DE102018126351B3

DE102018126351B3 - Kupplungsaggregat

Info

Publication number: DE102018126351B3
Application number: DE102018126351.1A
Authority: DE
Inventors: Patrick Huber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2038-10-24
Also published as: WO2020083433A1

Abstract

Es ist ein Kupplungsaggregat (10) zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen mit einer ersten Gegenplatte (20) zum reibschlüssigen Verpressen einer mit einer ersten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren ersten Kupplungsscheibe (21) mit Hilfe einer relativ zu der ersten Gegenplatte (20) axial verlagerbaren ersten Anpressplatte (16), einem mit der Antriebswelle unmittelbar oder mittelbar verbindbaren Mitnehmerring (40) zum Einleiten eines Drehmoments der Antriebswelle, einem mit der ersten Gegenplatte (20) verbundenen Kupplungsdeckel (22) und mindestens einer, insbesondere als Blattfeder ausgestalteten, Kardanikfeder (42) zur Bereitstellung einer elastischen Nachgiebigkeit in axialer Richtung, wobei die Kardanikfeder (42) drehmomentübertragend mit dem Mitnehmerring (40) und direkt mit dem Kupplungsdeckel (22) verbunden ist. Durch die dadurch verlängerte Kardanikfeder (42) ist eine hohe Haltbarkeit eines kostengünstigen Kupplungsaggregats (10) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat, mit dessen Hilfe eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekuppelt werden kann.
Aus WO 2008/064648 A1 ist ein Kupplungsaggregat bekannt, bei dem eine mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbindbare starre Schwungscheibe über ein Verbindungsbauteil mit einer als Gegenplatte für zwei verschiede Reibungskupplungen wirkenden Zentralplatte verbunden ist. Die Zentralplatte ist über mehrere Blattfedern an dem Verbindungsbauteil kardanisch aufgehangen und kann statische und dynamische Lagefehler zwischen der Antriebswelle und der Getriebeeingangswelle durch eine axiale Nachgiebigkeit ausgleichen.
Aus der DE 10 2008 011 724 A1 ist ein Kupplungsaggregat bekannt, das auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Haltbarkeit von kostengünstigen Kupplungsaggregaten zu erhöhen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine hohe Haltbarkeit eines kostengünstigen Kupplungsaggregats ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Kupplungsaggregat 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.
Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsaggregat zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen mit einer ersten Gegenplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer mit einer ersten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren ersten Kupplungsscheibe mit Hilfe einer relativ zu der ersten Gegenplatte axial verlagerbaren ersten Anpressplatte, einem mit der Antriebswelle unmittelbar oder mittelbar verbindbaren Mitnehmerring zum Einleiten eines Drehmoments der Antriebswelle, einem mit der ersten Gegenplatte verbundenen Kupplungsdeckel und mindestens einer, insbesondere als Blattfeder ausgestalteten, Kardanikfeder zur Bereitstellung einer elastischen Nachgiebigkeit in axialer Richtung, wobei die Kardanikfeder drehmomentübertragend mit dem Mitnehmerring und direkt mit dem Kupplungsdeckel verbunden ist.
Durch die kardanische Anbindung des Mitnehmerrings an das übrige Kupplungsaggregat kann eine axiale Nachgiebigkeit bereitgestellt werden, wodurch Einbautoleranzen, beispielsweise statische und dynamische Fluchtungsfehler zwischen der Antriebswelle und der Getriebeeingangswelle, ausgeglichen werden können. Hierzu sind insbesondere mehrere Kardanikfedern, beispielsweise drei oder sechs Kardanikfedern, vorgesehen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein können. Die mit dem Mitnehmerring verbundene Kardanikfeder ist jedoch nicht direkt mit der ersten Gegenplatte, sondern mit dem Kupplungsdeckel verbunden. Der Drehmomentfluss von dem Kraftfahrzeugmotor zur ersten Kupplungsscheibe erfolgt dadurch von dem mit dem Kraftfahrzeugmotor gekoppelten Mitnehmerring über die mindestens eine Kardanikfeder an den