DE102015224753B3 - Dry clutch arrangement - Google Patents
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Abstract
Trockenkupplungsanordnung (1) umfassend zumindest ein Reiblamellenpaar, wobei das Reiblamellenpaar eine Innenlamelle (4) und eine Außenlamelle aufweist, wobei die Innenlamelle (4) mit einem Innenlamellenträger und die Außenlamelle mit einem Außenlamellenträger (3) verbunden ist, wobei der Außenlamellenträger (3) im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und die Innenlamelle (4) und die Außenlamelle innerhalb des Außenlamellenträgers (3) angeordnet sind, wobei der Außenlamellenträger (3) an seinem zylindermantelförmigen Zylinderabschnitt (3.4) mehrere erste Öffnungen (3.1) aufweist und an seinem Boden (3.3) mehrere zweite Öffnungen (3.2) aufweist, wobei die Innenlamelle (4) und/oder die Außenlamelle jeweils mehrere dritte Öffnungen (4.1) aufweisen, wobei der Außenlamellenträger (3), die Innenlamelle (4) und die Außenlamelle (5) derart zusammenwirken, dass über die ersten Öffnungen (3.1) die zweiten Öffnungen (3.2) und die dritten Öffnungen (4.1) ein Kühlströmungspfad ausgebildet ist.A dry clutch arrangement (1) comprising at least one pair of friction disks, the friction disk pair having an inner disk (4) and an outer disk, wherein the inner disk (4) is connected to an inner disk carrier and the outer disk is connected to an outer disk carrier (3), wherein the outer disk carrier (3) Is formed substantially cup-shaped and the inner plate (4) and the outer plate within the outer disc carrier (3) are arranged, wherein the outer disc carrier (3) at its cylinder jacket-shaped cylinder portion (3.4) has a plurality of first openings (3.1) and at its bottom (3.3) more second openings (3.2), wherein the inner plate (4) and / or the outer plate each have a plurality of third openings (4.1), wherein the outer plate carrier (3), the inner plate (4) and the outer plate (5) cooperate in such a way that the first openings (3.1) the second openings (3.2) and the third openings (4.1) a Kühlström Training path is formed.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trockenkupplungsanordnung umfassend zumindest ein Reiblamellenpaar, wobei das Reiblamellenpaar eine Innenlamelle und eine Außenlamelle aufweist, wobei die Innenlamelle mit einem Innenlamellenträger und die Außenlamelle mit einem Außenlamellenträger verbunden ist, wobei der Außenlamellenträger im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und die Innenlamelle und die Außenlamelle innerhalb des Außenlamellenträgers angeordnet sind.The present invention relates to a dry clutch arrangement comprising at least one pair of friction disks, the friction disk pair having an inner disk and an outer disk, wherein the inner disk is connected to an inner disk carrier and the outer disk is connected to an outer disk carrier, wherein the outer disk carrier is formed substantially cup-shaped and the inner disk and the outer disk are arranged within the outer disk carrier.
Stand der TechnikState of the art
Bei Trockenkupplungen, beispielsweise Mehrscheibenkupplungen für Allradgetriebe, stellt sich das Problem, dass insbesondere bei kompakter Bauweise eine thermische Überlastung auftreten kann.In dry clutches, such as multi-plate clutches for all-wheel drive, there is the problem that, especially in a compact design, a thermal overload can occur.
