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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibkupplung mit einer Kupplungseingangsseite, einer Kupplungsausgangsseite, mindestens zwei Reibelementen zur wahlweisen Drehmitnahmekopplung der Kupplungseingangsseite mit der Kupplungsausgangsseite und einem Kraftbeaufschlagungselement zur Kraftbeaufschlagung der Reibelemente, das mit einer Betätigungskraft zur Betätigung der Reibkupplung beaufschlagbar ist, die über das Kraftbeaufschlagungselement an der Kupplungsausgangsseite abstützbar oder abgestützt ist, wobei die Kupplungsausgangsseite einen Kopplungsabschnitt zur Drehmitnahmekopplung mit einer elektrischen Maschine, eine Ausgangsnabe und einen Verbindungsabschnitt zur Drehmitnahmeverbindung des Kopplungsabschnitts mit der Ausgangsnabe aufweist.
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Aus der Praxis sind Reibkupplungen für den Antriebsstrang innerhalb eines Hybridfahrzeugs bekannt, die eine Abkopplung des Verbrennungsmotors und somit einen rein elektrischen Antrieb durch eine elektrische Maschine ermöglichen. Die bekannten Reibkupplungen, die beispielsweise als Lamellenkupplungen oder Einscheibenkupplungen ausgebildet sein können, weisen eine Kupplungseingangsseite auf, die mit einem Verbrennungsmotor drehmitnahmeverbunden oder -verbindbar ist. Darüber hinaus weist die Reibkupplung eine Kupplungsausgangsseite auf, die mit einer elektrischen Maschine drehmitnahmeverbunden oder - verbindbar ist. Um die Kupplungseingangsseite wahlweise mit der Kupplungsausgangsseite koppeln zu können, weist die Reibkupplung ferner mindestens zwei Reibelemente auf, wobei ein Kraftbeaufschlagungselement zur Kraftbeaufschlagung der Reibelemente vorgesehen ist. Als Kraftbeaufschlagungselement kommt häufig eine sogenannte Tellerfeder zum Einsatz. Dieses Kraftbeaufschlagungselement kann mit einer Betätigungskraft zur Betätigung der Reibkupplung beaufschlagt werden, wobei es sich je nach Ausbildung der Reibkupplung um eine Öffnungskraft zum Öffnen der Kupplung (normalerweise geschlossene Kupplung) oder um eine Schließkraft zum Schließen der Kupplung handeln kann (normalerweise geöffnete Kupplung). Das Kraftbeaufschlagungselement ist derart angeordnet, dass die Betätigungskraft über das Kraftbeaufschlagungselement an der Kupplungsausgangsseite abstützbar oder abgestützt ist. Die Kupplungsausgangsseite selbst weist einen Kopplungsabschnitt zur Drehmitnahmekopplung mit der elektrischen Maschine, eine Ausgangsnabe, die beispielsweise mit einem nachfolgenden Getriebe in Drehmitnahmeverbindung gebracht werden kann, und einen Verbindungsabschnitt zur Drehmitnahmeverbindung des Kopplungsabschnitts mit der Ausgangsnabe auf, wobei die Betätigungskraft in der Regel über das Kraftbeaufschlagungselement an dem Verbindungsabschnitt der Kupplungsausgangsseite abstützbar oder abgestützt ist.
