DE102014207527A1

DE102014207527A1 - Reibkupplung

Info

Publication number: DE102014207527A1
Application number: DE102014207527.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Kühnle; Toros Güllük
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2014-11-06
Also published as: US9360054B2; US20140326572A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibkupplung umfassend: eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, die drehbar um eine Drehachse angeordnet sind, sowie einen Nassraum, der mit einer Kühlflüssigkeit befüllbar ist, wobei in dem Nassraum ein erster Reibpartner, der axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite in Eingriff steht, wenigstens ein zweiter Reibpartner, der axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite in Eingriff steht, wenigstens ein Innenlamellenträger, an dem radial außenseitig der eine der beiden Reibpartner angeordnet ist, und eine Kompressionseinrichtung mit einem Druckraum, der mit einem Druckfluid befüllbar ist, um eine axiale Kompression der Reibpartner zur Erzeugung eines Drehmomentschlusses zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite bereitzustellen, wobei in dem Nassraum eine Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, die insbesondere axial angrenzend an den Innenlamellenträger angeordnet ist, wobei der Innenlamellenträger wenigstens einen ersten Durchbruch zum Durchtritt der Kühlflüssigkeit aufweist, wobei die Umlenkeinrichtung ausgebildet ist, wenigstens einen ersten Teil der zwischen den Reibpartnern radial nach außenströmenden Kühlflüssigkeit radial nach innen zum ersten Durchbruch des Innenlamellenträgers zurückzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibkupplung umfassend: eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, die drehbar um eine Drehachse angeordnet ist, sowie einen Nassraum, der mit einer Kühlflüssigkeit befüllbar ist, wobei in dem Nassraum ein erster Reibpartner, der axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite in Eingriff steht, wenigstens ein zweiter Reibpartner, der axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite in Eingriff steht, wenigstens ein Innenlamellenträger, an dem radial außenseitig der erste oder der zweite Reibpartner angeordnet ist, und eine Kompressionseinrichtung mit einem Druckraum, der mit einem Druckfluid befüllbar ist, um eine axiale Kompression der Reibpartner zur Erzeugung eines Drehmomentschlusses zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite bereitzustellen.
So ist beispielsweise aus der EP 1 610 018 B1 eine Reibkupplung, die als nasslaufende Anfahrkupplung ausgebildet ist, bekannt. Die Reibkupplung umfasst eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, die drehbar angeordnet sind, sowie einen Ölraum. Zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite sind erste Reiblamellen vorgesehen, die drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite im Eingriff stehen und axial verschiebbar sind. Ferner sind zweite Reiblamellen vorgesehen, die ebenso axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite verbunden sind. Der Betätigungskolben wird durch einen Druckraum, in den ein Druckfluid eingeleitet wird, axial verschoben und komprimiert die Reiblamellen, so dass zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite ein Drehmomentschluss erfolgt
Ferner ist aus der DE 10 2008 060 577 ein Drehmomentwandler mit einer Reibkupplung bekannt.
Die Kühlung der Reibkupplungen erfolgt in beiden Fällen durch eine in einem Gehäuse der Reibkupplung vorgesehene Kühlflüssigkeit, die die beim Einkuppeln entstehende Wärme aufnimmt, um eine Überhitzung der Reibkupplung, insbesondere der Reiblamellen der Reibkupplung, zu vermeiden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Reibkupplung mit einer verbesserten Kühlung bzw. einem verbesserten Wärmeabtransport aus den Reiblamellen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine verbesserte Reibkupplung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Reibkupplung eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite umfasst, die drehbar um eine Drehachse angeordnet sind, sowie einen Nassraum, der mit einer Kühlflüssigkeit befüllbar ist, wobei in dem Nassraum ein erster Reibpartner, der axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite in Eingriff steht und wenigstens ein zweiter Reibpartner vorgesehen ist, der axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite in Eingriff steht. Ferner ist im Nassraum wenigstens ein Innenlamellenträger, der radial außenseitig mit einem der beiden Reibpartner gekoppelt ist und eine Kompressionseinrichtung mit einem Druckraum vorgesehen ist, der mit einem Druckfluid befüllbar ist, um eine axiale Kompression der Reibpartner zur Erzeugung eines Drehmomentschlusses zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite bereitzustellen. Des Weiteren ist in dem Nassraum eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, die insbesondere axial angrenzend an den Innenlamellenträger angeordnet ist. Der Innenlamellenträger weist wenigstens einen ersten Durchbruch zum Durchtritt der Kühlflüssigkeit durch den Innenlamellenträger auf. Die Umlenkeinrichtung ist ausgebildet, wenigstens einen ersten Teil der zwischen den Reibpartnern radial nach außen strömenden Kühlflüssigkeit radial nach innen zum ersten Durchbruch des Innenlamellenträgers zurückzuführen.