Kupplungsdeckel und erst über den Kupplungsdeckel an die erste Gegenplatte und die erste Kupplungsscheibe. Da die Kardanikfeder dadurch nicht an der zur ersten Kupplungsscheibe weisenden Axialseite der ersten Gegenplatte angebunden ist, sondern an der anderen Axialseite der ersten Gegenplatte mit der zur ersten Gegenplatte weisenden Seite des Kupplungsdeckels verbunden werden kann, kann der von der Kardanikfeder überbrückte axiale Abstand, beispielsweise um die axiale Dicke der ersten Gegenscheibe, vergrößert werden. Durch den vergrößerten axialen Bauraum kann die Kardanikfeder weicher ausgestaltet sein, wodurch die Robustheit der Kardanikfeder erhöht werden kann. Da die Kardanikfeder nicht mehr an der ersten Gegenplatte befestigt ist, sondern diese radial außen umgreifen kann, kann die Länge der als Blattfeder ausgestalteten Kardanikfeder signifikant vergrößert werden. Insbesondere wenn das Kupplungsaggregat als Doppelkupplung nach den Drei-Platten-Design ausgestaltet ist, ist die erste Gegenplatte Teil einer entsprechend dicken Zentralplatte, die für zwei Teilkupplungen an ihren unterschiedlichen Axialseiten die jeweilige Gegenplatte ausbildet, so dass der axiale Federweg sowie die Längserstreckung der Kardanikfeder besonders stark erhöht werden kann. Die Kardanikfeder kann die erste Gegenplatte radial außen umgreifen, wobei es möglich ist, die Kardanikfeder auf einen größeren Radius anzuordnen, wo das Ausmaß an störenden Einbauten geringer ist und die Längserstreckung der Kardanikfeder weiter erhöht werden kann. Durch die Anbindung der mit dem Mitnehmerring verbundenen Kardanikfeder mit dem Kupplungsdeckel kann die Längserstreckung der Kardanikfeder erhöht werden, wodurch die Robustheit der Kardanikfeder verbessert wird, so dass eine hohe Haltbarkeit eines kostengünstigen Kupplungsaggregats ermöglicht ist.
Insbesondere übergreift die Kardanikfeder zumindest teilweise die erste Gegenplatte radial außen, wobei insbesondere die axiale Erstreckung der Kardanikfeder mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 50% und weiter bevorzugt mindestens 75% und besonders bevorzugt mindestens 100% der durchschnittlichen axialen Erstreckung der ersten Gegenplatte in einem Reibbereich mit der ersten Kupplungsscheibe beträgt. Da die Kardanikfeder nicht an der zur ersten Kupplungsscheibe weisenden Axialseite der ersten Gegenplatte angebunden ist, kann die Kardanikfeder die Gegenplatte zu einem großen Teil radial außen umgreifen, um mit dem Kupplungsdeckel verbunden werden zu können, wodurch die axiale Erstreckung und der axiale Federweg der Kardanikfeder entsprechend vergrößert werden kann. Die Anbindung des Kupplungsdeckels an der ersten Gegenplatte kann möglichst weit entfernt zu dem Mitnehmerring erfolgen, während zusätzlich oder alternativ der Mitnehmerring möglichst weit axial entfernt zu dem Kupplungsdeckel und/oder zu der ersten Gegenplatte enden kann, so dass die axiale Erstreckung der Kardanikfeder entsprechend stark erhöht werden kann.
Vorzugsweise ist die Kardanikfeder radial außerhalb zu der ersten Gegenplatte mit dem Mitnehmerring und/oder radial außerhalb zu der ersten Gegenplatte mit dem Kupplungsdeckel verbunden. Die Kardanikfeder kann dadurch in einem vergleichsweise weit radial äußeren Radiusbereich vorgesehen sein, in dem das Ausmaß störender Einbauten reduziert ist. Die Längserstreckung und damit die Robustheit und Lebensdauer der insbesondere als Blattfeder ausgestalteten Kardanikfeder kann dadurch problemlos deutlich erhöht werden, ohne dass ein Anschlagen oder sonstiges Stören an einem anderen Bauteil des Kupplungsaggregats zu befürchten ist.
Besonders bevorzugt weist der Mitnehmerring und/oder der Kupplungsdeckel einen nach radial außen abstehende Befestigungsansatz zur Befestigung, insbesondere Vernietung, der Kardanikfeder auf. Der jeweilige Ansatz kann leicht durch eine umgebogene abstehende Lasche des Mitnehmerrings und/oder des Kupplungsdeckels ausgebildet werden, so dass die Anbindungsstelle der Kardanikfeder kostengünstig erzeugt werden kann. Eine spanende Bearbeitung der ersten Gegenplatte und/oder ein abstehender Nocken der ersten Gegenplatte, um eine Anbindungsstelle für die Kardanikfeder auszubilden kann eingespart werden, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden können.
