DE102013000650A1

DE102013000650A1 - Kupplungsvorrichtung, insbesondere Mehrfachkupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102013000650A1
Application number: DE201310000650
Authority: DE
Inventors: Carsten Härtel; Armin Friedrich; Fabian Kolze
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2014-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung (1), insbesondere Mehrfachkupplungsvorrichtung (2), für ein automatisches oder automatisiertes Kraftfahrzeuggetriebe, mit mindestens einer Reibkupplung (3), wobei die Reibkupplung (3) mehrere Lamellen (4) aufweist, wobei die Lamellen (4) an einem Lamellenträger angeordnet sind, wobei die Lamellen (4) und der Lamellenträger (5) über eine Steckverzahnung miteinander verbunden sind, wobei die Lamellen (4) Zähne (10) aufweisen, wobei der Lamellenträger (5) Zahnbereiche (11) und zwischen den Zahnbereichen (11) ausgebildete Nutbereiche (12) aufweist, wobei die Zähne (10) an den Zahnbereichen (11) zur Drehmomentübertragung abgestützt sind, wobei zwischen dem Lamellenträger (5) und der Lamelle (4) ein Fluidleitungsbereich (13) zur Leitung eines Fluids, insbesondere eines Kühlöls, ausgebildet ist. Das Auftreten von Schleppmomenten ist zumindest dadurch vermindert, dass die Zähne (10) radial zu den Nutbereichen (12) durch einen Spalt (14) beabstandet sind, wobei der Spalt (14) zumindest einen Teil des Fluidleitungsbereiches (13) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere eine Mehrfachkupplungsvorrichtung, für ein automatisches oder automatisiertes Kraftfahrzeuggetriebe mit mindestens einer Reibkupplung, wobei die Reibkupplung mehrere Lamellen aufweist, wobei die Lamellen an einem Lamellenträger angeordnet sind, wobei die Lamellen und der Lamellenträger über eine Steckverzahnung miteinander verbunden sind, wobei die Lamellen Zähne aufweisen, wobei der Lamellenträger Zahnbereiche und zwischen den Zahnbereichen ausgebildete Nutbereiche aufweist, wobei die Zähne an den Zahnbereichen zur Drehmomentübertragung abgestützt sind, wobei zwischen dem Lamellenträger und der Lamelle ein Fluidleitungsbereich zur Leitung eines Fluids ausgebildet ist.
Aus der DE 10 2008 013 910 A1 ist eine Kupplungsvorrichtung, nämlich eine nasslaufende Lamellenkupplung für ein automatisches Getriebe in Kraftfahrzeugen bekannt. In einem Kupplungsgehäuse sind ringförmige Lamellen angeordnet. Die Lamellen bestehen aus Stahllamellen und Reibscheiben, die wechselweise zueinander geschichtet sind. Die Stahllamellen sind mit einer radial äußeren Verzahnung in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem als Lamellenträger dienenden Kupplungsgehäuse verbunden. Die Reibscheiben sind mit einer radial inneren Verzahnung mit einer Welle oder Nabe formschlüssig verbunden. Die Reibscheiben sind mit nach radial außen gerichteten Nuten versehen, um ein entsprechendes Kühlfluid, insbesondere ein Öl abzuleiten. Die Stahllamellen weisen Ausnehmungen auf, um einen Fluidleitungsbereich bereitzustellen. Zur Verminderung eines gegebenenfalls auftretenden Schleppmomentes bei gelöster Lamellenkupplung wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmungen im Wesentlichen radial außerhalb der wirksamen, ringförmigen Reibflächen der Stahllamellen in zumindest einige der Zähne der Stahllamelle eingearbeitet sind. Die Ausnehmungen sind umlaufend in allen Zähnen der Stahllamelle vorgesehen, um einen Ölabfluss sicherzustellen. Die Ausnehmungen sind durch Bohrungen gebildet, wobei der Durchmesser zur Bereitstellung wirksamer Strömungsquerschnitte zumindest ein Drittel der Zahnbreite der Zähne entspricht. In einer weiteren Ausgestaltung sind die Ausnehmungen in den Stahllamellen durch zu den Zahnköpfen der Verzahnung offene Ausklinkungen gebildet. Die Breite der Ausklinkungen beträgt ca. ein Drittel der jeweiligen Zahnbreite der Verzahnung. Die Ausklinkungen sind halbkreisförmig oder eckig, insbesondere quadratisch ausgebildet. Es ist auch denkbar, v-förmige Ausklinkungen vorzusehen.