Auf diese Weise wird eine direkte Zirkulation der Kühlflüssigkeit an den Reibpartnern bereitgestellt, sodass zuverlässig eine verbesserte Kühlung der Reibpartner bereitgestellt werden kann. Ferner wird auch eine Nachkühlung, also im bereits eingekuppelten Zustand der Reibkupplung, der Reibpartner bereitgestellt, sodass für einen erneuten Einkuppelzustand die Reibpartner hinreichend stark bereits heruntergekühlt sind. Dadurch kann insgesamt die thermische Belastung der Reibpartner der Reibkupplung zuverlässig niedrig gehalten werden bzw. kann die Reibkupplung höhere Anfahrmomente aufnehmen. Dadurch kann die Reibkupplung insgesamt bei gleichem Gewicht und gleichem Bauraum ein höheres Drehmoment übertragen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Innenlamellenträger einen in axialer Richtung angeordneten Verzahnungsbereich und einen in radialer Richtung verlaufenden Befestigungsbereich auf. Der Durchbruch ist in dem Verzahnungsbereich angeordnet. Der Verzahnungsbereich ist ausgebildet, eine formschlüssige Verbindung zu dem ersten oder zweiten Reibpartner bereitzustellen. Ferner ist der Verzahnungsbereich radial außen liegend auf der zur Umlenkeinrichtung gegenüberliegenden Seite des Verzahnungsbereichs mit dem Befestigungsbereich verbunden. Ferner wird eine interne Zirkulation nicht durch den Befestigungsbereich des Innenlamellenträgers gehemmt oder gar blockiert. Außerdem entfällt die Notwendigkeit, für die Gewährleistung eines internen Zirkulationsvolumenstroms Aussparungen im Befestigungsbereich des Innenlamellenträgers vorzusehen.
In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Kompressionseinrichtung und dem Innenlamellenträger in axialer Richtung ein Zuführkanal vorgesehen, der ausgebildet ist, die Kühlflüssigkeit radial von innen nach außen an den ersten und/oder zweiten Reibpartner zu führen. Auf diese Weise kann zusätzlich abgekühlte Kühlflüssigkeit direkt an die Reibpartner zur verbesserten Kühlung geführt werden. Desweiteren wird durch das von außerhalb des Kupplungsgehäuses in das Kupplungsgehäuse geführte Kühlöl das bereits im Gehäuse vorhandene erwärmte Öl aus dem Gehäuse verdrängt und damit das in der Kupplung befindliche Öl als Teil eines externen Kühlkreises kontinuierlich oder nach Bedarf ausgetauscht. Durch die oben erwähnte Möglichkeit Aussparungen im Befestigungsbereich vermeiden zu können, wird die Ausbildung eines im Wesentlichen fluiddichten Zuführkanals zwischen dem Befestigungsbereich des Innenlamellenträgers und dem Kupplungskolben ermöglicht, über den eine Möglichkeit zur gezielten und effektiven Zuführung von externer Kühlflüssigkeit, insbesondere Kühlöl, an ein aus den Reibpartnern gebildetes Lamellenpaket geschaffen wird. Damit wird auch in einem Zustand, in dem aufgrund von gleichen Drehzahlen von An- und Abtrieb (z.B. bei geschlossener Kupplung) die interne Zirkulation, zumindest weitgehend, zum Erliegen kommt, die Nachkühlung des Lamellenpakets gewährleistet.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Reibkupplung ein Gehäuse auf, das den Nassraum gegenüber einer Umgebung begrenzt. In dem Nassraum ist ferner ein Außenlamellenträger mit wenigstens einem zweiten Durchbruch vorgesehen, wobei der Außenlamellenträger radial innenseitig mit dem anderen der beiden Reibpartner gekoppelt ist. Zwischen dem Außenlamellenträger und dem Gehäuse ist ein Auffangkanal vorgesehen, der ausgebildet ist, die zwischen den Reibpartnern strömende Kühlflüssigkeit, die radial nach außen hin über den zweiten Durchbruch durch den Außenlamellenträger durchtritt, aufzufangen. Auf diese Weise wird eine komplette radiale Durchströmung der Reibpartner gewährleistet.
Die Durchströmung des aus den Reiblamellen gebildeten Lamellenpakets wird besonders verstärkt, indem die mit der Antriebsseite drehfesten Reiblamellen mit fluidfördernden Strukturen, wie z.B. Nuten oder Aussparungen, versehen werden, die geeignet sind, die in das Kupplungspaket einströmende Kühlflüssigkeit in Umfangsrichtung zu beschleunigen und dadurch eine durch die Fliehkraft bedingte Pumpwirkung des Kühlöls über die Reibflächen der Kupplung zu erzielen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Auffangkanal umfangsseitig umlaufend um den Außenlamellenträger angeordnet und im Wesentlichen parallel zur Drehachse ausgerichtet. Auf diese Weise wird eine zuverlässige axiale Strömung der Kühlflüssigkeit in Richtung der Umlenkeinrichtung ermöglicht.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Umlenkeinrichtung einen Leitabschnitt umfasst, der ausgebildet ist, die aus dem Auffangkanal strömende Kühlflüssigkeit in den ersten Teil und einen zweiten Teil von Kühlflüssigkeit aufzuteilen.
