DE102014218194A1

DE102014218194A1 - Kupplung für die drehfeste Koppelung einer Pumpenwelle mit einer Rotorwelle eines Retarders

Info

Publication number: DE102014218194A1
Application number: DE102014218194.1A
Authority: DE
Inventors: Horst LEICHSENRING; Georg Ege; Peter Tiri
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplung (2) für die drehfeste Koppelung einer Pumpenwelle (1) mit einer Rotorwelle (3) eines Retarders, umfassend eine topfartige Mitnehmerscheibe (5) und eine Kupplungsscheibe (7), von welchen eine einer drehfesten Verbindung mit der Rotorwelle (3) und eine einer drehfesten Koppelung mit der Pumpenwelle (1) dient. Die Kupplungsscheibe (7) ist dabei drehfest und quernachgiebig in der Mitnehmerscheibe (5) aufgenommen. Um nun neben einer drehfesten Verbindung von Pumpenwelle (1) und Rotorwelle (3) auch eine möglichst dichte Zuführung von Schmiermittel in den Bereich des Retarders darstellen zu können, liegt die Kupplungsscheibe (7) axial zwischen der Mitnehmerscheibe (5) und einer Dichtscheibe (11), welche nach radial außen unter minimaler Spielpassung zu einem umlaufenden Bord (13) der Mitnehmerscheibe (5) liegt und nach radial innen mit Abstand zu einer Hindurchführung für die mit der Kupplungsscheibe (7) zu verbindende Welle positioniert ist. Des Weiteren ist die Dichtscheibe (11) über ein Sicherungselement axial verliersicher an der Mitnehmerscheibe (5) gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für die drehfeste Koppelung einer Pumpenwelle mit einer Rotorwelle eines Retarders, umfassend eine topfartige Mitnehmerscheibe und eine Kupplungsscheibe, von welchen eine einer drehfesten Verbindung mit der Rotorwelle und eine einer drehfesten Koppelung mit der Pumpenwelle dient, wobei die Kupplungsscheibe in der Mitnehmerscheibe drehfest und quernachgiebig aufgenommen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Dauerbremseinrichtung, bei welcher eine vorgenannte Kupplung zur Anwendung kommt.
Dauerbremseinrichtungen kommen insbesondere im Bereich der Nutzfahrzeuge zur Anwendung und dienen dort als verschleißfreie Bremseinrichtungen einer Entlastung einer jeweiligen Betriebsbremse, insbesondere im Zuge langanhaltender Bremsmanöver, wie beispielsweise beim Befahren längerer Gefällestrecken. Zumeist wird dabei ein hydrodynamischer Retarder als verschleißfreie Dauerbremse vorgesehen, welcher sich klassischerweise aus einem Stator und einem Rotor zusammensetzt, die einen zwischenliegenden, üblicherweise torusförmig gestalteten Arbeitsraum definieren. Der Rotor und der Stator sind des Weiteren jeweils mit je einer Beschaufelung ausgestattet, wobei für einen Bremsbetrieb des Retarders Flüssigkeit in den Arbeitsraum eingebracht wird, welche daraufhin durch die Beschaufelung des Rotors mitgenommen und in Richtung der Beschaufelung des Stators gefördert wird. Dort stützt sich die Flüssigkeit ab und wird wiederum zurück zum Rotor geleitet, was verzögernd auf den Rotor wirkt und ein entsprechendes Bremsmoment definiert. Eine Versorgung des hydrodynamischen Retarders mit der Flüssigkeit wird dabei häufig über eine dem Retarder zugeordnete Pumpe dargestellt, deren Pumpenwelle dann zum Antrieb über eine zwischenliegende Kupplung mit einer Rotorwelle des Retarders verbunden ist. Die Kupplung muss dabei dazu geeignet sein, radiale Versätze zwischen Pumpenwelle und Rotorwelle auszugleichen, da der hydrodynamische Retarder und die Pumpe häufig in unterschiedlichen Gehäusen untergebracht sind und sich daher entsprechende Lageabweichungen einstellen können.
