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Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, mit dessen Hilfe eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekuppelt werden kann.
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Aus
DE 10 2014 214 013 A1 ist eine Reibungskupplung bekannt, bei der zwischen eine Gegenplatte zum Einleiten eines Drehmoments und einer reibschlüssig mit der Gegenplatte verpressbare und mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundenen Kupplungsscheibe eine relativ zur Getriebeeingangswelle drehbares Fliehkraftpendel vorgesehen ist, das bei einem Schließen der Reibungskupplung mit Hilfe einer Lamellenkupplung automatisch reibschlüssig mit der Kupplungsscheibe gekoppelt wird. Das Fliehkraftpendel weist einen mittigen Trägerflansch auf, an dessen beiden Axialseiten jeweils Pendelmassen vorgesehen sind, wobei der Trägerflansch über einen Mitnehmerring mit der Lamellenkupplung gekoppelt ist.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Aufbau eines schwingungsgedämpften Antriebsstrangs zu vereinfachen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen einfachen Aufbau eines schwingungsgedämpften Antriebsstrangs ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Reibungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. 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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Erfindungsgemäß ist eine Reibungskupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen mit einer Gegenplatte zum Einleiten eines Drehmoments, einer mit der Gegenplatte reibschlüssig verpressbaren Kupplungsscheibe zum Ausleiten des Drehmoments an die Getriebeeingangswelle und einem in axialer Richtung zwischen der Gegenplatte und der Kupplungsscheibe relativ zu der Getriebeeingangswelle drehbaren Fliehkraftpendel zur Drehschwingungsdämpfung von Drehungleichförmigkeiten im Drehmoment, wobei das Fliehkraftpendel im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung mit der Gegenplatte und der Kupplungsscheibe reibschlüssig und/oder formschlüssig gekoppelt, insbesondere verpresst, ist.
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Wenn die Reibungskupplung geöffnet ist, ist das Fliehkraftpendel von der Gegenplatte und von der Kupplungsscheibe entkoppelt. Da das Fliehkraftpendel auch nicht mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist, ist im geöffneten Zustand der Reibungskupplung das Fliehkraftpendel von der Getriebeeingangswelle abgekoppelt, so dass beispielsweise das Massenträgheitsmoment des Fliehkraftpendels nicht an der ausgekuppelten Getriebeeingangswelle angreift. Eine Synchronisation der Getriebeeingangswelle bei einem Gangwechsel im geöffneten Zustand der Mehrscheibenkupplung ist dadurch vereinfacht. Im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung kann das Fliehkraftpendel direkt oder indirekt, beispielsweise formschlüssig und/oder reibschlüssig, an der Kupplungsscheibe und an der Gegenplatte angekoppelt sein, so dass das von dem Fliehkraftpendel erzeugte Rückstellmoment zur Drehschwingungsdämpfung genutzt werden kann. Die Dämpfungswirkung des Fliehkraftpendels ist dadurch nur im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung zugeschaltet und im geöffneten Zustand der Reibungskupplung abgeschaltet. Zum Ankoppeln des Fliehkraftpendels ist jedoch eine Lamellenkupplung nicht erforderlich. Stattdessen wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass bei einem Schließen der Reibungskupplung nicht nur eine Relativverschiebung zwischen einer Anpressplatte und der Gegenplatte, sondern auch eine von der Anpressplatte ausgelöste Relativverschiebung zwischen der Gegenplatte und der Kupplungsscheibe stattfindet. Diese Relativverschiebung zwischen der Gegenplatte und der Kupplungsscheibe kann genutzt werden, um das Fliehkraftpendel gleichzeitig sowohl mit der Gegenplatte als auch mit der Kupplungsscheibe zu koppeln. Insbesondere kann das Fliehkraftpendel, beziehungsweise ein Trägerflansch des Fliehkraftpendels, zwischen der Gegenplatte und der Kupplungsscheibe reibschlüssig verpresst werden. Hierbei kann beispielsweise ein axial abstehender Finger vergleichbar zu einer Klauenkupplung eine formschlüssige Verbindung mit dem Trägerflansch des Fliehkraftpendels herbeiführen. Es ist auch möglich über axial verpresste Reibelemente, insbesondere nach einer im Schlupfbetrieb erfolgten Synchronisierung, eine reibschlüssige Verbindung mit dem Trägerflansch des Fliehkraftpendels herbeiführen. Durch das zwischen der Gegenplatte und der Kupplungsscheibe verpressbare Fliehkraftpendel kann auf eine einfache Weise eine Drehschwingungsdämpfung für die Getriebeeingangswelle zugeschaltet werden, so dass ein einfacher Aufbau eines schwingungsgedämpften Antriebsstrangs ermöglicht ist.
