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Die Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat, mit dessen Hilfe insbesondere eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekuppelt werden kann.
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Aus
DE 10 2011 102 001 A1 ist eine Schwungscheibe für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem mit einem Schwungrad der Schwungscheibe ein Geberring verstemmt ist. Der Geberring weist Markierungen auf, um mit Hilfe eines Sensors den Drehwinkel der Schwungscheibe zu messen.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Montage von Kupplungsaggregaten zu vereinfachen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein einfach zu montierendes Kupplungsaggregat ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Kupplungsaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsaggregat, insbesondere zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, vorgesehen mit einer Schwungscheibe zum Einleiten eines Drehmoments, einem mit der Schwungscheibe verbundenen Kupplungsdeckel zum Abdecken zumindest eines Teils des Kupplungsaggregats und einem mit der Schwungscheibe verbundenen Geberring zur Detektion eines Drehwinkels der Schwungscheibe, wobei sowohl der Geberring als auch der Kupplungsdeckel über ein gemeinsames Zentriermittel an der Schwungscheibe zentriert sind.
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Durch das gemeinsame Zentriermittel für den Kupplungsdeckel und den Geberring ist es nicht erforderlich für den Kupplungsdeckel und den Geberring unterschiedliche Zentrierstellen und eine entsprechende Anzahl an Zentriermitteln vorzusehen. Durch die reduzierte Anzahl der Zentriermittel kann die Bauteileanzahl des Kupplungsaggregats reduziert und die Montage des Kupplungsaggregats vereinfacht werden. Dies ermöglicht zudem eine kompaktere und bauraumsparendere Ausgestaltung des Kupplungsaggregats. Beispielsweise kann der Geberring in axialer Richtung zwischen der Schwungscheibe und dem Kupplungsdeckel angeordnet sein, wobei zumindest ein Teil, vorzugsweise ein Großteil, des Geberings von dem Kupplungsdeckel in axialer Richtung betrachtet überdeckt sein kann. Insbesondere kann der Geberring eine maximale radiale Erstreckung aufweisen, die kleiner als eine maximale radiale Erstreckung der Schwungscheibe und/oder eines mit der Schwungscheibe verbundenen Starterkranzes ist. Der radiale Bauraumbedarf des Kupplungsaggregates kann dadurch reduziert werden. Durch das für den Kupplungsdeckel und den Geberring gemeinsam verwendete Zentriermittel zum Zentrieren sowohl des Kupplungsdeckels als auch des Geberrings ist ein einfach zu montierendes Kupplungsaggregat mit geringen Bauraumanforderungen ermöglicht.
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Der Gebering kann insbesondere eine Vielzahl von Markierungen aufweisen, die von einem dafür geeigneten Sensor optisch, induktiv und/oder kapazitiv detektiert werden können, um daraus eine Drehwinkellage der Schwungscheibe und/oder eine Drehzahl der Schwungscheibe und/oder eine Winkelbeschleunigung der Schwungscheibe bestimmen zu können. Die Schwungscheibe kann insbesondere direkt oder indirekt, beispielsweise über einen Drehschwingungsdämpfer, mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors gekoppelt sein, so dass es grundsätzlich möglich ist mit Hilfe des mit der Schwungscheibe verbundenen Geberings die Drehzahl der Antriebswelle zu messen. Die Markierungen des Geberings sind insbesondere an einer nach radial außen weisenden Mantelfläche des Geberings vorgesehen. Es ist auch möglich die Markierungen des Geberings an einer in axialer Richtung weisenden Axialseite des Geberrings vorzusehen, wobei in diesem Fall die Markierungen insbesondere möglichst weit radial außen vorgesehen sind. Zwischen der Schwungscheibe und dem Kupplungsdeckel kann insbesondere eine axial verlagerbare Anpressplatte vorgesehen sein, mit deren Hilfe eine mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbundene Kupplungsscheibe reibschlüssig verpresst werden kann, wobei im geschlossenen Zustand des Kupplungsaggregats die Kupplungsscheibe insbesondere reibschlüssig an der Schwungscheibe verpresst ist und die Schwungscheibe kontaktiert. Vorzugsweise sind mehrere Zentriermittel, insbesondere mindestens drei Zentriermittel, vorgesehen, die vorzugsweise auf einem gemeinsamen Radius gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.