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Die bekannten Reibkupplungen für den Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs haben sich bewährt, sind jedoch insofern nachteilig, als dass diese ein unruhiges Laufverhalten während des Betriebes zeigen und es überdies zu einer erhöhten Geräuschentwicklung kommt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibkupplung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass diese ein gleichmäßigeres Laufverhalten sowie eine verringerte Geräuschentwicklung während des Betriebes aufweist. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug mit einer solchen vorteilhaften Reibkupplung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 10 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Reibkupplung ist insbesondere für den Einsatz innerhalb eines Antriebsstrangs für ein Hybridfahrzeug geeignet. So weist die Reibkupplung, bei der es sich beispielsweise um eine Einscheibenkupplung oder um eine Lamellenkupplung handeln kann, eine Kupplungseingangsseite und eine Kupplungsausgangsseite auf. Darüber hinaus sind zwischen der Kupplungseingangsseite und der Kupplungsausgangsseite mindestens zwei Reibelemente zur wahlweisen Drehmitnahmekopplung der Kupplungseingangsseite mit der Kupplungsausgangsseite vorgesehen. Des Weiteren ist ein Kraftbeaufschlagungselement zur Kraftbeaufschlagung der Reibelemente vorgesehen, wobei das Kraftbeaufschlagungselement wiederum mit einer Betätigungskraft zur Betätigung der Reibkupplung beaufschlagt werden kann. Das Kraftbeaufschlagungselement ist derart angeordnet, dass die genannte Betätigungskraft über das Kraftbeaufschlagungselement an der Kupplungsausgangsseite abstützbar oder abgestützt ist. Dies Kupplungsausgangsseite weist wiederum einen Kopplungsabschnitt zur Drehmitnahmekopplung mit einer elektrischen Maschine, eine Ausgangsnabe und einen Verbindungsabschnitt zur Drehmitnahmeverbindung des Kopplungsabschnitts mit der Ausgangsnabe auf. So kann der Kopplungsabschnitt zusammen mit dem Verbindungsabschnitt und der Ausgangsnabe beispielsweise als Kettenrad eines Kettengetriebes ausgebildet sein, das der Verbindung der Kupplungsausgangsseite mit einer elektrischen Maschine dient. Um eine hohe Laufruhe sowie eine geringe Geräuschentwicklung zu ermöglichen, ist an der Kupplungsausgangsseite ferner ein Stützelement zur Abstützung des Kraftbeaufschlagungselements angeordnet, über das die Betätigungskraft an der Kupplungsausgangsseite, also beispielsweise an dem Verbindungsabschnitt oder der Ausgangsnabe der Kupplungsausgangsseite, abstützbar ist. Das Stützelement hat hierbei den Vorteil, dass eine etwaige Verformung des Stützelements oder dessen weiter radial innenliegende Befestigung an der Kupplungsausgangsseite eine Verformung des Verbindungsabschnitts oder des Kopplungsabschnitts der Kupplungsausgangsseite verringert oder unterbindet, so dass selbst bei aufgebrachter Betätigungskraft eine erhöhte Laufruhe und geringere Geräuschentwicklung erzielt werden kann, wobei dank der allenfalls verringerten Verformung des Verbindungs- oder Kopplungsabschnitts der Kupplungsausgangsseite überdies ein geringerer Verschleiß erreicht werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung ist die Betätigungskraft über einen Stützring an dem Stützelement abstützbar der abgestützt. Mithin erfolgt die Abstützung des Kraftbeaufschlagungselements an dem Stützelement über einen solchen Stützring, der insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Kraftbeaufschlagungselement hebelartig verschwenkbar ist, wie dies beispielsweise bei einer Tellerfeder der Fall ist, wobei der Stützring in diesem Fall einerseits die einfache Verschwenkbarkeit und andererseits die gezielte Einbringung oder Abstützung der Betätigungskraft über das Kraftbeaufschlagungselement und den Stützring an dem Stützelement sicherstellt. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der genannte Stützring separat von Stützelement und Kraftbeaufschlagungselement ausgebildet ist. Auch hat sich ein Stützring als vorteilhaft herausgestellt, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
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Grundsätzlich könnte das Stützelement eine gewisse Elastizität aufweisen, um sinngemäß einen Teil der Betätigungskraft abzufedern. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung ist das Stützelement jedoch relativ steif ausgebildet, indem dieses mindestens eine die Biegesteifigkeit gegenüber einer Verformung durch die Betätigungskraft erhöhenden Versteifungsabschnitt aufweist. Auf diese Weise kann die Betätigungskraft relativ gezielt und ohne größere Verformung des Stützelements über das Stützelement an der Kupplungsausgangsseite abgestützt werden, wobei die gezielte Abstützung an der Kupplungsausgangsseite bei entsprechender Auswahl des Abstützungpunktes eine verringerte Verformung der Kupplungsausgangsseite, mithin eine höhere Laufruhe und geringere Geräuschentwicklung sicherstellen kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung weist das Stützelement einen ersten Stützabschnitt auf, an dem die Betätigungskraft über das Kraftbeaufschlagungselement, gegebenenfalls auch über den Stützring, abstützbar oder abgestützt ist. Darüber hinaus weist das Stützelement einen zweiten Stützabschnitt auf, über den die in das Stützelement eingeleitete Betätigungskraft an der Kupplungsausgangsseite abstützbar oder abgestützt ist. Der zweite Stützabschnitt ist jedoch in radialer Richtung nach innen gegenüber dem ersten Stützabschnitt versetzt angeordnet, so dass die in das Stützelement eingeleitete Betätigungskraft folglich auch in radialer Richtung weiter innen an der Kupplungsausgangsseite abstützbar oder abgestützt ist, als dies bei der auf den ersten Stützabschnitt aufgebrachten Betätigungskraft der Fall ist, so dass eine deutlich reduzierte Verformung der Kupplungsausgangsseite, insbesondere des Verbindungsabschnitts, erzielt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung ist das Stützelement über den zuvor erwähnten zweiten Stützabschnitt auch an der Kupplungsausgangsseite befestigt. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn der zweite Stützabschnitt mit der Kupplungseingangsseite verschweißt oder vernietet ist.