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Das Fliehkraftpendel kann eine an einem Trägerflansch pendelbar geführte Pendelmasse aufweisen. Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf, in denen ein insbesondere als Laufrolle ausgestaltetes Koppelelement, geführt sein kann. Vorzugsweise sind mindestens zwei Laufrollen vorgesehen, die jeweils an einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführt sind. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt an dem Trägerflansch geführt. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers der Trägerflansch positioniert ist. Alternativ können zwei, insbesondere im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbundene, Flanschteile des Trägerflanschs vorgesehen sein, zwischen denen die Pendelmasse positioniert ist.
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In einer weiteren Ausführungsform des Fliehkraftpendels kann die Pendelmasse an unterschiedlichen Axialseiten des Trägerflanschs vorgesehene Pendelbleche aufweisen, die über ein in einer Pendelöffnung des Trägerflanschs angeordnetes Zwischenstück miteinander verbunden sind. Das Zwischenstück kann eine Pendelbahn aufweisen, die direkt oder indirekt an einer von der Pendelöffnung des Trägerflanschs ausgebildeten Laufbahn pendelbar geführt sein kann. Die Pendelbahn des Zwischenstücks der Pendelmasse und die Laufbahn des Trägerflanschs können in einem gemeinsamen Axialbereich angeordnet sein und in radialer Richtung betrachtet sich gegenseitig zumindest teilweise überlappen. Zwischen der Pendelbahn und der Laufbahn kann ein, beispielsweise als Laufrolle ausgestaltetes, Koppelelement angeordnet sein, das unter Fliehkrafteinfluss sowohl an der Pendelbahn als auch an der Laufbahn anliegen kann. Da die Pendelmasse ausschließlich über das Zwischenstück an dem Trägerflansch pendelbar geführt werden kann, ist es nicht erforderlich an den Pendelblechen Pendelbahn vorzusehen, so dass die Pendelbleche einfach und kostengünstig hergestellt werden können. Die Pendelmasse ist insbesondere an mehr als einer Koppelstelle, vorzugsweise genau zwei Koppelstellen, an dem Trägerflansch pendelbar geführt. Das Zwischenstück kann für die Koppelung an genau einer Koppelstelle ausgestaltet sein, so dass eine der für die Führung der Pendelmasse vorgesehenen Anzahl von Koppelstellen entsprechende Anzahl an Zwischenstücken vorgesehen sein kann. Alternativ kann das Zwischenstück für die Koppelung an genau zwei oder gegebenenfalls mehr Koppelstellen ausgestaltet sein, so dass insbesondere genau ein Zwischenstück die für die Führung der Pendelmasse vorgesehene Anzahl an Koppelstellen realisieren kann.
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Insbesondere weist die Kupplungsscheibe einen reibschlüssig zwischen der Gegenplatte und einer relativ zu der Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte verpressbaren Reibbelagbereich auf, wobei das Fliehkraftpendel radial innerhalb zu dem Reibbelagbereich angeordnet ist, wobei insbesondere in radialer Richtung betrachtet das Fliehkraftpendel zumindest teilweise von der Gegenplatte und/oder zumindest teilweise von der Kupplungsscheibe überdeckt ist. Insbesondere ist das von dem Fliehkraftpendel erzeugte Rückstellmoment deutlich geringer als das maximale von der Reibungskupplung zu übertragene Drehmoment der Antriebswelle, so dass eine reibschlüssige Koppelung des Fliehkraftpendels mit der Gegenplatte und mit der Kupplungsscheibe auf einen im Vergleich zum Reibbelagbereich deutlich geringeren wirksamen Reibradius ausreichend ist. Dies ermöglicht es ansonsten ungenutzten Bauraum radial innerhalb des zur Übertragung des in dem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Drehmoment vorgesehenen Reibbelagbereichs für das Fliehkraftpendel zu nutzen. Der Bauraumbedarf ist dadurch gering gehalten.
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Vorzugsweise weist das Fliehkraftpendel einen zur Gegenplatte weisenden ersten Teilflansch und einen zur Kupplungsscheibe weisenden und mit dem ersten Teilflansch verbundenen zweiten Teilflansch auf, wobei mindestens eine Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments in axialer Richtung zwischen dem ersten Teilflansch und dem zweiten Teilflansch an dem ersten Teilflansch und an dem zweiten Teilflansch pendelbar geführt ist, wobei der erste Teilflansch, insbesondere über eine erste Reibeinrichtung, mit der Gegenplatte und der zweite Teilflansch, insbesondere über eine zweite Reibeinrichtung, mit der Kupplungsscheibe koppelbar ist. Der erste Teilflansch und der zweite Teilflansch können jeweils zur formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Koppelung mit der Gegenplatte beziehungsweise mit der Kupplungsscheibe genutzt werden, ohne dass die Pendelbewegung der Pendelmasse beeinträchtigt ist. Insbesondere kann ein die Pendelmasse übergreifender Mitnehmerring eingespart werden, so dass der Aufbau der Reibungskupplung einfacher und robuster ausgeführt ist. Für einen Reibschluss kann zudem nahezu die gesamte radiale Erstreckung der Teilflansche genutzt werden, so dass bei einem geringen Bauraumbedarf ein entsprechend großes Rückstellmoment des Fliehkraftpendels an die Gegenplatte und/oder an die Kupplungsscheibe übertragen werden kann.