Insbesondere ist mit der ersten Gegenplatte eine, insbesondere als Blattfeder ausgestaltete, erste Rückstellfeder zur automatischen Positionierung der ersten Anpressplatte in eine axiale Ausgangsstellung befestigt. Da die Kardanikfeder nicht unmittelbar an der ersten Gegenplatte angebunden ist, ist für die insbesondere als Blattfeder ausgestaltete Rückstellfeder zusätzlicher Bauraum geschaffen, wodurch die Längserstreckung und damit die Robustheit und Lebensdauer der Rückstellfeder erhöht werden kann.
Vorzugsweise ist die Kardanikfeder radial außerhalb zu der ersten Rückstellfeder angeordnet. Da die Rückstellfeder und die Kardanikfeder in unterschiedlichen Radiusbereichen beziehungsweise in zueinander versetzten Tangentialrichtungen angeordnet sind, kann eine Kollision der Rückstellfeder und der Kardanikfeder auch bei einer großen jeweiligen Längserstreckung vermieden werden.
Eine zweite Gegenplatte ist zum reibschlüssigen Verpressen einer mit einer zweiten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren zweiten Kupplungsscheibe mit Hilfe einer relativ zu der zweiten Gegenplatte axial verlagerbaren zweiten Anpressplatte vorgesehen. Das Kupplungsaggregat kann dadurch als Doppelkupplung für die Anbindung eines Doppelkupplungsgetriebes ausgestaltet sein. Dies ermöglicht es den axialen Abstand des Kupplungsdeckels zum Mitnehmerring zu vergrößern, so dass die Längserstreckung und der axiale Federweg der Kardanikfeder weiter erhöht werden kann, wodurch die Lebensdauer in Verbindung mit einer weicheren Ausgestaltung der Kardanikfeder weiter gesteigert werden kann.
Insbesondere ist die erste Gegenplatte von einer in eine erste Axialrichtung weisenden ersten Axialseite einer Zentralplatte und die zweite Gegenplatte von einer in einer entgegen der ersten Axialrichtung in eine zweite Axialrichtung weisenden zweiten Axialseite der Zentralplatte ausgebildet. Dadurch ist das Kupplungsaggregat als Doppelkupplung nach dem Drei-Platten-Design ausgestaltet, bei der die erste Gegenplatte Teil der entsprechend dickeren Zentralplatte ist. Die Zentralplatte bildet hierbei für zwei Teilkupplungen an ihren unterschiedlichen Axialseiten die jeweilige Gegenplatte aus. Aufgrund der im Vergleich zu einer separaten einzelnen Gegenplatte für jeder Teilkupplung kann die Zentralplatte eine größere Dicke in axialer Richtung aufweisen, so dass der axiale Federweg sowie die Längserstreckung der Kardanikfeder besonders stark erhöht werden kann.
Die Kardanikfeder übergreift eine zur ersten Kupplungsscheibe weisende ersten Reibseite der ersten Gegenplatte und/oder eine zur zweiten Kupplungsscheibe weisende zweiten Reibseite der zweiten Gegenplatte. Dadurch kann sich eine besonders große Längserstreckung und/oder ein besonders großer axialer Federweg der Kardanikfeder ergeben.
Die Kardanikfeder ist vollständig in einem radial außerhalb der Zentralplatte liegenden Radiusbereich angeordnet. Ein abstehender Ansatz oder Nocken, um die Kardanikfeder an der Zentralplatte oder einer separat ausgeführten ersten Gegenplatte anzubinden kann eingespart werden, wodurch die geometrische Gestalt der Zentralplatte beziehungsweise der separaten ersten Gegenplatte vereinfacht werden kann. Die Anzahl der nach radial außen von der Zentralplatte beziehungsweise von der separaten ersten Gegenplatte abstehenden Nocken kann auf diejenigen Begrenzt werden, über welche die Zentralplatte beziehungsweise die erste Gegenplatte mit dem Kupplungsdeckel befestigt werden kann. Eine spanende Bearbeitung der ersten Gegenplatte beziehungsweise der Zentralplatte kann dadurch vereinfacht werden. Die Herstellungskosten können dadurch gering gehalten werden.
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 eines Kupplungsaggregats und
2: eine schematische perspektivische Ansicht des Kupplungsaggregats aus 1.