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Insbesondere ist das Zentriermittel als ein in einer ersten Zentrieröffnung der Schwungscheibe und in einer zweiten Zentrieröffnung des Geberrings und in einer dritten Zentrieröffnung des Kupplungsdeckels eingesetzter Zentrierstift ausgestaltet. Die Zentrieröffnungen können mit einer hohen Genauigkeit, insbesondere mit dem selben oder einem gleichartigen Werkzeug, hergestellt werden. Beispielsweise kann zunächst der Zentrierstift in die erste Zentrieröffnung der Schwungscheibe eingesteckt werden, vorzugweise bis der Zentrierstift an einem axialen Anschlag anschlägt, so dass der in der ersten Zentrieröffnung eingesteckte Zentrierstift von der Schwungscheibe absteht. Nachfolgen kann der Geberring mit Hilfe der zweiten Zentrieröffnung auf den Zentrierstift aufgesteckt werden, vorzugsweise bis der Geberring in axialer Richtung an der Schwungscheibe anschlägt, so dass ein Teil des Zentrierstift von der Schwungscheibe weggerichtet von dem Geberring absteht. Nachfolgend kann der Kupplungsdeckel mit der dritten Zentrieröffnung auf den Zentrierstift aufgesteckt werden, so dass einerseits der Geberring mit der Schwungscheibe und andererseits der Kupplungsdeckel mit der Schwungscheibe und dadurch auch der Geberring mit dem Kupplungsdeckel zentriert ist. Der Zentrierstift kann mit einer Presspassung und/oder einer Übergangspassung in den Zentrieröffnungen eingesetzt sein. Gegebenenfalls kann der Zentrierstift nach der Befestigung des Kupplungsdeckels und des Geberrings mit der Schwungscheibe wieder entfernt werden.
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Vorzugsweise ist der Kupplungsdeckel zu dem Geberring axial beabstandet. Dadurch kann vermieden werden, dass der Geberring beim Befestigen des Kupplungsdeckels mit der Schwungscheibe zwischen der Schwungscheibe und dem Kupplungsdeckel geklemmt und möglicherweise plastisch oder elastisch verformt wird. Eine Beeinträchtigung der Messung des Drehwinkels der Schwungscheibe mit Hilfe des mit einem Sensor abgetasteten Geberrings kann dadurch vermieden werden. Um den axialen Abstand des Kupplungsdeckels zu dem Geberring zu erreichen, kann der Kupplungsdeckel bei einer definiert vorgegeben axialen Relativlage an der Schwungscheibe anschlagen, so dass zwischen dem Kupplungsdeckel und der Schwungscheibe ein ausreichend großer Bauraum für den Geberring verbleibt.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Kupplungsdeckel einen auf die Schwungscheibe zu abstehenden mit der Schwungscheibe befestigten Befestigungssteg und/oder die Schwungscheibe einen auf den Kupplungsdeckel zu abstehenden mit dem Kupplungsdeckel befestigten Befestigungsfuß aufweist, wobei der Befestigungssteg und/oder der Befestigungsfuß an dem Geberring vorbei, insbesondere durch eine in dem Geberring ausgebildete Aussparung hindurch, geführt ist. Durch den Kontakt des Kupplungsdeckels mit der Schwungscheibe über den Befestigungssteg und/oder den Befestigungsfuß kann eine relative Axiallage vorgegeben werden, bei welcher der Geberring nicht von dem Kupplungsdeckel und der Schwungscheibe beeinträchtigt wird. Vorzugsweise kann ein direkter Kontakt des Kupplungsdeckels mit dem Geberring vermieden werden. Insbesondere kann der Kupplungsdeckel über den Befestigungssteg und/oder den Befestigungsfuß mit der Schwungscheibe verbunden werden.
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Insbesondere weist der Befestigungssteg und/oder der Befestigungsfuß ein Innengewinde für eine Befestigungsschraube zum Verschrauben des Kupplungsdeckels mit der Schwungscheibe auf. Die axiale Erstreckung des Befestigungsstegs und/oder des Befestigungsfußes kann zur Ausbildung des Innengewindes genutzt werden, so dass der Kupplungsdeckel mit der Schwungscheibe ohne zusätzliche Mutter verschraubt werden kann. Die Montage ist dadurch vereinfacht, ohne dass zu Ausbildung des Innengewindes eine anderenfalls unnötige Materialverdickung vorgesehen sein muss.
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Vorzugsweise ist der Befestigungssteg und/oder der Befestigungsfuß in Umfangsrichtung zu dem Zentriermittel versetzt angeordnet, wobei insbesondere der Befestigungssteg und/oder der Befestigungsfuß auf einem im Wesentlichen gemeinsamen Radius mit dem Zentriermittel angeordnet ist. Die Befestigung des Kupplungsdeckels mit der Schwungscheibe beeinträchtigt dadurch nicht die Zentrierung mit Hilfe des Zentriermittels. Hierzu ist insbesondere kein zusätzlicher radialer Bauraum erforderlich.