Aus der DE 10 2005 022 454 A1 geht eine Kupplung für die drehfeste Verbindung einer Pumpenwelle mit einer Rotorwelle eines Retarders hervor, wobei sich diese Kupplung aus einer topfartigen Mitnehmerscheibe und einer Kupplungsscheibe zusammensetzt, von welchen die Mitnehmerscheibe im verbauten Zustand drehfest mit der Rotorwelle und die Kupplungsscheibe drehfest mit der Pumpenwelle verbunden ist. Um radiale Versätze zwischen der Pumpenwelle und der Rotorwelle ausgleichen zu können, ist die Kupplungsscheibe quernachgiebig und drehfest in der Mitnehmerscheibe aufgenommen, indem die Kupplungsscheibe als Kreuzscheibe gestaltet mit mehreren radial nach außen ragenden Stegen in zugehörige Ausnehmungen eines umliegenden Bordes der Mitnehmerscheibe einfasst.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplung für die drehfeste Koppelung einer Pumpenwelle mit einer Rotorwelle eines Retarders zu schaffen, wobei über diese Kupplung neben einer drehfesten Verbindung von Pumpenwelle und Rotorwelle auch eine möglichst dichte Zuführung von Schmiermittel von der Pumpenwelle in den Bereich des Retarders dargestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine Dauerbremseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, bei welcher eine vorgenannte Kupplung zur Anwendung kommt, geht ferner aus Anspruch 10 hervor.
Gemäß der Erfindung umfasst eine Kupplung eine topfartige Mitnehmerscheibe und eine Kupplungsscheibe, von welchen eine einer drehfesten Verbindung mit einer Rotorwelle eines Retarders und eine einer drehfesten Koppelung mit einer Pumpenwelle dient. Ferner ist die Kupplungsscheibe in der Mitnehmerscheibe drehfest und quernachgiebig aufgenommen. Erfindungsgemäß ist die Kupplungsscheibe dabei bevorzugt als Kreuzscheibe ausgestaltet, welche mit mehreren radial nach außen vorstehenden Stegen in entsprechende Aussparungen seitens der Mitnehmerscheibe einfasst, so dass durch einen entsprechenden Formschluss eine drehfeste Koppelung zwischen den beiden Scheiben realisiert ist. An einem Innendurchmesser ist die Kupplungsscheibe dann des Weiteren insbesondere mit einem Profil versehen, beispielsweise in Form einer rechteckähnlichen Ausnehmung, über welche bei Platzierung der Kupplungsscheibe auf einer der Wellen, bevorzugt der Pumpenwelle, eine drehfeste Verbindung mit derselbigen ausgestaltet wird. Die entsprechende Welle kann dabei beispielsweise mit einem Zweiflach ausgestattet sein. Die Mitnehmerscheibe wiederum verfügt bevorzugt über eine Durchgangsbohrung, in deren Bereich eine Anlagefläche für einen Schraubenkopf gestaltet ist, um die Mitnehmerscheibe mit Hilfe einer Schraube an der jeweils anderen Welle, insbesondere der Rotorwelle des Retarders, zu befestigen.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Kupplungsscheibe axial zwischen der Mitnehmerscheibe und einer Dichtscheibe liegt, welche nach radial außen unter minimaler Spielpassung zu einem umlaufenden Bord der Mitnehmerscheibe liegt und nach radial innen mit Abstand zu einer Hindurchführung für die mit der Kupplungsscheibe zu verbindende Welle positioniert ist. Ferner ist die Dichtscheibe über ein Sicherungselement axial verliersicher an der Mitnehmerscheibe gehalten. Mit anderen Worten verfügt die erfindungsgemäße Kupplung also zudem über eine Dichtscheibe, welche die Kupplungsscheibe gemeinsam mit der Mitnehmerscheibe zwischenliegend aufnimmt. Dabei liegt diese Dichtscheibe nach radial außen unter minimaler Spielpassung und damit unter Ausgestaltung eines geringen Spaltes zu einem umlaufenden Bord der Mitnehmerscheibe, während radial innen ein Abstand zu der mit der Kupplungsscheibe zu koppelnden Welle, also der Pumpenwelle oder der Rotorwelle, bei deren Hindurchführung vorhanden ist. Ferner wird die Dichtscheibe an der Mitnehmerscheibe axial gegen Auswandern gesichert.