Das in 1 und 2 als Doppelkupplung im Drei-Platten-Design ausgestaltete Kupplungsaggregat 10 weist eine erste Teilkupplung 12 zum Ankuppeln einer ersten Getriebeeingangswelle und eine zweite Teilkupplung 14 zum Ankuppeln einer zweiten Getriebeeingangswelle auf. Die erste Teilkupplung 12 weist eine erste Anpressplatte 16 auf, die relativ zu einer von einer ersten Axialseite einer Zentralplatte 18 ausgebildeten ersten Gegenplatte 20 axial verlagert werden kann, um eine mit der ersten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbare erste Kupplungsscheibe 21 reibschlüssig zwischen der ersten Anpressplatte 16 und der ersten Gegenplatte 20 der Zentralplatte 18 zu verpressen. Hierzu ist ein als Tellerfeder ausgestaltetes und schwenkbar an einem Kupplungsdeckel 22 gelagertes erstes Betätigungselement 24 vorgesehen, das über einen die Zentralplatte 18 übergreifenden Zuganker 26 an der ersten Anpressplatte 16 angreifen kann. Mit der ersten Anpressplatte 16 und der Zentralplatte 18 ist eine als Blattfeder ausgestaltete erste Rückstellfeder 28 verbunden, welche die erste Anpressplatte 16 in eine definierte axiale Ausgangsposition relativ zu der ersten Gegenplatte 20 verlagert, die beispielsweise der geöffneten Stellung der ersten Teilkupplung 12 entspricht, wenn keine Betätigungskraft in die erste Teilkupplung 12 eingeleitet wird. Die zweite Teilkupplung 14 weist eine zweite Anpressplatte 30 auf, die relativ zu einer von einer zweiten Axialseite der Zentralplatte 18 ausgebildeten zweiten Gegenplatte 32 axial verlagert werden kann, um eine mit der zweiten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbare zweite Kupplungsscheibe 34 reibschlüssig zwischen der zweiten Anpressplatte 30 und der zweiten Gegenplatte 32 der Zentralplatte 18 zu verpressen. Hierzu ist ein als Tellerfeder ausgestaltetes und schwenkbar an dem Kupplungsdeckel 22 gelagertes zweites Betätigungselement 36 vorgesehen, das an der zweiten Anpressplatte 30 angreifen kann. Mit der zweiten Anpressplatte 30 und dem Kupplungsdeckel 22 ist eine als Blattfeder ausgestaltete zweite Rückstellfeder 38 verbunden, welche die zweite Anpressplatte 30 in eine definierte axiale Ausgangsposition relativ zu der zweiten Gegenplatte 32 verlagert, die beispielsweise der geöffneten Stellung der zweiten Teilkupplung 14 entspricht, wenn keine Betätigungskraft in die zweite Teilkupplung 14 eingeleitet wird.
Mit Hilfe eines mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors koppelbaren Mitnehmerrings 40 kann ein in dem Kraftfahrzeugmotor erzeugtes Drehmoment in das Kupplungsaggregat 10 eingeleitet werden. Der Mitnehmerring 40 ist über als Blattfedern ausgestaltete Kardanikfedern 42 kardanisch und in axialer Richtung nachgiebig an dem Kupplungsdeckel 22 angebunden. Hierzu weisen der Mitnehmerring 40 und der Kupplungsdeckel 22 jeweils einen nach radial außen abstehenden Befestigungsansatz 44 auf, mit denen die Kardanikfeder 42 vernietet ist. Der Kupplungsdeckel 22 ist wiederum mit der Zentralplatte 18 befestigt, so dass das über den Mitnehmerring 40, die Kardanikfedern 42 und den Kupplungsdeckel 22 ankommende Drehmoment in die erste Teilkupplung 12 und/oder in die zweite Teilkupplung 14 eingeleitet werden kann. Die Kardanikfeder 42 ist radial außerhalb zu der ersten Rückstellfeder 28 und der Zentralplatte 18 angeordnet und erstreckt sich über einen signifikanten Anteil der Dicke der Zentralplatte 18. Ein axial abstehender Nocken zur Anbindung der Kardanikfeder 42 ist eingespart.
Bezugszeichenliste

