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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Reibkupplungen dienen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Krafträdern, dem Ausgleich einer Antriebsdrehzahl und einer Getriebedrehzahl insbesondere während Anfahrvorgängen des Kraftfahrzeugs.
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Reibkupplungen, insbesondere für Krafträder, weisen eine Traghülse zum Tragen des Außenlamellenträgers auf einer Antriebswelle eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs auf. Bei der Herstellung dieser Traghülsen entstehen hohe Material- und Fertigungskosten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Reibkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs anzugeben, deren Traghülse besonders kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Reibkupplung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Reibkupplung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Hierzu trägt eine Reibkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bei, die zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- - ein Eingangsteil mit einem durch einen Antriebsmotor um eine Drehachse drehbaren Innenlamellenträger, wobei an dem Innenlamellenträger zumindest eine Innenlamelle befestigt ist;
- - ein Ausgangsteil mit einem Außenlamellenträger (8), wobei an dem Außenlamellenträger zumindest eine Außenlamelle befestigt ist;
- - zumindest eine Federeinrichtung, mit der die zumindest eine Außenlamelle und die zumindest eine Innenlamelle zum Schließen der Reibkupplung mit einer Anpresskraft verspannbar sind; und
- - eine Traghülse zum Tragen des Außenlamellenträgers auf einer Antriebswelle, wobei die Traghülse einen Kunststoffkern und eine Metallhülse aufweist.
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Die vorgeschlagene (trockene) Reibkupplung ist für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, Lastkraftwagens und/oder Kraftrads, vorgesehen. Solche Kraftfahrzeuge weisen regelmäßig einen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf. Bei dem Antriebsmotor kann es sich insbesondere um einen Verbrennungsmotor handeln. Solche Kraftfahrzeuge weisen regelmäßig ein Getriebe auf, das beispielsweise als Automatikgetriebe oder ein von einem Fahrer manuell geschaltetes Schaltgetriebe ausgebildet sein kann.
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Die Reibkupplung umfasst ein um eine Drehachse mittels des Antriebsmotors verdrehbar angeordnetes, antriebsseitiges Eingangsteil, das direkt oder indirekt beispielsweise mit einer Antriebswelle, z. B. nach Art einer Kurbelwelle, des Antriebsmotors verbindbar ist. Weiterhin umfasst die Reibkupplung ein gegenüber dem Eingangsteil koaxial und um die Drehachse verdrehbar angeordnetes Ausgangsteil, das beispielsweise mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes indirekt oder direkt verbindbar ist.
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Zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil ist eine in eine Umfangsrichtung um die Drehachse wirksame, zwischen einer Offenstellung und Schließstellung schaltbare Reibeinheit vorgesehen. Die Reibeinheit umfasst zumindest eine mit einem Innenlamellenträger des Eingangsteils verdrehfest verbundene Innenlamelle und zumindest eine mit einem Außenlamellenträger des Ausgangsteils verdrehfest verbundene Außenlamelle. Die zumindest eine Außenlamelle kann über eine Verzahnung mit dem Außenlamellenträger und/oder die zumindest eine Innenlamelle über eine Verzahnung mit dem Innenlamellenträger verbunden sein. Der Innenlamellenträger ist insbesondere zumindest teilweise ringförmig und/oder topförmig ausgebildet. Weiterhin kann der Innenlamellenträger zumindest teilweise aus Stahl gefertigt sein. Die zumindest eine Außenlamelle und die zumindest eine Innenlamelle können in einer axialen Richtung, d. h. insbesondere parallel zu der Drehachse, abwechselnd geschichtet angeordnet sein. Weiterhin sind die zumindest eine Außenlamelle und/oder die zumindest eine Innenlamelle insbesondere ringförmig und/oder zumindest teilweise aus Stahl gefertigt. Zudem können die zumindest eine Außenlamelle und/oder die zumindest eine Innenlamelle Reibbeläge aufweisen.
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Die zumindest eine Außenlamelle und die zumindest eine Innenlamelle sind zum Schließen der Reibkupplung durch eine Anpresskraft zumindest einer Federeinrichtung verspannbar bzw. in Reibeingriff bringbar. Insbesondere sind die zumindest eine Außenlamelle und die zumindest eine Innenlamelle in der axialen Richtung zwischen einem Flansch der Federeinrichtung und einem Flansch des Innenlamellenträgers verspannbar. Die zumindest eine Federeinrichtung kann zumindest eine Schraubenfeder umfassen. Die Reibkupplung ist durch die zumindest eine Federeinrichtung normal-eingerückt.
