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Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung, umfassend einen Außenlamellenträger und einen Innenlamellenträger und ein aus dem Außenlamellenträger zugeordneten Außenlamellen und dem Innenlamellenträger zugeordneten Innenlamellen gebildetes Lamellenpaket, wobei eine Außenlamelle oder eine Innenlamelle als Endlamelle des Lamellenpakets im geschlossenen Zustand des Lamellenpakets mit einem dem Außenlamellenträger oder dem Innenlamellenträger zugeordneten Abstützabschnitt in Anlage steht.
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Derartige Kupplungseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie sind beispielsweise als Doppelkupplung ausgebildet und bestehen demnach aus zwei Teilkupplungen, durch die das von einer Antriebseinrichtung erzeugte Moment, insbesondere über eine erste und eine zweite Getriebeeingangswelle, an ein der Kupplungseinrichtung nachgeschaltetes Getriebe übertragen werden kann.
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Die Kupplungseinrichtungen bzw. jede der beiden Teilkupplungen beinhaltet dabei ein Lamellenpaket, in dem Stahllamellen und Reiblamellen in Axialrichtung abwechselnd angeordnet sind. Die Stahllamellen sind dabei zumeist mittels einer Verzahnung mit einem Eingangsglied, beispielsweise dem Antrieb über den entsprechenden Lamellenträger gekoppelt. Die Reiblamellen sind entsprechend mit dem Abtrieb über den anderen Lamellenträger gekoppelt. Selbstverständlich ist eine umgekehrte Kopplung der Reiblamellen bzw. der Stahllamellen mit Antrieb bzw. Abtrieb ebenfalls möglich.
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Durch den Reibschluss zwischen den Stahllamellen und den Reiblamellen, der an den entsprechenden Reibflächen im geschlossenen Zustand des Lamellenpakets entsteht, kann das Drehmoment von der Antriebs- auf die Abtriebsseite übertragen werden. Das Lamellenpaket wird mittels eines Betätigungselements zwischen dem geschlossenen Zustand und dem geöffneten Zustand bewegt.
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Im Stand der Technik werden die Endlamellen, also die Lamellen an den Enden des Lamellenpakets, die dem Betätigungselement bzw. dem Abstützabschnitt zugewandt sind, als Stahllamellen ausgeführt. Diese Stahllamellen bilden die planen bzw. ebenen Anlaufflächen für die ihnen axial benachbart angeordneten Reiblamellen. Es werden auch so genannte „single sided-Lamellen“ verwendet. Dabei handelt es sich um Stahllamellen, die nur auf einer Seite einen Reibbelag aufweisen. Als Reiblamelle wird im Rahmen dieser Anmeldung stets eine Lamelle mit zwei Belagsseiten verstanden. Eine der beiden Endlamellen bildet sonach die Kontaktfläche für das Betätigungselement, wobei die gegenüberliegende Endlamelle des Lamellenpakets an dem Lamellenträger abgestützt wird. Somit ist zwischen allen Lamellen ein Stahl/Belag-Kontakt ausgebildet, so dass lediglich zwischen dem Lamellenträger und dem Betätigungselement und den ihnen zugeordneten Stahl- bzw. single-sided-Lamellen ein Stahl/Stahl-Kontakt ausgebildet ist.
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Für die im Stand der Technik als Endlamelle verwendete Stahllamelle, die die Auflage- bzw. Kontaktfläche für die entsprechend letzte Reiblamelle des Lamellenpakets bildet, wird zusätzlicher Bauraum benötigt. Zusätzlich wird die Anlagefläche bzw. der Abstützabschnitt, mit dem die als Stahllamelle ausgebildete Endlamelle in Anlage steht, als Kuppe, also gewölbt ausgeführt, so dass sich dieser Abstützabschnitt ebenfalls in Axialrichtung erstreckt. Dadurch wird ebenfalls der benötigte Bauraum in Axialrichtung erhöht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungseinrichtung anzugeben, bei der der benötigte Bauraum in Axialrichtung reduziert ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Endlamelle als Reiblamelle ausgebildet ist.
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Dadurch kann im Vergleich zum Stand der Technik auf eine Stahllamelle verzichtet werden, die, wie zuvor beschrieben, zwischen der letzten Reiblamelle des Lamellenpakets und dem Lamellenträger, dem die Stahllamelle zugeordnet ist, angeordnet ist. Infolgedessen kann der für die Stahllamelle üblicherweise benötigte Bauraum in Axialrichtung eingespart werden. Dadurch ist es möglich, dass die Kupplungseinrichtung kompakter ausgeführt werden kann, da der für die Stahllamelle benötigte Bauraum in Axialrichtung nicht vorgehalten werden muss.
