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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug, die der Unterbrechung eines Drehmomentflusses von einem Antriebsmotor auf einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs dient.
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Aus dem Stand der Technik sind Kupplungen, insbesondere Reibkupplungen, bekannt, die beispielsweise nach Art einer Mehrscheibendoppelkupplung mit zwei Teilkupplungen ausgeführt sein können. Die Teilkupplungen weisen dabei regelmäßig mindestens zwei Kupplungsscheiben auf, die über Stifte und entsprechende Löcher zur Momentenübertragung drehfest miteinander verbunden sind. Die Stifte erlauben beim Ein- und Ausrücken der Kupplung zudem eine axiale Bewegung der Kupplungsscheiben. Nachteilig an diesen Kupplungen ist, dass beim Einrücken der Kupplung hohe Reibkräfte zwischen den Stiften und Löchern entstehen. Hierdurch sind sehr hohe Einrückkräfte erforderlich, die zudem sehr variabel sind, so dass deren Reproduzierbarkeit gering ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Kupplung anzugeben, die mit geringen und konstanten Betätigungskräften betätigbar ist.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Kupplung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Kupplung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegeben Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Kupplung weist eine Anpressplatte, eine Zwischenplatte und eine Gegenplatte auf, die um eine gemeinsame Rotationsachse rotierbar sind, wobei durch die Anpressplatte, die Zwischenplatte und die Gegenplatte eine Hauptkupplungsscheibe und zumindest eine Nebenkupplungsscheibe antreibbar sind, wobei die Hauptkupplungsscheibe einen Hauptreibbelag und eine Hauptnabe aufweist, wobei die Hauptnabe mit dem Hauptreibbelag über eine Mehrzahl von Hauptblattfedern verbunden ist, wobei die Hauptnabe eine Verzahnung aufweist, mit der die Hauptnabe drehfest an einer Getriebeeingangswelle befestigbar ist und wobei die zumindest eine Nebenkupplungsscheibe mit der Hauptnabe zentriert und mit der Hauptnabe drehfest verbunden ist.
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Bei der hier vorgeschlagenen Kupplung handelt es sich insbesondere um eine Reibkupplung, beispielsweise nach Art einer Mehrscheibenkupplung oder Mehrscheibendoppelkupplung. Solche Kupplungen dienen der Unterbrechung eines Drehmomentflusses von einem Antriebsmotor auf einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Kupplung weist eine Anpressplatte, eine Zwischenplatte und eine Gegenplatte auf, die um eine gemeinsame Rotationsachse rotierbar sind. Mehrscheibendoppelkupplungen weisen regelmäßig eine erste Teilkupplung und eine zweite Teilkupplung auf, wobei in diesem Fall beide Teilkupplungen jeweils eine Anpressplatte, Zwischenplatte und Gegenplatte aufweisen.
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Durch die Anpressplatte, Zwischenplatte und Gegenplatte sind eine Hauptkupplungsscheibe und zumindest einen Nebenkupplungsscheibe antreibbar. Bei der Hauptkupplungsscheibe und der zumindest einen Nebenkupplungsscheibe handelt es sich jeweils um Reibscheiben, mit denen im eingerückten Zustand der Kupplung ein Drehmoment von der Anpressplatte, Zwischenplatte und/oder Gegenplatte auf zumindest eine Getriebeeingangswelle übertragbar sind. Hierzu weist die Hauptkupplungsscheibe einen Hauptreibbelag auf, über die die Hauptkupplungsscheibe im eingerückten Zustand der Kupplung kraftschlüssig mit der Anpressplatte, der Zwischenplatte und/oder der Gegenplatte verbindbar ist. Der Nebenreibbelag ist insbesondere ringförmig und insbesondere beidseitig an der Hauptkupplungsscheibe ausgebildet. Weiterhin weist die Hauptkupplungsscheibe eine Hauptnabe auf. Bei der Hauptnabe handelt es sich insbesondere um ein Maschinenelement, das auf eine (Getriebeeingans-)Welle, Achse oder einen Zapfen aufschiebbar ist. Die Hauptnabe ist über eine Mehrzahl von Hauptblattfedern mit dem Hauptreibbelag verbunden. Dies bedeutet insbesondere, dass es sich bei der Hauptnabe und dem Hauptreibbelag um separate Bauteile handelt, die über die Hauptblattfedern miteinander verbunden sind. Bei den Hauptblattfedernhandelt es sich insbesondere um Blechbauteile, beispielsweise aus Metall, Stahl oder Federstahl.