In einer weiteren Ausführungsform begrenzt der Leitabschnitt der Umlenkeinrichtung mit dem ihm zugewandten ersten und/oder zweiten Reibpartner einen ersten Rückführkanal, wobei der erste Rückführkanal den ersten Durchbruch des Innenlamellenträgers mit dem Auffangkanal verbindet, um den ersten Teil der Kühlflüssigkeit aus dem Auffangkanal direkt zu dem ersten Durchbruch des Innenlamellenträgers zu führen.
In einer weiteren Ausführungsform begrenzt die Umlenkeinrichtung und das Gehäuse in axialer Richtung einen zweiten Rückführkanal, wobei der zweite Rückführkanal von außen radial nach innen verlaufend ausgebildet ist und mit dem Auffangkanal verbunden ist. Der zweite Rückführkanal führt dabei den zweiten Teil der Kühlflüssigkeit radial nach innen. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Kühlung von weiter radial innen liegenden Bauteilen, die beispielsweise in die Umlenkeinrichtung integriert sind, beispielsweise wie ein Fliehkraftpendel, einen Federdämpfer oder einen Doppelfederdämpfer, durch den zweiten Teil der Kühlflüssigkeit zuverlässig gekühlt und geschmiert werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Umlenkeinrichtung mit der Abtriebsseite der Kupplung zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, und die Umlenkeinrichtung während der Zuschaltung der Kupplung gegenüber den mit der Antriebsseite (Motor) drehfesten, mit fluidfördernden Strukturen versehenen Lamellen eine Drehzahldifferenz aufweist, um aus dieser Drehzahldifferenz eine einen möglichst großen Teil des Kupplungsgehäuses erfassende Kühlölumwälzung im Kupplungsgehäuse zu generieren.
Durch diese Kühlflüssigkeitsumwälzung wird Wärmeenergie vom Lamellenpaket ab- und den anderen Bauteilen der Kupplung (Kupplungsgehäuse, evtl. Torsionsdämpfer usw.) zugeführt und vor allem im Kühlflüssigkeitsvolumen gespeichert.
Dabei kann sowohl eine von der kupplungsgehäuseinternen Kühlflüssigkeitsumwälzung einbezogene Kühlfüssigkeitsmenge im Kupplungsgehäuse als auch die von der Kühlflüssigkeitsumwälzung erfassten Bauteile als Puffer für die von der Kupplungszuschaltung verursachte Verlustwärme genutzt und damit die Reibflächentemperaturen im Lamellenpaket bei Kupplungszuschaltvorgängen, insbesondere wenn diese in kurzer Zeit mehrmals hintereinander erfolgen, beträchtlich gesenkt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kompressionseinrichtung an einer den Reibpartnern zugewandten Stirnseite eine weitere Umlenkeinrichtung auf, die zumindest teilweise radial innen liegend zu dem der Kompressionseinrichtung zugewandten Reibpartner angeordnet und ausgebildet ist, die aus dem Zuführkanal strömende Kühlflüssigkeit dem ersten oder zweiten Reibpartner umzulenken und direkt zuzuführen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Umlenkeinrichtung wenigstens ein Fliehkraftpendel in Verbindung mit einem Federdämpfer oder einem Doppelfederdämpfer oder alternativ einen Federdämpfer oder einen Doppelfederdämpfer. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Reibkupplung bereitgestellt werden, wobei gleichzeitig mittels des zweiten Teils der Kühlflüssigkeit der Federdämpfer, der Doppelfederdämpfer und/oder das Fliehkraftpendel gekühlt und geschmiert werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Figur näher erläutert. Dabei zeigt:
1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Reibkupplung.
