DE102016212969A1

DE102016212969A1 - Lamellenkupplung sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016212969A1
Application number: DE102016212969.4A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dacho; Anne Fritz; Matthias Tögel; Horst Röllecke
Original assignee: Ing Lang & Menke GmbH; Lang & Menke Ing GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: Ing Lang & Menke GmbH; Lang & Menke Ing GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2018-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung mit wenigstens einer Lamelle und wenigstens einem Vorspannelement zum Vorspannen wenigstens einer Lamelle in radialer Richtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement wenigstens eine erste radial federnde Federzunge aufweist, die wenigstens eine Lamelle der Lamellenkupplung in radialer Richtung mit einer Vorspannkraft beaufschlagt. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Lamelle und wenigstens einem Vorspannelement (30) zum Vorspannen wenigstens einer Lamelle in radialer Richtung, sowie ein Kraftfahrzeug.
Lamellenkupplungen, insbesondere für Fahrzeuge, weisen im Allgemeinen einen ersten Lamellenträger und einen zweiten Lamellenträger auf, die mehrere ineinandergreifende Lamellen tragen. Die Lamellen sind abwechselnd angeordnet und können mittels einer axial ausgerichteten Kraft miteinander in Reibschluss gebracht werden, so dass ein Drehmoment vom ersten auf den zweiten Lamellenträger übertragbar ist. Lamellenträger und Lamellen sind dabei derart ausgebildet, dass, um ein umfängliches Verdrehen der Lamellen im Lamellenträger zu verhindern, der Lamellenträger eine Verzahnung aufweist, in die die Lamellen mit ihrer komplementär ausgebildeten Verzahnung eingreifen können. Um in Reibschluss zu gehen, werden die Lamellen axial mit Kraft beaufschlagt, wobei sich die einzelnen Lamellen an einer Endlamelle abstützen. Die Endlamelle wiederum ist mittels eines Sicherungselements, insbesondere eines Sprengrings, axial abgestützt. Um die Lamellen an dem Lamellenträger zu befestigen bzw. aufzustecken, ist ein gewisses Verzahnungsspiel notwendig. Bei bestimmten Betriebszuständen bzw. Schwingungen im Antriebsstrang kann dieses Spiel dazu führen, dass die Lamellen im Lamellenträger klappern, wobei insbesondere die Endlamelle aufgrund ihrer größeren Masse von einen Klappern betroffen ist. In ungünstigen Fällen kann es sogar dazu führen, dass die Anlageflächen der Lamellen gegeneinander schlagen und die Lamellen in eine Taumelbewegung versetzt werden. Dies führt wiederum dazu, dass die Lamellen oder der Lamellenträger oder auch andere Bauteile beschädigt werden oder unüblichen Verschleiß unterliegen. Das üblicherweise eingebaute Sicherungselement für die Lamellen sichert die Lamellen zwar axial und kann sie auch axial vorspannen, diese Vorspannung kann jedoch einem Klappern oder Taumeln der Lamellen im Lamellenträger nur unwesentlich entgegenwirken.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, das Verzahnungsspiel zwischen den Lamellen und insbesondere der Endlamelle, und dem Lamellenträger zu begrenzen.
Diese Aufgabe wird durch eine Lamellenkupplung gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 14 gelöst.
Als Kern der Erfindung wird angesehen, eine oder mehrere Lamellen der Lamellenkupplung radial vorzuspannen und dadurch das Spiel zu begrenzen. Dafür wird ein Vorspannelement zum Vorspannen einer Endlamelle bereitgestellt, das wenigstens eine erste radial federnde Federzunge aufweist, wobei die erste Federzunge wenigstens eine Lamelle der Lamellenkupplung in radialer Richtung mit einer Vorspannkraftbeaufschlagt.
Vorzugsweise kann das Vorspannelement eine zweite radial federnde Federzunge aufweisen, die als axiale Sicherung wirkt.