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Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Trockenkupplungsanordnungen der genannten Art in der Hinsicht zu verbessern, dass auf einfache Weise eine Kühlung der Trockenkupplungsanordnungen, insbesondere der Reibbeläge solcher Trockenkupplungsanordnungen ermöglicht wird.It is an object of the invention to improve dry clutch assemblies of the type mentioned in such a way that a cooling of the dry clutch assemblies, in particular the friction linings of such dry clutch assemblies is made possible in a simple manner.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Trockenkupplungsanordnung, wobei die Trockenkupplungsanordnung in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet ist, umfassend zumindest ein Reiblamellenpaar, wobei das Reiblamellenpaar eine Innenlamelle und eine Außenlamelle aufweist, wobei die Innenlamelle mit einem Innenlamellenträger und die Außenlamelle mit einem Außenlamellenträger verbunden ist, wobei der Außenlamellenträger im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und die Innenlamelle und die Außenlamelle innerhalb des Außenlamellenträgers angeordnet sind, wobei der Außenlamellenträger an einem zylindermantelförmigen Zylinderabschnitt mehrere erste Öffnungen und an einem Boden mehrere zweite Öffnungen aufweist, wobei die Innenlamelle und/oder die Außenlamelle jeweils mehrere dritte Öffnungen sowie an ihrem Außenumfang ausgebildete radiale Ausnehmungen aufweisen, wobei der Außenlamellenträger, die Innenlamelle und die Außenlamelle derart zusammenwirken, dass über die zweiten Öffnungen und die dritten Öffnungen ein Zulaufpfad für das Kühlmedium ausgebildet ist und die radialen Ausnehmungen einen Teil eines Ablaufpfades für das Kühlmedium bilden, wobei das Gehäuse an der dem Außenlamellenträger zugewandten Seite eine Verrippung aufweist und die radialen Ausnehmungen das Kühlmedium in Richtung der ersten Öffnungen des Außenlamellenträgers leiten, wobei das Kühlmedium durch die ersten Öffnungen in Richtung Gehäuse strömen kann.The object is achieved by a dry clutch arrangement, wherein the dry clutch arrangement is arranged in a closed housing, comprising at least one Reiblamellenpaar, the Reiblamellenpaar having an inner plate and an outer plate, wherein the inner plate is connected to an inner disc carrier and the outer disc with an outer disc carrier, wherein the outer disk carrier is substantially pot-shaped and the inner disk and the outer disk are arranged within the outer disk carrier, the outer disk carrier having a plurality of first openings on a cylinder jacket-shaped cylinder portion and a plurality of second openings on a bottom, the inner disk and / or the outer disk each having a plurality of third openings and have on their outer circumference formed radial recesses, wherein the outer disk carrier, the inner disk and the outer disk cooperate in such a way that over the second openings and the third openings, an inlet path for the cooling medium is formed and the radial recesses form part of a drain path for the cooling medium, wherein the housing on the side facing the outer plate carrier ribbing and the radial recesses, the cooling medium in the direction of the first openings of the Guide outer disk carrier, wherein the cooling medium can flow through the first openings in the direction of the housing.
Erfindungsgemäß ist die Trockenkupplungsanordnung in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Gehäuse geschlossen ist. Das hat den Vorteil, dass die Reibflächen vor Verschmutzung und Feuchtigkeit geschützt sind und die Funktionalität der Trockenkupplungsanordnung nicht beeinträchtigt wird.According to the invention, the dry clutch arrangement is arranged in a housing, wherein the housing is closed. This has the advantage that the friction surfaces are protected from dirt and moisture and the functionality of the dry clutch assembly is not affected.
Zur Kühlung der Trockenkupplungsanordnung wird die im Gehäuse vorhandene Luft genutzt. Der Wärmetransport erfolgt somit von der Trockenkupplungsanordnung über die Luft auf das Gehäuse.For cooling the dry clutch arrangement, the air present in the housing is used. The heat transfer thus takes place from the dry clutch arrangement via the air to the housing.
Das Gehäuse weist erfindungsgemäß eine Verrippung zur Vergrößerung der Kühlfläche des Gehäuses an der dem Außenlamellenträger zugewandten Seite des Gehäuses aufweisen. Das Gehäuse kann aber zusätzlich oder alternativ an der dem Außenlamellenträger abgewandten Seite des Gehäuses ebenfalls eine Verrippung aufweisen.According to the invention, the housing has a ribbing for enlarging the cooling surface of the housing on the side of the housing facing the outer disk carrier. The housing may additionally or alternatively at the External disk carrier side facing away from the housing also have a ribbing.
Falls erforderlich kann auch ein Wärmetauscher an der Gehäuseoberfläche vorgesehen werden, wobei der Wärmetauscher ein beliebiges im Stand der Technik bekanntes Kühlmedium verwendet.If necessary, a heat exchanger may also be provided on the housing surface, wherein the heat exchanger uses any known in the art cooling medium.
Erfindungsgemäß wird durch die Anordnung der ersten Öffnungen, der zweiten Öffnungen und der dritten Öffnungen eine Zirkulation eines Kühlmediums, bevorzugt Umgebungsluft, ermöglicht, wobei der Pfad des Kühlmediums im Wesentlichen durch die ersten Öffnungen, die zweiten Öffnungen und die dritten Öffnungen verläuft.According to the invention, the arrangement of the first openings, the second openings and the third openings allows a circulation of a cooling medium, preferably ambient air, whereby the path of the cooling medium extends essentially through the first openings, the second openings and the third openings.
