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Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges.
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Aus der
DE 10 2010 044 379 A1 ist eine Kupplung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, nämlich eine Doppelkupplung für ein automatisiertes oder automatisches Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Reibkupplungen bekannt. Die beiden Reibkupplungen sind jeweils zum einen mit einer Motorwelle und zum anderen mit einer ersten beziehungsweise einer zweiten Getriebeeingangswelle verbunden. Die Reibkupplungen weisen jeweils einen Lamellenträger auf, wobei an dem Lamellenträger ein Lamellenpaket angeordnet ist. Es sind nun Stützmittel in Form von zwei Stützringen vorgesehen. Die Stützmittel sind funktional wirksam über einen Anschlag axial am Lamellenträger abgestützt. Die beiden Stützringe weisen einen Ringbereich auf, wobei an dem Außenumfang des Ringbereiches Zähne ausgebildet sind. Der Lamellenträger ist gewellt ausgebildet und weist an den Zahneingriffsbereichen und an den entsprechenden Flankenbereichen Eingriffsöffnungen zum Durchgriff der hakenförmigen Zähne auf. Die Eingriffsöffnungen erstrecken sich von einer Innenseite bis zu einer Außenseite des Lamellenträgers, wobei die Zähne die Eingriffsöffnungen durchgreifen und den Lamellenträger an seiner Außenseite abstützen. Die beiden Stützringe stützen das Lamellenpaket in Axialrichtung ab. Die Zähne erstrecken sich in Umfangsrichtung, wobei der Stützring in die Axialnuten des Lamellenträgers einschiebbar ist und schließlich durch Drehen in eine der zwei möglichen Drehrichtungen in die Eingriffsöffnung eingreift. Die Zähne sind hakenförmig ausgebildet. Die Eingriffsöffnungen stellen dabei wiederum einen Anschlag in Umfangsrichtung für die Zähne bereit. Durch das Eindrehen in die Eingriffsöffnungen ist der entsprechende Stützring mit seinen Zähnen in Axialrichtung an den Wänden der Eingriffsöffnung abgestützt. Der erste und der zweite Stützring werden in unterschiedliche Drehrichtungen in die Eingriffsöffnung eingedreht. Um ein Zurückdrehen zu verhindern, ist eine Relativdrehung zwischen den beiden benachbart angeordneten Stützringen dadurch verhindert, dass eine Verdrehsicherung eingeschoben wird.
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Die gattungsbildende Kupplung ist noch nicht optimal ausgebildet. Entsprechend gewellte Lamellenträger werden zumeist durch Tiefziehen hergestellt. Dies erfordert eine starke Umformung des Lamellenträgers. Ziemlich am Ende des Herstellungsprozesses erfolgt das Ausformen der Wellenform des Lamellenträgers mit den entsprechenden Zahnbereichen, in die die Zähne der Lamellen eingreifen können. Die dazwischenliegenden „Wellentäler“ beziehungsweise Nutbereiche werden dabei von außen nach innen gedrückt. Hiernach erfolgt das Schneiden der entsprechenden Eingriffsöffnungen beziehungsweise Sicherungsnuten, in die der Stützring beziehungsweise das Stützmittel eingreifen kann. Da zum Schneiden der Eingriffsöffnungen ein Gegenhalt notwendig ist, muss der radial nach außen stehende Zahnbereich des Lamellenträgers axial weiter ausgeformt sein, um dem Werkzeug den entsprechenden Gegenhalt zu bieten. Zudem muss die Verzahnung auch entsprechend mit den Nutbereichen axial weiter ausgeformt sein, damit die entsprechenden Eingriffsöffnungen, insbesondere eine entsprechende Sicherungsnut zur Verfügung stehen bzw. steht. Dieser Herstellungsprozess ist aufwändig und beansprucht insbesondere axialen Bauraum bei der Herstellung der Eingriffsöffnungen beziehungsweise der Sicherungsnuten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Kupplung derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass die Kupplung einfach und kostengünstig herstellbar sowie deren Komponenten einfach montierbar sind.