Da sich insbesondere herausgestellt hat, dass aufgrund der für die Ausbildung eines axialen Anschlags für die Lamellen des Lamellenpakets notwendigen größeren Masse der Endlamelle gegenüber den anderen Lamellen ein Rasseln bzw. Klappern besonders bei der Endlamellen-Lamellenträger-Verzahnung auftritt, bewirkt die Anordnung der Federzungen an der Endlamelle, dass die Endlamelle spielfrei von einer Verzahnung eines Lamellenträgers aufgenommen werden kann.
Vorteilhafterweise wird durch das Vorspannelement die Endlamelle soweit radial aus der zentralen Lage gedrückt, bis das Verzahnungsspiel zwischen Lamelle und dem Lamellenträger überbrückt ist und eine Anlage mehrerer Zähne am Umfang stattfindet. Dadurch wird eine Geräuschentwicklung durch Verzahnungsspiel verhindert. Zudem hat diese gezielte Deachsierung der Endlamelle hat den Vorteil, dass durch die eindeutige Lage der Endlamelle gegenüber dem Lamellenträger und damit auch der Drehachse eine definierte Unwucht entsteht, auf die durch geeignete Gegenmaßnahmen eingegangen werden kann. Im Gegensatz dazu nehmen Lamellen und insbesondere Endlamellen ohne die radiale Vorspannung durch ein Vorspannelement aufgrund ihres Verzahnungsspiels ständig eine neue Position gegenüber dem Lamellenträger bzw. der Drehachse ein, so dass hier keine Reproduzierbarkeit und damit keine Möglichkeit eines Ausgleichs gegeben ist.
Zudem weist das Vorspannelement eine weitere Federzunge auf, die eine axiale Sicherung des Vorspannelements an der Endlamelle bereitstellt. Dazu ist die Federzunge vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie radial aus der Ebene des Vorspannelements hervorsteht und dazu ausgelegt ist, beim Einbau von der Endlamelle unter- bzw. überfahren zu werden und hinter der Endlamelle federnd auszuschwenken. Dadurch wird das Vorspannelement axial unmittelbar an der Endlamelle und mittelbar an dem Lamellenträger gesichert und kann auch seine Lage nicht wesentlich verändern. Die axiale Befestigung eines Vorspannelement wie aus dem Stand der Technik bei Zahnkupplungen bekannt, wie beispielsweise der DE 198 05 252 , kann nicht verwendet werden, da der üblicherweise topfförmig ausgeformte Lamellenträger keine Anbringungsmöglichkeiten für das aus dem Stand der Technik bekannte Vorspannelement bereitstellt. Ein Transfer der Idee aus dem Stand der Technik ist also nur möglich, wenn der Fachmann erfinderisch tätig wird, um das bekannte Element für einen Einsatz an einer Lamellenkupplung weiterzubilden.
Ist die zweite Federzunge zudem als Doppelfederzunge ausgebildet, wie ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, ist zudem eine axiale Abstützung und Sicherung der Endlamelle gewährleistet. Ein axiales Verkippen der Endlamelle ist dann vorteilshafterweise zuverlässig vermieden.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Vorspannelement als Blattfeder ausgebildet. Blattfedern bestehen üblicherweise aus federnd ausgeformten Blechelementen, wobei die Ausformung beispielsweise durch Stanzen und/oder Biegevorgänge bereitgestellt werden kann. Dadurch kann ein einfaches und kostengünstiges Vorspannelement hergestellt werden.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Vorspannelement derart ausgebildet, dass es in eine Nut eines des mindestens eine Lamelle aufnehmenden Lamellenträgers eingepasst werden kann, wobei insbesondere eine Breite des Vorspannelements in etwa einer Breite des Nutgrunds entspricht. Das bedeutet gleichzeitig, dass lediglich ein Nutgrund des Lamellenträgers mit einem derartigen Vorspannelement ausgestattet werden muss, so dass das Vorspannelement nur einen geringen Anteil am Umfang der Lamellenkupplung hat. Dadurch werden Ölfluss und Kühlung in der Lamellenkupplung nicht durch ein zusätzlich umfänglich angeordnetes Element ungünstig beeinflusst. Zum anderen hat die Ausgestaltung den Vorteil, dass gleichzeitig eine umfängliche Positionssicherung des Vorspannelements gegeben ist, da sich das Vorspannelement an den Zähnen des Lamellenträgers abstützen kann. Zudem weist ein einzelnes Element, das in eine einzelne Nut eingelegt werden muss, einen geringen Montageaufwand