1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Reibkupplung 10. Die Reibkupplung 10 umfasst eine Eingangsseite 15 und eine Ausgangsseite 20, die drehbar um eine Drehachse 25 angeordnet sind. Ferner umfasst die Reibkupplung 10 ein Gehäuse 30, das linksseitig in 1 mit einem Antriebsstrang 35 eingangsseitig verbunden ist. Der Antriebsstrang 35 kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine, aber auch ein Hybridantrieb oder ein Elektromotor sein. Das Gehäuse 30 weist innenseitig einen Nassraum 40 auf, der durch das Gehäuse 30 dicht gegenüber der Umgebung der Reibkupplung 10 getrennt ausgebildet ist, sodass eine im Nassraum 40 befindliche Kühlflüssigkeit 45 im Gehäuse 30 verbleibt. Das Gehäuse 30 ist drehfest mit einem Außenlamellenträger 50 verbunden. An dem Außenlamellenträger 50 ist eine Mehrzahl von ersten Reiblamellen 55 radial innenseitig angeordnet. Die ersten Reiblamellen 55 weisen eine Außenverzahlung 56 auf. Der Außenlamellenträger 50 weist eine Innenverzahnung 60 auf, in die die Außenverzahnung 56 der ersten Reiblamelle 55 eingreift. Die ersten Reiblamellen 56 sind somit als erste Reibpartner axial verschiebbar über die Innenverzahnung 60 des Außenlamellenträgers 50 formschlüssig mit dem Außenlamellenträger 50 drehfest verbunden und gleichzeitig axial verschiebbar. An dem Außenlamellenträger 50 ist ferner ein Anschlag 65 vorgesehen. Der Anschlag 65 ist dabei axial angrenzend an die ersten Reiblamellen 55 angeordnet. Auf diese Weise sind die ersten Reiblamellen 55 mit der Eingangsseite 15 drehmomentschlüssig verbunden.
Radial innenseitig zum Außenlamellenträger 50 ist ein Innenlamellenträger 70 vorgesehen, der einen Befestigungsbereich 75 und einen Verzahnungsbereich 80 aufweist. Der Befestigungsbereich 75 ist radial außenseitig mit dem Verzahnungsbereich 80 verbunden. Der Verzahnungsbereich 80 umfasst dabei eine Außenverzahnung 85. Radial außenseitig sind an dem Innenlamellenträger 70 mehrere zweite Reiblamellen 90 angeordnet. Die zweiten Reiblamellen 90 weisen radial innenseitig jeweils eine Innenverzahnung 95 auf, die in die Außenverzahnung 85 des Innenlamellenträgers 70 eingreift, sodass die zweiten Reiblamellen 70 als zweite Reibpartner drehfest mit dem Innenlamellenträger 70 verbunden sind, jedoch in axialer Richtung auf der Außenverzahnung 85 des Innenlamellenträgers 70 axial verschiebbar sind. In dem Verzahnungsbereich 80 weist der Innenlamellenträger eine Mehrzahl von ersten Durchbrüchen 100 auf. Ebenso weist der Außenlamellenträger 50 im Bereich der Innenverzahnung 60 mehrere zweite Durchbrüche 105 auf. Die zweiten Durchbrüche 105 sind dabei im Bereich der Innenverzahnung 60 vorgesehen. Der Befestigungsbereich 75 des Innenlamellenträgers 70 ist radial innenseitig über eine Nabe 106 mit der Ausgangsseite 20 verbunden.
Linksseitig vom Innenlamellenträger 70 ist eine Kompressionseinrichtung 110 vorgesehen. Die Kompressionseinrichtung 110 umfasst dabei einen Kolben 115, der einen Druckraum 120 zusammen mit dem Gehäuse 30 begrenzt. An den Kolben 115 ist auf einer radialen Höhe der ersten Reiblamelle 55 eine Kolbennase 125 vorgesehen. Die Kolbennase 125 dient dazu, bei Betätigung und Füllung des Druckraums 120 mit einem Druckfluid 130 an der ersten Reiblamelle 55 stirnseitig anzuliegen und die Reiblamelle 55 mit einer Druckkraft F zu beaufschlagen.
Zwischen dem Innenlamellenträger 70 bzw. dessen Befestigungsbereich 75 und dem Kolben 115 ist ein radial von innen nach außen verlaufender Zuführkanal 135 vorgesehen, der in axialer Richtung durch eben den Kolben 115 und den Befestigungsbereich 75 des Innenlamellenträgers 70 begrenzt wird. Radial außenseitig vom Außenlamellenträger 50 ist ein Auffangkanal 140 vorgesehen. Der Auffangkanal 140 wird durch den Außenlamellenträger 50 und dem Gehäuse 30 begrenzt. Der Auffangkanal 140 ist dabei umfangsseitig umlaufend um den Außenlamellenträger 50 angeordnet und ist im Wesentlichen auch parallel zur Drehachse 25 ausgerichtet. In axialer Richtung angrenzend an den Außenlamellenträger 50 bzw. an den Innenlamellenträger 70 ist eine Umlenkeinrichtung 145 vorgesehen. Die Umlenkeinrichtung 145 umfasst einen radial außenseitig an der Umlenkeinrichtung 145 angeordneten Leitabschnitt 150. Der Leitabschnitt 150 begrenzt in axialer Richtung zusammen mit den Reiblamellen 55, 90 einen ersten Rückführkanal 155. Rechtsseitig des ersten Rückführkanals 155 begrenzt die Umlenkeinrichtung 145 bzw. der Leitabschnitt 150 zusammen mit dem Gehäuse 30 einen zweiten Rückführkanal 160. Der zweite Rückführkanal 160 verläuft dabei radial von außen nach innen. Der erste und der zweite Rückführkanal 155, 160 sind mit dem Auffangkanal 140 verbunden.
