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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit mehreren Innenlamellen, die axial verschieblich aber drehmomentübertragend an einem Innenlamellenträger angebunden sind und mit mehreren Außenlamellen, die axial verschieblich aber drehmomentübertragend an einem Außenlamellenträger angebunden sind, wobei die Innenlamellen und die Außenlamellen so in Axialrichtung abwechselnd hintereinander oder nebeneinander, also alternierend, angeordnet sind, dass bei einer Axialverlagerung der Innenlamellen und der Außenlamellen eine Drehmomentübertragung zwischen ihnen bewirkbar ist, wobei wenigstens ein Rückstellelement so auf die Innenlamellen und/oder die Außenlamellen einwirkt, dass eine Zwangsbewegung zum Lösen der Drehmomentübertragung zwischen den Innenlamellen und den Außenlamellen erreicht / erreichbar ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Mehrscheibenkupplungen mit Rückstellelementen mehrfach bekannt. So offenbart bspw. die
DE 10 2012 213 143 A1 eine Mehrscheibenkupplung mit einer axial fest angeordneten Gegendruckplatte und einer von einer sich an einem mit der Gegendruckplatte drehfest verbundenen Deckel axial abstützenden Tellerfeder axial gegen diese abhängig von einer Stellung eines auf die Tellerfeder axial einwirkenden Ausrücksystems vorspannbaren, axial verlagerbar und drehfest mit dem Deckel verbundenen Anpressplatte, zumindest einer axial zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte axial verlagerbar und drehfest mit dem Deckel verbundenen Zwischenplatte sowie zumindest zwei geschichtet zwischen Gegendruckplatte, der zumindest einen Zwischenplatte und der Anpressplatte angeordneten und von diesen axial verspannbar angeordneten Reibbelägen jeweils einer Kupplungsscheibe sowie für Anpressplatte und der zumindest einen Zwischenplatte vorgesehene Anschläge zur Begrenzung eines Abhubs der Anpressplatte und der zumindest einen Zwischenplatte von den Reibbelägen bei die Anpressplatte entlastenden Tellerfeder, wobei Anpressplatte und zumindest eine Zwischenplatte jeweils federbeaufschlagt gegen die Anschläge vorgespannt sind.
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Im Stand der Technik sind die Rückstellelemente jedoch nur an den plattenartigen Kupplungsscheiben bzw. an den Kupplungsplatten, wie der Anpressplatte oder der Zwischenplatte vorgesehen. Die mit Reibbelägen versehenen Kupplungsscheiben jedoch verfügen nicht über solche Rückstellelemente. Beim Öffnen der Kupplung sorgen die Rückstellelemente an den Kupplungsplatten dafür, dass diese sich in ihre Einbauposition zurück bewegen, wenn die Anpresskraft wieder entfernt wird. Dadurch werden die (mit den Reibbelägen versehenen) Kupplungsscheiben nicht mehr aktiv, so wie im Zustand der Drehmomentübertragung, zwischen den Platten eingeklemmt. Jedoch lösen sich die Reibkontakte nicht vollständig, da sich die Kupplungsscheiben trotz allem, bzw. aufgrund der an den Reibkontakten herrschenden Reibung, nicht weit genug von den Kupplungsplatten entfernen. Deshalb existiert auch bei geöffneter Kupplung weiterhin Reibung zwischen den Kupplungsscheiben und den Kupplungsplatten. Dadurch liegen Schleppmomente an, welche wiederum der Wirkungsgrad der Kupplung vermindern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere (Lüft-) Elemente zwischen den Kupplungsscheiben bzw. Lamellen vorzusehen, um die anliegenden Schleppmomente zu vermindern oder gar zu verhindern und somit den Wirkungsgrad der Kupplung zu erhöhen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Lamellenkupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Rückstellelement zumindest abschnittsweise wellfederartig ausgebildet ist.
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Wellfedern sind sehr kleinbauende Federteile, die über diverse Parameter optimal auf den Anwendungsfall anpassbar sind. Somit ist ein Einsatz als Lüftfeder für Lamellenkupplungen sehr sinnvoll und aufgrund ihrer Bauform optimal für die Integration zwischen den Lamellen geeignet.