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Besonders bevorzugt ist das Fliehkraftpendel axial verschiebbar, insbesondere über einen Freilauf oder ein Lager, an der Getriebeeingangswelle lagerbar. Das Fliehkraftpendel kann dadurch an der Getriebeeingangswelle zentriert und/oder in radialer Richtung abgestützt sein. Gleichzeitig ist eine axiale Verlagerung des Fliehkraftpendels relativ zur Getriebeeingangswelle möglich, um das Fliehkraftpendel zwischen der Gegenplatte und der Kupplungsscheibe im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung verpressen zu können und im geöffneten Zustand der Reibungskupplung von der Gegenplatte abheben zu lassen.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
- 1: eine schematische Schnittansicht einer Reibungskupplung.
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Die in 1 dargestellte Reibungskupplung 10 weist eine beispielsweise mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbindbare Gegenplatte 12 und eine relativ zu der Gegenplatte 12 axial verlagerbare Anpressplatte 14 auf. Zwischen der Gegenplatte 12 und der Anpressplatte 14 kann eine mit einer Getriebeeingangswelle 16 eines Kraftfahrzeuggetriebes drehfest aber axial verschiebbar gekoppelte Kupplungsscheibe 18 in einem Reibbelagbereich 20 reibschlüssig verpresst werden. Zwischen der Gegenplatte 12 und der Kupplungsscheibe 18 ist radial innerhalb zum Reibbelagbereich 20 ein Fliehkraftpendel 22 vorgesehen, das beispielsweise über ein Lager 24 relativ drehbar zur Getriebeeingangswelle 16 ausgestaltet ist. Das Fliehkraftpendel 22 weist einen ersten Flanschteil 26 und einen mit dem ersten Flanschteil 26 verbundenen zweiten Flanschteil 28 auf, die zusammen einen Trägerflansch des Fliehkraftpendels 22 ausbilden. Zwischen dem ersten Flanschteil 26 und dem zweiten Flanschteil 28 ist eine Pendelmasse 30 pendelbar an dem ersten Flanschteil 26 und an dem zweiten Flanschteil 28 geführt. Zwischen dem ersten Flanschteil 26 und der Gegenplatte 12 ist eine erste Reibeinrichtung 32 vorgesehen, während zwischen dem zweiten Flanschteil 28 und der Kupplungsscheibe 18 eine zweite Reibeinrichtung 34 vorgesehen ist.
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Wenn die Anpressplatte 14 auf die Gegenplatte 12 zu verlagert wird, um die Reibungskupplung 10 zu schließen, wird auch die von der Gegenplatte 12 zunächst etwas abgehobene Kupplungsscheibe 18 auf die Gegenplatte 12 zu verlagert. Durch die Relativverschiebung der Kupplungsscheibe 18 wird das Fliehkraftpendel 22 zwischen der Gegenplatte 12 und der Kupplungsscheibe 18 mit Hilfe der Reibeinrichtungen 32, 34 reibschlüssig verpresst und sowohl an die Gegenplatte 12 als auch an die Kupplungsscheibe 18 angekoppelt, die im vollständig geschlossenen Zustand der Reibungskupplung 10 keine Relativdrehung zueinander ausführen. Ein von der Pendelmasse 30 zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten erzeugtes Rückstellmoment kann über die Flanschteile 26, 28 und die Reibeinrichtungen 32, 34 an die Gegenplatte 12 und die Kupplungsscheibe 18 übertragen werden, die im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung 10 mit der Getriebeeingangswelle 16 drehfest gekoppelt sind, so dass in der Getriebeeingangswelle 16 ein schwingungsgedämpftes Drehmoment übertragen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reibungskupplung
- 12
- Gegenplatte
- 14
- Anpressplatte
- 16
- Getriebeeingangswelle
- 18
- Kupplungsscheibe
- 20
- Reibbelagbereich
- 22
- Fliehkraftpendel
- 24
- Lager
- 26
- erstes Flanschteil
- 28
- zweites Flanschteil
- 30
- Pendelmasse
- 32
- erste Reibeinrichtung
- 34
- zweite Reibeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014214013 A1 [0002]
