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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lamellenträger für eine Reibkupplung sowie eine Reibkupplung, insbesondere Fliehkraftkupplung, für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Reibkupplungen dienen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Krafträdern, Leichtkrafträdern oder Rollern, dem Ausgleich einer Antriebsdrehzahl und einer Getriebedrehzahl insbesondere während Anfahrvorgängen des Kraftfahrzeugs.
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Bei Fliehkraftkupplungen werden beispielweise geschichtete und mit einem Außenlamellenträger eines Eingangsteils und einem Ausgangsteil der Fliehkraftkupplung drehschlüssig verbundene Reibelemente unter Fliehkrafteinwirkung verspannt, sodass sich zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil bei ausreichender Fliehkraft ein Reibschluss einstellt und Drehmoment übertragen wird. In üblicher Weise erfolgt die Verspannung der Reibelemente durch eine fliehkraftabhängige Verlagerung von zwischen einer Rampeneinrichtung angeordneten Fliehmassen nach radial außen, sodass ein axial verlagerbares Scheibenteil die Reibelemente direkt oder indirekt entgegen der Wirkung einer Feder vorspannt, sodass mit zunehmender Verlagerung der Fliehkörper nach radial außen der Reibschluss beispielsweise während eines Anfahrvorgangs mit zunehmender Drehzahl des Eingangsteils zunimmt und sukzessive Drehmoment vom Eingangsteil auf das Ausgangsteil übertagen wird.
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Derartige Fliehkraftkupplungen können mit einem automatisierten Getriebe, beispielsweise einem stufenlos verstellbaren Getriebe (CVT, Continously Variable Transmission) kombiniert werden. Aus der
WO 2015/135540 A1 ist beispielsweise eine Fliehkraftkupplung bekannt, die eine fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung und zusätzlich eine vom Fahrer betätigbare Ausrückvorrichtung als Schaltkupplung aufweist. Die vom Fahrer betätigbare Ausrückvorrichtung öffnet und schließt die geschlossene Fliehkraftkupplung entgegen der Fliehkraft.
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Die Außenlamellenträger werden regelmäßig durch Rollumformung oder Aludruckguss hergestellt, wodurch hohe Herstellungskosten entstehen. Daher wurde auch schon vorgeschlagen, Außenlamellenträger aus Einzelteilen zusammenzubauen, wie aus der
DE 10 2016 209 197 A1 bekannt ist. Diese aus Einzelteilen zusammengesetzten Außenlamellenträger benötigen jedoch einen Sicherungsring, der ein Bersten der einzelnen Teile des Außenlamellenträgers während des Betriebs der Reibkupplung verhindert. Dies erhöht jedoch den Montageaufwand sowie den benötigten Bauraum.
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Aus der
WO 2015/139697 A2 ist ein Lamellenträger bekannt, der wenigstens eine Verzahnung, einen Befestigungsabschnitt und ein Versteifungselement aufweist, wobei die Verzahnung ausgebildet ist, in eine Verzahnung eines Reibelements einzugreifen, wobei der Befestigungsabschnitt mit einer weiteren Komponente der Kupplungseinrichtung verbindbar ist, wobei die Verzahnung mit dem Befestigungsabschnitt drehmomentschlüssig verbunden ist, wobei die Verzahnung ein erstes Verzahnungselement und ein in Umfangsrichtung an das erste Verzahnungselement angrenzend angeordnetes zweites Verzahnungselement umfasst, wobei das Versteifungselement das erste Verzahnungselement mit dem zweiten Verzahnungselement verbindet. Durch die mehrere Verzahnungs- und Versteifungselemente ist die Herstellung dieses Lamellenträgers aus einzelnen Segmenten komplex und teuer. Um die Kosten des Lamellenträgers zu reduzieren, könnte man den Stanzabfall reduzieren, indem die Anzahl Segmente des Lamellenträgers erhöht wird. In diesem Fall wäre die formschlüssige Clinschverbindung, wie auf
2 der Schrift offenbart, nicht robust genug um die Segmente zusammenzuhalten. Eine radiale Überlappung der Segmente wäre in diesem Fall nötig, wobei die einzelnen Segmente miteinander mittels Niete verbunden werden, wie auf
3 der Schrift offenbart.