Eine derartige Ausgestaltung einer Kupplung hat dabei den Vorteil, dass durch Vorsehen der Dichtscheibe ein Innenraum der Kupplung, in welchem die Kupplungsscheibe liegt, abgedichtet wird, so dass bei Zuführung von Schmiermittel über die Pumpenwelle zur Kupplung dieses Schmiermittel nicht aus der Kupplung entweicht, sondern stattdessen über die Rotorwelle weiter zum Retarder gefördert werden kann. Denn aufgrund der Ausgestaltung eines minimalen Spaltes zwischen Mitnehmerscheibe und Dichtscheibe wird ein Entweichen von zugeführtem Schmiermittel im Bereich des Bordes der Mitnehmerscheibe behindert, während der radiale Abstand der Dichtscheibe zu der im montierten Zustand der Kupplung hindurchgeführten Welle eine ausreichende radiale Beweglichkeit von Mitnehmerscheibe und Dichtscheibe zu der die Kupplungsscheibe führenden Welle und damit den Ausgleich radialer Versätze ermöglicht. Ein Entweichen von Schmiermittel über den zwischen der hindurchgeführten Welle und der Dichtscheibe vorhandenen, radialen Spalt wird bei rotierenden Wellen und Kupplung aufgrund der Rotation erschwert, da das zugeführte Schmiermittel tendenziell nach radial außen in den Bereich des Bordes der Mitnehmerscheibe abgeschleudert wird, wo der Spalt ja weitestgehend minimiert ist. Insofern kann ein ungewolltes Entweichen von über die Pumpenwelle zugeführtem Schmiermittel im Bereich der Kupplung deutlich reduziert werden.
Im Falle der DE 10 2005 022 454 A1 ist hingegen keine Dichtscheibe vorgesehen, so dass im Falle einer Zuführung von Schmiermittel über eine Längsbohrung der Pumpenwelle dieses ungewollt aus der Kupplung entweichen könnte. Unter Umständen könnte diese Leckage dann in den Arbeitsraum eines Retarders verdrängt werden und dort für die ungewollte Erhöhung einer Verlustleistung des Retarders in dessen Nicht-Bremsbetrieb sorgen.
Die Dichtscheibe ist erfindungsgemäß bevorzugt aus Metall, insbesondere als Blechbauteil, gefertigt, kann aber ebenso gut auch aus Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien hergestellt sein. Des Weiteren liegt die Dichtscheibe bevorzugt an einer eine Anlagefläche für die Dichtscheibe bildenden Schulter der Mitnehmerscheibe an, wobei auf einer hierzu entgegengesetzten axialen Seite dann das Sicherungselement vorgesehen ist, welches die Dichtscheibe axial an der Mitnehmerscheibe hält.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherungselement als Runddrahtsprengring ausgeführt, welcher seitens der Mitnehmerscheibe in einer umlaufenden Nut aufgenommen ist und mit einer Anschrägung der Dichtscheibe in Kontakt steht, die an einem radial außenliegenden Ende einer der Kupplungsscheibe abgewandt liegenden Axialfläche der Dichtscheibe ausgestaltet ist. Hierdurch kann eine zuverlässige Fixierung der Dichtscheibe an der Mitnehmerscheibe erfolgen. In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist dann ein Abstand zwischen umfangsseitigen Enden des Runddrahtsprengringes so gewählt, dass ein sich bei Kontakt der umfangsseitigen Enden einstellender Durchmesser des Runddrahtsprengringes größer ist als ein Innendurchmesser des Bordes der Mitnehmerscheibe. Hierdurch kann ein Ausdrücken des Runddrahtsprengringes verhindert werden, da selbst bei Druckbelastung und einem Kontakt der umfangsseitigen Enden der Durchmesser des Runddrahtsprengringes nicht unter einen Innendurchmesser des Bordes verringert wird. Eine geringe Öffnung des Sprengringes hat zudem auch eine geringere Leckage von Schmiermittel über den Sprengring zur Folge, welches trotz der minimalen Spielpassung zwischen Bord und Dichtscheibe an der Dichtscheibe vorbeigelangt ist. Um den Runddrahtsprengring in der umlaufenden Nut montieren zu können, kann dieser bevorzugt im unmontierten Zustand leicht verwunden werden, so dass die umfangsseitigen Enden nicht zusammenstoßen. Alternativ dazu könnten die umfangsseitigen Enden auch keilförmig gestaltet sein, so dass diese für die Montage ineinander geschoben werden können. Generell kann alternativ zu einem Runddrahtsprengring aber auch ein anderweitig gestaltetes Sicherungselement zur Anwendung kommen, wie beispielsweise ein rechteckförmiger Sprengring.