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Die Rückstellelemente können dabei sowohl zwischen den Stahllamellen, welche auch als Kupplungsplatten, wie eine Anpressplatte, eine Zwischenplatte oder eine Gegendruckplatte, ausgebildet sein können, als auch zwischen den Reiblamellen, die auch als Kupplungsscheiben bezeichnet werden können, verbaut werden. Durch den Einbau zwischen den Stahl- und/oder Reiblamellen kann ein Federpaket erstellt werden, das beim Öffnen der Kupplung für eine optimale Rückstellung der Lamellen in ihrer Einbaulage gewährleistet.
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Damit können die Kupplungsscheiben bzw. die Reiblamellen und die Kupplungsplatten bzw. die Stahllamellen durch die zusätzlich zwischen den jeweiligen Bauteilen verbauten Elemente, den Rückstellelementen, so voneinander getrennt werden, dass ein aktives Trennen der Reibkontakte bewirkt wird.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn das wenigstens eine Rückstellelement als Wellfeder ausgebildet ist oder einen Abschnitt besitzt, der zumindest eine für eine Wellfeder typische Biegung bzw. Welle bzw. Wellung bzw. Krümmung bzw. Bohrung besitzt. Wellfedern sind sehr kleine Federbauteile, die sich optimal für die Integration zwischen den (gleichartigen) Lamellen eignen. Darüber hinaus sind sie einfach montierbar und erfordern keine grundsätzlichen Änderungen der Kupplungsbauform.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn das Rückstellelement einen ringförmig geschlossenen oder radial geschlitzten Querschnitt / Umfang besitzt oder sich nur über einen Teilabschnitt eines Innen- oder Außenumfangs einer Innenlamelle oder einer Außenlamelle erstreckt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn ein Wellfederabschnitt des Rückstellelements im Bereich einer Verzahnung einer Innen- oder Außenlamelle mit dem Innen- oder Außenlamellenträger vorhanden ist. Dadurch ist es möglich, das Rückstellelement platzsparend anzubringen, ohne zusätzlichen Bauraum zu benötigen.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn das Rückstellelement an einer als Stahllamelle ausbildbaren Innenlamelle oder Außenlamelle befestigt ist. Dadurch ist es möglich, das Rückstellelement möglichst platzsparend in den Kupplungsaufbau zu integrieren.
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Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Rückstellelement mittels eines Niets befestigt ist, welche an einem distalen Ende des Rückstellelements angeordnet ist. Dabei kann das Rückstellelement an nur einem Ende an der Lamelle befestigt sein, wodurch das andere Ende „frei“ ist und „federn“ kann. Es sind jedoch auch andere Befestigungsmittel denkbar.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Rückstellelement im Bereich eines Zahns der Verzahnung angebunden ist. Dadurch ist das Rückstellelement radial bauraumsparend anbringbar.
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Für das Lüften der Kupplung ist es von Vorteil, wenn sich das Rückstellelement an gleichartigen Lamellen, also entweder nur an den Außenlamellen oder nur an den Innenlamellen abstützt. Dadurch kann eine gleichmäßige Rückstellung der Lamellen in ihre Einbaulage bewirkt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich je zumindest ein Rückstellelement zwischen den Innenlamellen und zwischen den Außenlamellen abstützt. Dadurch kann die Genauigkeit der Rückstellung der Lamellen in ihre Einbaulage erhöht werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Wellfeder sehen vor, dass diese in flacher, trapezförmiger oder runder Bauform ausgebildet sein kann.
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Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, dass Wellfedern zwischen die Lamellen eingelegt werden und als elastische Energiespeicher verwendet werden. Dabei können die Wellfedern in verschiedenen Bauformen vorliegen. Beispielsweise in flacher, rechteckiger oder runder Variante. Da sowohl zwischen den Stahllamellen als auch den Reiblamellen Federn verbaut sind, erfolgt beim Öffnen der Kupplung eine gleichmäßige Rückstellung der Federn in ihre Einbaulage. Die Federn werden dabei exakt an das benötigte Kraftniveau angepasst. Die Wellfedern können dabei auch als einzelne Wellen ausgeführt werden. Dadurch können die Federn radial in die Verzahnung integriert werden, um Bauraum einzusparen.