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Die Hauptblattfedern und/oder Nebenblattfedern sind insbesondere derart angeordnet, dass sie sich in einer Rotationsrichtung der Kupplung beim Schließen der Kupplung nicht aufstellen. Weiterhin sind die Hauptblattfedern und/oder Nebenblattfedern insbesondere derart gekrümmt, dass sich der Hauptreibbelag und/oder Nebenreibbelag beim Einrücken der Kupplung in einer Umfangsrichtung drehen kann. Hierdurch können sich die Hauptblattfedern und/oder Nebenblattfedern beim Betätigen der Kupplung längen, so dass ein Verspannen der Hauptblattfedern und/oder Nebenblattfedern vermeidbar ist. Weiterhin kann eine Belagfederung des Hauptreibbelags und/oder Nebenreibbelags entfallen. Die Belagfederung kann stattdessen in die Hauptblattfedern und/oder Nebenblattfedern integriert werden.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Nebenkupplungsscheibe einen Nebenreibbelag und eine Nebennabe aufweist, wobei die Nebennabe mit dem Nebenreibbelag über eine Mehrzahl von Nebenblattfedern verbunden ist. Bei der Nebenkupplungsscheibe handelt es sich um eine Reibscheibe, mit der im eingerückten Zustand der Kupplung ein Drehmoment von der Anpressplatte, Zwischenplatte und/oder Gegenplatte auf zumindest eine Getriebeeingangswelle übertragbar ist. Hierzu weist die zumindest eine Nebenkupplungsscheibe einen Nebenreibbelag auf, über den die zumindest eine Nebenkupplungsscheibe im eingerückten Zustand der Kupplung kraftschlüssig mit der Anpressplatte, der Zwischenplatte und/oder der Gegenplatte verbindbar ist. Der Nebenreibbelag ist insbesondere ringförmig und insbesondere beidseitig an der zumindest einen Nebenkupplungsscheibe ausgebildet. Weiterhin weist die zumindest eine Nebenkupplungsscheibe eine Nebennabe auf. Bei der Nebennabe handelt es sich insbesondere um ein Maschinenelement, das auf eine (Getriebeeingans-)Welle, Achse oder einen Zapfen aufschiebbar ist. Die Nebennabe ist über eine Mehrzahl von Nebenblattfedern mit dem Nebenreibbelag verbunden. Dies bedeutet insbesondere, dass es sich bei der Nebennabe und dem Nebenreibbelag um separate Bauteile handelt, die über die Nebenblattfedern miteinander verbunden sind. Bei den Nebenblattfedern handelt es sich insbesondere um Blechbauteile, beispielsweise aus Metall, Stahl oder Federstahl.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn sich die Hauptblattfedern ausgehend von der Hauptnabe zumindest teilweise radial in Richtung des Hauptreibbelags erstrecken. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn sich die Nebenblattfedern ausgehend von der Nebennabe ebenfalls zumindest teilweise radial in Richtung des Nebenreibbelags erstrecken. Dies bedeutet insbesondere, dass die Hauptblattfedern eine radiale Distanz zwischen der Hauptnabe und dem Hauptreibbelag und/oder die Nebenblattfedern einer radiale Distanz zwischen der Nebennabe und dem Nebenreibbelag überbrücken.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Hauptblattfedern mit dem Hauptreibbelag und der Hauptnabe vernietet sind. Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn auch die Nebenblattfedern mit dem Nebenreibbelag und der Nebennabe vernietet sind.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Hauptblattfedern in einer Drehrichtung der Kupplung mit einem Radius gekrümmt sind. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn auch die Nebenblattfedern in einer Drehrichtung der Kupplung mit einem Radius gekrümmt sind.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Hauptblattfedern in einer axialen Richtung gekrümmt sind. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn auch die Nebenblattfedern in einer axialen Richtung gekrümmt sind. Die axiale Richtung verläuft insbesondere parallel zu der Rotationsachse der Anpressplatte, Zwischenplatte, Gegenplatte, Hauptkupplungsscheibe und/oder Nebenkupplungsscheibe.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Nebennabe mittels Stifte mit der Hauptnabe drehfest verbunden ist. Zu diesem Zweck weist die Hauptnabe insbesondere Nuten und/oder Öffnungen auf, in die die Stifte der Nebennabe eingreifen. Die Nebennabe und die Hauptnabe sind dadurch insbesondere durch Formschluss drehfest miteinander verbindbar, so dass ein Drehmoment der zumindest einen Nebenkupplungsscheibe auf die Hauptkupplungsscheibe übertragbar ist.
