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Die Erfindung betrifft eine Reibkupplung mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einer solchen Reibkupplung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
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Aus dem Stand der Technik sind Reibkupplungen zum Trennen einer Drehmomentübertragung zwischen einem Antriebsaggregat, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, und einem Verbraucher, beispielsweise den Antriebsrädern eines Kraftfahrzeugs, bekannt. Hierbei ist in einigen Ausführungsformen zur Tilgung von Drehmomentschwingungen einer vorbestimmten Frequenz beziehungsweise eines vorbestimmten Frequenzbereichs ein Drehmomentschwingungstilger in Form von einem Fliehkraftpendel vorgesehen ist. Das Fliehkraftpendel tilgt eine Drehmomentschwingung unabhängig von der anliegenden Drehzahl und ist somit zur Tilgung von charakteristischen Drehmomentschwingungen eines Kolbentriebs, beispielsweise eines Zylindermotors, bei einer im Vergleich zu einem Zweimassenschwungrad deutlich geringeren trägen Masse besonders effizient.
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Bei vielen Anwendungen ist das Fliehkraftpendel an der Ausgangswelle, beispielsweise der Getriebeeingangswelle eines angeschlossenen Schaltgetriebes, angeordnet, beispielsweise mittels eines Nabenflanschs einer mit der Ausgangswelle fest verbundenen Kupplungsscheibe. Als (rotatorisch) fest verbunden wird eine Verbindung bezeichnet, welche nicht mittels eines Betätigens der Reibkupplung trennbar beziehungsweise lösbar ist. Beim Öffnen der Reibkupplung, also dem Trennen der Drehmomentübertragung zwischen einer Eingangswelle, beispielsweise einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, und einer Ausgangswelle wirkt das hohe Massenträgheitsmoment des Fliehkraftpendels auf eine gewünschte Geschwindigkeitsänderung der Ausgangswelle nachteilig. Wünschenswert wäre es daher, das Fliehkraftpendel nur im geschlossenen Zustand der Kupplung mit der Ausgangswelle zu verbinden. Diese beiden Komponenten müssen jedoch für ein Funktionieren des Fliehkraftpendels sehr momentensteif miteinander verbunden sein. Es muss daher eine Lösung gefunden werden, wie die Trennung im vorhandenen Bauraum kostengünstig und mit möglichst niedrigen Betätigungskräften umgesetzt werden kann.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft eine Reibkupplung mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein Reibpaket, umfassend eine Anpressplatte und eine Gegenscheibe, wobei das Reibpaket axial verpressbar ist, um reibschlüssig ein Drehmoments zu übertragen;
- - eine Eingangswelle, welche mit der Anpressplatte dauerhaft drehmomentübertragend verbunden ist;
- - eine Ausgangswelle, welche mit der Gegenscheibe dauerhaft drehmomentübertragend verbunden ist; und
- - ein Fliehkraftpendel, welches eine Pendelscheibe und zumindest eine in der Pendelscheibe schwingbar aufgehängte Pendelmasse aufweist, wobei das Fliehkraftpendel zum Tilgen von Drehmomentschwingungen der Ausgangswelle eingerichtet ist.
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Die Reibkupplung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehmomentübertragung zwischen dem Fliehkraftpendel und der Ausgangswelle mittels einer Drehmomentkupplung lösbar ist.
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Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden.
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Die Reibkupplung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment lösbar von einer Antriebswelle auf einen Verbraucher und umgekehrt zu übertragen. Ein Verbraucher ist beispielsweise zumindest ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs und/oder ein Nebenaggregat wie beispielsweise ein Klimakompressor oder eine Lichtmaschine. Die lösbare Drehmomentübertragung wird in der Regel über das (zumindest eine) Reibpaket erreicht. Eine Reibkupplung ist beispielsweise als Doppelkupplung mit zwei separaten Reibpaketen ausgeführt, wobei dann in der Regel eine Ausgangswelle mit zwei Ausgangswellen gleichzeitig oder abwechselnd, bevorzugt unter Einhaltung eines (nahezu konstanten) Drehmoments, mittels des jeweiligen Reibpakets verbindbar ist. Dazu sind meist auch zwei separate Betätigungssysteme für jeweils ein Reibpaket vorgesehen. Bevorzugt ist dann ein weiteres Fliehkraftpendel, besonders bevorzugt gemäß nachfolgender Beschreibung, für die weitere Ausgangswelle des weiteren Reibpakets vorgesehen.
