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Die Erfindung betrifft eine Mehrscheibenkupplung mit einer zwischen einer Gegenplatte und einer Anpressplatte vorgesehenen Zwischenplatte, um durch eine erhöhte Anzahl von Reibkontakten ein entsprechend hohes Drehmoment zwischen einem Kraftfahrzeugmotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe übertragen zu können.
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Aus
DE 10 2011 018 589 A1 ist eine Zweischeibenkupplung bekannt, bei der zwischen einer Gegenplatte und einer axial verlagerbaren Anpressplatte eine axial verlagerbare Zwischenplatte vorgesehen ist, so dass zwischen der Gegenplatte und der Zwischenplatte einerseits und zwischen der Zwischenplatte und der Anpressplatte andererseits jeweils eine mit einer Getriebeeingangswelle gekoppelte Kupplungsscheibe reibschlüssig verpresst werden kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Bauraum eines schwingungsgedämpften Antriebsstrangs zu reduzieren.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen schwingungsgedämpften Antriebsstrang mit einem geringen Bauraum ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Mehrscheibenkupplung 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 Mehrscheibenkupplung, insbesondere Zweischeibenkupplung, zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit einem Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen mit einer Gegenplatte zum Einleiten eines Drehmoments, einer Getriebeeingangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, einer relativ zur Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte, einer in axialer Richtung zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte axial verlagerbaren Zwischenplatte, einer zwischen der Gegenplatte und der Zwischenplatte reibschlüssig verpressbaren und mit der Getriebeeingangswelle drehfest gekoppelten ersten Kupplungsscheibe, einer zwischen der Zwischenplatte und der Anpressplatte reibschlüssig verpressbaren und mit der Getriebeeingangswelle drehfest gekoppelten zweiten Kupplungsscheibe und einem in axialer Richtung zwischen der ersten Kupplungsscheibe und der zweiten Kupplungsscheibe angeordneten Fliehkraftpendel zur Drehschwingungsdämpfung von Drehungleichförmigkeiten in einer Drehzahl der Zwischenplatte und/oder der Getriebeeingangswelle.
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Durch die Zwischenplatte sind die erste Kupplungsscheibe und die zweite Kupplungsscheibe in axialer Richtung zueinander beabstandet, wobei der axiale Abstand der Kupplungsscheiben zueinander niemals geringer als die axiale Erstreckung der Zwischenplatte sein kann. Der in axialer Richtung zwischen den Kupplungsscheiben vorgesehene Abstand schafft einen Bauraum, in dem das Fliehkraftpendel, insbesondere nahezu bauraumneutral, vorgesehen werden kann. Dies ermöglicht eine mit Hilfe des Fliehkraftpendels erreichte Drehschwingungsdämpfung von Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl des zu übertragenen Drehmoments ohne hierzu den erforderlichen Bauraum signifikant zu erhöhen. Das Fliehkraftpendel kann hierbei an der Getriebeeingangswelle oder an der Zwischenplatte angekoppelt sein oder die Zwischenplatte ausbilden. Das von dem Fliehkraftpendel erzeugbare der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtete Rückstellmoment kann ausgangsseitig an der Getriebeeingangswelle und/oder an mindestens einer der Kupplungsscheiben oder eingangsseitig, insbesondere mittelbar über einen mit der Gegenplatte verbundenen Kupplungsdeckel, an der Gegenplatte eingeleitet werden. Durch die Anordnung des Fliehkraftpendels zwischen den Kupplungsscheiben kann nahezu bauraumneutral eine Drehschwingungsdämpfung integriert werden, so dass ein schwingungsgedämpfter Antriebsstrang mit einem geringen Bauraum ermöglicht ist.
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Die Mehrscheibenkupplung ist insbesondere als Zweischeibenkupplung ausgestaltet, bei der zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte nur genau eine Zwischenplatte vorgesehen ist und dadurch nur genau zwei Kupplungsscheiben vorgesehen sind. Vorzugsweise sind die Kupplungsscheiben jeweils separat voneinander mit der Getriebeeingangswelle drehfest gekoppelt. Insbesondere weist die Zwischenplatte eine Erstreckung in axialer Richtung auf, die groß genug ist, die beim Schließen der der Mehrscheibenkupplung auftretende Reibungswärme aufzunehmen und von den Reibbelägen der Kupplungsscheiben wegzuleiten, so dass eine thermische Beschädigung der Reibbeläge vermieden werden kann. Vorzugsweise weist die Zwischenplatte eine beispielsweise durch Kühlöffnungen und/oder Kühlkanäle erreichte Innenbelüftung auf, durch welche die Zwischenplatte durch konvektive Wärmeabfuhr besser gekühlt werden kann.