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung weist die umlaufende Nut und/oder die Anschrägung seitens der Dichtscheibe je einen abgerundeten Verlauf auf. Eine derartige Ausgestaltung hat dabei den Vorteil, dass sich sowohl bei dem Kontakt des Runddrahtsprengringes mit der Mitnehmerscheibe als auch mit der Dichtscheibe jeweils Linienkontakte einstellen, welche stets für eine zuverlässige Fixierung der Dichtscheibe aufgrund einer permanenten leichten Vorspannung des Runddrahtsprengringes sorgen. Ebenfalls weiter bevorzugt ist die Dichtscheibe mit einer Spiel- oder einer Übergangspassung zwischen einer radial einragenden Anlageschulter der Mitnehmerscheibe und dem Runddrahtsprengring aufgenommen. In beiden Fällen wird eine stets ausreichende Spannung des Runddrahtsprengringes gewährleistet, indem dieser im Falle der Übergangspassung schon allein aufgrund der Positionierung der Dichtscheibe vorgespannt ist, während er im Falle der Spielpassung durch die Dichtscheibe aufgrund des auf diese wirkenden dynamischen Drucks des Schmiermittels unter Spannung gehalten wird.
Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass die Dichtscheibe radial innen mit einer umlaufenden Nut ausgestattet ist, in welcher ein Dichtring aufgenommen ist, wobei der Dichtring bei Hindurchführung der mit der Kupplungsscheibe zu verbindenden Welle radial innen mit dieser Welle in Kontakt tritt. Hierdurch kann eine Abdichtung des Radialspalts zwischen Dichtring und Welle dargestellt werden, so dass auch ein Entweichen von Schmiermittel über den Spalt zwischen Welle und Dichtscheibe verhindert ist. Allerdings muss der Dichtring dazu geeignet sein, die möglichen Radialversätze zwischen Pumpenwelle und Rotorwelle und damit auch zwischen Dichtscheibe und der die Kupplungsscheibe tragenden Welle, also bevorzugt der Pumpenwelle, auszugleichen.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform verfügt der Dichtring für den Kontakt mit der mit der Kupplungsscheibe zu verbindenden Welle über zwei nach radial innen vorstehende Dichtlippen. Diese Dichtlippen müssen dabei so groß gestaltet sein, dass sie den Radialversatz ausgleichen können. Besonders bevorzugt liegt im montierten Zustand nur eine der beiden Dichtlippen an, während sich die jeweils andere Lippe erst unter Arbeitsdruck an der hindurchgeführten Welle anlegt. Des Weiteren ist der Dichtring bevorzugt symmetrisch gestaltet, so dass im Zuge der Montage nicht auf eine Ausrichtung desselbigen bei Einfügen in die umlaufende Nut der Dichtscheibe geachtet werden muss.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist eine weitere, zweite Dichtscheibe vorgesehen, welche mit einem radialen Abschnitt in eine Aussparung einragt, die an einem radial innenliegenden Ende einer der Kupplungsscheibe zugewandt liegenden Axialfläche der ersten Dichtscheibe ausgestaltet ist. Dabei kann die zweite Dichtscheibe mit einem ringförmigen Flanschabschnitt auf der mit der Kupplungsscheibe zu verbindenden Welle aufgesetzt werden. Auch hierdurch kann eine Ausgestaltung geschaffen werden, bei welcher der zwischen der Welle und der ersten Dichtscheibe ansonsten vorhandene, radiale Spalt geschlossen wird, so dass ein Entweichen von Schmiermittel unterbunden wird. Um dabei dennoch einen Radialversatz zwischen Pumpenwelle und Rotorwelle ausgleichen zu können, muss zwischen dem radial außenliegenden Ende des radialen Abschnitts der zweiten Dichtscheibe und einer radialen Begrenzung der Aussparung der ersten Dichtscheibe ein ausreichender radialer Freigang vorhanden sein.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit ist der ringförmige Flanschabschnitt der zweiten Dichtscheibe an einem der Kupplungsscheibe abgewandt liegenden, axialen Ende radial auf ein Maß aufgeweitet, das über einem Innendurchmesser der ersten Dichtscheibe liegt. Hierdurch kann die zweite Dichtscheibe axial verliersicher an der ersten Dichtscheibe gehalten werden, so dass die Kupplung als vormontierbare Baugruppe realisierbar ist. Ein Aufweiten kann dabei beispielsweise durch Aufbördeln des axialen Endes des ringförmigen Flanschabschnitts erzeugt werden. Ferner kann die innenliegende, zweite Dichtscheibe aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein, wie Blech, Stahl, Kunststoff, usw..