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Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Am Lamellenträger sind nun mehrere Vorsprünge ausgebildet, wobei die Vorsprünge als Anschläge dienen. Die Vorsprünge können insbesondere durch vorstehende Zungen gebildet sein. Solche Zungen können auch als „Durchstellungen“ bezeichnet werden. Die Vorsprünge können insbesondere durch Prägen des Lamellenträgers hergestellt sein. Zur Herstellung ist auch ein Fräsen denkbar. Die entsprechend hergestellten Zungen werden sodann aus dem Material des Lamellenträgers ausgeformt, so dass die Stirnseite der Zunge einen Anschlag für das entsprechende Stützmittel, insbesondere eine Stützscheibe bildet. Der Lamellenträger kann insbesondere als Außenlamellenträger ausgebildet sein, wobei die Zungen dann nach radial innen geformt sind und somit entsprechende Anschläge bereitstellen. In alternativer Ausgestaltung kann der Lamellenträger als Innenlamellenträger ausgebildet sein, wobei die Zungen dann nach radial außen geformt sind und somit entsprechende Anschläge bereitstellen. Die Zungen sind insbesondere im Zahnbereich des Lamellenträgers angeordnet. Diese Vorsprünge sind in einem wenig verformten Bereich, insbesondere nämlich im Zahnbereich des Lamellenträgers ausgebildet. Hierdurch wird das Material des Lamellenträgers wenig strapaziert. Ferner hat die Ausbildung der Vorsprünge, insbesondere in Form von Zungen den Vorteil, dass die nutzbare axiale Länge des Verzahnungsbereiches des Lamellenträgers besser ausgenutzt werden kann. Die Vorsprünge können insbesondere nah am stirnseitigen Ende des Lamellenträgers ausgeformt sein. Hierdurch ist der axiale Bauraum besser ausgenutzt. Das Lamellenpaket weist vorzugsweise Lamellen auf, deren Zahnform an die Vorsprünge angepasst sind, nämlich dass die Zahnform derart ausgestaltet ist, dass das Lamellenpaket in den Lamellenträger einschiebbar ist. Dies kann entweder dadurch geschehen, dass die Zahnhöhe der Lamellen derart ausgestaltet ist, so dass ein im wesentlichen der Vorsprungshöhe entsprechender Spalt zwischen dem Kopfkreis der Zähne der Lamellen und dem Fußkreis des Zahnbereiches des Lamellenträgers verbleibt. In alternativer, besonders bevorzugter Ausgestaltung weisen die Zähne der Lamellen randoffene Aussparungen auf, wobei die randoffenen Aussparungen im Bereich der Vorsprünge ausgebildet sind. Diese Aussparungen oder Ausnehmungen können auch als „Scallops“ bezeichnet werden. Das Stützmittel kann eine kopfzentrierte Verzahnung aufweisen. Das Stützmittel muss nach der Montage keine axialen Bewegungen mehr vollziehen. Durch die Kopfzentrierung wird eine besonders große Anlagefläche mit den Vorsprüngen beziehungsweise den Anschlägen generiert. Ferner hat die Erfindung den Vorteil, dass kein separates Bauteil, beispielsweise kein Sicherungsring zur Sicherung des Stützmittels benötigt wird, so dass weitere Montageschritte entfallen. Das Stützmittel dient insbesondere zur Abstützung eines Betätigungskolbens. Der Betätigungskolben kann mehrere Finger aufweisen, wobei das Stützmittel mehrere korrespondierende Fenster aufweist. Die Finger durchgreifen die Fenster, wobei mindestens ein Federmittel, insbesondere mehrere Federpakete zur Rückstellung des Betätigungskolbens zwischen dem Betätigungskolben und dem Stützmittel angeordnet sind. In einer alternativen Ausgestaltung ist es denkbar, dass das Stützmittel keine Fenster aufweist, sondern als geschlossene Scheibe ausgebildet ist, wobei diese Scheibe, insbesondere nur als Abstützung dient. Weiterhin ist eine Gewichtseinsparung im Bereich des Lamellenträgers ermöglicht, was zu einer Co2-Reduktion führen kann. Eine große Bauteilbeanspruchung bei der Herstellung wird vermieden und es ist möglich, gegebenenfalls axialen Bauraum zu gewinnen. Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Kupplung auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in einer schematischen, perspektivischen Schnittansicht einen Teil einer Doppelkupplung mit einem Außenlamellenträger, mit einem Lamellenpaket und mit einem Stützmittel in Form eines Stützbleches,
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2 in einer schematischen, hälftigen Schnittansicht die Teile der Doppelkupplung aus 1,
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3 in einer schematischen, geschnittenen Detaildarstellung den Lamellenträger mit einem Anschlag, wobei das Stützmittel an dem Anschlag anliegt,
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4 in einer schematischen, perspektivischen, geschnittenen Darstellung einen Kronenbereich des Lamellenträgers mit dem Anschlag schräg von außen,
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5 in einer schematischen, perspektivischen, geschnittenen Detaildarstellung den Kronenbereich des Lamellenträgers schräg von innen, und
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6 in einer schematischen, stirnseitigen Detaildarstellung der Kronenbereich des Lamellenträgers und eine Lamelle.