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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 einen Lamellenträger anzugeben, der ohne einen zusätzlichen Sicherungsring gegen ein Bersten geschützt ist. Zudem soll auch eine Reibkupplung angegeben werden, dessen Lamellenträger ohne einen zusätzlichen Sicherungsring gegen ein Bersten geschützt ist.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Lamellenträger und einer Reibkupplung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung 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 ein Lamellenträger für eine Reibkupplung bei, der zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- - eine Grundplatte; und
- - eine Mehrzahl von Wandsegmenten zur Befestigung von Reibelementen an dem Lamellenträger, wobei die Wandsegmente an der Grundplatte befestigt und derart ausgebildet sind, dass die Wandsegmente in einer Umfangsrichtung des Lamellenträgers formschlüssig ineinandergreifen ohne sich radial zu überlappen, indem die Wandsegmente jeweils zumindest einen Haken aufweisen, mit dem sie in zumindest ein benachbartes Wandsegment eingreifen.
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Der Lamellenträger ist insbesondere für eine Reibkupplung verwendbar, die beispielsweise nach Art einer Fliehkraftkupplung ausgebildet ist. Die Reibkupplung ist für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Kraftrads, Leichtkraftrads, Rollers, Leichtrollers, Personenkraftwagens oder dergleichen, vorgesehen. Solche Kraftfahrzeuge weisen regelmäßig einen Antrieb, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, und ein Getriebe auf. Das Getriebe kann beispielsweise nach Art eines Umschlingungsmittelgetriebes (CVT, Continously Variable Transmission), Automatikgetriebes und/oder von einem Fahrer manuell geschalteten Schaltgetriebes ausgebildet sein.
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Der Lamellenträger umfasst eine Grundplatte, die insbesondere zumindest teilweise aus Metall und/oder als Blechbauteil ausgebildet sein kann. Weiterhin kann die Grundplatte kreisförmig oder ringförmig ausgebildet sein. An der Grundplatte sind eine Mehrzahl von Wandsegmenten befestigt, die einen ringförmigen und/oder rohrförmigen Abschnitt des Lamellenträgers bilden. Die Wandsegmente sind ebenfalls insbesondere zumindest teilweise aus Metall und/oder als Blechbauteil ausgebildet. Insbesondere können die Wandsegmente durch einen Stanzprozess hergestellt sein. Bevorzugt sind an der Grundplatte eine Vielzahl von Wandsegmenten befestigt, beispielsweise 3 bis 15 Wandsegmente. Die Wandsegmente dienen der verdrehfesten Befestigung von Reibelementen an dem Lamellenträger, sodass zwischen dem Lamellenträger und den Reibelementen ein Drehmoment übertragbar ist. Der Lamellenträger kann beispielsweise nach Art eines Außenlamellenträgers ausgebildet sein, sodass die Reibelemente (radial) innerhalb der Wandsegmente angeordnet sind. Die Wandsegmente können zudem, insbesondere entlang einer (runden) Umfangsfläche der Grundplatte, nebeneinander angeordnet sein. Die Wandsegmente sind derart ausgebildet, dass die Wandsegmente formschlüssig ineinandergreifen. Dies bedeutet, dass die Wandsegmente aufgrund ihrer Formgebung in einer Umfangsrichtung des Lamellenträgers miteinander verbunden und/oder miteinander verhakt sind. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei (benachbarten) Wandsegmenten. Der Lamellenträger rotiert während des Betriebs der Reibkupplung um eine Rotationsachse, sodass auf die Wandsegmente hohe Zentrifugalkräfte wirken. Diese Zentrifugalkräfte werden zumindest teilweise durch die formschlüssigen Verbindungen zwischen den einzelnen Wandsegmenten aufgenommen, sodass kein zusätzlicher Sicherungsring gegen Bersten erforderlich ist. Hierdurch können die Montagekosten des Lamellenträgers bzw. der Reibkupplung reduziert werden.
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Die Wandsegmente greifen in einer Umfangsrichtung des Lamellenträgers formschlüssig ineinander. Die Umfangsrichtung des Lamellenträgers verläuft, insbesondere koaxial, um die Rotationsachse des Lamellenträgers.