Diese gattungsbildende Kupplungsvorrichtung ist noch nicht optimal ausgebildet. Solche Ausklinkungen werden auch als „Scallops” bezeichnet. Es besteht die Gefahr, dass auch trotz der „Scallops” das Fluid, insbesondere Öl, im Bereich der Verzahnung gestaut werden kann, wodurch es zu Schleppmomenten kommen könnte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Kupplungsvorrichtung derart auszubilden und/oder auszugestalten, dass die Gefahr des Auftretens von Schleppmomenten zumindest vermindert ist.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass die Zähne radial zu dem Nutbereich durch einen Spalt beabstandet sind, wobei der Spalt zumindest einen Teil des Fluidleitungsbereiches bildet. Dies hat den Vorteil, dass durch die derart geometrisch angepasste Verzahnung auf einfache Art und Weise das Fluid, nämlich insbesondere das Öl in axialer Richtung abgeleitet werden kann. Die Gefahr des Auftretens von Schleppmomenten ist dadurch zumindest vermindert. Ein Aufstauen von Kühlöl ist verhindert. Es sind größere Querschnittsbereiche, nämlich die entsprechenden Fluidleitungsbereiche vorgesehen, um das Kühlöl axial abzuleiten. Zudem sind diese Lamellen einfach herzustellen. Der Kopf der Zähne definiert einen Kopfkreis. Der Fuß der Zahnbereiche endet insbesondere im Nutbereich. Der Nutbereich liegt auf einem gedachten Fußkreis. Der Kopf- und Fußkreis der beiden im Eingriff befindlichen Bauteile, nämlich der Lamellen und des Lamellenträgers sind hier mit einem deutlichen Spalt versehen. In bevorzugter Ausgestaltung ist diese Art der Steckverzahnung zwischen einem Außenlamellenträger und zugehörigen Außenlamellen vorgesehen. In bevorzugter Ausgestaltung sind einem Nutbereich jeweils zwei Zähne zugeordnet, die durch eine entsprechende Ausnehmung voneinander beabstandet sind. Diese Ausnehmungen trägt ebenfalls zur Vergrößerung des Fluidleitungsbereiches bei. Die Zahnbereiche greifen in übernächst benachbarte Ausnehmungen ein, wobei die dazwischenliegenden Ausnehmungen dem Fluidleitungsbereich zugeordnet sind. Der Außenlamellenträger begrenzt einen Nassraum, wobei der Außenlamellenträger den Nassraum insbesondere radial fluiddicht begrenzt. D. h. der Außenlamellenträger weist keine radialen Austritte für das durch die Lamellen geleitete Fluid auf. Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung ist der hier beschriebene Fluidleitungsbereich vorteilhaft. Der Spalt kann eine Größe von insbesondere mehr als 40% der Höhe der Zahnbereiche aufweisen. Bspw. kann der Spalt eine radiale Höhe von in etwa der halben Höhe der Zahnbereiche aufweisen. Das radiale Spaltmaß kann insbesondere zwischen 1,5 und 3 mm, vzw. zwischen 2 und 2,5 mm liegen. Die Zahnhöhe der Zahnbereiche des Lamellenträgers kann in etwa 4 mm betragen und die Zahnhöhe der entsprechenden Zähne der Lamellen kann in etwa 2,5 mm betragen.
Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnungen und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 in einer schematischen Detaildarstellung eine Kupplungsvorrichtung, nämlich einen Lamellenträger und eine Lamelle.
In 1 ist ein Teil einer Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere einer Mehrfachkupplungsvorrichtung 2 für ein automatisches oder automatisiertes Kraftfahrzeuggetriebe (nicht dargestellt) dargestellt. Die Kupplungsvorrichtung 1 weist eine Reibkupplung 3 auf. Hier ist ein Teil der Reibkupplung 3 dargestellt, nämlich eine Lamelle 4. Die Reibkupplung 3 weist insbesondere mehrere Lamellen 4 auf. Die Lamellen 4 sind an einem Lamellenträger 5 angeordnet. Die hier dargestellte Lamelle 4 ist als Außenlamelle 6 ausgebildet. Entsprechend ist der Lamellenträger 5 als Außenlamellenträger 7 ausgebildet. Die Reibkupplung 3 weist ferner Innenlamellen (nicht näher dargestellt) auf, die wechselweise mit den Außenlamellen 6 geschichtet sind. Die Reibkupplung 3 ist als nasslaufende Reibkupplung 3 ausgebildet.
Zur radialen Ableitung eines Fluids, insbesondere eines Kühlöls, weist die Außenlamelle 6 nun an einer Reibfläche 8 mehrere Nuten 9 auf. Die Nuten 9 sind hier in einem Gittermuster angeordnet. Die Nuten 9 dienen zur Ableitung des Kühlöls. Das Kühlöl wird durch die Nuten 9 nach außen in Richtung der nicht näher bezeichneten Steckverzahnung geleitet.
Der Außenlamellenträger 7 ist geschlossen ausgebildet, so dass das Öl an der Innenseite der Außenlamellenträgers 7 nun wie im Folgenden noch näher beschrieben, im Wesentlichen axial abtransportiert werden muss. Der Außenlamellenträger 7 begrenzt einen Nassraum. Der Außenlamellenträger 7 begrenzt den Nassraum insbesondere in radialer Richtung fluiddicht, so dass das Öl axial abtransportiert werden muss.
Die Lamelle 4 weist mehrere Zähne 10 auf. Die Zähne 10 sind zueinander im Wesentlichen gleichmäßig beabstandet. Der Lamellenträger 5 weist mehrere Zahnbereiche 11 und zwischen den Zahnbereichen 11 ausgebildete Nutbereiche 12 auf. Die Zähne 10 sind an den Zahnbereichen 11 zur Drehmomentübertragung abgestützt. Zwischen dem Lamellenträger 5 und der Lamelle 4 ist im Bereich der Steckverzahnung ein Fluidleitungsbereich 13 zur axialen Ableitung des Kühlfluids ausgebildet.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die Zähne 10 radial zu dem Nutbereich 12 durch einen Spalt 14 beabstandet sind, wobei der Spalt 14 zumindest einen Teil des Fluidleitungsbereiches 13 bildet. Hierdurch sind größere Querschnitte des Fluidleitungsbereiches 13 realisierbar. Es wird somit verhindert, dass Kühlöl aufgestaut wird und dadurch Schleppmomente verursachen kann. Die Höhe der Zähne 10 kann bspw. in etwa 2,5 mm betragen. Die Höhe der Zahnbereiche 11 kann in etwa 4 mm betragen. In bevorzugter Ausgestaltung weist der Spalt 14 ein radiales Spaltmaß von in etwa der halben Höhe der Zahnbereiche 11 auf. Insbesondere kann das Spaltmaß zwischen 40% und 60% der entsprechenden radialen Höhe der Zahnbereiche 11 betragen. Das Spaltmaß kann bspw. zwischen 1,5 und 3 mm, vzw. zwischen 2 und 2,5 mm liegen.
Durch den Spalt 14 ist auf einfache Art und Weise die Ableitung des Kühlöls in axialer Richtung ermöglicht. Die Form der Zähne 10 und der Zahnbereiche 11 ist entsprechend angepasst.