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Insbesondere im Bereich der Kupplungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge unterliegen die Komponenten des Antriebsstrangs, insbesondere die Kupplungseinrichtungen erhöhten Anforderungen, was den zur Verfügung stehenden axialen Bauraum angeht. Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung schlägt dazu vor, auf die Stahllamelle als Endlamelle zu verzichten und stattdessen eine Reiblamelle als Endlamelle vorzusehen, die bei geschlossener Teilkupplung bzw. geschlossenem Lamellenpaket in direktem Kontakt mit dem gegenüberliegenden Lamellenträger steht. Die Anzahl der Reibflächen bleibt dadurch erhalten, so dass trotz des Fehlens einer Stahllamelle das gleiche Drehmoment übertragen werden kann. Der Reibschluss entsteht somit direkt zwischen dem Abstützabschnitt des Lamellenträgers und der entsprechenden Reibfläche der Reiblamelle und nicht, wie im Stand der Technik üblich, zwischen der Stahllamelle und der Reiblamelle. Somit ist es möglich, die erhöhten Anforderungen zu erfüllen, indem Bauraum in Axialrichtung eingespart werden kann.
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Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Abstützabschnitt eine Anlagefläche für die Endlamelle aufweist. Der Abstützabschnitt ist gemäß dieser Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung derart ausgeführt, dass eine Anlagefläche vorgesehen ist, mit der die als Reiblamelle ausgebildete Endlamelle in betätigtem Zustand bzw. in geschlossenem Zustand des Lamellenpakets den für die Übertragung des Drehmoments nötigen Reibschluss bilden kann. Eine derartige Ausgestaltung des Abstützabschnitts ist im Stand der Technik nicht notwendig, da zwischen der dem Abstützabschnitt zugewandten Stahllamelle und dem Abstützabschnitt keine Relativbewegung möglich ist, da die Stahllamelle mittels einer Verzahnung an dem Lamellenträger angeordnet ist, dem der Abstützabschnitt zugeordnet ist.
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Die zuvor beschriebene Ausgestaltung kann dahingehend weitergebildet werden, dass die Anlagefläche parallel zu einer der Anlagefläche zugewandten Reibfläche der Endlamelle verläuft. Demnach ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Anlagefläche des Abstützabschnitts parallel zu der ihr zugewandten Reibfläche der Endlamelle verläuft. Der Abstützabschnitt wird daher, nicht im Stand der Technik üblich, als Kuppe ausgeführt, die in Axialrichtung zum Lamellenpaket hinragt. Stattdessen wird gemäß der Weiterbildung vorgeschlagen, dass die Anlagefläche des Abstützabschnitts parallel zu der Reibfläche und sonach im Wesentlichen in Radialrichtung verläuft. Dadurch wird gewährleistet, dass die Anlagefläche und die Reibfläche bei geschlossenem Lamellenpaket möglichst effizient in Anlage stehen können, so dass das Drehmoment vom Antrieb auf den Abtrieb übertragen werden kann. Ferner wird dadurch erreicht, dass weiterer axialer Bauraum eingespart werden kann, da auf die als Kuppe ausgeführte und sich notwendigerweise in Axialrichtung erstreckende Anlagefläche des Abstützabschnitts, wie es im Stand der Technik üblich ist, verzichtet werden kann.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Anlagefläche derart eben ausgebildet ist, dass die Anlagefläche in geschlossenem Zustand des Lamellenpakets mit einem Großteil der ihr zugewandten Reibfläche der Endlamelle in Anlage steht. Dadurch wird die Anlage zwischen der Endlamelle und der Anlagefläche des Abstützabschnitts weiter verbessert, so dass die Reibfläche der Endlamelle mit einem Großteil, insbesondere vollständig, an der Anlagefläche des Abstützabschnitts anliegt, wenn das Lamellenpaket geschlossen ist. Bei einer Anlage eines Großteils der Reibfläche der Endlamelle, insbesondere einer vollständigen Anlage zwischen Endlamelle und Abstützabschnitt wird gewährleistet, dass trotz des Verzichts auf die letzte Stahllamelle keine Reibkontaktfläche eingebüßt wird.