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Das Reibpaket weist eine Anpressplatte und eine Gegenscheibe auf. Die Anpressplatte ist axial verschiebbar mit der Eingangswelle, beispielsweise direkt oder indirekt mit einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine, wie einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, dauerhaft drehmomentübertragend, also rotationsfest verbunden. Beispielsweise sind die Eingangswelle und die Antriebswelle ein identisches Bauteil. In einer anderen Ausführungsform bildet die Eingangswelle ein System aus der Antriebswelle und einem mitrotierenden Kupplungsdeckel, welche beispielsweise miteinander verschraubt sind. Die Anpressplatte ist infolge einer Anpresskraft mit einer Reibfläche gegen eine korrespondierende Gegenreibfläche der zumindest einen Gegenscheibe verpressbar. Diese bilden somit eine Reibpaarung. Die Gegenscheibe ist bei einer besonders einfachen Ausführungsform eine axial fixierte Gegenplatte. In einer häufigeren Konfiguration, beispielsweise zur Erhöhung der Anzahl der Reibpaarungen, ist die Gegenscheibe eine Reibscheibe, welche zwischen der Anpressplatte und einer Gegenplatte axial verpressbar ist. In dieser Konfiguration ist die Gegenplatte mit der Anpressplatte dauerhaft drehmomentübertragend verbunden, aber axial fixiert, um ein Gegenlager für die notwendige axiale Anpresskraft zu bilden. In einer weiteren Ausführungsform eines Reibpakets sind mehrere Reibscheiben vorgesehen, wobei axial verschiebbare mit der Anpressplatte dauerhaft drehmomentübertragend verbundene Zwischenplatten jeweils zwischen zwei Reibscheiben angeordnet sind. Diese Zwischenplatten sind also auch eine Art Anpressplatte, wobei hier die Anpresskraft meist nur mittelbar, also indirekt, über die anpressplattenseitige Reibscheibe auf die Zwischenplatte übertragen wird. Die Gegenscheibe ist mit der Ausgangswelle, beispielsweise direkt oder indirekt mit einer Getriebeeingangswelle, beispielsweise eines Schaltgetriebes, dauerhaft drehmomentübertragend, also rotationsfest verbunden. Infolge der besagten Anpresskraft ergibt sich eine Reibkraft über die zumindest eine Reibpaarung. Die Reibkraft, beziehungsweise die Summe der Reibkräfte ergibt sich multipliziert mit dem mittleren Radius der Reibfläche ein mittels des Reibpakets übertragbares Drehmoment.
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Zum Entkoppeln von Drehmomentschwingungen von einem übrigen Antriebsstrang, ist es vorteilhaft diese bereits im Bereich der Reibkupplung, also beispielsweise noch vor einem Schaltgetriebe abzumildern oder zu unterdrücken. Dafür ist ein Fliehkraftpendel vorgesehen, welches unabhängig von der anliegenden Drehzahl gezielt die charakteristischen Resonanzfrequenzen mittels Gegenschwingungen der zumindest einen, meist zumindest zwei bis vier, schwingbar beziehungsweise pendelbar aufgehängten Pendelmasse tilgt. Die träge Masse eines Fliehkraftpendels ist im Vergleich zu einem Zweimassenschwungrad gering, aber dennoch nicht vernachlässigbar. Zudem kann ausgangswellenseitig ein Gegenpendeln der Pendelmasse angeregt werden, welches ein Gegendrehmoment erzeugt.
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Hier ist also nun vorgeschlagen, das Fliehkraftpendel lösbar mit der Ausgangswelle zu verbinden, indem eine Drehmomentkupplung vorgesehen ist. Als Drehmomentkupplung ist eine Reibschlüssige Verbindung bevorzugt, sodass im gelösten Zustand und beim Verbinden, also beim Einkuppeln, eine rotatorische Relativbewegung zulässig ist. Grundsätzlich ist aber auch eine Klauenkupplung oder eine Steckverzahnung eine geeignete Ausführungsform. Vorteilhaft ist hierbei, wenn ein Spannelement, beispielsweise mit einer Spannkraft in Umfangsrichtung oder in axialer Richtung, ein zum Einkuppeln notwendiges Spiel im geschlossenen Zustand der Drehmomentkupplung schließt oder überbrückt.