auf. Da gleichzeitig wenig Material benötigt wird, ist das Vorspannelement mit geringen Kosten und einem geringen Materialaufwand behaftet. Zudem wird die Kupplung nicht zusätzlich einseitig mit einem weiteren Bauteil beschwert, so dass aufgrund des Vorspannelements keine nenneswerte Unwucht entstehen kann. Wie oben bereits erwähnt, kann zudem der durch die gezielte Deachsierung der mindestens einen Lamelle und das zusätzlichen Vorspannelement entstehende definierte Unwucht durch geeignete Gegenmaßnahmen entgegengewirkt werden. Im Gegensatz dazu wird im Stand der Technik zwar keine Unwucht über das Vorspannelement eingetragen, aber die Lamellen nehmen auch aufgrund ihres Verzahnungsspiels ständig eine neue Position gegenüber dem Lamellenträger bzw. der Drehachse ein, so dass hier keine Reproduzierbarkeit und damit keine Möglichkeit eines Ausgleichs gegeben ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel entspricht eine Länge des Vorspannelements in etwa einer axialen Länge des Lamellenträgers. Dies hat den Vorteil, dass selbst bei Fehlen des zweiten federnden Elements eine gewisse axiale Abstützung gegeben ist. Des Weiteren ermöglicht es eine zusätzliche axiale Abstützung in einer der zweiten Federzunge entgegengesetzten Richtung.
Alternativ oder zusätzlich kann das Vorspannelement zudem an einem axialen Ende eine sich in radialer Richtung erstreckende Flanke aufweisen, die dazu ausgelegt ist, eine weitere axiale Sicherung der Endlamelle bereitzustellen. Dabei kann insbesondere die Flanke dazu ausgelegt sein, zusammen mit der zweiten Federzunge die Endlamelle axial zu umfassen. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass, selbst wenn die Länge des Vorspannelements nicht der gesamten Länge des Lamellenträgers entspricht, das Vorspannelement in beiden axialen Richtungen in seiner Position gesichert ist. Dies hat zudem den Vorteil, dass nicht für jede Lamellenkupplung bzw. jeden Lamellenträger, ein spezielles Vorspannelement gefertigt werden muss, sondern dass, egal welche axiale Länge der Lamellenträger aufweist, ein Vorspannelement eingebracht werden kann. Insbesondere vorteilhaft ist dies bei bereits bestehenden Lamellenkupplungen, die mit einem Vorspannelement ausgestattet werden.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die sich in radialer Richtung erstreckende Flanke einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich aufweisen, der dazu ausgelegt ist, in einen Spalt eines des mindestens eine Lamelle axial sichernden Sicherungselements, insbesondere eines Sprengrings, einzugreifen. Dadurch kann neben der radialen Vorspannung der Endlamelle und der axialen Sicherung auch Einwirkung auf den Sprengring genommen werden, der bei bestimmten Betriebszuständen dazu tendiert, sich in Umfangsrichtung zu drehen. Der, sich in axialer Richtung erstreckende Bereich der Flanke greift dabei in den für die Montage des Sicherungselements notwendigen Spalt im Sprengring ein und verhindert aufgrund seiner Einbaulage eine umfängliche Bewegung bzw. ein Verdrehen des Sprengrings.
Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem ersten Lamellenträger, insbesondere einem Außenlamellenträger, der dazu ausgelegt ist, mindestens eine erste Lamelle, insbesondere eine Außenlamelle, aufzunehmen, und mindestens einem zweiten Lamellenträger, insbesondere einem Innenlamellenträger, der dazu ausgelegt ist, mindestens eine zweite Lamelle, insbesondere eine Innenlamelle, aufzunehmen, wobei die mindestens eine erste Lamelle und die mindestens eine zweite Lamelle in Reibschluss bringbar sind, um ein Drehmoment von dem einen Lamellenträger auf den anderen Lamellenträger zu übertragen. Dabei weist die Lamellenkupplung weiterhin mindestens eine Endlamelle auf, die dazu ausgelegt ist, einen axialen Anschlag für die mindestens eine erste Lamelle und/oder für die mindestens eine zweite Lamelle zu bilden. Dabei ist entweder am ersten Lamellenträger und/oder am zweiten Lamellenträger ein oben beschriebenes Vorspannelement vorgesehen, welches die Endlamelle radial mit einer Vorspannkraft beaufschlagt und axial in ihrer Position sichert.