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Vorzugsweise ist die Hauptkupplungsscheibe durch die Hauptblattfedern axial verstellbar. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn auch die zumindest eine Nebenkupplungsscheibe durch die Nebenblattfedern axial verstellbar ist. Dies bedeutet insbesondere, dass die Hauptblattfedern und/oder die Nebenblattfedern eine Flexibilität in der axialen Richtung, das heißt parallel zu der Rotationsachse der Anpressplatte, Zwischenplatte, Gegenplatte, Hauptkupplungsscheibe und/oder Nebenkupplungsscheibe, aufweisen.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Hauptnabe Nuten zur Anbindung einer Nebennabe aufweist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Nebenkupplungsscheibe sich axial erstreckende Zapfen aufweist. Die Zapfen erstrecken sich insbesondere in Nuten und/oder Öffnungen der Hauptnabe, so dass die Hauptkupplungsscheibe und die Nebenkupplungsscheibe drehfest miteinander verbunden sind.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
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1: eine erste Variante einer Hauptkupplungsscheibe;
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2: eine erste Variante einer Nebenkupplungsscheibe;
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3: eine erste Variante einer Kupplung;
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4: eine zweite Variante einer Hauptkupplungsscheibe;
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5: eine zweite Variante einer Nebenkupplungsscheibe;
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6: eine Schnittdarstellung der Nebenkupplungsscheibe der 5; und
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7: eine zweite Variante einer Kupplung.
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Die 1 zeigt erste Variante einer Hauptkupplungsscheibe 6 mit einem Hauptreibbelag 8 und einer Hauptnabe 9. Die Hauptnabe 9 ist mit dem Hauptreibbelag 8 über Hauptblattfedern 10 verbunden. Die Hauptblattfedern 10 erstrecken sich zumindest teilweise in einer radialen Richtung und sind in einer Drehrichtung 16 der hier nicht gezeigten Kupplung 1 mit einem Radius 7 gekrümmt. Die Hauptnabe 9 weist zudem Nuten 20 auf.
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Die 2 zeigt eine erste Variante einer Nebenkupplungsscheibe 7 mit einem Nebenreibbelag 11 und einer Nebennabe 12. Die Nebennabe 12 ist mit dem Nebenreibbelag 11 über Nebenblattfedern 13 verbunden. Die Nebenblattfedern 13 erstrecken sich zumindest teilweise in der radialen Richtung und sind in der Drehrichtung 16 der hier nicht gezeigten Kupplung 1 mit einem Radius 17 gekrümmt. Die Nebennabe 12 weist zudem Stifte 19 auf, die sich in die in der 2 gezeigten Nuten 20 der Hauptkupplungsscheibe 6 erstrecken können.
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Die 3 zeigt schematisch eine erste Variante einer Kupplung 1 mit der in den 1 und 2 gezeigten Hauptkupplungsscheibe 6 und Nebenkupplungsscheibe 7. Die Kupplung 1 weist eine Antriebsplatte 2, eine Zwischenplatte 3 und eine Gegenplatte 4 auf. Diese sind um eine Rotationsachse 5 drehbar. Zwischen der Antriebsplatte 2, der Zwischenplatte 3 und der Gegenplatte 4 sind die Hauptkupplungsscheibe 6 und die Nebenkupplungsscheibe 7 angeordnet und durch die Anpressplatte 2, Zwischenplatte 3 und die Gegenplatte 4 antreibbar, wenn die Kupplung 1 eingerückt ist. Im eingerückten Zustand der Kupplung 1 besteht zwischen der Anpressplatte 2, Zwischenplatte 3, Gegenplatte 4, Hauptkupplungsscheibe 6 und Nebenkupplungsscheibe 7 eine reibschlüssige Verbindung. Beim Einrücken der Kupplung 1 werden die Hauptkupplungsscheibe 6 und die Nebenkupplungsscheibe 7 in einer axialen Richtung 18 verstellt. Weiterhin ist in der 4 zu erkennen, dass die Hauptblattfedern 10, mit denen der Hauptreibbelag 8 mit der Hauptnabe 9 verbunden ist, in der axialen Richtung 18 gekrümmt sind. Ebenso ist in der 4 zu erkennen, dass die Nebenblattfedern 13, mit denen der Nebenreibbelag 11 mit der Nebennabe 12 verbunden ist, ebenfalls in der axialen Richtung 18 gekrümmt sind. Die Nebennabe 12 ist mit der Hauptnabe 9 zentriert und drehfest verbunden. Die drehfeste Verbindung zwischen der Nebennabe 12 und der Hauptnabe 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch Stifte 19 realisiert, die in Nuten 20 der Hauptnabe 9 ragen. Weiterhin weist die Hauptnabe 9 eine Verzahnung 14 auf, über die die Hauptnabe 9 drehfest an eine hier nicht gezeigten Getriebeeingangswelle 15 verbindbar ist.