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Damit sind darüber hinaus axialer Bauraum und Fertigungskosten einsparbar, indem bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Zweimassenschwungrad mittels eines solchen abkuppelbaren Fliehkraftpendels mit großen Pendelmassen ersetzt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Reibkupplung ist die Drehmomentkupplung als Nabenkonus ausgebildet.
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Eine besonders bevorzugte Drehmomentkupplung ist der Nabenkonus, wobei durch die radiale Neigung über den axialen Kuppelweg, dem Rampenwinkel, die Reibkraft derart steigerbar ist, dass eine ausreichend drehmomentsteife Verbindung zwischen Ausgangswelle und Fliehkraftpendel geschaffen ist. Gleichzeitig ist bis zum reibschlüssigen Eingriff ein relatives Verdrehen zwischen den Kupplungspartnern zulässig. Ein Spannelement ist einfach als Axialfeder, beispielsweise axial besonders bauraumsparend als Tellerfeder, ausführbar. Bei kleinen Rampenwinkeln entstehen hohe Schließkräfte, so dass auf diesem Wege mit in der Reibkupplung üblicherweise zur Verfügung stehendem axialen Bauraum realisierbaren Winkeln die Betätigungskräfte um bis zu 80% reduziert werden können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Reibkupplung weist die Anpressplatte einen axial fest mit der Anpressplatte verbundenen Plattenhebel auf, und die Drehmomentkupplung ist mittels des Plattenhebels derart betätigbar, dass die Drehmomentkupplung mittels eines Betätigungssystems zum Verpressen des Reibpakets betätigbar ist.
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Die Drehmomentkupplung ist für die meisten Anwendungen, eben zum Tilgen von über die Eingangswelle eintretenden Drehmomentschwingungen bei verpresstem Reibpaket zu schließen und bei getrenntem Reibpaket zu lösen.
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Bei dieser Ausführungsform weist die Anpressplatte, auch eine Anpressplatte, welche als Zwischenplatte ausgeführt ist, einen Plattenhebel auf. Der Plattenhebel ist bevorzugt axial steif ausgeführt und betätigt die Drehmomentkupplung, bevorzugt axial, wenn die Anpressplatte (direkt oder indirekt) betätigt, also axial hin zu der Gegenscheibe zum Schließen des Reibpakets bewegt wird. In einer Ausführungsform ist die Drehmomentkupplung des Fliehkraftpendels mittels des Plattenhebels schon geschlossen, bevor das Reibpaket vollständig geschlossen ist. Das hier als Betätigungssystem bezeichnete eingerichtete System zum Verpressen des Reibpakets ist entweder passiv oder aktiv eingerichtet. Ist es ein passives Betätigungssystem, so schließt es das Reibpaket, wenn keine aktive entgegengerichtete Kraft aufgebracht wird. Eine solche Konfiguration wird als normal geschlossene Reibkupplung bezeichnet. Ist es hingegen aktiv, so ist die Reibkupplung normal offen, also es ist in diesem Normalzustand nicht das maximal übertragbare Drehmoment mittels des Reibpakets übertragbar. Die normal offene Konfiguration ist beispielsweise bei einer als Doppelkupplung ausgeführten Reibkupplung und/oder bei einer automatisiert betätigten Reibkupplung vorherrschend.
