenträger 110, 111 der beiden Teilkupplungen 101, 102 tragen Innenlamellen 114, 115, die radial innen mit dem Innenlamellenträger 110, 111 drehfest verbunden sind, wobei die Innenlamellen 114, 115 in axialer Richtung relativ zum Innenlamellenträger jedoch verschieblich angeordnet sind.
Zwischen den Innenlamellen 114, 115 sind jeweils Außenlamellen 116, 117 angeordnet, die radial außen über einen Steg mit einem Außenlamellenträger 118, 119 drehfest aber axial verschieblich verbunden sind. Die Außenlamellenträger 118, 119 weisen einen sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden ersten Bereich 120, 121 und einen sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Bereich 122, 123 auf. Die Bereiche 122, 123 der Außenlamellenträger sind radial innen mit einem Verzahnungselement 124, 125 verbunden, wie vorteilhaft verschweißt, wobei die Verzahnungselemente radial innen eine Verzahnung aufweisen, mittels welcher die Außenlamellenträger mit jeweils einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbindbar sind. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist lediglich eine Getriebeeingangswelle 126 eingezeichnet, wobei auch das Verzahnungselement 124 mit einer nichtdargestellten Getriebeeingangswelle verbindbar ist.
Zur Betätigung der Kupplungen 101, 102 sind Kolben-Zylinder-Einheiten 127, 128 vorgesehen, welche mittels eines Kolbens 129, 130 die erste bzw. die zweite Teilkupplung 101, 102 betätigen. Dabei wird der Kolben 129, 130 von einer zentral angeordneten Position, siehe die 2, druckbeaufschlagt in Richtung auf die jeweilige Kupplung 101, 102 entgegen der Kraftwirkung eines Kraftspeichers 131, 132 beaufschlagt. Zur Kraftabstützung der auf die Lamellen wirkenden Kraft, die durch den jeweiligen Kolben 129, 130 ausgeübt wird, sind Abstützelemente 133 bzw. 134 vorgesehen, welche die Kraft, welche auf die Lamellen wirkt, abstützen. Dabei ist das Abstützelement 133 als im Wesentlichen radial ausgerichtete Scheibe ausgebildet, die radial innen über eine Schweißnaht 135 mit dem Rotor 112 drehfest verbunden ist. Wie in 2 auch zu erkennen ist, ist der Innenlamellenträger 111 ebenso mittels einer Schweißnaht 135 mit dem Rotor 112 drehfest verbunden.
Das Abstützelement 134 der ersten Kupplung ist gleichzeitig der Boden des Kupplungstopfes, der im Bereich der Abstützung der Lamellen einen axial hervorgewölbten Bereich 136 zur Abstützung der Lamellen aufweist. Wie in 2 weiterhin zu erkennen ist, ist ein Element 137 zwischen den beiden Kolben 129, 130 vorgesehen, welches die Druckräume der Kolben-Zylinder-Einheiten der beiden Kolben 129, 130 trennt. Dieses Element 137 ist etwa S-förmig ausgebildet und ist radial innen ebenso mit dem Rotor 112 verschweißt. Zur Abdichtung der Druckräume sind weiterhin Dichtungen vorgesehen, die als Bewegungsdichtungen ausgebildet sind, so dass die Druckräume auch bei axialer Verlagerung der Kolben 129, 130 abgedichtet bleiben.
Der Lamelleninnenträger 110 der ersten Teilkupplung ist im Wesentlichen L-förmig ausgebildet, wobei der sich in axialer Richtung erstreckende Schenkel des Innenlamellenträgers 110 mit den Innenlamellen verbunden ist. Der sich in radialer Richtung erstreckende Schenkel 138 ist radial innen mit einem Vorsprung 139 des Rotors 112 über ein Verbindungselement 140 formflüssig und drehfest verbunden. Dabei ist das Verbindungselement 140 vorteilhaft als Nietelement ausgestaltet. Gemeinsam mit dem Innenlamellenträger 110 bzw. mit dessen radialem Schenkel 138 ist auch der Boden des Kupplungstopfes radial innen mit dem Verbindungsmittel mit dem Absatz 139 des Rotors verbunden. Das Verbindungselement 140 verbindet somit sowohl den Innenlamellenträger 110 als auch den Boden des Kupplungstopfes mit dem Rotor im Bereich seines Absatzes drehfest. Dazu weist sowohl der Innenlamellenträger 110 als auch der Boden des Kupplungstopfes als auch der Absatz 139 des Rotors zumindest eine vorteilhaft jedoch eine Mehrzahl von Öffnungen auf, durch welche Verbindungselemente, wie Nietelemente, hindurchgreifen können, um die Bauteile miteinander drehfest und vorzugsweise spielfrei zu verbinden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die jeweiligen Bauteile miteinander fluchtende Bohrungen aufweisen, so dass ein Verbindungselement oder vorteilhaft mehrere Verbindungselemente die Bauteile gemeinsam verbindet bzw. verbinden.
Weiterhin ist ein Pumpenradantriebselement 141 vorgesehen, welches mit dem Absatz 139 des Rotors 112 ebenso drehfest verbunden ist. In der 2 ist dieses Element 141 allerdings nicht mittels des Verbindungsmittels ausgestaltet, sondern anderweitig verbunden oder einstückig ausgebildet.
Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Nasskupplung 200, bei welcher im Bereich der Verbindung des Innenlamellenträgers 201 mit einem Absatz 202 des Rotors 203 ein Unterschied zur Ausführung der 2 vorliegt, der darin besteht, dass nicht nur der Innenlamellenträger 201 und der Boden 204 des Kupplungstopfes 205 mittels eines Verbindungselementes 206 mit dem Absatz 202 des Rotors 203 verbunden ist, sondern dass weiterhin auch das Antriebselement 207 eines Pumpenrades weiterhin mittels des Verbindungselementes 206 mit dem Absatz des Rotors 203 verbunden ist. Dazu weist sowohl der Innenlamellenträger als auch der Boden des Kupplungstopfes als auch das Element 207 einen sich in radialer Richtung erstreckenden Bereich auf, der mit zumindest einer, vorteilhaft jedoch mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen ist, durch welche zumindest ein Verbindungselement 206 oder eine Mehrzahl davon eingreifen kann, um die Bauteile miteinander formflüssig zu verbinden. Das Verbindungselement 206 ist dabei vorteilhaft ein Nietelement.
Bezugszeichenliste