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Besonders bevorzugt kann die Anlagefläche dabei gedreht oder gefräst ausgebildet sein. Dadurch kann gewährleistet werden, dass diese die Anforderungen an die Parallelität und Ebenheit bzw. Planheit erfüllt, so dass ein möglichst optimaler Reibschluss zwischen der Anlagefläche und der ihr zugewandten Reibfläche des Reibbelags ausgebildet werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass der Abstützabschnitt dazu ausgebildet ist, Wärme von der Endlamelle abzuführen und/oder zu speichern. Der Abstützabschnitt ist dabei, beispielsweise einteilig, aus Stahl mit dem ihm zugeordneten Lamellenträger hergestellt. Dieser verfügt dabei im Vergleich zu dem Reibbelag der Reiblamelle, der beispielsweise keramisch ist oder aus Papier besteht, über eine erhöhte Wärmekapazität. Die durch das Öffnen und Schließen des Lamellenpakets, also bei reibendem Betrieb zwischen Endlamelle und Anlagefläche entstehende Wärme kann sonach über die Anlagefläche in den Abstützabschnitt und somit den gesamten Außenlamellenträger oder Innenlamellenträger, je nachdem welchem Lamellenträger der Abstützabschnitt zugeordnet und mit diesem verbunden ist, geleitet und in diesem gespeichert werden. Dadurch wird gewährleistet, dass die Reibbeläge, insbesondere der der Anlagefläche zugewandte Reibbelag, trotz des Verzichts auf die Stahllamelle im Betrieb definiert temperiert bleiben. Der gemäß dieser Ausgestaltung ausgeführte Abstützabschnitt übernimmt sonach auch hinsichtlich der Wärmeableitung die Funktion der sonst im Stand der Technik üblichen Stahllamelle.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 einen Ausschnitt einer geschlossenen Kupplungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
- 2 einen Ausschnitt einer geschlossenen erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung;
- 3 ein Vergleich zwischen der Kupplungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik und der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung der 1, 2; und
- 4 eine erfindungsgemäße geschlossene Kupplungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen Ausschnitt einer Kupplungseinrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik. Die Kupplungseinrichtung 1 weist einen Innenlamellenträger 2 und einen Außenlamellenträger 3 sowie dem Innenlamellenträger 2 zugeordnete Innenlamellen 4 und dem Außenlamellenträger zugeordnete Außenlamellen 5 auf. Die Innenlamellen 4 und die Außenlamellen 5 sind mittels einer entsprechenden Verzahnung (nicht dargestellt) mit den ihnen zugeordneten Lamellenträgern gekoppelt. Die Innenlamellen 4 sind als Reiblamellen ausgebildet und weisen zu beiden Seiten in Axialrichtung Reibbeläge 6 auf. Die Außenlamellen 5 sind als Stahllamellen ausgebildet.
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Die Innenlamellen 4 und die Außenlamellen 5 bilden ein Lamellenpaket 7, das in Axialrichtung einerseits von einem Abstützabschnitt 8 und andererseits einem Betätigungselement 9 begrenzt wird bzw. umgeben ist. Die dem Abstützabschnitt 8 in Axialrichtung benachbarte Außenlamelle 5 wird im Rahmen dieser Anmeldung als Endlamelle 10 bezeichnet. Diese steht, insbesondere bei geschlossenem Lamellenpaket 7, in Anlage mit dem Abstützabschnitt 8, insbesondere einer Anlagefläche 11 des Abstützabschnitts 8.
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2 zeigt eine Kupplungseinrichtung 12 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Kupplungseinrichtung 12 weist einen Innenlamellenträger 13 und einen Außenlamellenträger 14 auf, denen Innenlamellen 15 bzw. Außenlamellen 16 zugeordnet sind. Die Innenlamellen 15 und die Außenlamellen 16 bilden ein Lamellenpaket 17. Der Außenlamellenträger 14 weist einen Abstützabschnitt 18 auf. Analog zu der Kupplungseinrichtung 1 von 1 weist die Kupplungseinrichtung 12 ebenfalls ein Betätigungselement 9 auf.
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2 zeigt ferner, dass die in Axialrichtung dem Abstützabschnitt 18 axial benachbarte Innenlamelle 15 als Endlamelle 10 ausgebildet ist, das heißt, dass in der Kupplungseinrichtung 12 bzw. im Lamellenpaket 17 die in Axialrichtung letzte (bzw. erste) Innenlamelle 15 die Funktion der Endlamelle 10 übernimmt. Dadurch ist es möglich, dass auf die letzte Außenlamelle 5 verzichtet wird, die, wie beispielweise in 1 gezeigt, als Stahllamelle ausgebildet ist. Dadurch kann in Axialrichtung Bauraum gewonnen werden (vergleiche 3).