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Um sicherzustellen, dass sich der erste Stützabschnitt bei Beaufschlagung mit der Betätigungskraft nicht ungewollt ebenfalls an der Kupplungsausgangsseite abstützt, ist der erste Stützabschnitt in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung von der Kupplungsausgangsseite beabstandet. Die Beabstandung erfolgt hierbei vorzugsweise in Richtung der an dem ersten Stützabschnitt abgestützten Betätigungskraft, wobei es bei dieser Ausführungsform besonders bevorzugt ist, wenn dieser Abstand zwischen dem ersten Stützabschnitt und der Kupplungsausgangsseite auch dann noch besteht, wenn die vorbestimmte maximale Betätigungskraft für diese Reibkupplung erzielt ist oder aufgebracht wird.
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Um einen besonders geräuscharmen Betrieb sowie eine große Laufruhe innerhalb des Antriebsstrangs zu erzielen, ist der zweite Stützabschnitt des Stützelements an der Ausgangsnabe der Kupplungsausgangsseite abstützbar oder abgestützt. Durch die Abstützbarkeit oder Abstützung an der Ausgangsnabe kann eine Verformung des Verbindungsabschnitts der Kupplungsausgangsseite weitestgehend verhindert werden. Aus diesem Grunde ist es bei dieser Ausführungsform auch bevorzugt, wenn der zweite Stützabschnitt an der Ausgangsnabe, nicht jedoch an dem Verbindungsabschnitt, abstützbar oder abgestützt ist, bzw. allenfalls mittelbar über die Ausgangsnabe.
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Abweichend von der vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann der zweite Stützabschnitt des Stützelements in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung, jedoch auch an dem Verbindungsabschnitt der Kupplungsausgangsseite abstützbar oder abgestützt sein, um beispielsweise ein Stützelement zu schaffen, das einen kleineren Bauraum beansprucht und mithin einen kompakteren Aufbau der Reibkupplung gewährleistet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung, bei der der zweite Stützabschnitt an dem Verbindungsabschnitt abstützbar oder abgestützt ist, ist ein erster Radialabstand zwischen einem Anbindungspunkt des Verbindungsabschnitts an dem Kopplungsabschnitt und einem Krafteinleitungspunkt zwischen dem zweiten Stützabschnitt und dem Verbindungsabschnitt größer als ein zweiter Radialabstand zwischen einem Anbindungspunkt des Verbindungsabschnitts an der Ausgangsnabe und dem Krafteinleitungspunkt, um zwar noch immer ein kleinbauendes Stützelement zu gewährleisten, jedoch gleichermaßen eine relativ geringe Verformung des Verbindungsabschnitts der Kupplungsausgangsseite sicherzustellen, an dem das Stützelement abgestützt ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung weist die Kupplungsausgangsseite einen den Reibelementen zugeordneten Reibelementträger auf, hier mithin einen ausgangsseitigen Reibelementträger. So kann es sich bei dem Reibelementträger beispielsweise um einen ausgangsseitigen Lamellenträger handeln. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der Reibelementträger einstückig mit dem Verbindungsabschnitt ausgebildet ist. So kann der Verbindungsabschnitt beispielsweise vollständig in den Reibelementträger integriert sein, indem der Kopplungsabschnitt einerseits und die Ausgangsnabe andererseits direkt an dem Reibelementträger befestigt ist, so dass der zwischenliegende Abschnitt des Reibelementträgers gleichermaßen den genannten Verbindungsabschnitt ausbildet. Alternativ ist das Stützelement vorzugsweise einstückig mit dem Reibelementträger ausgebildet, um die Teilevielzahl zu reduzieren. In einer weiteren alternativen Ausgestaltungsvariante ist der Reibelementträger vorzugsweise separat von dem Verbindungsabschnitt oder/und dem Stützelement ausgebildet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung sind der Reibelementträger und der Verbindungsabschnitt, die zunächst separat voneinander ausgebildet sind, unter Erzielung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung zusammengesteckt, um eine einfache Montage und sichere Drehmitnahmeverbindung zwischen beiden Bauteilen zu erzielen. So kann an dem Reibelementträger beispielsweise eine stirnseitige Verzahnung vorgesehen sein, die in entsprechende Aussparungen in den Verbindungsabschnitt eingreift.
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Wie bereits vorangehend angedeutet, sind die Reibelemente in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung als Lamellen ausgebildet, während der Reibelementträger als Lamellenträger ausgebildet ist.