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Die Wandsegmente weisen jeweils zumindest einen Haken auf, mit dem sie in zumindest ein benachbartes Wandsegment eingreifen. Der zumindest eine Haken kann zumindest teilweise winklig und/oder rund ausgebildet sein. Der zumindest eine Haken ist insbesondere Teil des jeweiligen Wandsegments, stoffschlüssig mit dem jeweiligen Wandsegment verbunden, zusammen mit dem jeweiligen Wandsegment hergestellt und/oder besteht aus dem gleichen Material wie das jeweilige Wandsegment. Bei dem zumindest einen Haken handelt es sich somit insbesondere nicht um ein zusätzliches Bauteil.
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Ein erster Hakenabschnitt des zumindest einen Hakens kann sich zumindest teilweise in eine Umfangsrichtung des Lamellenträgers erstrecken.
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Ein zweiter Hakenabschnitt des zumindest einen Hakens kann sich zumindest teilweise in eine axiale Richtung des Lamellenträgers erstrecken. Die axiale Richtung verläuft insbesondere parallel zu der Rotationsachse. Der zweite Hakenabschnitt kann somit zumindest teilweise orthogonal zu dem ersten Hakenabschnitt verlaufen.
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Die Wandsegmente können jeweils zumindest eine Aufnahme zur Befestigung benachbarter Wandsegmente aufweisen. Bei der zumindest einen Aufnahme handelt es sich insbesondere um eine Ausnehmung in den Wandsegmenten. Die zumindest eine Aufnahme kann eine Form aufweisen, die kongruent zu einer Form des zumindest einem Hakens ausgestaltet ist. Somit kann der zumindest eine Haken insbesondere formschlüssig in die zumindest eine Aufnahme eingreifen.
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Die Wandsegmente können jeweils nach Art eines Flachniets ausgebildet sein. Hierzu können die Wandsegmente zumindest einen Nietschaft aufweisen, mit denen sie in Öffnungen der Grundplatte einsteckbar sind. Anschließend kann der zumindest eine Nietschaft zumindest teilweise (plastisch) zu einem Nietkopf umgeformt werden, sodass der Flachniet an der Grundplatte befestigt ist.
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Die Grundplatte kann eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen, durch die sich jeweils ein Nietschaft der Wandsegmente erstreckt. Die Öffnungen sind insbesondere nach Art von Durchgangsöffnungen ausgebildet.
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Die Wandsegmente können ringförmig angeordnet sein. Dies kann mit anderen Worten bedeuten, dass die Wandsegmente gemeinsam einen Wandsegmentring bilden.
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Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch eine Reibkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, der zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- - ein Eingangsteil mit einem erfindungsgemäßen Lamellenträger;
- - ein Ausgangsteil, das gegenüber dem Eingangsteil koaxial und drehbar angeordnet ist; und
- - eine Reibeinheit, wobei die Reibeinheit mit dem Lamellenträger des Eingangsteils verdrehfest verbundene erste Reibelemente und mit dem Ausgangsteil verdrehfest verbundene zweite Reibelemente umfasst, die in einer axialen Richtung abwechselnd geschichtet angeordnet sind.
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Die Reibkupplung umfasst ein um die Rotationsachse mittels des Antriebs verdrehbar angeordnetes, antriebsseitiges Eingangsteil mit einem Lamellenträger, der insbesondere nach Art eines Außenlamellenträgers ausgebildet sein kann. Das Eingangsteil kann direkt oder indirekt beispielweise mit einer Kurbelwelle des Antriebs verbindbar sein. Das Eingangsteil kann zudem eine Eingangsplatte aufweisen, die verdrehfest mit dem Lamellenträger verbunden ist. Die Eingangsplatte ist insbesondere nach Art eines Primärrads ausgebildet und/oder kann an einem äußeren Umfang eine Außenverzahnung aufweisen, über die die Eingangsplatte durch den Antrieb antreibbar ist. Die Eingangsplatte ist bevorzugt scheibenförmig und/oder ringförmig ausgebildet. Weiterhin kann die Eingangsplatte zumindest teilweise aus Metall bestehen und/oder als Blechbauteil ausgebildet sein. Zudem kann die Eingangsplatte ein innenliegendes (Wälz-)Lager aufweisen, mit dem die Eingangsplatte verdrehbar an einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes lagerbar ist.