Um einen axialen Anschlag für die Lamellen des Lamellenpakets darstellen zu können, ist vorteilhafterweise die Endalmelle dicker ausgeführt und weist demnach eine größere Masse als die erste und/oder zweite Lamelle auf. Dies bewirkt aber auch, wie oben bereits beschrieben, dass das Rasseln bzw. Klappern besonders bei der Endlamellen-Lamellenträger-Verzahnung auftritt. Deshalb bewirkt die Anordnung des Vorspannelements an der Endlamelle, dass die Endlamelle spielfrei von der Verzahnung des Lamellenträgers aufgenommen ist. Dabei kann die Endlamelle sowohl an dem ersten Lamellenträger als auch an dem zweiten Lamellenträger befestigt sein.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Lamellenkupplung weiterhin ein Sicherungselement, insbesondere einen Sprengring auf, der dazu ausgelegt ist, die Endlamelle bzw. das gesamte Lamellenpaket axial abzustützen. Zur Montage weist das Sicherungselement bzw. der Sprengring üblicherweise einen sogenannten Sprengringspalt auf, der es ermöglicht, den Sprengring in einer vorgesehenen Nut im Lamellenträger anzubringen. Dabei ist dabei das Vorspannelement dazu ausgebildet, dass es mit einem oben beschriebenen axialen Bereich einer radial ausgerichteten Flanke in die Sprengringöffnung eingreifen kann, so dass der Sprengring an einem umfänglichen Verdrehen gehindert ist. Zudem kann sich der Sprengring in seinem Umfang aufgrund des im Sprengringspalt aufgenommenen axialen Bereichs der Flanke nicht größenmäßig verändern, so dass er nicht aus seiner Nut herausspringen kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen gezeigt.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die gezeigten Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und legen nicht den Schutzbereich der Anmeldung fest. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht durch eine Lamellenkupplung mit Vorspannelement;
2 eine schematische Detailansicht des Vorspannelements aus 1;
3 eine schematische räumliche Darstellung des Vorspannelements aus 1 und 2;
4 eine schematische Detailansicht einer Lamellenkupplung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des Vorspannelements;
5 eine schematische Detailansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des Vorspannelements;
6 eine schematische Detailansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des Vorspannelements; und
7 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des Vorspannelements.
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Bauelemente mit denselben Bezugszeichen beziffert.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch eine Drehmomentübertragungseinheit 1, die zwischen einer hier nicht dargestellten Antriebseinheit, insbesondere einem Motor, und einem Abtrieb, insbesondere einem Getriebe, angeordnet werden kann. Die in 1 dargestellte Drehmomentübertragungseinheit 1 umfasst als Hauptbestandteile eine Lamellenkupplung 2, einen Torsionsdämpfer 4 sowie eine hydrodynamische Komponente 6. Statt der gezeigten Drehmomentübertragungseinheit 2 kann jedoch jede andere einen Lamellenkupplung umfassende Drehmomentübertragungseinheit, beispielsweise eine Doppelkupplung, verwendet werden. Es wird deshalb auch nicht auf die weiteren Bestandteile wie beispielsweise den Torsionsschwingungsdämpfer 4 bzw. die hydrodynamische Komponente 6 eingegangen.
