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Die Erfindung betrifft eine Mehrscheibenkupplung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Mehrscheibenkupplung für ein Kraftrad.
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Eine Mehrscheibenkupplung für ein Kraftrad umfasst einen Innenträger und einen Außenträger, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar angeordnet sind. In den Innenträger greifen drehmomentschlüssig und axial verschiebbar mehrere Lamellen ein und in den Außenträger greifen drehmomentschlüssig und axial verschiebbar mehrere Reibscheiben ein. Die Lamellen und die Reibscheiben sind axial abwechselnd zu einem Stapel zusammengefügt. Um Drehmoment zwischen dem Innenträger und dem Außenträger zu übertragen, wird der Stapel axial zusammengepresst.
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Ist die Mehrscheibenkupplung für große Drehmomente eingerichtet, so wird der Außenträger üblicherweise als Ziehteil hergestellt und eine Verzahnung zum drehmomentschlüssigen Eingreifen der Reibscheiben wird mittels Rollieren aufgebracht, was aufwendig ist und die Herstellung der Mehrscheibenkupplung verteuern kann. Muss, wie bei einem Motorrad, nur ein kleines bis mittleres Drehmoment mittels der Mehrscheibenkupplung übertragen werden, kann der Außenträger auch aus Leichtmetall hergestellt werden, beispielsweise im Druckgussverfahren.
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DE 10 2012 211 166 A1 schlägt vor, eine Mehrscheibenkupplung mit einem kostengünstigen Außenträger aufzubauen, der aus einem Blech herstellbar ist. Der Außenträger umfasst mehrere axiale Finger, zwischen denen Aussparungen liegen, durch die sich radiale Fortsätze der Reibscheiben erstrecken. Um die Finger bei höheren Drehzahlen gegenüber Fliehkräften abzustützen, ist ein Stützring an axialen Enden der Finger vorgesehen.
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Diese Anordnung ist jedoch axial relativ platzaufwendig. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine platzsparendere Mehrscheibenkupplung, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftrad, anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Eine Mehrscheibenkupplung umfasst einen Außenträger, der um eine Drehachse drehbar ist, mehrere Reibelemente, die jeweils einen radialen Fortsatz aufweisen, wobei der Außenträger zu den Fortsätzen korrespondierende Aussparungen aufweist, durch die sich die Fortsätze erstrecken, um drehmomentschlüssige Verbindungen herzustellen, und einen Stützring, der an der radialen Außenseite des Außenträgers liegt. Dabei liegt der Stützring axial zwischen einem an einem axialen Ende liegenden ersten und einem benachbarten zweiten Reibelement.
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Durch das Anordnen des Stützrings zwischen dem ersten und dem zweiten Reibelement kann axialer Bauraum eingespart werden. Die Mehrscheibenkupplung kann axial weniger tief bauen, was unter beengten Verhältnissen, beispielsweise an einem Kraftrad, vorteilhaft ausgenutzt werden kann.
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Bevorzugterweise ist das erste Reibelement gegenüber dem zweiten Reibelement um die Drehachse verdreht, sodass korrespondierende Fortsätze der beiden Reibelemente in axialer Richtung überlappungsfrei sind.
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Der drehmomentschlüssige Eingriff zwischen dem ersten Reibelement und dem Außenträger wird also bevorzugt auf eine andere Weise als für das zweite Reibelement bewirkt. Dadurch kann der Stützring verbessert axial zwischen dem ersten und dem zweiten Reibelement angebracht werden.
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In einer Ausführungsform weist der Außenträger eine erste und eine davon verschiedene zweite radiale Aussparung auf, wobei sich der radiale Fortsatz des ersten Reibelements durch die erste Aussparung und die radialen Fortsätze des zweiten und aller weiteren Reibelemente durch die zweite Aussparung erstrecken.
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Das zweite und alle weiteren Reibelemente können so auf die gleiche Weise am Außenträger montiert werden.
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Bevorzugterweise ist der Außenträger an in Umfangsrichtung liegenden Begrenzungen der zweiten Aussparung radial nach außen gebogen. In Umfangsrichtung liegende Anlageflächen zwischen den Fortsätzen der Reibelemente und dem Außenträger können dadurch vergrößert sein, sodass ein verschleißärmerer Dauerbetrieb der Mehrscheibenkupplung ermöglicht sein kann.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Außenträger zwei auf einem Umfang liegende axiale Fortsätze auf, zwischen denen die Aussparung für den radialen Fortsatz des ersten Reibelements gebildet ist. Sowohl die erste Aussparung als auch die zweite Aussparung können in dieser Ausführungsform einseitig axial offen sein. Das erste Reibelement kann mittels der axialen Fortsätze des Außenträgers einfach und sicher drehmomentschlüssig angebunden werden. Ein einteiliger Aufbau des Außenträgers kann so vereinfacht unterstützt werden.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass die axialen Fortsätze axiale Anlagekanten zur Anlage des Stützrings aufweisen. Eine axiale Beweglichkeit des Stützrings kann durch die Anlagekanten eingeschränkt sein.