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Man kann auch sagen, dass die Erfindung alternative Rückstellmöglichkeiten für (trockene) Lamellenkupplungen aufzeigt. Hierfür werden Wellfedern zwischen den Stahllamellen und/oder Reiblamellen vorgesehen. Die Federn sind radial innen und/oder außen angeordnet. Alternativ können auch einzelne Wellen an Zähnen der Lamellen axial vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert, in denen unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittansicht einer als Doppelkupplung ausgeführten Lamellenkupplung;
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Teilbaugruppe der Lamellenkupplung; und
- 3 einen Teilausschnitt einer Außenlamelle mit daran angebrachtem Rückstellelement.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.
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1 zeigt eine als Doppelkupplung ausgeführte Kupplung, welche zwei Lamellenkupplungen 1 umfasst. Jede Lamellenkupplung 1 weist drei Innenlamellen 2 auf, die axial verschieblich aber drehmomentübertragend an einem Innenlamellenträger 3 angebunden sind. Zwischen den Innenlamellen 2 sind jeweils Außenlamellen 4 angeordnet, die axial verschieblich aber drehmomentübertragend an einem Außenlamellenträger 5 angebunden sind. Jeder der Lamellenkupplungen 1 weist somit zwei Außenlamellen 4 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass eine andere Anzahl an Innenlamellen 2 und Außenlamellen 4 vorgesehen ist. Es ist jedoch darauf zu achten, dass die Innenlamellen 2 und die Außenlamellen 4 in Axialrichtung alternierend, also hintereinander der nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den Innenlamellen 2 bzw. den Außenlamellen 4 sind Rückstellelemente 6 angeordnet.
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Die beiden Lamellenkupplungen 1 sind in 1 derart angeordnet, dass die Betätigung der in 1 dargestellten rechten Lamellenkupplung 1 durch eine Betätigungseinheit 7 über die Axialverschiebung der Innenlamellen 2 und der Außenlamellen 4 dazu führt, dass der Außenlamellenträger 5 der rechten Lamellenkupplung 1 ebenfalls axial verschoben wird und somit als eine Art Betätigungseinheit 8 für die in 1 links angeordnete Lamellenkupplung 1 dient. Bei Betätigung der Lamellenkupplungen 1, 1 werden die Innenlamellen 2 und die Außenlamellen 4 der jeweiligen Kupplungseinheiten 1, 1 so zusammengeschoben, dass eine Drehmomentübertragung stattfinden kann. In der linken Lamellenkupplung 1 dient eine Gegendruckplatte 9 als Begrenzungsanschlag für die axiale Verschiebung der Lamellen 2, 4 der linken Lamellenkupplung 1 (und somit auch für die Lamellen 2, 4, der rechten Lamellenkupplung 1). Die drei Innenlamellen 2, die jeweils in einer Lamellenkupplung 1 angeordnet sind, können als Gesamtheit auch als Innenlamellenpaket 10 bezeichnet werden. Analog können die zwei Außenlamellen 4 als Außenlamellenpaket 11 bezeichnet werden.
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In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Außenlamellen 4 als Stahllamellen 12 und die Innenlamellen 2 als Reiblamellen 13 ausgebildet. Jedoch ist es auch möglich, statt die Außenlamellen 12 als Kupplungsplatten, wie eine Anpressplatte, eine Zwischenplatte und/oder eine Gegendruckplatte auszubilden. Solche Kupplungen werden dann allgemein als Mehrscheibenkupplungen bezeichnet. Die Lamellenkupplung 1, wie hier beispielhaft gezeigt, ist also eine Unterbauart einer Mehrscheibenkupplung.
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In 1 ist zwischen den zwei Außenlamellen 4 das Rückstellelement 6 angeordnet, welches hier in Form einer Wellfeder 14 ausgebildet ist. Die Wellfeder 14 stützt sich hierbei mit ihrem einen Ende an der einen Außenlamelle 4 und mit ihrem anderen Ende an der anderen (benachbart angeordneten) Außenlamelle 4 ab. Die Außenlamelle 4, die benachbart zu dem Außenlamellenträger 5 angeordnet ist, wird ebenfalls über ein als Wellfeder 14 ausgebildetes Rückstellelement 6 abgestützt, wobei sich die Wellfeder 14 in diesem Fall mit ihrem anderen Ende an dem Außenlamellenträger 5 abstützt.