Die Lamellenkupplung 2 umfasst in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Außenlamellenträger 12, der drehfest mit einem Mitnehmer 14 verbunden ist, der wiederum drehfest mit einer Eingangswelle (nicht dargestellt) verbindbar ist, um ein Drehmoment von der Antriebseinheit auf die Lamellenkupplung einzuleiten. Des Weiteren weist die Lamellenkupplung 2 einen Innenlamellenträger 16 auf, der in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Eingang für den Torsionsschwingungsdämpfer 4 fungiert und dazu ausgelegt ist, das Drehmoment in Richtung Getriebeeingangswelle (nicht dargestellt) zu übertragen. Zwischen Außenlamellenträger 12 und Innenlamellenträger 16 ist ein Lamellenpaket 18 angeordnet, das aus vom Außenlamellenträger 12 getragenen Außenlamellen 20 und einer Endlamelle 21, und vom Innenlamellenträger 16 getragenen Innenlamellen 22 besteht. Die Innenlamellen 22 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Reibbelägen 26 ausgestattet, so dass Innenlamellen 22 und Außenlamellen 20 in Reibschluss bringbar sind. Die dafür nötige axiale Kraft wird von einem Kolben 24 übertragen, wobei sich die Lamellen 20, 22 axial insbesondere an der Endlamelle 21 anschlagen.
Um das Lamellenpaket 18 axial in Richtung Getriebe abzustützen ist an der Endlamelle 21 ein Sicherungselement 28 vorgesehen, das in eine Nut am Außenlamellenträger 12 eingebracht ist. Üblicherweise ist das Sicherungselement 28 ein Sprengring mit einem Sprengringspalt der eine umfängliche Größenänderung des Sprengrings für seine Montage in der Nut zulässt. Bei der Montage wird der Sprengring zusammengepresst oder aufgebogen und entspannt sich dann in der Nut, so dass der Sprengring in der Nut nach radial außen oder radial innen vorgespannt eingebracht ist.
Da die Lamellen 20, 21, 22 mit ihrer zu dem Lamellenträgern 12, 16 komplementären Verzahnung nur auf die Lamellenträger 12, 16 aufgesteckt werden können, wenn fertigungsbedingt ein gewisses Spiel an der Verzahnung vorhanden ist, kann es bei bestimmten Betriebszuständen zu einem Klappern bzw. auch einem Taumeln und Aneinanderschlagen der Lamellen kommen. Dies tritt insbesondere bei der Endlamelle 21 auf, die aufgrund ihrer Ausgestaltung als Abstützelement für die anderen Lamellen eine größere Masse aufweist. Neben dem störenden Klappergeräusch kann das Spiel der Endlamelle in der Verzahnung auch Schäden und Verschleiß verursachen. Es wird deshalb vorgeschlagen, ein Vorspannelement 30 an dem Außenlamellenträger 12 und/oder dem Innenlamellenträger 16 anzubringen, das zumindest die Endlamelle 21 radial mit einer Vorspannkraft beaufschlagt und sich axial in seiner Position sichert. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein derartiges Vorspannelement 30 an dem Außenlamellenträger 12 angeordnet, das eine radial nach innen gerichtete Vorspannkraft auf die Endlamelle 21 aufbringt.
2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A aus 1. Dabei sieht man, dass der Außenlamellenträger 12 in einem seiner Nutgründe das Vorspannelement 30 und die Verzahnung der Außenlamellen 20, 21 aufnimmt. Für die radiale Vorspannung des Vorspannelements 30 weist dieses eine erste radial federnde Federzunge 32 auf, die die Endlamelle 21 mit einer radial Vorspannkraft beaufschlagt. Des Weiteren weist das Vorspannelement 30 eine zweite radial federnde Federzunge 34 auf, die ebenfalls aus der Ebene des Vorspannelements 30 heraussteht und dazu ausgelegt ist, das Vorspannelement 30 axial an der Endlamelle 21, zu sichern. Dabei erfolgt die axiale Sicherung des Vorspannelements 30 derart, dass beim Einbringen des Vorspannelements 30 die Federzunge 34 durch die Verzahnung der Endlamelle 21 in die Ebene des Vorspannelements 30 gedrückt wird und nach Unterfahren der Endlamelle 21 aufschnappt, wodurch das Vorspannelement 30 in seiner axialen Position gesichert ist.