Der durch die ersten Öffnungen, die zweiten Öffnungen und die dritten Öffnungen gebildete Pfad des Kühlmediums dient insbesondere der Kühlung des Reiblamellenpaares, bevorzugt von Reibbelägen der Innenlamellen und/oder der Außenlamellen.The path of the cooling medium formed by the first openings, the second openings and the third openings serves, in particular, to cool the friction plate pair, preferably friction linings of the inner plates and / or the outer plates.
Bevorzugt bilden die zweiten Öffnungen und die dritten Öffnungen einen Zulaufpfad für das Kühlmedium der sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt.Preferably, the second openings and the third openings form an inlet path for the cooling medium which extends substantially in the axial direction.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die Innenlamellen und/oder die Außenlamellen radiale Ausnehmungen auf, wobei die radialen Ausnehmungen am Außenumfang der Innenlamellen und/oder der Außenlamellen ausgebildet sind. Die radialen Ausnehmungen der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle sind vorgesehen, um die Luft in axiale Richtung umzulenken und die Luft erfindungsgemäß in Richtung der ersten Öffnungen des Außenlamellenträgers zu leiten.According to the present invention, the inner disk and / or the outer disk radial recesses, wherein the radial recesses on the outer circumference of the inner disk and / or the outer disk are formed. The radial recesses of the inner plate and / or the outer plate are provided to redirect the air in the axial direction and to guide the air according to the invention in the direction of the first openings of the outer plate carrier.
Die radialen Ausnehmungen bilden erfindungsgemäß einen Teil eines Ablaufpfades für das Kühlmedium, wobei entsprechend der vorliegenden Erfindung das an den Reibflächen erwärmte Kühlmedium durch die ersten Öffnungen des Außenlamellenträgers in Richtung Gehäuse zur Abkühlung des Kühlmediums strömen kann.According to the invention, the radial recesses form part of a drainage path for the cooling medium, and according to the present invention, the cooling medium heated at the friction surfaces can flow through the first openings of the outer disk carrier in the direction of the housing for cooling the cooling medium.
Das abgekühlte Kühlmedium wird danach bevorzugt wieder über die zweiten und dritten Öffnungen dem Reibbelag der Innenlamelle und/oder Außenlamelle zugeführt.The cooled cooling medium is then preferably returned to the friction lining of the inner disk and / or outer disk via the second and third openings.
Vorteilhaft ist, dass keine zusätzlichen Bauteile zur aktiven Belüftung der Trockenkupplungsanordnung benötigt werden.It is advantageous that no additional components for active ventilation of the dry clutch assembly are needed.
Der Bauraum als auch der Aufbau der erfindungsgemäßen Trockenkupplungsanordnung entspricht hierdurch teilweise einer Nasskupplung, wodurch auch die Anforderungen an eine Nasskupplung erfüllt sein können und eine solche beispielsweise substituiert werden kann.The space and the structure of the dry clutch assembly according to the invention thus partially corresponds to a wet clutch, whereby the requirements for a wet clutch can be met and such example can be substituted.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Trockenkupplung liegt in minimalen Schleppverlusten im geöffneten Zustand der Kupplung.An advantage of the dry clutch according to the invention lies in minimal drag losses in the opened state of the clutch.
Bevorzugt ist die Trockenkupplungsanordnung als Mehrscheibenkupplung ausgebildet.Preferably, the dry clutch arrangement is designed as a multi-plate clutch.
Der Außenlamellenträger ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und umfasst daher einen runden scheibenförmigen Boden und einen zylindermantelförmigen Zylinderabschnitt. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die ersten Öffnungen des Außenlamellenträgers an dem zylindermantelförmigen Zylinderabschnitt des Außenlamellenträgers im Wesentlichen in axialer Richtung, bilden also Langlöcher in axialer Richtung.The outer disk carrier is substantially cup-shaped and therefore comprises a round disk-shaped bottom and a cylinder jacket-shaped cylinder portion. According to one embodiment of the invention, the first openings of the outer disk carrier extend on the cylinder jacket-shaped cylinder portion of the outer disk carrier substantially in the axial direction, thus forming elongated holes in the axial direction.