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
1 eine Schnittansicht eines Teils einer Dauerbremseinrichtung mit einer Kupplung entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Schnittansicht eines Details der Kupplung aus 1;
3 eine Schnittansicht eines Details einer Kupplung gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; und
4 eine Schnittansicht eines Teils einer Dauerbremseinrichtung mit einer Kupplung entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Aus 1 geht eine Schnittansicht eines Teils einer Dauerbremseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, hervor, wobei bei dieser Dauerbremseinrichtung ein dem Fachmann prinzipiell bekannter hydrodynamischer Retarder vorgesehen ist, welcher über eine Pumpe mit der für die Darstellung eines Bremsmoments in einem Bremsbetrieb benötigten Flüssigkeit versorgt werden kann. Dabei wird die Pumpe über den hydrodynamischen Retarder angetrieben, indem eine Pumpenwelle 1 der Pumpe über eine Kupplung 2 drehfest mit einer Rotorwelle 3 verbunden ist, die einen Rotor 4 des hydrodynamischen Retarders trägt.
Wie aus 1 zu erkennen ist, umfasst die Kupplung 2, welche vorliegend entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist, eine Mitnehmerscheibe 5, die topfartig ausgeführt ist und über eine Schraube 6 drehfest mit der Rotorwelle 3 in Verbindung steht. In der Mitnehmerscheibe 5 ist dann eine Kupplungsscheibe 7 aufgenommen, welche – vorliegend nicht zu erkennen – als Kreuzscheibe realisiert ist und mit mehreren radial vorstehenden Stegen seitens der Mitnehmerscheibe 5 in entsprechende Aussparungen einfasst, um durch Formschluss eine drehfeste Koppelung mit der Mitnehmerscheibe 5 auszubilden. Die Kupplungsscheibe 7 ist zudem drehfest auf der Pumpenwelle 1 angeordnet, wobei diese drehfeste Anordnung hierbei durch eine entsprechende – vorliegend ebenfalls nicht im Detail zu erkennende – Innenkontur der Kupplungsscheibe 7 im Zusammenspiel mit einer Gegenkontur der Pumpenwelle 1 realisiert ist. Insofern wird mit Hilfe der Kupplungsscheibe 7 und der Mitnehmerscheibe 5 im Endeffekt die drehfeste Verbindung zwischen Pumpenwelle 1 und Rotorwelle 3 hergestellt.
Die Pumpenwelle 1 ist mit einer Längsbohrung 8 versehen, über welche als Leckage der Pumpe vorhandenes Schmiermittel in einen Innenraum der Kupplung 2 geführt werden kann, um im weiteren Verlauf über Spalte zwischen Schraube 6 und Mitnehmerscheibe 5, sowie Mitnehmerscheibe 5 und Rotorwelle 3 im Endeffekt zu Lagerungen des hydrodynamischen Retarders geführt zu werden und dort eine entsprechende Kühlung und Schmierung vorzunehmen. Allerdings darf das dem Innenraum der Kupplung 2, also dem Innenbereich der Mitnehmerscheibe 5 stirnseitig der Pumpenwelle 1, zugeführte Schmiermittel nicht aus der Mitnehmerscheibe 5 in Richtung eines Zwischenraumes 9 entweichen, welcher zwischen dem Rotor 4 und einem im weiteren Verlauf auch einen Stator des hydrodynamischen Retarders ausbildenden Gehäuse 10 definiert ist, da ein Entweichen in den Zwischenraum 9 zu einer ungewollten Einbringung des Schmiermittels in einen Arbeitsraum des Retarders resultieren könnte. Aus diesem Grunde ist die Kupplung 2 zudem mit einer Dichtscheibe 11 ausgestattet, welche über einen Runddrahtsprengring 12 an der Mitnehmerscheibe 5 gehalten ist. Die Dichtscheibe 11 ist dabei so in der Kupplung 2 aufgenommen, dass die Kupplungsscheibe 7 axial zwischen der Mitnehmerscheibe 5 und der Dichtscheibe 11 liegt.