Alternativ zu der in 1 dargestellten Ausführung könnte auch das Gehäuse 30 in seinem Außenumfangsbereich an seiner Innenwand mit einer zur Innenverzahnung 60 analogen Innenverzahnung versehen und damit zusätzlich zu seiner Funktion als Behältnis für das Öl als Außenlamellenträger ausgeführt sein. In diesem Fall wäre der Auffangkanal radial Außen durch den am Gehäuse 30 ausgebildeten Außenlamellenträger und radial Innen durch den Außendurchmesser der mit dem Innenlamellenträger 70 verzahnten zweiten Reiblamellen 90 begrenzt, wobei die Kühlflüssigkeit 45 über ausgesparte oder weggelassene Zähne der ersten Reiblamellen 55 axial hin zur Umlenkeinrichtung 145 geführt werden könnte.
Die Umlenkeinrichtung 145 umfasst in der Ausführungsform einen Federdämpfer 165, der symbolisch in 1 dargestellt ist. Alternativ ist auch denkbar, dass der Federdämpfer 165 als Doppelfederdämpfer (strichliert symbolisch dargestellt) ausgebildet ist. Ferner kann der Leitabschnitt 150 der Umlenkeinrichtung 145 beispielsweise auch durch ein Fliehkraftpendel ausgebildet sein. Ferner ist denkbar, dass der Leitabschnitt 150 anstatt der in 1 gezeigten senkrechten zur Drehachse 25 ausgerichteten Ausbildung auch eine Konturierung oder eine schräge Ausrichtung zur Drehachse 25 aufweist.
Wird der Druckraum 120 mit einem unter Druck stehenden Druckfluid 130 befüllt, so wird der Kolben 115 in Richtung der Umlenkeinrichtung 145 verschoben, sodass die Reiblamellen 55, 90 aneinandergedrückt werden. Der Verschiebeweg der Reiblamellen 55, 90 wird durch den Anschlag 65 begrenzt, so dass eine axiale Kompression der Reiblamellen 55, 90 erfolgt. Dies dient zur Erzeugung eines Drehmomentschlusses zwischen den Reiblamellen 55, 90, sodass die Eingangsseite 15 mit der Ausgangsseite 20 drehmomentschlüssig verbunden ist. Beim Einkoppeln reiben die Reiblamellen 55, 90 aneinander, sodass die Reiblamellen 55, 90 durch die dabei entstehende Reibungswärme erwärmt werden. Um diese abzuführen, ist in dem Nassraum 40 die Kühlflüssigkeit 45 angeordnet. Die Kühlflüssigkeit 45 strömt dabei radial von innen über den Zuführkanal 135 radial nach außen hin. Dies wird dadurch erreicht, dass der Außenlamellenträger 50 bzw. auch der Kolben 115 mit der Eingangsseite 15 verbunden sind und somit bei Betrieb der Brennkraftmaschine kontinuierlich mit Eingangsdrehzahl rotieren. Dadurch wird die Kühlflüssigkeit in radialer Richtung beschleunigt und erfährt somit eine Fliehkraft, die die Kühlflüssigkeit 45 in dem Zuführkanal 135 radial nach außen drängt. Trotz der Veränderung des Querschnitts des Zuführkanals 135 bei Betätigung des Kolbens 115 ist der Befestigungsbereich 75 zu dem Kolben 115 derart beabstandet, dass auch in betätigtem Zustand des Kolbens 115 der Querschnitt des Zuführkanals 135 hinreichend groß ist, um einen ausreichenden Kühlflüssigkeitsstrom 45 durch den Zuführkanal 135 zu den Reiblamellen 55, 90 zu gewährleisten. Die Kolbennase 125 ist dabei als weitere Umlenkeinrichtung 170 ausgebildet und lenkt die nach außen strömende Kühlflüssigkeit 45 in axialer Richtung ab, um die Reiblamellen 55, 90 direkt mit Kühlflüssigkeit 45 zu versorgen. Die Kühlflüssigkeit 45 strömt dabei direkt zwischen die erste und zweite Reiblamelle 55, 90 ein. Die Kühlflüssigkeit 45 strömt weiter radial nach außen hin und durchtritt den Außenlamellenträger 50 durch die zweiten Durchbrüche 105. Die Kühlflüssigkeit 45 wird radial außenseitig zum Außenlamellenträger 50 durch den Auffangkanal 140 aufgefangen und in axialer Richtung in Richtung der Umlenkeinrichtung von dem Außenlamellenträger 50 weggeführt. Radial außenseitig zur Umlenkeinrichtung 145 wird durch das Gehäuse 30 die