Der Zylinderabschnitt weist bevorzugt radial an seiner Innenseite abwechselnd Nuten und Stege auf. Die ersten Öffnungen sind bevorzugt in den Nuten ausgebildet und ermöglichen eine radiale Durchströmung der Luft durch den Außenlamellenträger.The cylinder section preferably has radially on its inner side alternately grooves and webs. The first openings are preferably formed in the grooves and allow a radial flow of air through the outer disk carrier.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die ersten Öffnungen in jeder zweiten Nut des Außenlamellenträgers ausgebildet.In a preferred embodiment, the first openings are formed in each second groove of the outer disk carrier.
Die mit dem Außenlamellenträger verbundene Außenlamelle greift bevorzugt mit einem radial ausgebildeten Profil in die Nuten des Außenlamellenträgers ein. Das Profil der Außenlamelle ist bevorzugt so ausgebildet, dass die Außenlamelle in jede zweite Nut des Außenlamellenträgers eingreift, besonders bevorzugt in solche Nuten die keine erste Öffnung aufweisen.The outer disk connected to the outer disk carrier preferably engages with a radially formed profile in the grooves of the outer disk carrier. The profile of the outer disk is preferably formed so that the outer disk engages in every second groove of the outer disk carrier, particularly preferably in such grooves which have no first opening.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die zweiten Öffnungen des Außenlamellenträgers regelmäßig verteilt angeordnet. Die zweiten Öffnungen sind im Boden des Außenlamellenträgers vorgesehen und erlauben eine axiale Durchströmung der Luft in Richtung der im topfförmigen Außenlamellenträger angeordneten Innen- und Außenlamellen.According to one embodiment of the invention, the second openings of the outer disk carrier are arranged distributed regularly. The second openings are provided in the bottom of the outer disk carrier and allow an axial flow through the air in the direction of the cup-shaped outer disk carrier disposed inner and outer disks.
Die zweiten Öffnungen sind bevorzugt im Bereich des zylindermantelförmigen Zylinderabschnitts des Außenlamellenträgers ausgebildet.The second openings are preferably formed in the region of the cylinder jacket-shaped cylindrical portion of the outer disk carrier.
Die Anzahl der dritten Öffnungen der Innenlamellen und/oder Außenlamellen kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Anzahl der zweiten Öffnungen des Außenlamellenträgers entsprechen. Alternativ kann sich die Anzahl der zweiten Öffnungen von der Anzahl der dritten Öffnungen unterscheiden.The number of third openings of the inner disk and / or outer disk may correspond in a preferred embodiment, the number of second openings of the outer disk carrier. Alternatively, the number of second openings may differ from the number of third openings.
Die zweiten und dritten Öffnungen können im Wesentlichen die gleiche Geometrie aufweisen. Die dritten Öffnungen der Innenlamellen und/oder Außenlamellen dienen ebenfalls einer axialen Durchströmung der Luft.The second and third openings may have substantially the same geometry. The third openings of the inner disks and / or outer disks also serve for an axial flow through the air.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Außenlamelle im Wesentlichen eine Kreisringform mit einer Kreisringbreite auf, welche die dritten Öffnungen der Innenlamelle freigibt. Der Innenkreis des Kreisrings weist dabei einen Radius auf, der groß genug ist, so dass die Projektionen der dritten Öffnungen der Innenlamelle innerhalb dessen Durchmessers liegen. Bei dieser Ausführungsform weist die Außenlamelle keine dritten Öffnungen auf.In a preferred embodiment, the outer disk substantially has a circular ring shape with a circular ring width, which releases the third openings of the inner disk. The inner circle of the circular ring has a radius which is large enough so that the projections of the third openings of the inner plate are within its diameter. In this embodiment, the outer plate has no third openings.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform fluchten die zweiten Öffnungen des Außenlamellenträgers mit den dritten Öffnungen der Außenlamelle. Bei dieser Ausführungsform weist die Außenlamelle dritte Öffnungen auf, wobei die Anzahl und Geometrie der dritten Öffnungen bevorzugt jener der dritten Öffnungen der Innenlamelle entsprechen.In a further preferred embodiment, the second openings of the outer disk carrier are aligned with the third openings of the outer disk. In this embodiment, the outer lamella has third openings, wherein the number and geometry of the third openings preferably correspond to those of the third openings of the inner lamella.
