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Die Erfindung betrifft einen Lamellenträger. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Lamellenträger für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeugs.
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Eine nasslaufende Mehrscheiben-Reibkupplung umfasst mehrere erste und mehrere zweite Reibelemente, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind. Die ersten Reibelemente sind formschlüssig und axial verschiebbar mit einem ersten Träger und die zweiten Reibelemente in entsprechender Weise mit einem zweiten Träger verbunden. Einer der Träger bildet die Eingangsseite, der andere die Ausgangsseite der Reibkupplung. Werden die Reibelemente axial aneinandergepresst, so kann zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite ein Drehmoment übertragen werden.
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Einer der Träger liegt üblicherweise radial innerhalb der Reibelemente. Um eine Versorgung der Reibelemente mit einem Fluid, insbesondere einem Öl, zu gewährleisten, ist es üblich, radiale Ausnehmungen in den radial innen liegenden Träger einzubringen.
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DE 10 2014 221 577 schlägt vor, ein formschlüssiges Eingriffsprofil zwischen dem radial innen liegenden Träger und den Reibelementen so auszubilden, dass sich Fluidtaschen zum Ansammeln des Fluids im Bereich der Ausnehmungen ergeben.
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Die Versorgung der Reibelemente kann verbessert werden, indem die Zahl der radialen Ausnehmungen vergrößert wird und die Ausnehmungen gleichmäßig auf dem Träger verteilt werden. Andererseits kann dadurch eine Stabilität des Trägers verringert werden. Der Träger kann sich insbesondere unter dem Einfluss erhöhter Drehzahlen verformen oder schwingen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Trägerelement für Reibelemente einer nasslaufenden Reibkupplung anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Trägerelements mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Ein Trägerelement für Reibelemente einer nasslaufenden Reibkupplung umfasst einen zylindrischen Eingriffsbereich zum formschlüssigen Eingriff mit den Reibelementen und mehrere radiale Ausnehmungen im Eingriffsbereich, jeweils zum Durchtritt eines Fluids. Dabei ist ein zylindrischer Abschnitt des Eingriffsbereichs, auf dessen beiden axialen Seiten jeweils wenigstens eine Ausnehmung des Eingriffsbereichs liegt, frei von Ausnehmungen.
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Vorteilhafterweise kann der zylindrische Abschnitt dazu dienen, die Festigkeit und insbesondere die Steifheit des Trägerelements lokal zu erhöhen. Eine Drehzahlfestigkeit des Trägerelements kann dadurch gesteigert sein. Bevorzugterweise ist das Trägerelement topfförmig ausgebildet, indem sich an den Eingriffsbereich an einer axialen Seite ein radialer Abschnitt anschließt. Zur verbesserten Steigerung der Festigkeit wird vorgeschlagen, den zylindrischen, ausnehmungsfreien Abschnitt möglichst weit entfernt von dem radialen Abschnitt, in der Nähe der offenen Seite des topfförmigen Trägerelements vorzusehen.
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In einer Ausführungsform ist der Eingriffsbereich in umlaufende Spuren gleicher Breite d unterteilbar, wobei der Abschnitt eine axiale Breite zwischen 0,5 d und 1,5 d, bevorzugt 1 d, aufweist. Jede Spur hat bevorzugterweise die axiale Breite d eines Reibelements. Die Spuren erstrecken sich in Umfangsrichtung um eine Drehachse des Trägerelements. Benachbarte Spuren grenzen bevorzugterweise unmittelbar aneinander an. Durch die Wahl der Breite des zylindrischen, ausnehmungsfreien Abschnitts im angegebenen Bereich kann die Festigkeit des Trägerelements signifikant erhöht werden, während gleichzeitig ausreichend Fluid durch Ausnehmungen von Nachbarspuren des axialen Abschnitts durchtreten kann, um die Reibelemente auch im Bereich des zylindrischen Abschnitts ausreichend zu benetzen.
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Weiterhin kann der Eingriffsbereich in Umfangsrichtung in gleich lange Segmente unterteilt werden, die aneinander angrenzen. Es ist bevorzugt, dass in jedem Segment gleich viele Ausnehmungen angeordnet sind. Die Versorgung der Reibelemente mit Fluid kann dadurch über den Umfang des Trägerelements relativ gleichmäßig gestaltet werden.