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In den 1 bis 6 ist eine Kupplung 1, nämlich insbesondere eine Doppelkupplung 2 zumindest teilweise dargestellt. Die Kupplung 1, 2 ist zum Einsatz in Verbindung mit einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges geeignet. Die Doppelkupplung 2 ist für den Einsatz in einem automatischen oder automatisierten Doppelkupplungsgetriebe (nicht dargestellt) geeignet.
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Die hier dargestellte Doppelkupplung 2 weist insbesondere zwei Reibkupplungen 3 auf, wobei hierbei nur eine Reibkupplung 3 dargestellt ist. Die beiden Reibkupplungen 3 sind zum einen mit einer Motorwelle (nicht dargestellt) und zum anderen mit jeweils einer zugeordneten Getriebeeingangswelle (nicht dargestellt) verbunden oder verbindbar. Die Reibkupplung 3 weist einen Lamellenträger 4 auf. Der Lamellenträger 4 ist hier als Außenlamellenträger 5 ausgestaltet. An dem Außenlamellenträger 5 ist ein Lamellenpaket 6 angeordnet. Das Lamellenpaket 6 besteht insbesondere aus wechselweise zueinander geschichteten Außenlamellen 7 und Innenlamellen (nicht näher bezeichnet). Die Außenlamellen 7 sind dabei drehfest, aber axial verschieblich an dem Außenlamellenträger 5 angeordnet.
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In den 1 und 2 ist gut zu erkennen, dass der Lamellenträger 4 eine insbesondere gewölbt ausgebildete Seitenwand 8 aufweist, wobei das Lamellenpaket 6 an der Seitenwand 8 abgestützt ist. An die Seitenwand 8 schließt sich ein axialer Bereich 9 des Lamellenträgers 4 an, wobei an dem axialen Bereich 9 die Außenlamellen 7 angeordnet sind. An den axialen Bereich 9 schließt sich eine weitere Seitenwand 10 an, die sich im Wesentlichen radial nach außen erstreckt.
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Die Reibkupplung 3 ist mittels eines Betätigungskolbens 11 betätigbar. Der Betätigungskolben 11 ist auf der anderen Seite der Seitenwand 8 des Lamellenpaketes 6 angeordnet. Der Betätigungskolben 11 kann auch als Druckplatte bezeichnet werden. Für die Rückstellung des Betätigungskolbens 11 ist mindestens ein Federmittel, insbesondere ein Federpaket 12 vorgesehen. Das Federpaket 12 ist über ein Stützmittel 13, das insbesondere als Stützscheibe oder Stützblech ausgebildet sein kann, an dem Lamellenträger 4 abgestützt. Das Stützmittel 13 erstreckt sich vom axialen Bereich 9 des Lamellenträgers 4 ausgehend im wesentlichen radial nach innen und weist einen gekröpften Bereich 14 auf, wobei die Federpakete 12 innerhalb dieses gekröpften Bereiches 14 zentriert und abgestützt sind. Das Stützmittel 13 weist mehrere Fenster 15 (vgl. 1 bis 3) auf, wobei die Fenster 15 von dem Betätigungskolben 11 mit entsprechenden geformten beziehungsweise gekröpften Fingern 16 durchgriffen sind. Die Finger 16 dienen zur Betätigung des Lamellenpaketes 6. Das Stützmittel 13 dient dazu, die Federkraft direkt in den Lamellenträger 4 zu leiten, und zudem als Drehmitnahme für den Betätigungskolben 11 und für die entsprechende Federpakete 12. Um die Federkraft in den Lamellenträger 4 zu leiten, weist der Lamellenträger 4 mindestens einen Anschlag 17 auf, an dem das Stützmittel 13 abgestützt ist.