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Analog zu diesem Prinzip sind auch die als Reiblamellen 13 ausgebildeten Innenlamellen 2 über als Wellfedern 14 ausgebildete Rückstellelemente 6 zueinander beabstandbar.
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2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Baugruppe einer Lamellenkupplung 1, wie in 1 gezeigt, wobei die Baugruppe den Innenlamellenträger 3, die Innenlamellen 2, die hier nicht sichtbar sind, die zwei Außenlamellen 4 sowie die zwischen den Außenlamellen 4 angeordneten Wellfedern 14 sowie eine der zwischen den nicht sichtbaren Innenlamellen 2 angeordnete Wellfeder 14 umfasst. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass die Wellfedern 14 sehr platzsparend bzw. bauraumsparend in den allgemeinen Kupplungsaufbau integriert werden können. Die Federkraft der Wellfedern 14 kann hierbei an das benötigte Kraftniveau zum Rückstellen der Lamellen 2, 4 angepasst werden.
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In 2 ist ferner zu erkennen, dass der Innenlamellenträger 3 eine Außenverzahnung 15 aufweist, die in eine entsprechende Gegenverzahnung am inneren Durchmesser der Innenlamellen 2 eingreift. Die Außenlamellen 4 weisen entlang ihres äußeren Umfangs ebenfalls eine Außenverzahnung 16 auf, die in eine entsprechende Gegenverzahnung am Innendurchmesser des Außenlamellenträgers 5 (siehe 1) eingreift. Diese Verzahnungen erlauben es, dass die Lamellen 2, 4 in den entsprechenden Lamellenträgern 3, 5 axial verschieblich aber drehmomentübertragend angebunden sind.
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3 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform des Rückstellelements 6, welches an einer Außenlamelle 4 angebracht ist. Das hier gezeigte Rückstellelement 6 ist in Form einer Welle bzw. eines Wellenabschnitts 17 ausgebildet, das heißt, derart, wie eine Wellfeder 14 über ihren gesamten Umfang gleichverteilt und alternierend mehrerer solcher Abschnitte aufweist, wodurch ihre Wellenform entsteht. Ein solcher Wellenabschnitt 17 ist an einem distalen Ende 18 mittels eines Niets 19 an der Außenlamelle 4 festgelegt.
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In der hier gezeigten Ausführungsform ist der Wellenabschnitt 17 im Bereich eines Zahns 20 der Außenverzahnung 16 der Außenlamelle vorgesehen. Durch diese Anordnung können zueinander benachbarte Bauteile, wie hier zwei Außenlamellen 4, zueinander beabstandet werden, ohne dass zusätzlicher Bauraum in Axialrichtung benötigt wird. Analog zu der hier dargestellten Integration des als Wellenabschnitt 17 ausgebildeten Rückstellelements 6, kann dies auch auf eine Innenlamelle 2 mit einer Innenverzahnung übertragen werden. Das heißt, im Falle einer Innenlamelle 2, ist der Wellenabschnitt 17 an einem Zahn der Innenverzahnung befestigt.
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Die in 3 gezeigte Ausführungsform des Rückstellelements 6 als Wellenabschnitt 17, wie auch die in 1 und 2 gezeigte Ausführungsform als Wellfeder 14 sind einfach in den „klassischen Lamellenkupplungsbau“ integrierbar, ohne große Änderungen vornehmen zu müssen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lamellenkupplung
- 2
- Innenlamelle
- 3
- Innenlamellenträger
- 4
- Außenlamelle
- 5
- Außenlamellenträger
- 6
- Rückstellelement
- 7
- Betätigungseinheit
- 8
- Betätigungseinheit
- 9
- Gegendruckplatte
- 10
- Innenlamellenpaket
- 11
- Außenlamellenpaket
- 12
- Stahllamelle
- 13
- Reiblamelle
- 14
- Wellfeder
- 15
- Außenverzahnung
- 16
- Außenverzahnung
- 17
- Wellenabschnitt
- 18
- distales Ende
- 19
- Niet
- 20
- Zahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012213143 A1 [0002]