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Bevorzugterweise weisen die axialen Fortsätze jeweils zwei Anlagekanten zur Anlage an gegenüberliegenden axialen Seiten des Stützrings auf. Die axiale Position des Stützrings kann dadurch eindeutig definiert sein. In einer Ausführungsform kann die Position des Stützrings spielfrei vorgegeben sein.
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Es ist bevorzugt, dass die axialen Fortsätze radial außen angeschrägt sind, um ein axiales Aufziehen des Stützrings zu erleichtern. Der Stützring ist bevorzugterweise so ausgelegt, dass er unter Federspannung axial über die schrägen Flächen der axialen Fortsätze aufgezogen werden kann, bis er bevorzugterweise an einer der Anlagekanten an den axialen Fortsätzen anliegt.
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Es ist allgemein bevorzugt, dass der Außenträger aus Stahl herstellbar ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass der Außenträger mittels Tiefziehen, Stanzen und/oder Biegen aus einem insbesondere ebenen Blech herstellbar ist. Ein aufwendiges Fertigungsverfahren wie beispielsweise ein Rollieren kann nicht erforderlich sein. Die Mehrscheibenkupplung kann dadurch kostengünstig und exakt aufgebaut sein.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 einen Längsschnitt durch eine Mehrscheibenkupplung;
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2 eine bevorzugte Ausführungsform der Mehrscheibenkupplung auf der Basis derer von 1;
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3 eine Detailansicht eines Längsschnitts der Mehrscheibenkupplung in einer bevorzugten Ausführungsform; und
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4 eine Detailansicht eines Außenträgers einer Mehrscheibenkupplung
darstellt.
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1 zeigt eine Mehrscheibenkupplung 100 zum Einsatz in einem Kraftrad (Motorrad), insbesondere in einem Kleinkraftrad. Das Kraftrad kann einen Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einem oder mehreren Zylindern aufweisen und ein des Ver brennungsmotors kann ca. 170–250 cm3, beispielsweise ca. 200 cm3 betragen.
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Die Mehrscheibenkupplung 100 umfasst eine Drehachse 105, um die eine Eingangsseite 110 und eine Ausgangsseite 115 drehbar angeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform liegt die Ausgangsseite 115 radial außen und die Eingangsseite 110 radial innen, eine umgekehrte Anordnung ist jedoch ebenfalls möglich. In der dargestellten Ausführungsform ist an der Eingangsseite 110 ein Zahnkranz 120 angebracht, in dem üblicherweise ein Primärzahnrad kämmt, das unmittelbar auf einer Kurbelwelle des Antriebsmotors befestigt ist.
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Die Mehrscheibenkupplung 100 umfasst einen Außenträger 130, der hier mit der Eingangsseite 110 verbunden ist, und einen Innenträger 135, der hier mit der Ausgangsseite 115 verbunden ist. Zwischen dem Außenträger 130 und dem Innenträger 135 liegt ein Kupplungspaket 140, das vorliegend durch Reibscheiben 145 und Lamellen 150 gebildet ist, die axial abwechselnd angeordnet sind. Die Reibscheiben 145 sind drehmomentschlüssig und axial verschiebbar mit dem Innenträger 135 und die Lamellen 150 drehmomentschlüssig und axial verschiebbar mit den Außenträger 130 verbunden. In anderen Ausführungsformen können auch die Reibscheiben 145 dem Außenträger 130 und die Lamellen 150 dem Innenträger 135 zugeordnet sein. Weiter sind Ausführungsformen denkbar, in denen gleichartige Reibelemente vorgesehen sind, die axial alternierend in den Außenträger 130 und den Innenträger 135 eingreifen. Im Folgenden wird zur Vereinheitlichung der Begriff Reibelement verwendet, der sowohl für eine Reibscheibe 145 als auch für eine Lamelle 150 stehen kann.
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Der Außenträger 130 ist bevorzugterweise aus einem Blech herstellbar. Dazu kann der Außenträger 130 beispielsweise mittels Tiefziehen, Biegen oder Stanzen bearbeitet werden. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist der Außenträger 130 im Wesentlichen topfförmig, indem er einen bodenähnlichen radialen Abschnitt 160 und einen axialen Abschnitt 165 umfasst. Der axiale Abschnitt 165 umfasst in der dargestellten Ausführungsform mehrere axiale Fortsätze 170, die auf einem Umfang um die Drehachse 105 verteilt sind. Jeweils zwischen zwei benachbarten axialen Fortsätzen 170 ergibt sich eine radiale Aussparung 175, durch die sich jeweils radiale Fortsätze 180 von Reibelementen 150 erstrecken.