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Bevorzugt ist das Reibpaket mittels einer Hebelfeder normal geschlossen und der Plattenhebel hat den Vorteil, dass die über den vorhandenen radialen Bauraum verfügbare Kraftübersetzung des Hebels der Tellerfeder, zur Kraftreduktion mitnutzbar ist. Zudem ist es nicht notwendig, dass ein Betätigungslager, beispielsweise ein sogenanntes Ausrücklager, zusätzliche Kontaktstellen für ein Betätigen der Drehmomentkupplung des Fliehkraftpendels besitzt, welche ein Hysterese-Verhalten und Toleranzspiel verursachen könnten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Reibkupplung ist die Drehmomentkupplung mittels eines Federelements schließbar, wobei das Federelement die Pendelscheibe gegen einen anpressplattenseitigen Hysterese-Reibpartner presst, wobei bevorzugt der Hysterese-Reibpartner an dem Plattenhebel nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung angeordnet ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Fliehkraftpendel zusätzlich mit einer einfach aufgebauten Hysterese-Vorrichtung ausgestattet. Diese Hysterese-Vorrichtung umfasst einen Hysterese-Reibpartner, beispielsweise einen Elastomer-Ring oder einen Ring mit elastomerartiger Reibfläche. Gegen diese Reibfläche ist ein, bevorzugt einstückig mit der Pendelscheibe gebildeter, Reibring axial pressbar, wobei der Reibring bevorzugt eine metallische Gegenreibfläche aufweist. Alternativ ist der Reibring als beispielsweise als Elastomer-Ring oder ähnliches ausgeführt und der Reibpartner entsprechend beispielsweise als metallischer Ring. Die Verpresskraft ist mittels des Federelements bereitgestellt, wobei eine Vorspannkraft eine vorbestimmte feste Höhe aufweist. Im eingerückten Zustand der Anpressplatte, also geschlossenen Zustand des Reibpakets, sind der Hysterese-Reibpartner und der Reibring voneinander axial beabstandet. Es tritt hier kein Hystereseverhalten auf. Vielmehr wird die Pendelscheibe allein über die Drehmomentkupplung mit der Ausgangswelle mitgenommen und ist von der Anpressplatte axial getrennt und somit nur mittelbar über das Reibpaket drehmomentübertragend mit der Eingangswelle verbunden. Im ausgerückten Zustand der Anpressplatte, also getrennten Zustand des Reibpakets, ist nun der Hysterese-Reibpartner derart fest mit dem Reibring verpresst, dass hier keine Relativbewegung zwischen der Anpressplatte und der Pendelscheibe des Fliehkraftpendels stattfindet. Allein beim Einrücken und beim Ausrücken ist die Verpresskraft an dem Hysterese-Reibpartner in einer Größenordnung, dass hier eine schlupfende Relativbewegung auftreten kann, und damit das Hystereseverhalten auftritt. Wird also in diesem Zwischenzustand die Verpresskraft durch Anliegen eines einen vorbestimmten Grenzwert überschreitenden relativen Drehmoments, beispielsweise eine Amplitude einer Drehmoment(-gegen-)schwingung, zwischen der Anpressplatte und dem Fliehkraftpendel, überwunden, so heben die Hysterese-Reibpartner voneinander ab und die Drehmomentübertragung zwischen Anpressplatte und Fliehkraftpendel ist reduziert oder unterbrochen.
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Weil hier das Federelement zugleich die Drehmomentkupplung des Fliehkraftpendels schließt, wird im oben beschriebenen Fall auch die Drehmomentübertragungssteifigkeit zwischen Ausgangswelle und Fliehkraftpendel reduziert oder die Drehmomentübertragung unterbrochen. Damit wird in einem solchen Fall die Bewegung des Fliehkraftpendels nicht mehr, zumindest nicht in vollem Maße, auf die Ausgangswelle übertragen.
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Besonders bevorzugt ist der Hysterese-Reibpartner an dem Plattenhebel der Anpressplatte angeordnet. Somit wird das Federelement, welches zugleich die Drehmomentkupplung des Fliehkraftpendels schließt über den Plattenhebel bei einem Trennen des Reibpakets ausgelenkt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Reibkupplung ist das Federelement an der Ausgangswelle abgestützt, und bevorzugt als Tellerfeder ausgeführt.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement axial an der Ausgangswelle abgestützt, sodass für das Federelement kein zusätzliches Lagerelement vorgesehen werden muss. Dadurch werden zusätzliche Bauteile eingespart und Toleranzspiel vermieden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, aufweisend ein Antriebsaggregat mit einer Antriebswelle, zumindest einen Verbraucher und eine Reibkupplung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Antriebswelle zur Drehmomentübertragung mittels der Reibkupplung mit dem zumindest einen Verbraucher lösbar verbindbar ist.
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Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einem Antriebsaggregat, zum Beispiel einer Energiewandlungsmaschine, bevorzugt einer Verbrennungskraftmaschine oder einer elektrischen Antriebsmaschine, bereitgestelltes und über ihre Antriebswelle abgegebenes Drehmoment für zumindest einen Verbraucher lösbar, also zuschaltbar und abschaltbar, zu übertragen. Ein beispielhafter Verbraucher ist zumindest ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs und/oder ein elektrischer Generator zum Bereitstellen von elektrischer Energie. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie umsetzbar. Das zumindest eine Antriebsrad bildet dann das Antriebsaggregat, wobei dessen Trägheitsenergie mittels der Reibkupplung auf einen elektrischen Generator zur Rekuperation, also zur elektrischen Speicherung der Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten Antriebsstrang übertragbar ist. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebsaggregaten vorgesehen, welche mittels der Reibkupplung in Reihe oder parallelgeschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind, beziehungsweise deren Drehmoment jeweils lösbar zur Nutzung zur Verfügung stellbar ist. Beispiele sind Hybridantriebe aus elektrischer Antriebsmaschine und Verbrennungskraftmaschine, aber auch Mehrzylindermotoren, bei denen einzelne Zylinder (-gruppen) zuschaltbar sind.