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Die Reibkupplung weist darüber hinaus eine Traghülse zum Tragen des Außenlamellenträgers auf der Antriebswelle auf. Hierzu weist die Traghülse insbesondere einen Innendurchmesser auf, der (im Wesentlichen) einem Außendurchmesser der Antriebswelle entspricht. Die Antriebswelle erstreckt sich durch die Traghülse und den Außenlamellenträger zu dem Innenlamellenträger und ist zur Übertragung eines Drehmoments auf den Innenlamellenträger insbesondere über eine Innenverzahnung des Innenlamellenträgers verdrehfest mit dem Innenlamellenträger verbunden. Zur Entkopplung einer Drehbewegung des Außenlamellenträgers von einer Drehbewegung der Antriebswelle kann zwischen der Traghülse und dem Innenlamellenträger ein (Wälz-)Lager, beispielsweise nach Art eines Nadellagers, angeordnet sein. Die Traghülse umfasst einen Kunststoffkern und eine Metallhülse. Der Kunststoffkern und/oder die Metallhülse sind insbesondere zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet. Durch die Herstellung der Traghülse zumindest teilweise aus Kunststoff sind Material- und Herstellkosten sowie das Gewicht der Traghülse reduzierbar. Bei dem Kunststoffkern es sich beispielsweise um ein Duroplast handeln. Der Kunststoffkern und die Metallhülse sind insbesondere verdrehfest miteinander verbunden. Hierzu können der Kunststoffkern und die Metallhülse beispielsweise miteinander verpresst sein.
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Der Kunststoffkern kann hülsenförmig ausgebildet sein.
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Die Metallhülse kann auf dem Kunststoffkern angeordnet sein. Hierzu kann die Metallhülse insbesondere einen Innendurchmesser aufweisen, der (im Wesentlichen) am Außendurchmesser des Kunststoffkerns entspricht. Weiterhin kann die Metallhülse auf den Kunststoffkern gepresst sein.
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Der Kunststoffkern kann einen ersten Kragen aufweisen. Der erste Kragen ist insbesondere an einem längsseitigen Ende des Kunststoffkerns angeordnet. Der erste Kragen kann nach Art eines Flanschs ausgebildet sein. Zudem kann sich der erste Kragen in eine radiale Richtung, d. h. orthogonal zu der Längsachse bzw. Drehachse, erstrecken.
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Die Metallhülse kann einen zweiten Kragen aufweisen. Der zweite Kragen ist insbesondere an einem längsseitigen Ende der Metallhülse angeordnet. Der zweite Kragen kann nach Art eines Flanschs ausgebildet sein. Zudem kann sich der zweite Kragen in die radiale Richtung erstrecken.
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Der Kunststoffkern kann zumindest teilweise aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff bestehen.
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Bei dem hochtemperaturbeständigen Kunststoff kann es sich um Polyetheretherketon (PEEK), Polyamidimid (PAI) oder Polyimide (PI) handeln.
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Der Kunststoffkern kann mit Glasfaser verstärkt sein.
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Die Metallhülse kann eine Oberflächenbehandlung aufweisen.
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Bei der Oberflächenbehandlung kann es sich um Nitrocarburieren handeln. Nitrocarburieren ist insbesondere ein thermochemisches Verfahren zum Anreichern einer Randschicht eines Werkstückes mit Stickstoff und Kohlenstoff. Somit entsteht eine Nitrierschicht, bestehend aus Verbindungsschicht und Diffusionsschicht. Hierdurch kann beispielsweise eine Härte der Oberfläche der Metallhülse erhöht werden.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Varianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
- 1: eine Reibkupplung in einer Explosionsdarstellung;
- 2: eine erste Variante einer Traghülse im Längsschnitt;
- 3: die erste Variante der Traghülse in einer Explosionsdarstellung; und
- 4: eine zweite Variante einer Traghülse im Längsschnitt.