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Um den Außenträger 130 und insbesondere die axialen Fortsätze 170 gegen Deformation bei höheren Drehzahlen zu schützen, ist ein Stützring 185 vorgesehen, der auf einer radialen Außenseite der axialen Fortsätze 170 angebracht ist. Der Stützring 185 hält seine Position in einer Ausführungsform mittels einer radial nach innen gerichteten Klemmkraft.
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In der dargestellten Ausführungsform liegt der Stützring 185 jenseits eines axialen Endes des Kupplungspakets 140. Um insbesondere axialen Bauraum einzusparen wird vorgeschlagen, den Stützring 185 zwischen einer axial außen liegenden und einer axial benachbarten Lamelle 150 vorzusehen.
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2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Mehrscheibenkupplung 100 von 1. Zur verbesserten Bezugnahme wird nachfolgend von mehreren Reibelementen 205 ausgegangen, die jeweils in drehmomentschlüssigem Eingriff mit dem Außenträger 130 stehen. Dabei ist das Reibelement 205, das am weitesten vom radialen Abschnitt 160 entfernt ist, als erstes Reibelement 205 bezeichnet, ein dazu benachbartes als zweites Reibelement 205 und so weiter.
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Die radialen Fortsätze 180 des zweiten und aller weiteren Reibelemente 205 erstrecken sich in der dargestellten Ausführungsform durch die gleiche radiale Aussparung 175 des Außenträgers 130. An Begrenzungen der Aussparung 175, die in bzw. gegen Umfangsrichtung liegen, ist der axiale Abschnitt 165 des Außenträgers 130 radial nach außen gebogen. Der Stützring 185 hat bevorzugterweise rechteckigen Querschnitt, um axial flacher zu bauen. Dabei liegt der Stützring 185 axial zwischen dem ersten Reibelement 205 und dem zweiten Reibelement 205.
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Das erste Reibelement 205 ist gegenüber dem zweiten und allen weiteren Reibelementen 205 um die Drehachse 105 verdreht, sodass die radialen Fortsätze 180 des ersten und der anderen Reibelemente 205 vorzugsweise axial nicht überlappen. Bevorzugterweise erstreckt sich der radiale Fortsatz 180 des ersten Reibelements 205 durch eine radiale Aussparung 210, die von der radialen Aussparung 175 verschieden ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass sich die radiale Aussparung 210 zwischen zwei benachbarten axialen Fortsätzen 215 des Außenträgers 130 ergibt. Die axialen Fortsätze 215 können insbesondere an einem gemeinsamen axialen Fortsatz 170 des Außenträgers 130 angefügt sein.
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3 zeigt eine Detailansicht eines Längsschnitts der Mehrscheibenkupplung 100 von 2 in einer bevorzugten Ausführungsform. Der axiale Fortsatz 215 des Außenträgers 130 ist bevorzugterweise in einer axialen Richtung, die von dem radialen Abschnitt 160 maximal entfernt ist, radial angeschrägt. Der Stützring 185 kann dadurch leichter axial auf den Außenträger 130 aufgeschoben werden, in der vorliegenden Darstellung von oben.
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Der axiale Fortsatz 215 des Außenträgers 130 weist bevorzugterweise eine und noch weiter bevorzugt zwei axiale Anlagekanten 305 auf, die auf unterschiedlichen axialen Seiten des Stützrings 185 liegen. Die axiale Position des Stützrings 185 kann durch die axialen Anlagekanten 305 verbessert definiert sein. Anders ausgedrückt kann in den axialen Fortsatz 215 des Außenträgers 130 auf der radialen Außenseite eine Nut vorgesehen sein, die axial durch Anlagekanten 305 begrenzt ist.
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4 zeigt eine weitere Ansicht des Außenträgers 130 in einer bevorzugten Ausführungsform. Dargestellt ist eine Ansicht von radial außen im Bereich der Aussparungen 175 und 210. Die dargestellten kreisförmigen Aussparungen im Bereich des axialen Fortsatzes 170 des Außenträgers 130 sind optional und können der Gewichtsreduktion dienen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Mehrscheibenkupplung
- 105
- Drehachse
- 110
- Eingangsseite
- 115
- Ausgangsseite
- 120
- Zahnkranz
- 130
- Außenträger
- 135
- Innenträger
- 140
- Kupplungspaket
- 145
- Reibscheibe
- 150
- Lamelle
- 160
- radialer Abschnitt
- 165
- axialer Abschnitt
- 170
- axialer Fortsatz des Außenträgers
- 175
- radiale Aussparung des Außenträgers
- 180
- radialer Fortsatz eines Reibelements
- 185
- Stützring
- 205
- Reibelement (erstes, zweites, drittes...)
- 210
- radiale Aussparung
- 215
- axialer Fortsatz des Außenträgers
- 305
- axiale Anlagekante
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012211166 A1 [0004]