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Bevorzugterweise sind in jedem Segment so viele Ausnehmungen wie Spuren vorgesehen. Weiterhin bevorzugt ist, dass eine Spur in den zylindrischen Abschnitt fällt, eine weitere Spur zwei Ausnehmungen trägt und die restlichen Spuren jeweils eine Ausnehmung tragen. Anders ausgedrückt wird beginnend von einer 1:1-Zuordnung von Ausnehmungen zu Spuren eine Ausnehmung auf eine andere, insbesondere eine benachbarte Spur verlegt. Der Kompromiss zwischen guter Fluidversorgung und erhöhter Stabilität kann dadurch besonders gut gelingen.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Ausnehmungen jeweils die axiale Breite einer Spur aufweisen. Das Fluid kann so in optimierter Weise auch in axialer Richtung verteilt werden.
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Außerdem ist bevorzugt, dass die relative Anordnung der Ausnehmungen in jedem Segment gleich ist. Durch das Wiederholen der gleichen Anordnung in den unterschiedlichen Segmenten kann die gleichmäßige Fluidversorgung weiter verbessert werden. Außerdem kann eine Unwucht des Trägerelements durch die Ausnehmungen verringert sein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Ausnehmungen in einem der Segmente gegenüber einem angrenzenden Segment um eine halbe Spur axial verschoben. Diese Verschiebung kann der Verteilung des Fluids weiter zugute kommen.
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Des Weiteren ist bevorzugt, dass alle bis auf eine der Ausnehmungen eines Segments auf einer Helix um die Drehachse des Drehelements liegen. In einer Abwicklung des Trägerelements liegen dann alle bis auf eine der Ausnehmungen auf einer Geraden. Weiterhin bevorzugt ist, dass die Ausnehmungen, die jeweils auf einer Helix liegen, gleiche relative Abstände in Umfangsrichtung aufweisen. Die Verteilung des Fluids kann dadurch weiter verbessert sein.
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Darüber hinaus ist bevorzugt, dass das Trägerelement als Innenlamellenträger einer Mehrscheibenkupplung ausgebildet ist. Die Ausnehmungen wirken dann als Zuführungen von Fluid zu den Reibelementen. In einer anderen Ausführungsform kann das Trägerelement auch als Außenlamellenträger ausgebildet sein, wobei die Ausnehmungen zum radialen Abführen des Fluids dienen können.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, wobei:
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1 eine Halbschnitt durch eine Reibkupplung;
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2 eine Ansicht des Innenlamellenträgers der Reibkupplung von 1; und
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3A bis 3D Abwicklungen des Innenlamellenträgers der Reibkupplung von 1 mit unterschiedlichen Anordnungen von Ausnehmungen
darstellt.
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1 zeigt einen Halbschnitt durch eine Reibkupplung 100. Die Reibkupplung 100 ist bevorzugterweise als nasslaufende Mehrscheiben-Lamellenkupplung ausgeführt. Die Reibkupplung 100 umfasst eine Drehachse 105, um die ein Innenlamellenträger 110 und ein Außenlamellenträger 115 drehbar gelagert sind. Erste Reibelemente 120 sind drehmomentschlüssig mit dem Innenlamellenträger 110 und zweite Reibelemente 125 drehmomentschlüssig mit dem Außenlamellenträger 115 verbunden. Der Drehmomentschluss wird bevorzugterweise jeweils durch Formschluss hergestellt, insbesondere durch eine Verzahnung. Die Reibelemente 120, 125 sind bevorzugterweise axial verschiebbar gegenüber dem jeweils zugeordneten Lamellenträger 110, 115 und können axial zusammengepresst werden, um einen Reibschluss zu erzeugen, der eine Übertragung von Drehmoment zwischen dem Innenlamellenträger 110 und dem Außenlamellenträger 115 erlaubt. Eine entsprechende Betätigungseinrichtung ist in 1 nicht dargestellt.