10: Kupplungsaggregat
12: erste Teilkupplung
14: zweite Teilkupplung
16: erste Anpressplatte
18: Zentralplatte
20: erste Gegenplatte
21: erste Kupplungsscheibe
22: Kupplungsdeckel
24: erstes Betätigungselement
26: Zuganker
28: erste Rückstellfeder
30: zweite Anpressplatte
32: zweite Gegenplatte
34: zweite Kupplungsscheibe
36: zweites Betätigungselement
38: zweite Rückstellfeder
40: Mitnehmerring
42: Kardanikfeder
44: Befestigungsansatz

Claims

Kupplungsaggregat zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit einer ersten Gegenplatte (20) zum reibschlüssigen Verpressen einer mit einer ersten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren ersten Kupplungsscheibe (21) mit Hilfe einer relativ zu der ersten Gegenplatte (20) axial verlagerbaren ersten Anpressplatte (16), einem mit der Antriebswelle unmittelbar oder mittelbar verbindbaren Mitnehmerring (40) zum Einleiten eines Drehmoments der Antriebswelle, einem mit der ersten Gegenplatte (20) verbundenen Kupplungsdeckel (22) und mindestens einer, insbesondere als Blattfeder ausgestalteten, Kardanikfeder (42) zur Bereitstellung einer elastischen Nachgiebigkeit in axialer Richtung, wobei die Kardanikfeder (42) drehmomentübertragend mit dem Mitnehmerring (40) und direkt mit dem Kupplungsdeckel (22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Gegenplatte (32) zum reibschlüssigen Verpressen einer mit einer zweiten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren zweiten Kupplungsscheibe (34) mit Hilfe einer relativ zu der zweiten Gegenplatte (32) axial verlagerbaren zweiten Anpressplatte (30) vorgesehen ist, die Kardanikfeder (42) eine zur ersten Kupplungsscheibe (21) weisende ersten Reibseite der ersten Gegenplatte (20) und/oder eine zur zweiten Kupplungsscheibe (34) weisende zweiten Reibseite der zweiten Gegenplatte (32) übergreift, und die Kardanikfeder (42) vollständig in einem radial außerhalb der Zentralplatte (18) liegenden Radiusbereich angeordnet ist.
Kupplungsaggregat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kardanikfeder (42) zumindest teilweise die erste Gegenplatte (20) radial außen übergreift, wobei insbesondere die axiale Erstreckung der Kardanikfeder (42) mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 50% und weiter bevorzugt mindestens 75% und besonders bevorzugt mindestens 100% der durchschnittlichen axialen Erstreckung der ersten Gegenplatte (20) in einem Reibbereich mit der ersten Kupplungsscheibe (21) beträgt.
Kupplungsaggregat nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Kardanikfeder (42) radial außerhalb zu der ersten Gegenplatte (20) mit dem Mitnehmerring (40) und/oder radial außerhalb zu der ersten Gegenplatte (20) mit dem Kupplungsdeckel (22) verbunden ist.
Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerring (40) und/oder der Kupplungsdeckel (22) einen nach radial außen abstehende Befestigungsansatz (44) zur Befestigung, insbesondere Vernietung, der Kardanikfeder (42) aufweist.
Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten Gegenplatte (20) eine, insbesondere als Blattfeder ausgestaltete, erste Rückstellfeder (28) zur automatischen Positionierung der ersten Anpressplatte (16) in eine axiale Ausgangsstellung befestigt ist.
Kupplungsaggregat nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Kardanikfeder (42) radial außerhalb zu der ersten Rückstellfeder (28) angeordnet ist.
Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gegenplatte (20) von einer in eine erste Axialrichtung weisenden ersten Axialseite einer Zentralplatte (18) und die zweite Gegenplatte (32) von einer in einer entgegen der ersten Axialrichtung in eine zweite Axialrichtung weisenden zweiten Axialseite der Zentralplatte (18) ausgebildet ist.