In bevorzugter Ausgestaltung sind jedem Zahnbereich 11 jeweils zwei Zähne 10 einer zugeordneten Lamelle 4 zugeordnet. Die Zähne 10 liegen dabei jeweils in Umfangsrichtung beidseitig an den Zahnflanken 15 der Zahnbereiche 11 an. Zwischen zwei Zähnen 10 ist jeweils eine Ausnehmung 16 ausgebildet, wobei die Zahnbereiche 11 vorzugsweise nur in jede zweite Ausnehmung eingreift. Hierdurch sind die dazwischenliegenden Ausnehmungen 16 ebenfalls dem Fluidleitungsbereich 13 zugeordnet. Die Zahnbereich 11 greifen in übernächst benachbarte Ausnehmungen 16 ein, wobei die dazwischenliegenden Ausnehmungen 16 dem Fluidleitungsbereich 13 zugeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsvorrichtung
2: Mehrfachkupplungsvorrichtung
3: Reibkupplung
4: Lamelle
5: Lamellenträger
6: Außenlamelle
7: Außenlamellenträger
8: Reibfläche
9: Nut
10: Zahn
11: Zahnbereich
12: Nutbereich
13: Fluidleitungsbereich
14: Spalt
15: Zahnflanke
16: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008013910 A1 [0002]

Claims

Kupplungsvorrichtung (1), insbesondere Mehrfachkupplungsvorrichtung (2), für ein automatisches oder automatisiertes Kraftfahrzeuggetriebe, mit mindestens einer Reibkupplung (3), wobei die Reibkupplung (3) mehrere Lamellen (4) aufweist, wobei die Lamellen (4) an einem Lamellenträger angeordnet sind, wobei die Lamellen (4) und der Lamellenträger (5) über eine Steckverzahnung miteinander verbunden sind, wobei die Lamellen (4) Zähne (10) aufweisen, wobei der Lamellenträger (5) Zahnbereiche (11) und zwischen den Zahnbereichen (11) ausgebildete Nutbereiche (12) aufweist, wobei die Zähne (10) an den Zahnbereichen (11) zur Drehmomentübertragung abgestützt sind, wobei zwischen dem Lamellenträger (5) und der Lamelle (4) ein Fluidleitungsbereich (13) zur Leitung eines Fluids, insbesondere eines Kühlöls, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (10) radial zu den Nutbereichen (12) durch einen Spalt (14) beabstandet sind, wobei der Spalt (14) zumindest einen Teil des Fluidleitungsbereiches (13) bildet.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (14) eine Größe von mehr als 40% der radialen Höhe der Zahnbereiche (11), insbesondere im wesentlichen 50% der Höhe der Zahnbereiche (11) aufweist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (14) ein radiales Spaltmaß zwischen 1,5 und 3 mm, insbesondere ein radiales Spaltmaß zwischen 2 und 2,5 mm aufweist.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträger (5) als Außenlamellenträger (7) und die Lamelle (4) als Außenlamelle (6) ausgebildet sind.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Zähnen (10) Ausnehmungen (16) ausgebildet sind, wobei die Zahnbereiche (11) in übernächst benachbarte Ausnehmungen (16) eingreifen, und wobei die dazwischenliegenden Ausnehmungen (16) dem Fluidleitungsbereich (13) zugeordnet sind.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (4) eine Reibfläche (8) aufweist, wobei die Reibfläche (8) mit mindestens einer Nut (9), insbesondere mehreren Nuten (9), versehen ist.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung (1) zwei Reibkupplungen (3) aufweist, wobei die zwei Reibkupplungen (3) einen gemeinsamen Außenlamellenträger (7) aufweisen.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (7) einen Nassraum begrenzt, wobei der Außenlamellenträger (7) den Nassraum insbesondere radial fluiddicht begrenzt.