Wie zudem insbesondere aus 2, einer Detailansicht der Kupplung 2 aus 1, zu erkennen ist, ist die Dichtscheibe 11 nach radial außen unter einer minimalen Spielpassung zu einem umlaufenden Bord 13 der umliegenden Mitnehmerscheibe 5 platziert, um eine möglichst gute Dichtwirkung aufgrund der Ausbildung eines möglichst geringen Spaltes zu der umliegenden Mitnehmerscheibe 5 zu erzielen. Axial liegt die Dichtscheibe 11 mit einer Axialfläche 14 an einer Anlageschulter 15 der Mitnehmerscheibe 5 an und wird dabei unter Spielpassung oder sogar Übergangspassung zwischen der Anlageschulter 15 und dem Runddrahtsprengring 12 gehalten. Dabei bildet sich sowohl zwischen dem Runddrahtsprengring 12 und einer diesen aufnehmenden Nut 16 der Mitnehmerscheibe 5, als auch zwischen dem Runddrahtsprengring 12 und der Dichtscheibe 11 je ein Linienkontakt aus, indem sowohl die umlaufend gestaltete Nut 16, als auch eine Anschrägung 17 an einem Ende 18 der Dichtscheibe 11 jeweils abgerundete Verläufe aufweisen. Insofern wird durch die Linienkontakte zwischen Dichtscheibe und Runddrahtsprengring 12 einerseits, sowie Runddrahtsprengring 12 und Nut 16 der Mitnehmerscheibe 5 andererseits stets eine Spannung des Runddrahtsprengringes 12 gewährleistet und damit auch der zuverlässige Sitz der Dichtscheibe 11 garantiert.
Um zudem zu verhindern, dass der Runddrahtsprengring 12 ungewollt aus der Nut 16 herausgedrückt wird, liegen – vorliegend nicht weiter in den Figuren zu erkennen – umfangsrichtungsseitige Enden des Runddrahtsprengringes 12 unter einem derartigen Abstand zueinander, dass selbst bei deren Kontakt ein sich einstellender Durchmesser des Runddrahtsprengringes 12 über einen Innendurchmesser 19 des Bordes 13 liegt. Für die Montage kann der Runddrahtsprengring 12 leicht verwunden werden, so dass er in die Nut 16 eingelegt werden kann.
Um ferner Radialversätze zwischen der Rotorwelle 3 und der Pumpenwelle 1 im Bereich der Kupplung 2 ausgleichen zu können, ist die Dichtscheibe 11, wie in 1 zu sehen ist, radial innen mit einem Abstand zu der Pumpenwelle 1 positioniert. Zwar bildet sich bei Hindurchführung der Pumpenwelle 1 für die Anbindung an die Kupplungsscheibe 7 ein entsprechender radialer Spalt 20 zwischen Pumpenwelle 1 und Dichtscheibe 11 aus, über welchen theoretisch Schmiermittel entweichen könnte, aufgrund der Rotation der Pumpenwelle 1 und auch der Komponenten der Kupplung 2 wird über die Längsbohrung 8 zugeführtes Schmiermittel aber zum größten Teil nach radial außen gefördert und daher von diesem Spalt 20 weggeführt. Der radiale Spalt 20 zwischen Dichtscheibe 11 und Pumpenwelle 1 muss dabei ausreichend groß gewählt werden, um sämtliche denkbaren Radialversätze zwischen Pumpenwelle 1 und Rotorwelle 3 ausgleichen zu können.