2 zeigt weiterhin, dass das Vorspannelement 30 eine Flanke 36 aufweist, die sich hier radial in Richtung des anderen Lamellenträgers, in diesem Fall, des Innenlamellenträgers 16, erstreckt. Diese Flanke 36 sichert das Vorspannelement 30 ebenfalls axial, so dass das Vorspannelement 30 in seiner axialen Lage an der Endlamelle 21 fixiert ist.
Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Vorspannelements 30 weist zudem einen axialen Bereich 38 an der Flanke 36 auf, der dazu ausgelegt ist, sich axial in den Sprengringspalt des die Endlamelle 21 sichernden Sprengrings 28 einzubringen und damit den Sprengring 28 in Umfangsrichtung an einem Verdrehen zu hindern.
3 zeigt zum besseren Verständnis nochmal das in 2 dargestellte Vorspannelement 30 in räumlicher Ansicht.
Dabei sieht man zudem, dass die Breite B des Vorspannelements 30 in etwa der Breite des Nutgrunds des Außenlamellenträgers 12 entspricht, so dass das Vorspannelement 30 in Umfangsrichtung in der Nut des Lamellenträgers 12 gesichert ist. Die axiale Länge L des Vorspannelements 30 kann dabei so gewählt sein, dass sich, wie in 2 dargestellt, das Vorspannelement 30 über die gesamte Länge des Lamellenpakets 18 erstreckt. Selbstverständlich kann das Vorspannelement 30 auch kürzer ausgeführt werden, da das zweite Federelement 34 und/oder die Flanke 36 das Vorspannelement 30 in seiner axialen Lage an der entsprechenden Lamelle sichern.
Zudem zeigt 3, dass die zweite Federzunge 34 als Doppelfederzunge 34a, 34b ausgebildet ist. Dadurch kann insbesondere einem axialen Verkippen der Endlamelle 21 entgegengewirkt werden.
Insgesamt weist das Vorspannelement 30 eine Möglichkeit auf, die Endlamellen 21 radial mit einer Vorspannkraft zu versehen und axial in ihrer Position zu sichern, so dass einem Klappern bzw. Taumeln der Endlamellen und damit einer Beschädigung der Lamellenkupplung entgegengewirkt werden kann. Dabei hat das Vorspannelement 30 vorteilhafterweise nur eine geringe Masse. Da es zudem nur in einen einzigen Nutgrund eines Lamellenträgers 12, 16 eingebracht wird, hat es keinen wesentlichen Einfluss auf Öl- und/oder Kühlmittelfluss in der Lamellenkupplung 2. Des Weiteren ist auch sein Unwuchteinfluss äußerst gering, da es als leichtes Blechbiegeteil, insbesondere als Blechblattfeder, ausgebildet sein kann und somit nur eine geringe Masse darstellt. Gleichzeitig können dadurch die Kosten gering gehalten werden.
Zudem hat diese gezielte Deachsierung der Endlamelle hat den Vorteil, dass durch die eindeutige Lage der Endlamelle gegenüber dem Lamellenträger und damit auch der Drehachse eine definierte Unwucht entsteht, auf die durch geeignete Gegenmaßnahmen eingegangen werden kann. Dabei kann selbst der geringe Unwuchteinfluss des Vorspannelements berücksichtigt und ausgeglichen werden. Im Gegensatz dazu nehmen Endlamellen ohne die radiale Vorspannung durch ein Vorspannelement aufgrund ihres Verzahnungsspiels ständig eine neue Position gegenüber dem Lamellenträger bzw. der Drehachse ein, so dass hier keine Reproduzierbarkeit und damit keine Möglichkeit eines Ausgleichs gegeben ist.
Da das Vorspannelement zudem integral mit seiner eigenen axialen Sicherung in bzw. an dem Lamellenträger ausgestattet ist, können auch bereits bestehende Lamellenkupplungen mit dem Vorspannelement ausgestattet werden. Des Weiteren ist dadurch auch der Montage-, Material- und Fertigungsaufwand gering, da ein einziges Element verwendet werden kann, um sowohl die ENdlamellen radial vorzuspannen, als auch den Sicherungsring umfänglich in seiner Lage zu sichern und eine Durchmesserveränderung des Sicherungsrings zu verhindern. Des Weiteren muss keines der umgebenden Bauteile mit extra Aufnahmen oder Kontaktstellen versehen werden, um das Vorspannelement axial an der Lamellenkupplung zu sichern.