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Der Innenlamellenträger 110 umfasst einen zylindrischen Eingriffsbereich 130, der bevorzugterweise die oben erwähnte Verzahnung trägt. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist der Innenlamellenträger 110 topfförmig ausgebildet, in dem sich an den Eingriffsbereich 130 an einer axialen Seite ein radialer Abschnitt 135 anschließt. Der Innenlamellenträger 110 weist im zylindrischen Eingriffsbereich 130 mehrere radiale Ausnehmungen 140 auf, die zum Durchtritt von Fluid, insbesondere Öl, eingerichtet sind. Die Reibelemente 120, 125 können mittels der Ausnehmungen 140 mit Fluid versorgt werden, um eine Kühlung, eine Reinigung oder eine Schmierung zu bewirken. Weitere Ausnehmungen im Außenlamellenträger 115 zur Abführung des Fluids aus dem Bereich der Reibelemente 120, 125 sind ebenfalls möglich.
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2 zeigt eine Ansicht des Innenlamellenträgers 110 der Reibkupplung 100 von 1. Im Eingriffsbereich 130 sind einzelne Zähne 205 ausgebildet, die gleichmäßig auf einem Umfang um die Drehachse 105 verteilt sind. Die Ausnehmungen 140 befinden sich bevorzugterweise im Bereich der Zähne und nicht ihrer Zwischenräume; sind also dort in den Innenlamellenträger 110 eingebracht, wo sich der Eingriffsbereich 130 in radialer Richtung maximal von der Drehachse 105 nach außen erstreckt. In einer anderen Ausführungsform können die Ausnehmungen 140 auch jeweils zwischen benachbarten Zähnen 205 vorgesehen sein.
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3A bis 3D zeigen vier Abwicklungen des Innenlamellenträgers 110 bzw. dessen Eingriffsbereichs 130 in einer schematischen Darstellung, um die relative Lage der Ausnehmungen 140 besser zu erläutern. Im unteren Bereich der einzelnen Ausführungsformen ist jeweils zur Referenz ein Axialschnitt des Innenlamellenträgers 110 gezeigt. 3A zeigt eine Anordnung von Ausnehmungen 140, die aus dem Stand der Technik bekannt ist, 3B und 3C zeigen einfache Ausführungsformen und 3D eine komplexere Ausführungsform einer vorgeschlagenen Anordnung von Ausnehmungen 140 auf dem zylindrischen Eingriffsbereich 130.
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Die Abwicklungen sind so dargestellt, dass sich die Ausnehmungen 140, die sich in den Darstellungen von 3A bis 3D übereinander befinden, auf gleichen Umfängen um die Drehachse 105 befinden. Die vertikale Richtung in den 3A bis 3D im Bereich der Ausnehmungen 140 entspricht der Umfangsrichtung auf dem zylindrischen Eingriffsbereich 130 um die Drehachse 105.
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Es ist bevorzugt, dass die Ausnehmungen 140 in jeder der dargestellten Ausführungsformen 3A bis 3D jeweils in Anordnungen vorgesehen sind, die sich entlang des Umfangs um die Drehachse 105 wiederholen. Dazu sind mehrere Segmente 305 gewählt, die jeweils aneinander angrenzen. Jedes Segment 305 ist dabei in Umfangsrichtung – in den 3A bis 3D in vertikaler Richtung – gleich lang. Eine Anordnung von Ausnehmungen 140 in einem der Segmente 305 wird in den anderen Segmenten 305 wiederholt. Exemplarisch sind drei Segmente 305 vorgesehen, es können jedoch auch weniger oder mehr Segmente 305 verwendet werden.
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In axialer Richtung ist der zylindrische Eingriffsbereich 130 in nebeneinander liegende Spuren 310 unterteilt. Um die einzelnen Spuren 310 leichter verfolgen zu können, ist eine unterbrochene Linie jeweils in der Mitte der Spur 310 in 3A bis 3D dargestellt. Die Spuren 310 sind bevorzugterweise in axialer Richtung gleich breit und liegen weiter bevorzugt unmittelbar nebeneinander. In der dargestellten Ausführungsform sind sieben Spuren 310 vorgesehen, wobei auch mehr oder weniger Spuren 310 verwendet werden können.