1: Nasskupplung
2: erste Teilkupplung
3: zweite Teilkupplung
4: Kupplungsgehäuse
5: Kupplungsdeckel
6: Kupplungstopf
7: Wandung
8: Wandung
9: Innenlamellenträger
10: Innenlamellenträger
11: Innenlamelle
12: Innenlamelle
13: Außenlamelle
14: Außenlamelle
15: Steg
16: Steg
17: Außenlamellenträger
18: Außenlamellenträger
19: Bereich
20: Bereich
21: Rotor
22: Stator
23: Verbindung
24: Verbindung
25: Sicherungsring
26: Scheibe
27: Verpressung
28: Kolben
29: Kolben
31: Kraftspeicher
31: Kraftspeicher
100: Nasskupplung
101: erste Teilkupplung
102: zweite Teilkupplung
103: Kupplungsgehäuse
104: Kupplungsdeckel
105: Kupplungstopf
106: Eingangselement
107: Schweißnaht
108: Bereich
109: Bereich
110: Innenlamellenträger
111: Innenlamellenträger
112: Rotor
113: Stator
114: Innenlamelle
115: Innenlamelle
116: Außenlamelle
117: Außenlamelle
118: Außenlamellenträger
119: Außenlamellenträger
120: Bereich
121: Bereich
122: Bereich
123: Bereich
124: Verzahnungselement
125: Verzahnungselement
126: Getriebeeingangswelle
127: Kolben-Zylinder-Einheit
128: Kolben-Zylinder-Einheit
129: Kolben
130: Kolben
131: Kraftspeicher
132: Kraftspeicher
133: Abstützelement
134: Abstützelement
135: Schweißnaht
136: Bereich
137: Element
138: Schenkel
139: Vorsprung
140: Verbindungselement
141: Pumpenradantriebselement
200: Nasskupplung
201: Innenlamellenträger
202: Absatz
203: Rotor
204: Boden
205: Kupplungstopf
206: Verbindungselement
207: Antriebselement

Claims

Nasskupplung mit einer ersten Teilkupplung und mit einer zweiten Teilkupplung und mit einem Kupplungsgehäuse, wobei die erste und die zweite Teilkupplung von dem Kupplungsgehäuse umschlossen sind, mit einem in dem Kupplungsgehäuse angeordneten Rotor, welcher auf einem Stator drehbar gelagert ist, wobei die erste Teilkupplung und insbesondere die zweite Teilkupplung jeweils einen Eingangslamellenträger und einen Ausgangslamellenträger aufweist, wobei das Kupplungsgehäuse und/oder zumindest ein Eingangslamellenträger mittels einer formschlüssigen Verbindung mittels eines Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist/sind.
Nasskupplung nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Eingangslamellenträger, vorzugsweise zugleich der Innenlamellenträger, mit dem Rotor drehfest verbunden und der zumindest eine Ausgangslamellenträger, vorzugsweise zugleich der Außenlamellenträger, mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar ist.
Nasskupplung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Teilkupplung und die zweite Teilkupplung in axialer Richtung benachbart angeordnet sind.
Nasskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kupplungsgehäuse einen im Wesentlichen in radialer Richtung sich erstreckenden Teil aufweist, welches radial innen mittels des Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist.
Nasskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Innenlamellenträger, vorzugsweise der getriebeseitigen Teilkupplung, einen sich in radialer Richtung erstreckenden Bereich aufweist, der radial innen mittels des Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist.
Nasskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Pumpenrad, das mittels des Verbindungsmittels mit dem Rotor verbunden ist.
Nasskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor als, vorzugsweise werkzeugfallendes, Blechteil ausgebildet ist.
Nasskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor einen sich in radialer Richtung erstreckender Kragen aufweist, welcher zur Verbindung mittels des Verbindungsmittels herangezogen wird.
Nasskupplung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Rotor, vorzugsweise werkzeugfallend, mit Dichtungslaufbahnen und/oder Aufnahmen für Lager versehen ist.
Nasskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungsmittel ein Nietelement ist.