Kühlflüssigkeit 45 radial nach innen in Richtung dem Leitabschnitt 150 umgelenkt. Der Leitabschnitt 150 teilt den Kühlflüssigkeitsstrom aus dem Außenlamellenträger 50 in einen ersten Teil 175 und in einen zweiten Teil 180 auf. Der erste Teil 175 der Kühlflüssigkeit 45 strömt linksseitig in den ersten Rückführkanal 155 radial nach innen hin. Der erste Rückführkanal 155 endet dabei radial innenseitig auf Höhe des Innenlamellenträgers 70, wobei die Kühlflüssigkeit radial innenseitig zum Verzahnungsbereich 80 durch die zwischen den Reiblamellen 55, 90 abströmende Kühlflüssigkeit 45 angesaugt wird. Die Kühlflüssigkeit 45, die radial innenseitig vom Verzahnungsbereich 80 sich befindet, durchtritt den Verzahnungsbereich 80 über die ersten Durchbrüche 100 und strömt zwischen den Reiblamellen 55, 90 abermals radial nach außen hin. Die neu eingetretene Kühlflüssigkeit 45 verlässt den Bereich der Reiblamellen 55, 90 radial außenseitig wieder über die zweiten Durchbrüche 105 des Außenlamellenträgers 50, sodass der Kreislauf für den ersten Teil 175 der Kühlflüssigkeit 45 geschlossen ist. Der zweite Teil 180 der Kühlflüssigkeit strömt rechtsseitig zwischen der Umlenkeinrichtung 145 und dem Gehäuse 30 über den zweiten Rückführkanal radial nach innen hin. Dabei wird der Federdämpfer 165 über den zweiten Teil 180 der Kühlflüssigkeit 45 gekühlt. Je nach Ausgestaltung des Federdämpfers 165 tritt ein Teil 185 des zweiten Teils 180 der Kühlflüssigkeit 45 über den Federdämpfer 165 in den ersten Rückführkanal 155 über und folgt dem ersten Teil 175 in dem oben beschriebenen Fluss der Kühlflüssigkeit 45. Der restliche Teil des zweiten Teils 180 der Kühlflüssigkeit 45 strömt weiter über den zweiten Rückführkanal 160 oder alternativ zu der Ausführungsform auch beidseitig der Umlenkeinrichtung 145 radial nach innen hin. Radial innen angelangt strömt der restliche Teil des zweiten Teils 180 der Kühlflüssigkeit 45 axial entlang der Nabe 106 über einen optionalen, außerhalb der Reibkupplung 10 angeordneten externen Kühler sowie eine optionale externe Fluidpumpe hin zum Zuführkanal 135, so dass der Kühlflüssigkeitskreislauf geschlossen ist.
Durch die direkte Zirkulation der Kühlflüssigkeit 45 aus dem Auffangkanal 140 über den ersten Rückführkanal 155 hin zu den Durchbrüchen 100 des Lamellenträgers 70 wird eine besonders effiziente Kühlung der Reiblamellen 55, 90 bereitgestellt. Dadurch kann insbesondere bei unterschiedlichen Drehzahlen von Eingangsseite 15 und Ausgangsseite 20 beispielsweise bei der Anfahrt eine besonders starke Kühlflüssigkeitsströmung durch die Reiblamellen 55, 90 erzeugt werden. Die Förderung der Kühlflüssigkeit 45 an den Reiblamellen 55, 90 kann ferner zusätzlich dadurch verbessert werden, dass die Reiblamellen 55, 90 beispielsweise eine Schrägbenutung oder eine Radialbenutung aufweisen. Besonders vorteilhaft ist, wenn die genannte Benutung die Reiblamellen (in der Ausführungsform die ersten Reiblamellen 55) aufweisen, die mit der Eingangsseite 15 der Reibkupplung 10 verbunden sind. Auf diese Weise wird, insbesondere bei maximaler Differenzdrehzahl, also wenn die Eingangsseite 15 mit Motordrehzahl und die Abtriebsseite steht, ein besonders starker Kühlflüssigkeitsstrom zwischen den Reiblamellen 55, 90 hindurch gefördert. Durch die gezielte Zuführung von frischer Kühlflüssigkeit 45 über den Zuführkanal 135 und den ersten Rückführkanal 155 wird ferner eine zuverlässige Nachkühlung gewährleistet, sodass in eingekoppeltem Zustand die Reiblamellen 55, 90 weiter abgekühlt werden, um eine besonders niedrige Ausgangstemperatur für den nächsten Kuppelvorgang an den Reiblamellen 55, 90 bereitzustellen.