Die dritten Öffnungen der Innenlamelle können bei gleicher Anzahl und Geometrie in einer entsprechenden statischen Anordnung mit den zweiten und/oder dritten Öffnungen des Außenlamellenträgers bzw. der Außenlamelle fluchten, sind jedoch aufgrund der Differentialdrehzahl zwischen Außenlamellenträger und Innenlamelle im Betrieb in einer nicht bestimmten Position relativ zu den zweiten bzw. dritten Öffnungen des Außenlamellenträgers bzw. der Außenlamelle.The third openings of the inner disk can be aligned with the same number and geometry in a corresponding static arrangement with the second and / or third openings of the outer disk carrier or the outer disk, but are due to the differential speed between outer disk carrier and inner disk in operation in a non-specific position relative to the second and third openings of the outer disk carrier and the outer disk.
Der Pfad für das Kühlmedium ist jedoch trotzdem gegeben, insbesondere dadurch, dass der Reibbelag der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle einen Zwischenraum bildet, durch welchen das Kühlmedium axial und/oder radial in Richtung zu den dritten Öffnungen strömen kann. Zusätzlich kann durch einen derartigen Zwischenraum das Kühlmedium vorteilhaft radial in Richtung der Reibfläche des Reibbelags geführt werden.However, the path for the cooling medium is nevertheless given, in particular in that the friction lining of the inner disk and / or the outer disk forms a gap through which the cooling medium can flow axially and / or radially in the direction of the third openings. In addition, the cooling medium can advantageously be guided radially in the direction of the friction surface of the friction lining by such a gap.
In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Anzahl der radialen Ausnehmungen der Anzahl der dritten Öffnungen der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle.In a preferred embodiment, the number of radial recesses corresponds to the number of third openings of the inner plate and / or the outer plate.
Die radialen Ausnehmungen der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle sind zu den dritten Öffnungen der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle derart versetzt angeordnet, dass eine radiale Ausnehmung jeweils im Wesentlichen mittig zwischen zwei benachbarten dritten Öffnungen der Innenlamelle und der Außenlamelle ausgebildet ist.The radial recesses of the inner plate and / or the outer plate are offset from the third openings of the inner plate and / or the outer plate such that a radial recess is formed in each case substantially centrally between two adjacent third openings of the inner plate and the outer plate.
Die Innenlamelle und/oder die Außenlamelle weisen in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einen Reibbelag auf, wobei der Reibbelag im Wesentlichen am Außenumfang der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle angeordnet ist und durch die radialen Ausnehmungen der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle unterbrochen ist.The inner plate and / or the outer plate have in a further preferred embodiment, a friction lining, wherein the friction lining is disposed substantially on the outer circumference of the inner plate and / or the outer plate and is interrupted by the radial recesses of the inner plate and / or the outer plate.
Der Reibbelag kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine Reibfläche aufweisen, welche nicht 360° geschlossen ist, sondern durch die radialen Ausnehmungen unterbrochen wird. Das hat den Nachteil, dass die Reibfläche verkleinert wird, dafür den Vorteil, dass mehr Luft und somit mehr Kühlung an den Reibbelag gelangt.The friction lining may in a preferred embodiment have a friction surface which is not closed 360 °, but is interrupted by the radial recesses. This has the disadvantage that the friction surface is reduced, but the advantage that more air and thus more cooling reaches the friction lining.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.The invention will now be described by way of example with reference to the drawings.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Die Außenlamelle
Bei dieser Ausführungsvariante weist nur die Innenlamelle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- TrockenkupplungsanordnungDry clutch arrangement
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- AußenlamellenträgerExternal disk carrier
- 3.13.1
- erste Öffnungfirst opening
- 3.23.2
- zweite Öffnungsecond opening
- 3.33.3
- Bodenground
- 3.43.4
- zylindermantelförmiger Zylinderabschnittcylinder jacket-shaped cylinder section
- 3.53.5
- Nutgroove
- 3.63.6
- Stegweb
- 44
- Innenlamelleinner plate
- 4.14.1
- dritte Öffnungthird opening
- 4.24.2
- radiale Ausnehmungradial recess
- 55
- Außenlamelleouter plate
- 66
- Reibbelagfriction lining
- AA
- KreisringbreiteAnnulus width
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