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Weiterhin umfasst die Reibkupplung ein gegenüber dem Eingangsteil koaxial und drehbar angeordnetes Ausgangsteil, das beispielweise mit der Getriebeeingangswelle des Getriebes indirekt oder direkt verbindbar ist. Zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil ist eine in Umfangsrichtung wirksame Reibeinheit vorgesehen. Die Reibeinheit umfasst mit dem Lamellenträger des Eingangsteils verdrehfest verbundene erste Reibelemente und mit dem Ausgangsteil, insbesondere mit einem Blattfederkern des Ausgangsteils, verbundene zweite Reibelemente, die in der axialen Richtung abwechselnd geschichtet angeordnet sein können. Zum Schließen der Reibkupplung können die ersten Reibelemente und die zweiten Reibelemente beispielsweise mit zumindest einer, insbesondere fliehkraftabhängig schaltenden, Schalteinrichtung in Reibeingriff bringbar sein. Die ersten Reibelemente und/oder die zweiten Reibelemente sind insbesondere ringförmig und/oder zumindest teilweise aus Metall gefertigt. Weiterhin können die ersten Reibelemente und/oder die zweiten Reibelemente Reibbeläge aufweisen. Die ersten Reibelemente und zweiten Reibelemente sind in der axialen Richtung insbesondere zwischen einer Gegendruckplatte und beispielweise einer Anpressplatte des Blattfederrings oder eines Anpressrings eines Innenlamellenträgers verspannbar.
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Der Lamellenträger kann zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Lamellenträger einen rohrförmigen Abschnitt aufweisen. Der rohrförmige Abschnitt kann insbesondere an einem längsseitigen Ende des Lamellenträgers ausgebildet sein.
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Die ersten Reibelemente und die zweiten Reibelemente können zum Schließen der Fliehkraftkupplung mittels zumindest einer fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung in Reibeingriff bringbar sein, wobei die zumindest eine fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung zumindest eine Fliehmasse umfasst, die durch eine bei einer Rotation der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung auftretenden Fliehkraft aus einer Offenstellung in eine Schließstellung bewegbar ist.
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Die zumindest eine fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung ist insbesondere verdrehfest mit dem Eingangsteil verbunden und weist zumindest eine Fliehmasse auf. Mittels der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung sind die ersten Reibelemente und zweiten Reibelemente der Reibeinheit in einer axialen Richtung mit einer Anpresskraft zur Bildung eines Reibschlusses beaufschlagbar. Dies bedeutet, dass mit steigender Drehzahl des Eingangsteils die Fliehkraftkupplung fliehkraftabhängig, also abhängig von der Drehzahl des Antriebs, geschlossen wird beziehungsweise geschlossen bleibt, bis beispielweise bei einer Leerlaufdrehzahl des Antriebs und im Wesentlichen stehendem Kraftfahrzeug die Fliehkraftkupplung wieder geöffnet wird. Die zumindest eine Fliehmasse der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung ist in einer radialen Richtung, das heißt insbesondere orthogonal zu der Rotationsachse der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung, zwischen einer Offenstellung, in der die Fliehkraftkupplung ausgerückt ist, und einer Schließstellung bewegbar, in der die Fliehkraftkupplung eingerückt ist. Dabei ist die zumindest eine Fliehmasse durch eine bei einer Rotation der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung auftretenden Fliehkraft aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegbar. In der Offenstellung befindet sich die zumindest eine Fliehmasse in der radialen Richtung insbesondere maximal innen und/oder in der Schließstellung in der radialen Richtung maximal außen.
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Für weitere Einzelheiten wird auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Lamellenträgers verwiesen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
- 1: eine Grundplatte;
- 2: ein Wandsegment;
- 3: ein Lamellenträger mit der Grundplatte und einer Vielzahl von Wandsegmenten; und
- 4: eine Reibkupplung mit dem Lamellenträger.
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Die 1 zeigt eine Grundplatte 3 in einer perspektivischen Darstellung. Die Grundplatte 3 ist ringförmig ausgebildet und nach Art eines Blechbauteils ausgeführt. Im Bereich ihrer äußeren Umfangsfläche 19 weist die Grundplatte 3 für jedes zu befestigende Wandsegment (4) (vgl. 2 und 3) zwei Öffnungen 14 auf.