Die Zirkulation der Kühlflüssigkeit 45 im Kühlkreislauf wird ferner am geringsten unterbrochen, wenn der Befestigungsbereich 75 auf der zur Umlenkeinrichtung 145 gegenüberliegenden Seite des Verzahnungsbereichs 80 angeordnet ist. Die dadurch ausgebildete Topfform des Innenlamellenträgers 70 ist somit für die Kühlflüssigkeit 45 kommend aus dem ersten Rückführkanal 155 offen. Alternativ ist auch denkbar, dass der Befestigungsbereich 75 parallel zur Umlenkeinrichtung 145 und angrenzend an diese an dem Verzahnungsbereich 80 angeordnet ist. Um eine Zirkulation der Kühlflüssigkeit in der oben beschriebenen Weise zu ermöglichen, weist hierbei der Befestigungsbereich 75 zahlreiche Durchbrüche auf, durch die die Kühlflüssigkeit 45 kommend aus dem ersten Rückführkanal 155 hin zum Verzahnungsbereich 80 bzw. den ersten Durchbrüchen 100 strömen kann.
Die oben beschriebene Ausgestaltung hat ferner den Vorteil, dass auf weitere Bauteile, beispielsweise Rückschlagventile, für die Zirkulation der Kühlflüssigkeit 45 verzichtet werden kann. Des Weiteren erfolgt keine Kräfte-Beeinflussung, insbesondere in axialer Richtung, sowohl des Kolbens 115 bzw. einer Fliehölhaube, die üblicherweise zwischen dem Befestigungsbereich 75 und dem Kolben 115 angeordnet werden kann. Ferner steht bei gleichem Bauraum zusätzlicher Bauraum für den Federdämpfer 165 zur Verfügung, so dass dieser komplexer ausgeführt werden kann.
In der Ausführungsform weist der Innenlamellenträger 70 einen L-förmigen Querschnitt auf. Selbstverständlich sind auch andere Querschnittsformen denkbar. So könnte beispielweise der Befestigungsbereich 75 im Verzahnungsbereich 80 angeordnet sein, so dass der Innenlamellenträger 70 einen T-förmigen Querschnitt aufweist. Auch ist denkbar, dass der Befestigungsbereich 75 statt senkrecht zur Drehachse 25 schräg zur Drehachse 25 angeordnet ist.
In der Ausführungsform von 1 ist der Außenlamellenträger 50 mit der Eingangsseite 15 und der Innenlamellenträger 70 mit der Ausgangsseite 20 verbunden. Alternativ ist auch denkbar, dass der Innenlamellenträger 70 mit der Eingangsseite 15 (Motor) und der Außenlamellenträger 50 mit der Ausgangsseite 20 verbunden ist.
In einer weiteren Ausführung könnte der Innenlamellenträger 70 zusammen mit dem Gehäuse 30 mit der Eingangsseite 15 drehfest verbunden oder über einen Torsionsdämpfer gekoppelt und der Außenlamellenträger 50 ausgangsseitig mit der Getriebeeingangswelle eines im Antriebsstrang der Reibkupplung 10 folgenden Getriebes gekoppelt sein. Dabei könnte in einer weiteren alternativen Ausführung eine Verbindung des Außenlamellenträgers 50 mit der Getriebeeingangswelle vermittels der Umlenkeinrichtung erfolgen.
Bezugszeichenliste

10: Reibkupplung
15: Eingangseite
20: Ausgangseite
25: Drehachse
30: Gehäuse
35: Antriebsstrang
40: Nassraum
45: Kühlflüssigkeit
50: Außenlamellenträger
55: erste Reiblamelle
56: Außenverzahnung
60: Innenverzahnung
65: Anschlag
70: Innenlamellenträger
75: Befestigungsbereich
80: Verzahnungsbereich
85: Außenverzahnung
90: zweite Reiblamelle
95: Innenverzahnung
100: erster Durchbruch
105: zweiter Durchbruch
106: Nabe
110: Kompressionseinrichtung
115: Kolben
120: Druckraum
125: Kolbennase
130: Druckfluid
135: Zuführkanal
140: Auffangkanal
145: Umlenkeinrichtung
150: Leitabschnitt
155: erster Rückführkanal
160: zweiter Rückführkanal
165: Federdämpfer
170: weitere Umlenkeinrichtung
175: erster Teil der Kühlflüssigkeit
180: zweiter Teil der Kühlflüssigkeit
185: weiterer Teil der Kühlflüssigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1610018 B1 [0002]
DE 102008060577 [0003]

Claims

Reibkupplung (10) umfassend: eine Eingangsseite (15) und eine Ausgangsseite (20), die drehbar um eine Drehachse (25) angeordnet sind, sowie einen Nassraum (40), der mit einer Kühlflüssigkeit (45) befüllbar ist, wobei in dem Nassraum (40) ein erster Reibpartner (55), der axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite (15) in Eingriff steht, wenigstens ein zweiter Reibpartner (90), der axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite (20) in Eingriff steht, wenigstens ein Innenlamellenträger (70), der radial außenseitig mit einem der beiden Reibpartner (55, 90) gekoppelt ist, und eine Kompressionseinrichtung (110) mit einem Druckraum (120), der mit einem Druckfluid (130) befüllbar ist, um eine axiale Kompression (F) der Reibpartner (55, 90) zur Erzeugung eines Drehmomentschlusses zwischen der Eingangsseite (15) und der Ausgangsseite (20) bereitzustellen, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Nassraum (40) eine Umlenkeinrichtung (145) vorgesehen ist, die insbesondere axial angrenzend an den Innenlamellenträger (70) angeordnet ist, wobei der Innenlamellenträger (70) wenigstens einen ersten Durchbruch (100) zum Durchtritt der Kühlflüssigkeit (45) aufweist, wobei die Umlenkeinrichtung (145) ausgebildet ist, wenigstens einen ersten Teil (175) der zwischen den Reibpartnern (55, 90) radial nach außen strömenden Kühlflüssigkeit (45) radial nach innen zum ersten Durchbruch (100) des Innenlamellenträgers (70) zurückzuführen.