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Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen beziehungsweise eine Übertragung zu trennen, ist die Verwendung der oben beschriebenen Reibkupplung besonders vorteilhaft. Das abkuppelbare Fliehkraftpendel reduziert die mitrotierende träge Masse an der Ausgangswelle des Verbrauchers in einem Zustand, in welchem eine zu entkoppelnde Drehmomentschwingung aufgrund des getrennten Reibpakets von der mit der Antriebswelle dauerhaft drehmomentübertragend verbundenen Eingangswelle nicht oder nur erheblich reduziert auf die Ausgangswelle übertragbar ist. In einigen Anwendungsfällen ist zwischen Eingangswelle und Antriebswelle weitere Elemente, beispielsweise ein Verbraucher und/oder ein Drehmomentdämpfer, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad, zwischengeschaltet, sodass die an der Anpressplatte anliegenden Drehmomentschwingungen nicht mit den ursprünglichen Drehmomentschwingungen der Antriebswelle des Antriebsaggregats identisch sind.
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Zusätzlich zu den genannten Vorteilen ist der Aufbau der Reibkupplung einfach und in bestehende Systeme, bevorzugt ohne zusätzliche Bauraumforderung, leicht integrierbar. Weiterhin sind axialer Bauraum und Fertigungskosten einsparbar, indem bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Zweimassenschwungrad mittels eines solchen abkuppelbaren Fliehkraftpendels mit großen Pendelmassen ersetzt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.
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Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt das Antriebsaggregat, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder einer elektrischen Antriebsmaschine, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Reibkupplung kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz einer Reibkupplung in motorisierten Zweirädern, für welche eine deutlich gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird.
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Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Funktionseinheiten in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Der oben beschriebene Antriebsstrang weist eine Reibkupplung geringer Baugröße auf. Zugleich ist der nachteilige Einfluss auf den Abtrieb mittels der zumindest bei getrenntem Reibpaket Drehmomentkupplung des Fliehkraftpendels aufgehoben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Zweimassenschwungrad mittels eines solchen abkuppelbaren Fliehkraftpendels mit großen Pendelmassen ersetzbar.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: ein Ausschnitt einer geschlossenen Reibkupplung im Schnitt;
- 2: ein Ausschnitt einer geöffneten Reibkupplung im Schnitt;
- 3: ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit Reibkupplung.
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In 1 ist ein Ausschnitt einer geschlossenen Reibkupplung 1 mit einer Rotationsachse 2, um welche ein Drehmoment lösbar übertragbar ist, im Schnitt in einer schematischen Darstellung gezeigt. Die Reibkupplung 1 ist als einfache Reibkupplung mit einem einzigen Reibpaket 4 mit einer Anpressplatte 5 und einer Gegenscheibe 6 ausgeführt. Die Gegenscheibe 6 ist dauerhaft drehmomentübertragend mit der Ausgangswelle 8 verbunden. Die Anpressplatte 5 ist dauerhaft drehmomentübertragend mit der Eingangswelle 7 verbunden, wobei hier allein ein Kupplungsdeckel dargestellt ist, welcher fest mit der Eingangswelle 7 verbunden, beispielsweise verschraubt, ist. Das Reibpaket 4 ist normal geschlossen, indem ein Betätigungssystem 15, von dem hier eine Tellerfeder als Hebelfeder 16 dargestellt ist, ohne eine Betätigung von außen, beispielsweise manuelles Kuppeln eines Fahrers, in der dargestellten Position eine axiale Vorspannkraft auf die Anpressplatte 5 ausübt. Die Anpressplatte 5 ist damit axial gegen die Gegenscheibe 6 gepresst und ein Drehmoment um die Rotationsachse 2 reibschlüssig mittels des Reibpakets 4 von der Eingangswelle 7 auf die Ausgangswelle 8 übertragbar. Die Anpressplatte 5, das Betätigungssystem 15 und Eingangswelle 7 bilden hier die Eingangsseite 19 (innerhalb des gestrichelten Rahmens), über welche ein mit Drehmomentschwingungen überlagertes Drehmoment aufgebbar ist. Hier ist also das Fliehkraftpendel 9 beziehungsweise dessen Pendelscheibe 10, in welcher die zumindest eine Pendelmasse 11 schwingbar aufgehängt ist, drehmomentsteif mit der Ausgangswelle 8 verbunden. In der konkreten Ausführungsform ist dies dadurch erreicht, dass ein Plattenhebel 14 axial eingerückt ist, also in der Darstellung nach links verschoben ist, und dadurch die hier als Nabenkonus 13 ausgeführte Drehmomentkupplung 12 des Fliehkraftpendel 9 soweit axial freigegeben ist, dass sie mittels des Federelements 17, hier als Tellerfeder ausgeführt, schließbar ist. Das Federelement 17 ist hier an der Ausgangswelle 17 axial abgestützt. Der Hysterese-Reibpartner 18, welcher hier optional an dem Plattenhebel 14 angeordnet ist, ist in diesem geschlossenen Zustand des Reibpakets 4 von der Pendelscheibe 10 des Fliehkraftpendels 9 axial beabstandet und somit eine direkte Drehmomentübertragung zwischen Anpressplatte 5 und Pendelscheibe 10 getrennt.
