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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibenanordnung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Kupplungsscheibeneinheit mit einer Nabe und einer nabenfreien zweiten Kupplungsscheibeneinheit mit einem Halteelement, wobei die zweite Kupplungsscheibeneinheit über eine von der Nabe und dem Halteelement gebildete Ausnehmungs-Eingriffstruktur formschlüssig, jedoch mit Spiel behaftet mit der ersten Kupplungsscheibeneinheit bezüglich einer gemeinsamen (Dreh-)Achse drehfest verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug.
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Die
WO 2015/144162 A2 zeigt eine Doppelkupplung mit zwei Kupplungseinheiten. Jede der Kupplungseinheiten weist eine Kupplungsscheibenanordnung auf. Dabei besitzt jede dieser Anordnungen eine erste Kupplungsscheibeneinheit mit einer Nabe und eine nabenfreie zweite Kupplungsscheibeneinheit mit einem Halteelement, wobei die zweite Kupplungsscheibeneinheit über eine von der Nabe und dem Halteelement gebildete Ausnehmungs-Eingriffstruktur über Zahnstrukturen formschlüssig, jedoch mit Spiel behaftet mit der ersten Kupplungsscheibeneinheit bezüglich einer Drehachse drehfest verbunden ist.
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Insbesondere bei derartigen Doppelkupplungen ist eine der beiden Kupplungseinheiten/Teilkupplungen passiv beziehungsweise geöffnet, während die andere, aktive Kupplungseinheit/Teilkupplung Drehmoment ins Getriebe überträgt. Aufgrund der Schaltstrategie wird im passiven Teilgetriebe ein Gang vorgewählt. Somit entsteht eine Kopplung zwischen aktivem und passivem Teilgetriebe. Hierbei werden Drehungleichförmigkeiten vom Verbrennungsmotor -beispielsweise über ein Zweimassenschwungrad ZMS, der aktiven Kupplungseinheit/Teilkupplung durch das Getriebe zur passiven Getriebeeingangswelle weitergeleitet. Diese Drehungleichförmigkeit an der passiven Getriebeeingangswelle kann in den Verzahnungen der Kupplungsscheibeneinheiten zu Rasselgeräuschen führen, da die Zähne der Verzahnung ein gewisses Spiel aufweisen und aneinander schlagen können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Kupplungsscheibenanordnung für eine Reibungskupplung sowie eine entsprechende Reibungskupplung anzugeben, bei denen die Rasselgeräusche unterdrückt sind.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Kupplungsscheibenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Reibungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibenanordnung ist vorgesehen, dass diese zumindest ein an einer der Kupplungsscheibeneinheiten befestigtes Reibelement aufweist, das über eine Reibfläche (per Reibung) mit der anderen Kupplungsscheibeneinheit in Wirkverbindung steht. Die Ausnehmungs-Eingriffstruktur ist bevorzugt eine Verzahnung.
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Kernidee ist also die Integration eines Reibelements welches die Relativbewegung zwischen den Kupplungsscheibeneinheiten der Kupplungsscheibenanordnung auf Grund der Drehungleichförmigkeit, Massenträgheit und Spiel zwischen den Reibscheiben zueinander verhindert/dämpft.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reibelement oder zumindest eines der Reibelemente an der Nabe befestigt ist und in Reibverbindung mit dem Halteelement steht.
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Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Reibelement oder zumindest eines der Reibelemente an dem Halteelement befestigt ist und in Reibverbindung mit der Nabe steht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Normalkraftrichtung hinsichtlich der Reibfläche oder zumindest einer der Reibflächen bezüglich der Achse im Wesentlichen radial verläuft.
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Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Normalkraftrichtung hinsichtlich der Reibfläche oder zumindest einer der Reibflächen bezüglich der Achse im Wesentlichen axial verläuft.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Befestigung des Reibelements an der jeweiligen Kupplungsscheibeneinheiten als Vernietung mittels mindestens einer Niete realisiert ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Nietelemente/Nieten und der dazu bereits vorliegende Montageschritt, aus dem bekannten Stand der Technik, für die Anbindung des Reibelementes genutzt werden kann. Somit sind keine weiteren zusätzlichen Verbindungselemente und Montageschritte notwendig.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist das Halteelement die Eingriffstruktur auf. Die entsprechende Ausnehmungsstruktur der Eingriffs-Ausnehmungsstruktur befindet sich an der Nabe.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist ein Abzweig der Nabe die Eingriffstruktur auf. Die entsprechende Ausnehmungsstruktur der Eingriffs-Ausnehmungsstruktur befindet sich am Halteelement.
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Bei der erfindungsgemäßen Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass diese Kupplung zumindest eine Kupplungseinheit mit einer Anpressplatte, einer Gegenplatte, einer Zwischenplatte sowie einer vorstehend genannten Kupplungsscheibenanordnung aufweist, die Reibungskupplung ist insbesondere als Mehrfachkupplung, bevorzugt Doppelkupplung, ausgebildet. Hier kommen die eingangs erwähnten Vorteile in ganz besonderer Weise zum Tragen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Kupplungsscheibeneinheit mit der Nabe zwischen Gegenplatte und Zwischenplatte angeordnet ist, während die nabenfreie zweite Kupplungsscheibeneinheit zwischen Zwischenplatte und Anpressplatte angeordnet ist.