Reibkupplung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (70) einen in axialer Richtung angeordneten Verzahnungsbereich (80) und einen in radialer Richtung verlaufenden Befestigungsbereich (75) umfasst, wobei der Durchbruch (100) in dem Verzahnungsbereich (80) angeordnet ist, wobei der Verzahnungsbereich (80) ausgebildet ist, eine formschlüssige Verbindung mit einem der beiden Reibpartner (55, 90) bereitzustellen, wobei der Verzahnungsbereich (80) auf der zur Umlenkeinrichtung (145) gegenüberliegenden Seite des Verzahnungsbereichs mit dem Befestigungsbereich (75) verbunden ist.
Reibkupplung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kompressionseinrichtung (110) und dem Innenlamellenträger (70) in axialer Richtung ein Zuführkanal (135) vorgesehen ist, der ausgebildet ist, die Kühlflüssigkeit (45) radial von innen nach außen an den ersten und/oder zweiten Reibpartner (55, 90) zu führen.
Reibkupplung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (30), das den Nassraum (40) gegenüber einer Umgebung begrenzt, wobei in dem Nassraum (40) ein Außenlamellenträger (50) mit wenigstens einem zweiten Durchbruch (105) vorgesehen ist, wobei der Außenlamellenträger (50) radial innenseitig mit dem anderen der beiden Reibpartner (55, 90) gekoppelt ist, wobei zwischen dem Außenlamellenträger (50) und dem Gehäuse (30) ein Auffangkanal (140) vorgesehen ist, der ausgebildet ist, die zwischen den Reibpartnern strömende Kühlflüssigkeit, die radial nach außen hin über den zweiten Durchbruch (105) durch den Außenlamellenträger (50) tritt, aufzufangen.
Reibkupplung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangkanal (140) umfangsseitig umlaufend um den Außenlamellenträger (50) angeordnet und im Wesentlichen parallel zur Drehachse (25) ausgerichtet ist.
Reibkupplung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (145) einen Leitabschnitt (150) umfasst, der ausgebildet ist, die aus dem Auffangkanal (140) strömende Kühlflüssigkeit (45) in den ersten Teil (175) und einen zweiten Teil (180) von Kühlflüssigkeit (45) aufzuteilen.
Reibkupplung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitabschnitt (150) der Umlenkeinrichtung (145) mit dem ihm zugewandten ersten und/oder zweiten Reibpartner (55, 90) einen ersten Rückführkanal (155) begrenzt, wobei der erste Rückführkanal (155) den ersten Durchbruch (100) des Innenlamellenträgers (70) mit dem Auffangkanal (140) verbindet, um den ersten Teil (175) der Kühlflüssigkeit (45) aus dem Auffangkanal (140) direkt zum ersten Durchbruch (100) des Innenlamellenträgers (70) zu führen.
Reibkupplung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (145) und das Gehäuse (30) in axialer Richtung einen zweiten Rückführkanal (160) begrenzen, wobei der zweite Rückführkanal (160) radial von außen nach innen verlaufend ausgebildet und mit dem Auffangkanal (140) verbunden ist, wobei der zweite Rückführkanal (160) ausgebildet ist, den zweiten Teil (180) der Kühlflüssigkeit (45) radial nach innen zu führen.
Reibkupplung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionseinrichtung (110) an einer den Reibpartnern (55, 90) zugewandten Stirnseite eine weitere Umlenkeinrichtung (170) aufweist, die zumindest teilweise radial innen liegend zu dem der Kompressionseinrichtung (110) zugewandten Reibpartner (55, 90) angeordnet und ausgebildet ist, die aus dem Zuführkanal (135) strömende Kühlflüssigkeit (45) umzulenken und dem ersten und/oder dem zweiten Reibpartner (55, 90) direkt zuzuführen.
Reibkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (145) wenigstens ein Fliehkraftpendel in Verbindung mit einem Federdämpfer (165) oder einem Doppelfederdämpfer oder alternativ einen Federdämpfer oder einen Doppelfederdämpfer umfasst.