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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 ist die Zwischenplatte durch das Fliehkraftpendel ausgebildet, wobei die Zwischenplatte einen zur ersten Kupplungsscheibe weisenden ersten Teilflansch und einen zur zweiten Kupplungsscheibe weisenden und mit dem ersten Teilflansch verbundenen zweiten Teilflansch aufweist, 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. Da die Zwischenplatte und das Fliehkraftpendel in einem gemeinsamen Bauteil zusammengefasst sind, kann die Zwischenplatte auch die Funktion einer Drehschwingungsdämpfung übernehmen beziehungsweise das Fliehkraftpendel kann die Funktion einer Drehmomentübertragung von der Gegenplatte an die Kupplungsscheiben übernehmen. Durch die Kombination der Funktionen ist es nicht erforderlich für die jeweiligen Funktionen gesonderte Baueinheiten vorzusehen, die jeweils Bauraum beanspruchen. Der erforderliche Bauraum kann dadurch gering gehalten werden. Der Teilflansch und der zweite Teilflansch können beispielsweise im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbunden sein. Es ist auch möglich, dass der erste Teilflansch und der zweite Teilflansch über Abstandsbolzen miteinander verbunden sind. Die Abstandsbolzen können den ersten Teilflansch auf einen unveränderlichen axialen Abstand zu dem zweiten Teilflansch positionieren. Alternativ können der erste Teilflansch und der zweite Teilflansch axial relativ zueinander verschiebbar an den Abstandsbolzen geführt sein, wobei insbesondere, beispielsweise mit Hilfe einer Druckfeder oder einem sonstigen Federelement, die Teilflansche auf einen vordefinierten axialen Maximalabstand auseinander gedrückt sein können.
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Vorzugsweise ist das Fliehkraftpendel relativ zur Getriebeeingangswelle axial verschiebbar ausgeführt, wobei das Fliehkraftpendel im geschlossenen Zustand der Mehrscheibenkupplung mit der ersten Kupplungsscheibe und/oder mit der zweiten Kupplungsscheibe drehfest gekoppelt, insbesondere zwischen der ersten Kupplungsscheibe und der zweiten Kupplungsscheibe reibschlüssig verpresst, ist, wobei insbesondere das Fliehkraftpendel relativ drehbar an der Getriebeeingangswelle gelagert ist oder mit der Getriebeeingangswelle drehfest gekoppelt ist. Im geöffneten Zustand der Mehrscheibenkupplung kann eine Koppelung des Fliehkraftpendels mit den Kupplungsscheiben aufgehoben sein, so dass beispielsweise das Massenträgheitsmoment des Fliehkraftpendels nicht an der ausgekuppelten Getriebeeingangswelle angreift.
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Eine Synchronisation der Getriebeeingangswelle bei einem Gangwechsel im geöffneten Zustand der Mehrscheibenkupplung ist dadurch vereinfacht. Im geschlossenen Zustand der Mehrscheibenkupplung kann das Fliehkraftpendel direkt oder indirekt beispielsweise formschlüssig und/oder reibschlüssig, an den Kupplungsscheiben angekoppelt sein, so dass das von dem Fliehkraftpendel erzeugte Rückstellmoment zur Drehschwingungsdämpfung genutzt werden kann. Hierzu kann die Reibungskupplung beispielsweise über eine Zusatzkupplung im geschlossenen Zustand der Mehrscheibenkupplung automatisch an die mindestens eine Kupplungsscheibe angekoppelt werden, wie dies beispielsweise in
DE 10 2014 214 013 A1 beschrieben ist, auf deren Inhalt als Teil der Erfindung hiermit Bezug genommen wird.