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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:
- 1: eine Doppelkupplung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
- 2: eine Doppelkupplung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
- 3: eine Doppelkupplung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
- 4: eine Doppelkupplung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer als Doppelkupplung (Mehrfachkupplung 10) ausgebildeten Reibungskupplung 12 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Doppelkupplung umfasst dabei zwei auch als Teilkupplungen bezeichnete Kupplungseinheiten 14, 16, die eine gemeinsame (Dreh-)Achse 18 aufweisen. Jede der Kupplungseinheiten 14, 16 weist eine Anpressplatte 20, eine Gegenplatte 22, eine Zwischenplatte 24 sowie eine Kupplungsscheibenanordnung auf. Die beiden Gegenplatten 22 der Kupplungseinheiten 14, 16 sind über ein Zwischenelement 26 miteinander starr verbunden. Weiterhin ist ein Betätigungshebel 28 gezeigt, über den die Anpressplatte 20 der ersten Kupplungseinheit 14 bewegt wird.
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Jede der Kupplungsscheibenanordnungen weist zwei Kupplungsscheibeneinheiten 30, 32 auf. Die erste Kupplungsscheibeneinheit 30 besitzt eine Nabe 34, wobei diese Nabe 34 über Nieten 36 mit einem Federsegment 38 des die Reibbeläge tragenden Teils der Kupplungsscheibeneinheiten 30 (der eigentlichen Kupplungsscheibe) verbunden (vernietet) ist. Die zweite Kupplungsscheibeneinheit 32 ist eine nabenfreie Kupplungsscheibeneinheit mit einem Halteelement 40 statt einer Nabe. Die zweite Kupplungsscheibeneinheit 32 ist über eine von der Nabe 34 und dem Halteelement 40 gebildete Ausnehmungs-Eingriffstruktur 42 formschlüssig, jedoch mit Spiel behaftet mit der ersten Kupplungsscheibeneinheit 30 bezüglich der Achse 18 drehfest verbunden. Die Ausnehmungs-Eingriffstruktur 42 ist dabei als eine Verzahnung ausgestaltet, bei der das jeweilige Halteelement 40 die Eingriff- beziehungsweise Zahnstruktur und die Nabe 34 die Ausnehmungsstruktur bildet.
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Die Kupplungsscheibenanordnung der ersten Kupplungseinheit (Teilkupplung) 14 weist zumindest ein an der ersten Kupplungsscheibeneinheiten 30 befestigtes Reibelement 44 auf, das über eine Reibfläche 46 mit der zweiten Kupplungsscheibeneinheit 32 dieser Kupplungsscheibenanordnung reibschlüssig verbunden ist. Die Normalkraftrichtung auf die Reibfläche 46 verläuft bezüglich der Achse 18 im Wesentlichen radial. Die Befestigung des Reibelements 44 an der ersten Kupplungsscheibeneinheit 30, 32 ist über die Niete 34 realisiert.
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Es ergibt sich folgende Grundidee: Integration eines Reibelements 44, welches die Relativbewegung auf Grund der Drehungleichförmigkeit, Massenträgheit und Spiel zwischen den Reibscheibeneinheiten 30, 32 zueinander verhindert / dämpft.
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Die 2 bis 4 zeigen Reibungskupplungen 12, die der Reibungskupplung 12 der 1 im Wesentlichen entsprechen, sodass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
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Bei der Doppelkupplung der 2 weisen beide Kupplungseinheiten 14, 16 Kupplungsscheibenanordnungen mit Reibelementen 44 auf.
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Bei der Kupplungsscheibenanordnung der ersten Kupplungseinheit 14 weist ein Abzweig 48 der Nabe 36 die Eingriffstruktur und das Halteelement 40 die Ausnehmungsstruktur der Ausnehmungs-Eingriffstruktur 42 auf. Das Reibelement 44 ist an der Nabe 34 befestigt und steht in Reibverbindung mit dem Halteelement 40. Das freie Ende des Reibelements 44 weist nach oben. Die Normalkraftrichtung hinsichtlich der mindestens einen Reibfläche 46 bezüglich der Achse 18 verläuft unter einem Winkel mit Axialkomponente.
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Bei der Kupplungsscheibenanordnung der zweiten Kupplungseinheit 16 weist das Halteelement 40 die Eingriffstruktur und die Nabe 36 die Ausnehmungsstruktur der Ausnehmungs-Eingriffstruktur 42 auf. Das Reibelement 44 ist an der Nabe 34 befestigt und steht in Reibverbindung mit dem Halteelement 40. Die Normalkraftrichtung hinsichtlich der mindestens einen Reibfläche 46 bezüglich der Achse 18 verläuft im Wesentlichen radial.