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Um eine Drehmitnahme der entsprechenden Außenlamellen 7 und des Stützmittels 13 zu ermöglichen, ist der axiale Bereich 9 des Lamellenträgers 4 gewellt ausgebildet. Der axiale Bereich 9 weist dabei zum einen (vgl. 4 und 5) axial nach außen weisende Zahnbereiche 18 auf, wobei entsprechende Zähne 19 der Außenlamellen 7 beziehungsweise Zähne 20 des Stützmittels 13 in den Zahnbereich 18 eingreifen. Die umfänglich zwischen den Zahnbereichen 18 ausgebildeten Nutbereiche 21 und Flanken 22 dienen zur umfänglichen Abstützung der Außenlamellen 7 und der Stützmittel 13. Die Nutbereiche 21 und die Zahnbereiche 18 sind über die Flanken 22 miteinander verbunden. Die Flanken 22 dienen zur umfänglichen Abstützung.
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Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass am Lamellenträger 4 mindestens ein Vorsprung 23, insbesondere mehrere Vorsprünge 23 ausgebildet ist bzw. sind, wobei der Vorsprung 23 bzw. die Vorsprünge 23 als Anschlag 17 bzw. als Anschläge 17 dient bzw. dienen. Die Vorsprünge 23 sind vorzugsweise durch vorstehende Zungen 24 gebildet. Diese Zungen 24 können auch als „Durchstellungen“ bezeichnet werden. Der jeweilige Anschlag 17, insbesondere nämlich der jeweilige Vorsprung 23 ist im Zahnbereich 18 des Lamellenträgers 4 ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Vorsprünge 23 in einem wenig verformten Bereich des Lamellenträgers 4 ausgebildet sind. Der jeweilige Vorsprung 23 ragt im Wesentlichen radial nach innen. Die jeweilige Zunge 24 ist dabei von außen nach innen geformt. In alternativer Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Zungen von innen nach außen geformt sind, wobei hierbei der Lamellenträger 4, insbesondere in Form eines Innenlamellenträgers ausgebildet ist (diese Ausgestaltung ist nicht näher dargestellt). In 4 ist dargestellt, dass beispielsweise in allen benachbarten Zahnbereichen 18 jeweils eine Zunge 24 nach innen geformt ist, so dass die nicht näher bezeichnete Stirnseite der Zunge 24 als Anschlag 17 dient. Dadurch kann der Lamellenträger 4 deutlich vereinfacht ausgeführt werden. In alternativer Ausgestaltung können die Vorsprünge 23 im Nutbereich 21 des Lamellenträgers 4 ausgebildet sein.
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Die Nutbereiche 21 werden insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt so hergestellt, dass die Zahnbereiche 18 weniger bearbeitet sind. Hierdurch wird das Material des Lamellenträgers 4 nicht so stark strapaziert, wie bei einer konventionellen Sicherungsnutherstellung. Zudem muss nicht wie bei der konventionellen Sicherungsnut oder einer entsprechenden Öffnung nun Rücksicht auf die nutzbare Länge des gewellten axialen Bereiches 9, nämlich der Verzahnung genommen werden, da die Zungen 24 im Zahnbereich 18 Anschläge 17 bilden. Der Zahnbereich 17 ist dabei insbesondere bis zur Stirnseite (nicht näher bezeichnet) des Lamellenträgers 4 ausgebildet. Die Nutbereiche 21 erstrecken sich nicht ganz bis zur Stirnseite beziehungsweise bis zur Seitenwand 10, sondern gehen über einen Radius, nämlich über einen Auslauf 25 in die Seitenwand 10 über. Der axial verwendbare Bereich des Nutbereiches 21 ist daher kleiner als der verwendbare Bereich des Zahnbereiches 18. Es ist denkbar, zur Einsparung weiteren axialen Bauraums und somit auch der nutzbaren Verzahnungslänge, die Anschläge 17 in den Bereich des Lamellenpaketes 6 zu verlegen.