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Der Abstützabschnitt 18 der Kupplungseinrichtung 12 ist ersichtlich mit dem Außenlamellenträger 14 gekoppelt. Der Abstützabschnitt 18 weist eine ebene Anlagefläche 19 auf, die parallel zu einer Reibfläche 20 eines Reibbelags 6 der Endlamelle 10, die der Anlagefläche 19 zugewandt ist, verläuft. Dadurch übernimmt der Abstützabschnitt 18, insbesondere die Anlagefläche 19 des Abstützabschnitts 18 die Funktion der üblicherweise vorgesehenen letzten Stahllamelle. Der Reibkontakt bildet sich dabei zwischen der Anlagefläche 19 und der Reibfläche 20 der Endlamelle 10 aus. Der Anstützabschnitt 18 bzw. dessen Anlagefläche 19 ist dazu derart eben ausgebildet, dass die Anlagefläche 19 in geschlossenem Zustand des Lamellenpakets 17, wie in 2 dargestellt, vollständig mit der Reibfläche 20 in Anlage steht. Durch die plane bzw. parallele Ausbildung des Abstützabschnitts 18 bzw. dessen Anlagefläche 19 ist es ebenso möglich, Bauraum in Axialrichtung einzusparen, da keine Kuppe und somit keine sich in Axialrichtung erstreckende Anlagefläche ausgebildet werden muss.
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Ein weiterer Vorteil der Kupplungseinrichtung 12 besteht darin, dass der Abstützabschnitt 18 dazu ausgebildet ist, die bei einem Öffnen bzw. einem Schließen der Kupplungseinrichtung 12 bzw. des Lamellenpakets 17 entstehende Wärme abzuführen. Die durch die Reibung entstehende Wärme kann dabei durch die Anlagefläche 19 in den Abstützabschnitt 18 übertragen werden und, da dieser mit dem Außenlamellenträger 14 gekoppelt ist, kann die Wärme in diesen weitergeleitet werden. Es ist sonach möglich, die entstehende Wärme abzuleiten und zu speichern.
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3 zeigt den direkten Vergleich zwischen der Kupplungseinrichtung 1 von 1 und der Kupplungseinrichtung 12 von 2. Ersichtlich unterscheiden sich die beiden Kupplungseinrichtungen 1, 12 im Wesentlichen in der Ausgestaltung der Endlamelle 10 bzw. in der Ausgestaltung des Abstützabschnitts 8, 18. Zum einen wird somit axialer Bauraum durch den Verzicht auf die letzte Stahllamelle und zum anderen durch die gerade bzw. parallele Ausgestaltung des Abstützabschnitts 18 in radialer Richtung eingespart. Dabei ist der für die Kupplungseinrichtung 1 notwendige Bauraum schematisch mit dem Bezugszeichen 21 und der Bauraumgewinn mit dem Bezugszeichen 22 gekennzeichnet. Ersichtlich ergibt sich der Bauraumgewinn durch die Differenz der benötigten Bauräume der Kupplungseinrichtung 1 und der Kupplungseinrichtung 12. Es ist somit vorteilhafterweise möglich, ohne Einschränkungen hinsichtlich der zur Verfügung stehenden Reibkontaktflächen Bauraum in Axialrichtung zu sparen.
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4 zeigt eine Kupplungseinrichtung 23 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Kupplungseinrichtung 23 ist als radial angeordnete Doppelkupplung ausgebildet, wobei die Kupplungseinrichtung 12 von 2 die radial innere Teilkupplung der Kupplungseinrichtung 23 ausbildet. Die radial äußere Teilkupplung 24 ist analog zu der Kupplungseinrichtung 12 aufgebaut und weist ebenfalls eine Endlamelle 10 auf, die als Reiblamelle ausgebildet ist. Es werden daher gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet. Die in Bezug auf die 2, 3 beschriebenen Einzelheiten sind auf die Doppelkupplung in 4 übertragbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungseinrichtung
- 2
- Innenlamellenträger
- 3
- Außenlamellenträger
- 4
- Innenlamelle
- 5
- Außenlamelle
- 6
- Reibbelag
- 7
- Lamellenpaket
- 8
- Abstützabschnitt
- 9
- Betätigungselement
- 10
- Endlamelle
- 11
- Anlagefläche
- 12
- Kupplungseinrichtung
- 13
- Innenlamellenträger
- 14
- Außenlamellenträger
- 15
- Innenlamelle
- 16
- Außenlamelle
- 17
- Lamellenpaket
- 18
- Abstützabschnitt
- 19
- Anlagefläche
- 20
- Reibfläche
- 21
- Bauraum
- 22
- Bauraumgewinn
- 23
- Kupplungseinrichtung
- 24
- Teilkupplung