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Die 1 zeigt eine Reibkupplung 1 in einer Explosionsdarstellung. Die Reibkupplung 1 weist ein Eingangsteil 2 und ein Ausgangsteil 6 auf. Das Eingangsteil 2 umfasst einen um eine Drehachse 3 durch einen hier nicht gezeigten Antriebsmotor bzw. Verbrennungsmotor drehbaren Innenlamellenträger 4, an dem eine Vielzahl von Innenlamellen 5 verdrehfest über eine Verzahnung befestigt sind. Das Ausgangsteil 6 umfasst einen koaxial zu dem Innenlamellenträger 4 angeordneten und ebenfalls um die Drehachse 3 drehbaren Außenlamellenträger 7 auf, an dem eine Vielzahl von Außenlamellenträger 8 verdrehfest über eine Verzahnung befestigt sind. Die Außenlamellen 8 und die Innenlamelle 5 sind durch eine Federeinrichtung 9 zum Schließen der Reibkupplung 1 zwischen dem Innenlamellenträger 4 und einem Flansch 15 verspannbar. Hierzu ist eine Anpresskraft der Federeinrichtung 9 über den Flansch 15 auf die Innenlamellen 5 und die Außenlamellen 8 leitbar. Der Innenlamellenträger 4 ist über eine Innenverzahnung 16 an eine hier nicht gezeigte Antriebswelle des Antriebsmotors verdrehfest befestigbar, wobei sich die Antriebswelle durch den Außenlamellenträger 7 in den Innenlamellenträger 4 erstreckt. Die Antriebswelle überträgt ein Drehmoment auf den Innenlamellenträger. Die Reibkupplung 1 ist normal geschlossen. Bei geschlossener Reibkupplung 1 wird das Drehmoment von dem Innenlamellenträger 4 über die Innenlamellen 5 und die Außenlamellen 8 auf den Außenlamellenträger 7 übertragen. Der Außenlamellenträger 7 wird durch eine Traghülse 10 auf der hier nicht gezeigten Antriebswelle getragen. Hierzu ist die Traghülse 10 auf die Antriebswelle steckbar. Zwischen der Traghülse 10 und dem Außenlamellenträger 7 ist ein Lager 17 angeordnet, dass je nach Art eines Nadellagers ausgebildet ist. Durch das Lager 17 ist eine Drehbewegung des Außenlamellenträgers 7 von einer Drehbewegung der Antriebswelle entkoppelt. Bei geöffneter Reibkupplung 1 kann der Außenlamellenträger 7 daher stillstehen. Der Außenlamellenträger 7 weist an einer äußeren Umfangsfläche einen Zahnkranz 18 auf über den das Drehmoment auf eine hier nicht gezeigte Getriebeeingangswelle übertragbar ist.
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Die 2 zeigt eine erste Variante der Traghülse 10 in einem Längsschnitt. Die Traghülse 10 umfasst einen Kunststoffkern 11 und eine Metallhülse 12. Der Kunststoffkern 11 und die Metallhülse 12 sind jeweils hülsenförmig bzw. rohrförmig ausgebildet. Die Metallhülse 12 ist bis zu einem ersten Kragen 13 des Kunststoffkerns 11 auf den Kunststoffkern 11 aufgeschoben. Der Kunststoffkern 11 und die Metallhülse 12 weisen Bohrungen 19 auf über die die Traghülse 10 beispielsweise mit Schrauben verdrehfest mit der Antriebswelle verbindbar ist.
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Die 3 zeigt die erste Variante der Traghülse 10 in einer Explosionsdarstellung. In dieser ist die Metallhülse 12 von dem Kunststoffkern 11 gelöst.
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Die 4 zeigt eine zweite Variante der Traghülse 10 im Längsschnitt. Die zweite Variante der Traghülse 10 unterscheidet sich von der ersten Variante der Traghülse 10 lediglich dadurch, dass die Metallhülse 12 einen zweiten Kragen 14 aufweist, der an dem ersten Kragen 13 des Kunststoffkern 11 anliegt. Im Übrigen ist die zweite Variante der Traghülse 10 identisch zu der ersten Variante der Traghülse 10 ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibkupplung
- 2
- Eingangsteil
- 3
- Drehachse
- 4
- Innenlamellenträger
- 5
- Innenlamelle
- 6
- Ausgangsteil
- 7
- Außenlamellenträger
- 8
- Außenlamelle
- 9
- Federeinrichtung
- 10
- Traghülse
- 11
- Kunststoffkern
- 12
- Metallhülse
- 13
- erster Kragen
- 14
- zweiter Kragen
- 15
- Flansch
- 16
- Innenverzahnung
- 17
- Lager
- 18
- Zahnkranz
- 19
- Bohrung