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Die 4 zeigt eine zweite Variante einer Hauptkupplungsscheibe 6 mit einem Hauptreibbelag 8 und einer Hauptnabe 9, die über Hauptblattfedern 10 miteinander verbunden sind. Die Hauptnabe 9 weist Nuten 20 auf, in die hier nicht gezeigt Zapfen 21 einer Nebenkupplungsscheibe 7 einsteckbar sind. Die 5 zeigt eine zweite Variante einer Nebenkupplungsscheibe 7. Die 6 zeigt einen Schnitt entlang der in der 5 gezeigten Schnittlinie A-A. Zu erkennen ist in der 6, dass die Nebenkupplungsscheibe 7 sich axial erstreckende Zapfen 21 aufweist.
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Die 7 zeigt eine zweite Variante einer Kupplung 1 nach Art einer Mehrscheibendoppelkupplung mit der in den 4 bis 6 gezeigten Hauptkupplungsscheibe 6 und Nebenkupplungsscheibe 7. Die Kupplung 1 weist eine erste Teilkupplung 22 und eine zweite Teilkupplung 23 auf. Die erste Teilkupplung 22 umfasst eine erste Anpressplatte 2.1, erste Zwischenplatte 3.1 und erste Gegenplatte 4.1, durch die bei eingerückter erster Teilkupplung 22 eine erste Hauptkupplungsscheibe 6.1 sowie erste Nebenkupplungsscheibe 7.1 und damit eine erste Getriebeeingangswelle 15.1 antreibbar sind. Die Nebenkupplungsscheibe 7.1 ist mit hier nicht gezeigten Zapfen in Nuten der Hauptkupplungsscheibe 6.1 gesteckt und somit mit der Hauptkupplungsscheibe 6.1 drehfest verbunden. Die zweite Teilkupplung 23 umfasst eine zweite Anpressplatte 2.2, zweite Zwischenplatte 3.2 und zweite Gegenplatte 4.2, durch die bei eingerückter zweiter Teilkupplung 23 eine zweite Hauptkupplungsscheibe 6.2 sowie zweite Nebenkupplungsscheibe 7.2 und damit eine zweite Getriebeeingangswelle 15.2 antreibbar sind. Die Nebenkupplungsscheibe 7.2 ist mit hier nicht gezeigten Zapfen in Nuten der Hauptkupplungsscheibe 6.2 gesteckt und somit mit der Hauptkupplungsscheibe 6.2 drehfest verbunden.
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Die vorgeschlagene Kupplung zeichnet sich durch besonders geringe Betätigungskräfte aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplung
- 2, 2.1, 2.2
- Anpressplatte
- 3, 3.1, 3.2
- Zwischenplatte
- 4, 4.1, 4.2
- Gegenplatte
- 5
- Rotationsachse
- 6, 6.1, 6.2
- Hauptkupplungsscheibe
- 7, 7.1, 7.2
- Nebenkupplungsscheibe
- 8
- Hauptreibbelag
- 9
- Hauptnabe
- 10
- Hauptblattfedern
- 11
- Nebenreibbelag
- 12
- Nebennabe
- 13
- Nebenblattfeder
- 14
- Verzahnung
- 15, 15.1, 15.2
- Getriebeeingangswelle
- 16
- Drehrichtung
- 17
- Radius
- 18
- axiale Richtung
- 19
- Stift
- 20
- Nut
- 21
- Zapfen
- 22
- erste Teilkupplung
- 23
- zweite Teilkupplung