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Üblicherweise entspricht die axiale Breite einer Spur 310 auch der axialen Breite einer Ausnehmung 140. Die Ausnehmungen 140 sind üblicherweise kreisrund.
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Bezug nehmend auf 3A können die Ausnehmungen 140 auf einer Helix 315 angeordnet sein, die sich schraubenförmig um die Drehachse 105 erstreckt. In den Abwicklungen der 3A bis 3D ist die Helix 315 als Gerade dargestellt. Jeder Spur 310 ist eine Ausnehmung 140 zugeordnet und die einzelnen Ausnehmungen 140 sind in Umfangsrichtung gleich voneinander beabstandet, und zwar bevorzugterweise auch über Grenzen von Segmenten 305 hinweg.
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Im Gegensatz dazu wird vorgeschlagen, einen zylindrischen Abschnitt 320 im zylindrischen Eingriffsbereich 130 vorzusehen, der frei von Ausnehmungen 140 ist. Dabei ist besonders bevorzugt, dass die axiale Breite des Abschnitts 320 eine axiale Breite aufweist, die zwischen der halben und der 1,5-fachen axialen Breite einer Spur 310 oder einer Ausnehmung 140 beträgt. In den Ausführungsformen 3B und 3C beträgt die Breite des Abschnitts 320 die einfache axiale Breite und in der Ausführungsform von 3D die halbe axiale Breite einer Spur 310 bzw. einer Ausnehmung 140.
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Bezug nehmend auf 3B kann der ausnehmungsfreie, zylindrische Abschnitt 320 gebildet werden, indem eine der Ausnehmungen 140 in eine benachbarte Spur 310 verschoben wird. Es ist bevorzugt, dass der ausnehmungsfreie Abschnitt 320 zwischen Spuren 310 liegt, die jeweils wenigstens eine Ausnehmung 140 tragen. Der Abschnitt 320 dient der Versteifung des Innenlamellenträgers 110 im Eingriffsbereich 130. Weiter ist bevorzugt, dass der ausnehmungsfreie Abschnitt 320 axial möglichst weit von dem radialen Abschnitt 135 entfernt ist, wenn der Innenlamellenträger 110 wie dargestellt topfförmig ausgebildet ist. Die bezüglich der Ausführungsform von 3A verschobene Ausnehmung 140 findet sich daher in der dargestellten Ausführungsform in der zweiten Spur 310 von rechts.
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Bezug nehmend auf 3C kann die Ausnehmung 140 auch in die andere axiale Richtung verschoben werden, sodass die in 3C axial maximal von dem radialen Abschnitt 135 entfernte Spur 310 zwei Ausnehmungen 140 pro Segment 305 trägt. Die axiale Position des ausnehmungsfreien Abschnitts 320 in den Ausführungsformen der 3B und 3C ist dabei gleich. Der Neigungswinkel der Helices 315 jeweils bezüglich der Drehachse 105 ist in allen vier dargestellten Ausführungsformen gleich.
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3D zeigt eine weitere Ausführungsform, die sich an die von 3B anlehnt. Dabei sind die Ausnehmungen 140 eines der Segmente 305, in der dargestellten Ausführungsform des mittleren Segments 305, in axialer Richtung um die halbe axiale Breite einer Ausnehmung 140 bzw. einer Spur 310 verschoben. Die Verschiebung betrifft jedoch nur die Ausnehmungen 140 auf einer axialen Seite des ausnehmungsfreien Abschnitts 320. In diesem Segment 305 wird daher die axiale Breite des ausnehmungsfreien Abschnitts 320 gegenüber der Ausführungsform von 3B um die halbe axiale Breite einer Spur 310 bzw. einer Ausnehmung 140 verschmälert.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Reibkupplung
- 105
- Drehachse
- 110
- Innenlamellenträger
- 115
- Außenlamellenträger
- 120
- erste Reibelemente
- 125
- zweite Reibelemente
- 130
- zylindrischer Eingriffsbereich
- 135
- radialer Abschnitt
- 140
- Ausnehmung
- 205
- Zahn
- 305
- Segment
- 310
- Spur
- 315
- Helix
- 320
- ausnehmungsfreier Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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