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In 2 ist die Reibkupplung 1 gemäß 1 im getrennten Zustand gezeigt. Dafür ist das Betätigungssystem 15 betätigt beziehungsweise die Hebelfeder 16 verkippt und die Anpressplatte 5 rückt aufgrund einer antagonistischen Axialkraft aus, führt also in der Darstellung im Vergleich zu 1 eine Bewegung nach rechts aus. Der Plattenhebel 14 nimmt nun, hier über den Hysterese-Reibpartner 18, das Fliehkraftpendel 9 axial mit und trennt damit die Drehmomentkupplung 12. Nun ist auch das Fliehkraftpendel 9 Bestandteil der Eingangsseite 19 (innerhalb des gestrichelten Rahmens). Die mitrotierende und insbesondere schwingende Masse des Fliehkraftpendels 9 ist von der Ausgangswelle 8 getrennt. Das Federelement 17, welches hier zum Schließen der Drehmomentkupplung 12 eingerichtet ist, wird dabei axial ausgelenkt. Nun wirkt das Federelement 17 mittels der Pendelscheibe 10 auf den Hysterese-Reibpartner 18. Allerdings wird hierbei keine relative Drehbewegung induziert, sondern die Verpresskraft auf den Hysterese-Reibpartner ist so groß, dass das Fliehkraftpendel schlupffrei von dem Plattenhebel mitgenommen wird.
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In 3 ist ein Antriebsstrang 3, umfassend ein Antriebsaggregat 20, hier als Verbrennungskraftmaschine dargestellt, eine Antriebswelle 21, eine Reibkupplung 1 und ein drehmomentübertragend verbundenes linkes Antriebsrad 23 und rechtes Antriebsrad 24, schematisch dargestellt. Der Antriebsstrang 3 ist hier in einem Kraftfahrzeug 22 angeordnet, wobei das Antriebsaggregat 20 mit seiner Motorachse 27 quer zur Längsachse 26 vor der Fahrerkabine 25 angeordnet ist.
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Mit der hier vorgeschlagenen Reibkupplung ist auf geringem Bauraum eine Trennung zwischen ausgangswellenseitigem Fliehkraftpendel und Ausgangswelle möglich, wobei im geschlossenen Zustand eine ausreichend hohe Drehmomentsteifigkeit zwischen Ausgangswelle und Fliehkraftpendel erreichbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibkupplung
- 2
- Rotationsachse
- 3
- Antriebsstrang
- 4
- Reibpaket
- 5
- Anpressplatte
- 6
- Gegenscheibe
- 7
- Eingangswelle
- 8
- Ausgangswelle
- 9
- Fliehkraftpendel
- 10
- Pendelscheibe
- 11
- Pendelmasse
- 12
- Drehmomentkupplung
- 13
- Nabenkonus
- 14
- Plattenhebel
- 15
- Betätigungssystem
- 16
- Hebelfeder
- 17
- Federelement
- 18
- Hysterese-Reibpartner
- 19
- Eingangsseite
- 20
- Antriebsaggregat
- 21
- Antriebswelle
- 22
- Kraftfahrzeug
- 23
- linkes Antriebsrad
- 24
- rechtes Antriebsrad
- 25
- Fahrerkabine
- 26
- Längsachse
- 27
- Motorachse