Ferner geht aus 3 eine Schnittansicht im Bereich einer Kupplung 21 entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor. Dabei entspricht diese Kupplung 21 im Wesentlichen der Kupplung 2 aus den 1 und 2, wobei im Unterschied zu dieser vorhergehenden Variante eine Dichtscheibe 22 radial innen, d. h. der Pumpenwelle 1 zugewandt, mit einer umlaufenden Nut 23 ausgestattet ist, in der ein Dichtring 24 aufgenommen ist. Der Dichtring 24 verfügt dabei über zwei Dichtlippen 25 und 26, von welchen die Dichtlippe 26 permanent an der Pumpenwelle 1 anliegt und die Dichtlippe 25 unter Einwirkung des Drucks des über die Pumpenwelle 1 zugeführten Schmiermittels an der Pumpenwelle 1 zur Anlage kommt. Ferner ist der Dichtring 24 dabei symmetrisch gestaltet, so dass die Montagerichtung desselbigen in der Nut 23 unerheblich ist und insofern bei der Montage nicht auf dessen Orientierung zu achten ist. Die Dichtlippen 25 und 26 des Dichtringes 24 sind dabei so zu gestalten, dass nach wie vor ein ausreichender Ausgleich von Radialversätzen zwischen der Pumpenwelle 1 und der – vorliegend nicht zu sehenden – Rotorwelle möglich ist. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 3 der vorhergehenden Variante gemäß den 1 und 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Schließlich geht aus 4 noch eine Schnittansicht eines Teils einer Dauerbremseinrichtung hervor, welche eine Kupplung 27 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung umfasst. Hierbei entspricht die Kupplung 27 wiederum weitestgehend der Kupplung 2 aus den 1 und 2, wobei im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Erfindung neben einer ersten, radial außenliegenden Dichtscheibe 28 noch eine weitere Dichtscheibe 29 vorgesehen ist, welche radial innen zu der ersten Dichtscheibe 28 liegt. Wie aus 4 zu erkennen ist, verfügt diese zweite Dichtscheibe 29 über einen radialen Abschnitt 30, welcher seitens der ersten Dichtscheibe 28 in einer Aussparung 31 einragt. Dabei ist die Aussparung 31 auf einer der Kupplungsscheibe 7 zugewandt liegenden Axialfläche 32 der ersten Dichtscheibe 28 ausgestaltet, wobei eine radiale Begrenzung 33 der Aussparung 31 unter einem ausreichenden radialen Freigang zu einem radialen Ende 34 des Abschnitts 30 liegen muss, um wiederum Radialversätze zwischen der Pumpenwelle 1 und der Rotorwelle 3 ausgleichen zu können.
Radial innen ist die zweite Dichtscheibe 29 mit einem ringförmigen Flanschabschnitt 35 auf der Pumpenwelle 1 aufgesetzt, so dass in der Folge ein sich ansonsten zwischen der ersten Dichtscheibe 28 und der Pumpenwelle 1 einstellender radialer Spalt geschlossen wird. Eine Abdichtung zwischen den beiden Dichtscheiben 28 und 29 erfolgt dann durch deren axialen Kontakt bzw. durch die Gestaltung eines labyrinthartigen Verlaufs zwischen den beiden Dichtscheiben 28 und 29. Schließlich ist die zweite Dichtscheibe 29 an einem der Kupplungsscheibe 7 abgewandt liegenden axialen Ende, also an ihrem Flanschabschnitt 35, auf ein Maß aufgeweitet, das über einem Innendurchmesser 36 der ersten Dichtscheibe 28 liegt, wodurch die zweite Dichtscheibe 29 bei Montage der Kupplung 27 axial verliersicher gehalten ist und die Kupplung 27 insofern problemlos vormontiert werden kann.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen einer Kupplung kann neben einer drehfesten Kopplung einer Pumpenwelle mit einer Rotorwelle Leckage von zur Kupplung geführtem Schmiermittel im Bereich der Kupplung vermieden werden.