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Besonders bevorzugt ist der Geberring über ein Verbindungsmittel mit der Schwungscheibe verbunden, wobei das Verbindungsmittel in Umfangsrichtung zu dem Zentriermittel versetzt angeordnet ist, wobei insbesondere das Verbindungsmittel auf einem im Wesentlichen gemeinsamen Radius mit dem Zentriermittel angeordnet ist. Die Befestigung des Geberrings mit der Schwungscheibe beeinträchtigt dadurch nicht die Zentrierung mit Hilfe des Zentriermittels. Hierzu ist insbesondere kein zusätzlicher radialer Bauraum erforderlich.
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Insbesondere ist eine relativ zum Kupplungsdeckel axial verlagerbare Anpressplatte zum Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und einer Gegenplatte vorgesehen, wobei die Gegenplatte durch die Schwungscheibe ausgebildet ist. Eine separate mit der Schwungscheibe und/oder mit dem Kupplungsdeckel zu verbindende Gegenplatte kann dadurch eingespart werden, wodurch die Bauteileanzahl gering gehalten ist. Vorzugsweise weist die Schwungscheibe zumindest in einem Kontaktbereich, an dem die Kupplungsscheibe reibschlüssig und/oder schlupfend mit der Schwungscheibe in Kontakt kommen kann, an ihrer zur Anpressplatte weisenden Axialseite eine geeignete Oberflächenbearbeitung auf, beispielsweise um einen geeigneten Reibungskoeffizienten und/oder eine verschleißarme Oberfläche bereitzustellen.
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Vorzugsweise ist ein insbesondere als Zweimassenschwungrad ausgestalteter Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem in den Drehschwingungsdämpfer eingeleiteten Drehmoment vorgesehen, wobei der Drehschwingungsdämpfer eine Eingangsseite zum Einleiten des zu dämpfenden Drehmoments und eine Ausgangsseite zum Ausleiten des gedämpften Drehmoments aufweist, wobei die Ausgangsseite des Drehschwingungsdämpfers ganz oder teilweise durch die Schwungscheibe ausgebildet ist. Der Drehschwingungsdämpfer ist insbesondere ausgelegt in einem definierten Frequenzbereich, der vorzugsweise einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors einspricht, Drehungleichförmigkeiten in der in den Drehschwingungsdämpfer eingeleiteten Drehzahl zu dämpfen. Die bereits durch dem Drehschwingungsdämpfer gedämpfte Drehzahl kann mit Hilfe des mit der Schwungscheibe verbundenen Geberrings überprüft werden, um gegebenenfalls in eine Motorsteuerung für den Kraftfahrzeugmotor zur Vermeidung übermäßiger Drehungleichförmigkeiten geeignet eingreifen zu können. Da die Schwungscheibe auch Teil der Ausgangsseite des Drehschwingungsdämpfers ist, kann die Bauteileanzahl und der Bauraumbedarf des Kupplungsaggregats gering gehalten werden.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors, mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes und einem Kupplungsaggregat, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Kuppeln der Antriebswelle mit der mindestens einen Getriebeeingangswelle, wobei die Schwungscheibe des Kupplungsaggregats direkt oder indirekt mit der Antriebswelle verbunden ist. Durch das für den Kupplungsdeckel und den Geberring gemeinsam verwendete Zentriermittel des Kupplungsaggregats zum Zentrieren sowohl des Kupplungsdeckels als auch des Geberrings ist ein einfach zu montierendes Kupplungsaggregat und damit ein einfach zu montierender Antriebsstrang mit geringen Bauraumanforderungen ermöglicht.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Kupplungsaggregats in einer ersten Radialebene,
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2: eine schematische Schnittansicht eines Teils des Kupplungsaggregats aus 1 in einer zur ersten Radialebene versetzten zweiten Radialebene,
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3: eine schematische Schnittansicht eines Teils des Kupplungsaggregats aus 1 in einer zur ersten Radialebene und zur zweiten Radialebene versetzten dritten Radialebene, und
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4 eine schematische perspektivische Draufsicht auf einen Teil einer Schwungscheibe des Kupplungsaggregats aus 1.