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Die 2 zeigt ein Wandsegment 4 in einer perspektivischen Darstellung. Das Wandsegment 4 ist nach Art eines Flachniets 13 ausgebildet und weist zwei Nietschafte 15 auf, mit denen das Wandsegment 4 in die Öffnungen 14 der in der 1 gezeigten Grundplatte 3 steckbar und an der Grundplatte 3 befestigbar ist. Weiterhin umfasst das Wandsegment 4 einen Haken 8 mit einem ersten Hakenabschnitt 9 und einem zweiten Hakenabschnitt 10. Zudem umfasst das Wandsegment 4 eine Aufnahme 12 zur Aufnahme eines Hakens 8 eines benachbart angeordneten Wandsegments 4.
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Die 3 zeigt einen Lamellenträger 1 in einer perspektivischen Darstellung. Der Lamellenträger 1 umfasst die in der 1 gezeigte Grundplatte 3, an deren Umfangsfläche 19 eine Vielzahl von den in der 2 gezeigten Wandsegmenten 4 angeordnet sind. Der Lamellenträger 1 weist bei der hier gezeigten Variante acht Wandsegmente 4 auf. Die Wandsegmente 4 sind mit ihren Nietschaften 15 in die in der 1 gezeigten Öffnungen 14 der Grundplatte 3 eingesteckt und mit der Grundplatte 3 vernietet, sodass diese orthogonal zu der Grundplatte 3 ausgerichtet und einen ringförmigen bzw. rohrförmigen Abschnitt des Lamellenträgers 1 bilden. Weiterhin sind die Wandsegmente 4 derart ausgebildet, dass benachbarte Wandsegmente 4 formschlüssig ineinandergreifen. Hierzu erstrecken sich die ersten Hakenabschnitt 9 der Haken 8 in eine Umfangsrichtung 7 des Lamellenträgers 1 und die zweiten Hakenabschnitt 10 in eine axiale Richtung 11 (parallel zu einer Rotationsachse 20 des Lamellenträgers 1), sodass die Haken 8 in der Umfangsrichtung 7 formschlüssig in die Aufnahmen 12 benachbarter Wandsegmente 4 eingreifen. Der Lamellenträger 1 ist hierdurch bei einer Rotation um die Rotationsachse 20 gegen Bersten geschützt.
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Die 4 zeigt eine Reibkupplung 2, die hier nach Art einer Fliehkraftkupplung ausgebildet ist. Die Reibkupplung 2 weist ein Eingangsteil 16 mit einer durch einen hier nicht gezeigten Antrieb um die Rotationsachse 20 rotierbaren Eingangsplatte 21 und einem an der Eingangsplatte 21 verdrehfest befestigten Lamellenträger 1 auf. Die Eingangsplatte 21 weist an ihrer äußeren Umfangsfläche eine Außenverzahnung 22 auf, über die die Eingangsplatte 21 durch einen hier nicht gezeigten Antrieb um die Rotationsachse 20 rotierbar ist. Der Lamellenträger 1 ist hier nach Art eines Außenlamellenträgers ausgebildet. Mit dem Lamellenträger 1 des Eingangsteils 16 sind erste Reibelemente 5 einer Reibeinheit 18 verdrehfest verbunden. Die Reibeinheit 18 weist zudem zweite Reibelemente 6 auf, die in der axialen Richtung 11 zwischen den ersten Reibelementen 5 und verdrehfest zu einem Ausgangsteil 17 der Reibkupplung 2 angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lamellenträger
- 2
- Reibkupplung
- 3
- Grundplatte
- 4
- Wandsegment
- 5
- erstes Reibelement
- 6
- zweites Reibelement
- 7
- Umfangsrichtung
- 8
- Haken
- 9
- erster Hakenabschnitt
- 10
- zweiter Hakenabschnitt
- 11
- axiale Richtung
- 12
- Aufnahme
- 13
- Flachniet
- 14
- Öffnungen
- 15
- Nietschaft
- 16
- Eingangsteil
- 17
- Ausgangsteil
- 18
- Reibeinheit
- 19
- Umfangsfläche
- 20
- Rotationsachse
- 21
- Eingangsplatte
- 22
- Außenverzahnung