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Besonders bevorzugt weist das Fliehkraftpendel einen zur ersten Kupplungsscheibe weisenden ersten Teilflansch und einen zur zweiten 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 relativ zum zweiten Teilflansch axial verschiebbar ausgeführt ist, beispielsweise um die Pendelmasse im geschlossenen oder geöffneten Zustand der der Mehrscheibenkupplung zwischen dem ersten Teilflansch und dem zweiten Teilflansch reibschlüssig zu verklemmen. Wenn der erste Teilflansch auf den zweiten Teilflansch zu axial verschoben wird, kann die Pendelmasse zwischen den Teilflanschen gebremst oder bewegungsfest verklemmt werden, wodurch die Dämpfungsfunktion des Fliehkraftpendels deaktiviert werden kann. Das Fliehkraftpendel ist dadurch als schaltbares Fliehkraftpendel ausgestaltet. Je nachdem, ob die jeweilige Kupplungsscheibe beim Schließen der Mehrscheibenkupplung an dem der jeweiligen Kupplungsscheibe zugewandten Teilflansch oder über einen an der Pendelmasse vorbeiführenden Anschlagfinger an dem von der jeweiligen Kupplungsscheibe weggewandten Teilflansch anschlägt, kann die Dämpfungsfunktion des Fliehkraftpendels im geöffneten Zustand der Mehrscheibenkupplung oder im geschlossenen Zustand der Mehrscheibenkupplung aktiviert und im jeweils anderen Zustand deaktiviert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Mehrscheibenkupplung und
- 2: eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Mehrscheibenkupplung.
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Die in 1 als Zweischeibenkupplung ausgestaltete Mehrscheibenkupplung 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 ist eine axial verlagerbare Zwischenplatte 16 vorgesehen, so dass zwischen der Gegenplatte 12 und der Zwischenplatte 16 eine erste Kupplungsscheibe 18 und zwischen der Zwischenplatte 16 und der Anpressplatte eine zweite Kupplungsscheibe 20 reibschlüssig verpresst werden kann. Die erste Kupplungsscheibe 18 und die zweite Kupplungsscheibe 20 sind über eine Verzahnung drehfest aber axial verschiebbar mit einer Getriebeeingangswelle 22 eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt.
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In axialer Richtung zwischen der ersten Kupplungsscheibe 18 und der zweiten Kupplungsscheibe 20 ist ein Fliehkraftpendel 24 vorgesehen, das mit der Zwischenplatte 16 in einem gemeinsamen Axialbereich angeordnet ist und in radialer Richtung betrachtet von der Zwischenplatte 16, insbesondere vollständig, überdeckt ist. Das Fliehkraftpendel 24 weist einen ersten Teilflansch 26 und einen zweiten Teilflansch 28 auf, zwischen denen mindestens eine Pendelmasse 30 pendelbar geführt ist. Das Fliehkraftpendel 24 kann drehfest mit der Getriebeeingangswelle 22 gekoppelt sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fliehkraftpendel 24 beispielsweise über einen Freilauf 32 oder ein Lager relativ zu der Getriebeeingangswelle 22 drehbar ausgeführt. Wenn die Mehrscheibenkupplung 10 geschlossen wird, werden auch die Kupplungsscheiben 26, 28 aufeinander zu gedrückt, wodurch das Fliehkraftpendel 24 über als Reibeinrichtungen 34 ausgestaltete Koppelungen reibschlüssig an die Kupplungsscheiben 26, 28 und damit auch an die Getriebeeingangswelle 22 angekoppelt wird.
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Das Fliehkraftpendel 24 ist dadurch nur im geschlossenen Zustand der Mehrscheibenkupplung 10 an der Getriebeeingangswelle 22 angekoppelt und im geöffneten Zustand der Mehrscheibenkupplung 10 von der Getriebeeingangswelle 22 abgekoppelt.
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Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der Mehrscheibenkupplung 10 ist im Vergleich zu der in 1 dargestellten Ausführungsform der Mehrscheibenkupplung 10 das Fliehkraftpendel 24 nicht radial innerhalb zu der Zwischenplatte 16 angeordnet, sondern bildet mit der Zwischenplatte 16 ein gemeinsames Bauteil aus. Die mit der jeweiligen Kupplungsscheibe 18, 20 in Kontakt tretenden Reibflächen der Zwischenplatte 16 sind durch die Teilflansche 26, 28 des Fliehkraftpendels 24 ausgebildet. Auch in dieser Ausführungsform ist das Fliehkraftpendel 24 nur im geschlossenen Zustand der Mehrscheibenkupplung 10 an der Getriebeeingangswelle 22 angekoppelt und im geöffneten Zustand der Mehrscheibenkupplung 10 von der Getriebeeingangswelle 22 abgekoppelt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Mehrscheibenkupplung
- 12
- Gegenplatte
- 14
- Anpressplatte
- 16
- Zwischenplatte
- 18
- erste Kupplungsscheibe
- 20
- zweite Kupplungsscheibe
- 22
- Getriebeeingangswelle
- 24
- Fliehkraftpendel
- 26
- erster Teilflansch
- 28
- zweiter Teilflansch
- 30
- Pendelmasse
- 32
- Freilauf
- 34
- Reibeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011018589 A1 [0002]
- DE 102014214013 A1 [0013]