Neben oder alternativ zu der Vorspannung der Endlamelle 21 ist es zudem möglich, wie die 4, 5 und 6 zeigen, auch weitere Lamellen 20 des Lamellenpakets 18 radial vorzuspannen. Dazu weist das Vorspannelement 30 weitere Federzungen 33 auf, die wie die Federzunge 32 eine radiale Vorspannkraft auf die Lamellen 20 ausüben können.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist ebenfalls denkbar, ein Vorspannelement 30 bereitzustellen, das keine Flanke 36 aufweist. Ein derartiges Vorspannelement 30 ist immer dann sinnvoll, wenn keine umfängliche Sicherung eines die Endlamelle 21 abstützenden Sicherungselements 28 gewünscht oder nötig ist. Ein derartiges Vorspannelement 30 ist beispielhaft in 7 dargestellt. Die axiale Sicherung des Vorspannelements 30 kann in diesem Fall zum einen über die Federzunge 34a und/oder 34b und zum anderen über die axiale Länge L des Vorspannelements 30 erfolgen.
Insgesamt weist das Vorspannelement 30 eine Möglichkeit auf, das Lamellenpaket 18 respektive mindestens eine der Lamellen 20, 21, 22 radial mit einer Vorspannkraft zu versehen, so dass einem Klappern bzw. Taumeln der Lamellen und damit einer Beschädigung der Lamellenkupplung entgegengewirkt werden kann. Dabei hat das Vorspannelement 30 vorteilhafterweise nur eine geringe Masse. Da es zudem nur in einen einzigen Nutgrund eines Lamellenträgers 12, 16 eingebracht wird, hat es keinen wesentlichen Einfluss auf Öl- und/oder Kühlmittelfluss in der Lamellenkupplung 2. Des Weiteren ist auch sein Umwuchteinfluss äußerst gering, da es als leichtes Blechbiegeteil, insbesondere als Blechblattfeder, ausgebildet sein kann und somit nur eine geringe Masse darstellt. Gleichzeitig können dadurch die Kosten gering gehalten werden.
Da das Vorspannelement zudem integral mit seiner eigenen axialen Sicherung in bzw. an dem Lamellenträger ausgestattet ist, können auch bereits bestehende Lamellenkupplungen mit dem Vorspannelement ausgestattet werden. Des Weiteren ist dadurch auch der Montage-, Material- und Fertigungsaufwand gering, da ein einziges Element verwendet werden kann, sowohl die Lamellen radial vorzuspannen, als auch den Sicherungsring umfänglich in seiner Lage zu sichern. Des Weiteren muss keines der umgebenden Bauteile mit extra Aufnahmen oder Kontaktstellen versehen werden, um das Vorspannelement axial an der Lamellenkupplung zu sichern.
Es sei aber hingewiesen, dass selbstverständlich das Vorspannelement zusätzlich oder alternativ mittels an dem Lamellenträger oder den Lamellen ausgebildeten Aufnahmen axial gesichert werden kann.