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Das in 1 dargestellte Kupplungsaggregat 10 weist eine Schwungscheibe 12 auf, mit dem ein Kupplungsdeckel 14 und ein Geberring 16 verbunden sein können. Mit der Schwungscheibe 12 ist ferner ein Starterkranz 18 beispielsweise durch Schweißen verwunden, über den zum Start eines Kraftfahrzeugmotors, der über eine Antriebswelle mit der Schwungscheibe 12 gekoppelt sein kann, ein Startdrehmoment eingeleitet werden kann. Das Kupplungsaggregat 10 weist ferner eine Anpressplatte 20 auf, die mit Hilfe einer beispielsweise als Tellerfeder ausgestalteten Hebelfeder 22 in axialer Richtung verlagert werden kann. Die Hebelfeder 22 kann sich hierzu über einen einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt ausbildenden Kippring 24 an dem Kupplungsdeckel 14 schwenkbar abstützen. Die Anpressplatte 20 kann zum Schließen des Kupplungsaggregats 10 von dem Kupplungsdeckel 14 weg verlagert werden, um eine mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundene Kupplungsscheibe 26 reibschlüssig zwischen der Anpressplatte 20 und einer Gegenplatte 28 zu verpressen, wobei die Gegenplatte 28 einstückig von der Schwungscheibe 12 ausgebildet ist.
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Wie in 1 dargestellt ist sowohl der Kupplungsdeckel 14 als auch der Geberring 16 über ein gemeinsames als Zentrierstift ausgestaltetes Zentriermittel 30 an der Schwungscheibe 12 zentriert, wobei vorzugsweise mindestens drei in Umfangsrichtung verteilte Zentriermittel 30 vorgesehen sind. Das jeweilige Zentriermittel 30 ist gleichzeitig in eine erste Zentrieröffnung 32 der Schwungscheibe 12, einer zweiten Zentrieröffnung 34 des Geberrings 16 und einer dritten Zentrieröffnung 36 des Kupplungsdeckels 14 eingesetzt. Der Kupplungsdeckel 14 ist hierbei zu dem Geberring 16 in axialer Richtung leicht beabstandet.
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Wie in 2 dargestellt kann der Geberring 16 mit der Schwungscheibe 12 über ein als Nietverbindung ausgestaltetes Verbindungsmittel 38 verbunden sein. Vorzugsweise wird bei der Montage des Kupplungsaggregats 10 zunächst das Zentriermittel 30 in die erste Zentrieröffnung 32 der Schwungscheibe 12 eingesteckt, bevor der Geberring 16 mit seiner zweiten Zentrieröffnung 34 auf das Zentriermittel 30 aufgesteckt wird. Nachfolgend kann der Geberring 16 mit Hilfe des Verbindungsmittels 38 mit der Schwungscheibe 26 verbunden werden, bevor der Kupplungsdeckel 14 mit seiner dritten Zentrieröffnung 36 auf das Zentriermittel 30 aufgesteckt wird.
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Wie in 3 dargestellt kann die Schwungscheibe 12 eine Materialverdickung mit einem in Richtung des Kupplungsdeckels 14 abstehenden Befestigungsfuß 40 aufweisen, in dem insbesondere ein Innengewinde 48 vorgesehen sein kann. Über den Befestigungsfuß 40 kann der Kupplungsdeckel 14 mit der Schwungscheibe 12 insbesondere über ein als Schraubenverbindung ausgestaltetes Befestigungsmittel befestigt werden. Hierbei ragt der Befestigungsfuß 40 in eine von dem Geberring 16 ausgebildete Aussparung 42 hinein, so dass der Befestigungsfuß 40 in axialer Richtung radial innerhalb des Geberrings 16 verlaufen kann. Der Kupplungsdeckel 12 kann dadurch auf einem zum Zentriermittel 30 im Wesentlichen gemeinsamen Radius mit der Schwungscheibe 12 befestigt werden ohne den Geberring 16 zu kontaktieren.
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Wie in 4 dargestellt kann die Schwungscheibe 12 in einem außerhalb der Gegenplatte 28 verlaufenden Randbereich 44, der eine vergleichsweise geringe radiale Erstreckung aufweist, die abstehenden Befestigungsfüße 40, die ersten Zentrieröffnungen 32 und Nietstellen 46 für die Vernietung des Geberrings 16 mit der Schwungscheibe 12 ausbilden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungsaggregat
- 12
- Schwungscheibe
- 14
- Kupplungsdeckel
- 16
- Geberring
- 18
- Starterkranz
- 20
- Anpressplatte
- 22
- Hebelfeder
- 24
- Kippring
- 26
- Kupplungsscheibe
- 28
- Gegenplatte
- 30
- Zentriermittel
- 32
- erste Zentrieröffnung
- 34
- zweite Zentrieröffnung
- 36
- dritte Zentrieröffnung
- 38
- Verbindungsmittel
- 40
- Befestigungsfuß
- 42
- Aussparung
- 44
- Randbereich
- 46
- Nietstelle
- 48
- Innengewinde
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011102001 A1 [0002]