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Bei der Doppelkupplung der 3 weisen beide Kupplungseinheiten 14, 16 Kupplungsscheibenanordnungen mit Reibelementen 44 auf.
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Bei der Kupplungsscheibenanordnung der ersten Kupplungseinheit 14 weist ein Abzweig 48 der Nabe 36 die Eingriffstruktur und das Halteelement 40 die Ausnehmungsstruktur der Ausnehmungs-Eingriffstruktur 42 auf. Das Reibelement 44 ist an der Nabe 34 befestigt und steht in Reibverbindung mit dem Halteelement 40. Das freie Ende des Reibelements weist nach unten. Die Normalkraftrichtung hinsichtlich der mindestens einen Reibfläche 46 bezüglich der Achse 18 verläuft im Wesentlichen axial. Die Kupplungsscheibenanordnung der zweiten Kupplungseinheit 16 ist wie bei der Reibungskupplung der 2 ausgestaltet.
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Bei der Doppelkupplung der 4 weisen wieder nur die erste Kupplungseinheit 14 eine Kupplungsscheibenanordnung mit Reibelement(en) 44 auf.
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Bei der Kupplungsscheibenanordnung der ersten Kupplungseinheit 14 weist ein Abzweig 48 der Nabe 36 die Eingriffstruktur und das Halteelement 40 die Ausnehmungsstruktur der Ausnehmungs-Eingriffstruktur 42 auf. Das Reibelement 44 ist über eine Niete 50 an dem Halteelement 40 befestigt und steht in Reibverbindung mit der Nabe 34. Die Normalkraftrichtung hinsichtlich der mindestens einen Reibfläche 46 bezüglich der Achse 18 verläuft im Wesentlichen radial. Die Kupplungsscheibenanordnung der zweiten Kupplungseinheit 16 ist im Wesentlichen wie bei der Reibungskupplung der 1 ausgestaltet.
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Es ergeben sich die folgende Funktion und die folgenden Vorteile:
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Integration eines Reibelements 44 welches die Relativbewegung auf Grund der Drehungleichförmigkeit, Massenträgheit und Spiel zwischen den Reibscheiben 30, 32 zueinander verhindert / dämpft.
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Das Reibelement 44 kann einteilig ringförmig ausgeführt sein oder die Reibelemente 44 können als mehrere einzelne Bauteile ausgebildet sein, beispielsweise drei bis sechs Stück, die am Umfang der Reibscheibeneinheit 30, 32 verteilt angeordnet sind.
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Die Geometrie der Reibfläche/Kontaktfläche kann bei der einteiligen ringförmigen Ausführungsform umlaufend oder segmentiert / zungenartig ausgeführt sein.
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Das Reibelement 44 kann an einer der beiden Reibscheibeneinheiten 30, 32 angeordnet sein. Beispielsweise durch vernieten. Hierbei kann die bereits im Stand der Technik verwendete Vernietung der Federsegmente 38 mitbenutzt werden.
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Bei einer Doppelkupplung kann das Reibelement 44 in einer oder beiden Kupplungseinheiten (Teilkupplungen) 14, 16 angeordnet sein.
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Die Normalkraft, welche durch das Reibelement 44 aufgebracht wird, kann radial oder axial oder in einem gewissen Winkel im Bezug zur Drehachse 18 der Reibscheiben/Kupplung auf das Gegenbauteil wirken.
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Vorzugsweise sollte die Richtung der Normalkraft radial sein, da dies weniger Auswirkung auf das Lüftverhalten der Reibscheiben 30, 32 hat.
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Des Weiteren bleibt bei radialer Richtung die Normalkraft, während der Kupplungsbetätigung (Verlagerung der Reibscheiben 30, 32), nahezu gleich. Somit erhöhen sich die Verlustkräfte der Kupplung nicht ungewollt.
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Das Reibelement 44 kann zum Ausrichten / Zentrieren der Reibscheiben 30, 32 zueinander genutzt werden. Mögliche Geräusche, resultierend durch radiale Relativbewegung der Reibscheiben 30, 32, könnte somit zusätzlich vermieden / reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Doppelkupplung
- 12
- Reibungskupplung
- 14
- Kupplungseinheit, erste (Teilkupplung)
- 16
- Kupplungseinheit, zweite (Teilkupplung)
- 18
- Achse, gemeinsame
- 20
- Anpressplatte
- 22
- Gegenplatte
- 24
- Zwischenplatte
- 26
- Zwischenelement
- 28
- Hebel
- 30
- Kupplungsscheibeneinheit (mit Nabe)
- 32
- Kupplungsscheibeneinheit (ohne Nabe)
- 34
- Nabe
- 36
- Niete (Nabe)
- 38
- Federsegment
- 40
- Halteelement
- 42
- Ausnehmungs-Eingriffstruktur (Verzahnung)
- 44
- Reibelement
- 46
- Reibfläche
- 48
- Abzweig (Nabe)
- 50
- Niete (Zahnelement)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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