Bezugszeichenliste

1: Pumpenwelle
2: Kupplung
3: Rotorwelle
4: Rotor
5: Mitnehmerscheibe
6: Schraube
7: Kupplungsscheibe
8: Längsbohrung
9: Zwischenraum
10: Gehäuse
11: Dichtscheibe
12: Runddrahtsprengring
13: Bord
14: Axialfläche
15: Anlageschulter
16: Nut
17: Anschrägung
18: Ende
19: Innendurchmesser
20: Spalt
21: Kupplung
22: Dichtscheibe
23: Nut
24: Dichtring
25: Dichtlippe
26: Dichtlippe
27: Kupplung
28: Dichtscheibe
29: Dichtscheibe
30: Abschnitt
31: Aussparung
32: Axialfläche
33: Begrenzung
34: Ende
35: Flanschabschnitt
36: Innendurchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005022454 A1 [0003, 0009]

Claims

Kupplung (2; 21; 27) für die drehfeste Koppelung einer Pumpenwelle (1) mit einer Rotorwelle (3) eines Retarders, umfassend eine topfartige Mitnehmerscheibe (5) und eine Kupplungsscheibe (7), von welchen eine einer drehfesten Verbindung mit der Rotorwelle (3) und eine einer drehfesten Koppelung mit der Pumpenwelle (1) dient, wobei die Kupplungsscheibe (7) in der Mitnehmerscheibe (5) drehfest und quernachgiebig aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (7) axial zwischen der Mitnehmerscheibe (5) und einer Dichtscheibe (11; 22; 28) liegt, welche nach radial außen unter minimaler Spielpassung zu einem umlaufenden Bord (13) der Mitnehmerscheibe (5) liegt und nach radial innen mit Abstand zu einer Hindurchführung für die mit der Kupplungsscheibe (7) zu verbindenden Welle positioniert ist, wobei die Dichtscheibe (11; 22; 28) über ein Sicherungselement axial verliersicher an der Mitnehmerscheibe (5) gehalten ist.
Kupplung (2; 21; 27) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement als Runddrahtsprengring (12) ausgeführt ist, welcher seitens der Mitnehmerscheibe (5) in einer umlaufenden Nut (16) aufgenommen ist und mit einer Anschrägung (17) der Dichtscheibe (11; 22; 28) in Kontakt steht, die an einem radial außenliegenden Ende (18) einer der Kupplungsscheibe (7) abgewandt liegenden Axialfläche (14) der Dichtscheibe (11; 22; 28) ausgestaltet ist.
Kupplung (2; 21; 27) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen umfangsseitige Enden des Runddrahtsprengringes (12) so gewählt ist, dass ein sich bei Kontakt der umfangsseitigen Enden einstellender Durchmesser des Runddrahtsprengringes (12) größer ist als ein Innendurchmesser (19) des Bordes (13).
Kupplung (2; 21; 27) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Nut (16) und/oder die Anschrägung (17) je einen abgerundeten Verlauf aufweist.
Kupplung (2; 21; 27) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (11; 22; 28) mit einer Spiel- oder einer Übergangspassung zwischen einer radial einragenden Anlageschulter (15) der Mitnehmerscheibe (5) und dem Runddrahtsprengring (12) aufgenommen ist.
Kupplung (21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (22) radial innen mit einer umlaufenden Nut (23) ausgestattet ist, in welcher ein Dichtring (24) aufgenommen ist, wobei der Dichtring (24) bei Hindurchführung der mit der Kupplungsscheibe (7) zu verbindenden Welle radial innen mit dieser Welle in Kontakt tritt.
Kupplung (21) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (24) für den Kontakt mit der mit der Kupplungsscheibe (7) zu verbindenden Welle über zwei nach radial innen vorstehende Dichtlippen (25, 26) verfügt.
Kupplung (27) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere, zweite Dichtscheibe (29) vorgesehen ist, welche mit einem radialen Abschnitt (30) in eine Aussparung (31) einragt, die an einem radial innenliegenden Ende einer der Kupplungsscheibe (7) zugewandt liegenden Axialfläche (32) der ersten Dichtscheibe (28) ausgestaltet ist, wobei die zweite Dichtscheibe (29) mit einem ringförmigen Flanschabschnitt (35) auf der mit der Kupplungsscheibe (7) zu verbindenden Welle aufsetzbar ist.
Kupplung (27) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Flanschabschnitt (35) an einem der Kupplungsscheibe (7) abgewandt liegenden, axialen Ende radial auf ein Maß aufgeweitet ist, das über einem Innendurchmesser (36) der ersten Dichtscheibe (28) liegt.
Dauerbremseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen hydrodynamischen Retarder und eine Pumpe, wobei eine Rotorwelle (3) des Retarders und eine Pumpenwelle (1) der Pumpe über eine Kupplung (2; 21; 27) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 drehfest miteinander verbunden sind.