Alternativ kann auch das Vorspannelement an der Lamelle angebracht sein. Weiterhin ist es auch möglich, zwei oder mehr Vorspannelemente in einer Lamellenkupplung vorzusehen. In einer Ausgestaltung kann eine Lamellenkupplung zwei Vorspannelemente aufweisen, die in einem Winkel von bspw. 90° angeordnet werden. Die Wirkrichtung stehen dann senkrecht aufeinander, sodass die Lamelle oder die Lamellen völlig spielfrei verspannbar sind.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentübertragungseinheit
2: Lamellenkupplung
4: Torsionsdämpfer
6: hyrodynamische Einheit
12: Außenlamellenträger
13: Außenlamellenträgerverzahnung
14: Mitnehmer
16: Innenlamellenträger
18: Lamellenpaket
20: Außenlamellen
21: Endlamelle
22: Innenlamellen
24: Betätigungskolben
26: Reibbeläge
28: Sicherungselement/Sprengring
29: Sprengringspalt
30: Vorspannelement
32: erstes Federelement
33: zusätzliches erstes Federelement
34: zweites Federelement
36: Flanke
38: axialer Fortsetzungsbereich der Flanke
L: Vorspannelementlänge
B: Vorspannelementbreite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19805252 [0009]

Claims

Lamellenkupplung (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Lamelle (20, 21, 22) und wenigstens einem Vorspannelement (30) zum Vorspannen wenigstens einer Lamelle (20, 21, 22) in radialer Richtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (30) wenigstens eine erste zumindest teilweise radial federnde Federzunge (32) aufweist, die eine wenigstens eine Lamelle (21) der Lamellenkupplung (2) in radialer Richtung mit einer Vorspannkraft beaufschlagt.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (30) eine zweite radial federnde Federzunge (34) aufweist, die als axiale Sicherung wirkt.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Federzunge (32, 34) freigestellt und aus der Ebene des Vorspannelementes gebogen ist.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/der die zweite Federzunge (32; 34) als Doppelfederzungen ausgebildet ist.
Lamellenkupplung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (30) als Blattfeder ausgebildet ist.
Lamellenkupplung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (30) in einer Nut eines die mindestens eine Lamelle (20, 21, 22) aufnehmenden Lamellenträgers (12, 16) angeordnet ist.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) des Vorspannelements (30) im Wesentlichen der Breite des Nutgrunds entspricht.
Lamellenkupplung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des Vorspannelements (30) in etwa der axialen Länge des Lamellenträgers (12, 16) entspricht.
Lamellenkupplung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (30) an einem axialen Ende weiterhin eine sich in radialer Richtung erstreckende Flanke (36) aufweist, die eine axiale Sicherung des Vorspannelements (30) an der mindestens einen Lamelle (20, 21, 22) bewirkt, wobei die Flanke (36) zusammen mit der zweiten Federzunge (34), die mindestens eine Lamelle (20, 21, 22) axial umfasst.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanke (36) einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich (38) aufweist, der in einen Spalt (29) eines die mindestens eine Lamelle (20, 21, 22) axial sichernden Sicherungselements (28), insbesondere eines Sprengrings, eingreift.
Lamellenkupplung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Lamellenträger, insbesondere ein Außenlamellenträger (12), vorgesehen ist, der mindestens eine erste Lamelle, insbesondere eine Außenlamelle (20, 21), aufnimmt, und mindestens ein zweiter Lamellenträger, insbesondere einem Innenlamellenträger (16), vorgesehen ist, der mindestens eine zweite Lamelle, insbesondere eine Innenlamelle (21, 22), aufnimmt, wobei die mindestens eine erste Lamelle (20, 21) und die mindestens eine zweite Lamelle (21, 22) in Reibschluss bringbar sind, um ein Drehmoment von dem einen Lamellenträger (12, 16) auf den anderen Lamellenträger (16, 12) zu übertragenwobei der erste Lamellenträger (12) und/oder der zweite Lamellenträger (16) ein Vorspannelement (30) aufweist, das dazu ausgelegt ist, eine Endlamelle (21) der Lamellenkupplung (2), die einen Anschlag für die mindestens eine erste Lamelle (20) und/oder die mindestens eine zweite Lamelle (22) bildet, in radialer Richtung mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen.
Lamellenkupplung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Sicherungselement (28), insbesondere ein Sprengring vorgesehen ist, der dazu ausgelegt ist, die Endlamelle (21) axial zu sichern, und das Vorspannelement (30) dazu ausgelegt ist, in einen Spalt (29) des Sicherungselements (28) derart einzugreifen, dass dieses in Umfangsrichtung drehfest angeordnet ist und/oder in seinem Durchmesser fixiert ist.
Lamellenkupplung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (30) mindestens eine weitere erste radial federnde Federzunge (32) aufweist, das mindestens eine weitere Lamelle (20, 21, 22) radial mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagt.
Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang aufweisend eine Lamellenkupplung (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.