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Die Außenlamellen 7 werden nicht durch den Anschlag 17 behindert, da in bevorzugter Ausgestaltung die Zähne 19 die Aussparungen 26 (vgl. 6) aufweisen. Die Aussparungen 26 können auch als „Scallops“ bezeichnet werden. Diese randoffenen Aussparungen 26 ermöglichen die Freigängigkeit des Lamellenpaketes 6.
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In alternativer Ausgestaltung können die Außenlamellen 7 Zähne mit einem geringeren Kopfkreismaß aufweisen, so dass der Fußkreis des Zahnbereiches 18 des Lamellenträgers 4 und der Kopfkreis der entsprechenden Zähne 19 der Außenlamellen 7 einen Spalt zueinander bilden, in dem die Anschläge 17, nämlich die Zungen 24 hineinragen, ohne dass die Zungen 24 eine axiale Verschiebung der Außenlamellen 7 behindern. Das Stützmittel 13 weist hingegen einen Zahn 20 bzw. Zähne 20 auf, der bzw. die an dem Anschlag 17 anschlägt bzw. anschlagen.
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Das Stützmittel 13 weist insbesondere eine kopfzentrierte Verzahnung auf. Dies stellt keinen Nachteil dar, da das Stützmittel 13 nach der Montage keine axiale Bewegung mehr vollziehen muss. Durch die Kopfzentrierung wird eine große Anlagefläche mit den Anschlägen 17, nämlich mit den Stirnseiten der Zungen 24 erzeugt. Die Drehmitnahme des Stützmittels 13 und der hieran angeordneten anderen Bauteile, nämlich des Betätigungskolbens 11, der Federpakete 12 und dergleichen erfolgt weiter über die Außenverzahnung des Stützmittels 13.
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Wenn die in 6 dargestellten Außenlamellen 7 mit einer Aussparung 26 verwendet werden, hat dies den Vorteil, dass die Kontaktfläche der Zähne 19 mit den entsprechenden Flanken 22 möglichst groß ist, was zu einer geringeren Flächenpressung führt und einen erhöhten Verschleiß verhindert. Es ist denkbar, dass einige Zahnbereiche 18 des Lamellenträgers 4 anders ausgestaltet sind, und beispielsweise nur einige bestimmte Zahnbereiche 18 entsprechende Anschläge 17 aufweisen. Es ist auch denkbar, dass entsprechend angepasste Außenlamellen 7 verwendet werden, die im Bereich der Zahnbereiche 18 mit Anschlägen 17 keine entsprechenden Zähne aufweisen und die anderen Zähne an die zugehörigen Zahnbereiche 18 angepasst sind (nicht dargestellt).
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Die vorgestellte Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass zusätzliche Bauteile zur Bereitstellung eines Anschlags 17, wie beispielsweise weitere Sicherungsringe entfallen können. Hierdurch werden auch zusätzliche Montageschritte vermieden. Das Stützmittel 13 ist einfach zu montieren. Dadurch, dass der axiale Bauraum optimiert wird, kann eine Gewichtseinsparung realisiert werden, was zu einer CO2-Reduktion führen kann. Es werden höhere Bauteilbeanspruchung bei der Herstellung der Anschläge 17 vermieden. Die Generierung von axialem Bauraum ist vorteilhaft.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplung
- 2
- Doppelkupplung
- 3
- Reibkupplung
- 4
- Lamellenträger
- 5
- Außenlamellenträger
- 6
- Lamellenpaket
- 7
- Außenlamelle
- 8
- Seitenwand
- 9
- axialer Bereich
- 10
- Seitenwand
- 11
- Betätigungskolben
- 12
- Federpaket
- 13
- Stützmittel
- 14
- gekröpfter Bereich
- 15
- Fenster
- 16
- Finger
- 17
- Anschlag
- 18
- Zahnbereich
- 19
- Zahn (Lamelle)
- 20
- Zahn (Stützmittel)
- 21
- Nutbereich
- 22
- Flanke
- 23
- Vorsprung
- 24
- Zunge
- 25
- Auslauf
- 26
- Aussparung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010044379 A1 [0002]