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Um einen besonders einfachen und leicht zu fertigenden Aufbau der Reibkupplung zu erzielen, ist das Stützelement in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung im Wesentlichen ringscheibenförmig oder/und als Blechteil ausgebildet. Entsprechendes gilt vorzugsweise auch für den Verbindungsabschnitt der Kupplungsausgangsseite. Im Fall eines im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildeten Stützelements ist der mindestens eine Versteifungsabschnitt des ringscheibenförmigen Stützelements vorzugsweise von einer Wölbung oder Wellung oder/und einer Materialverstärkung des Stützelements gebildet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung ist der zuvor erwähnte Kopplungsabschnitt der Kupplungsausgangsseite der Reibkupplung als Zahnkranz oder/und Zugmittel oder Kettengetrieberad ausgebildet, um eine einfache und vorteilhafte Verbindungsmöglichkeit zu der elektrischen Maschine innerhalb eines Antriebsstrangs für ein Hybridfahrzeug zu erreichen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung ist das Kraftbeaufschlagungselement eine Tellerfeder.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibkupplung ist die Reibkupplung als eine normalerweise geschlossene Kupplung ausgebildet, so dass die zuvor erwähnte Betätigungskraft gleichermaßen die Öffnungskraft zum Öffnen der Reibkupplung bildet. Alternativ oder ergänzend ist die Reibkupplung als eine Lamellenkupplung ausgebildet.
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Der erfindungsgemäße Antriebsstrang ist für ein Hybridfahrzeug konzipiert und weist eine Reibkupplung der erfindungsgemäßen Art auf, deren Kupplungseingangsseite mit einem Verbrennungsmotor und deren Kupplungsausgangsseite über den Kopplungsabschnitt mit einer elektrischen Maschine drehmitnahmeverbunden oder -verbindbar ist. Dabei ist es bevorzugt, wenn die elektrische Maschine mittels eines Zugmittelgetriebes, besonders bevorzugt mittels eines Kettengetriebes, mit der Kupplungsausgangsseite verbunden ist, so dass der Kopplungsabschnitt ein Zugmittelgetrieberad bzw. ein Kettengetrieberad ausbildet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine teilweise Seitenansicht einer Reibkupplung innerhalb eines Antriebsstrangs für ein Hybridfahrzeug in einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine teilweise Seitenansicht einer Reibkupplung innerhalb eines Antriebsstrangs für ein Hybridfahrzeug in einer zweiten Ausführungsform,
- 3 eine teilweise Seitenansicht einer Reibkupplung innerhalb eines Antriebsstrangs für ein Hybridfahrzeug in einer dritten Ausführungsform,
- 4 eine teilweise Seitenansicht einer Reibkupplung innerhalb eines Antriebsstrangs für ein Hybridfahrzeug in einer vierten Ausführungsform.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Reibkupplung 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 4 für ein Hybridfahrzeug. In der Figur sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 6, 8, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 10, 12 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 14, 16 der Reibkupplung 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Reibkupplung 2 um eine sich in den axialen Richtungen 6, 8 erstreckende Drehachse 18 drehbar ist.
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Während die Reibkupplung 2 sowie deren Bestandteile konkret gezeigt sind, sind die übrigen Bestandteile des Antriebsstrangs 4 zumindest schematisch angedeutet. So weist der Antriebsstrang 4 für ein Hybridfahrzeug die Reibkupplung 2, einen Verbrennungsmotor 20, der mit einer Kupplungseingangsseite 22 in Drehmitnahmeverbindung steht, eine elektrische Maschine 24, die über einen Zugmittelgetriebe 26 mit einer Kupplungsausgangsseite 28 in Drehmitnahmeverbindung steht, und ein Getriebe 30 auf, das mit der Kupplungsausgangsseite 28 in Drehmitnahmeverbindung steht. Das gezeigte Zugmittelgetriebe 26 ist hier in vorteilhafter Weise als Kettengetriebe ausgebildet, wobei die Achse der elektrischen Maschine 24 gegenüber der Drehachse 18 versetzt und parallel zu dieser angeordnet ist.
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Die Reibkupplung 2 weist mindestens zwei Reibelemente 32, 34 auf, die miteinander in Reibeingriff gebracht werden können, um die Kupplungseingangsseite 22 wahlweise mit der Kupplungsausgangsseite 28 zu koppeln. Grundsätzlich kann die Reibkupplung 2 zum Beispiel als Einscheibenkupplung ausgebildet sein, in der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Reibkupplung 2 jedoch um eine Lamellenkupplung, deren Reibelemente 32, 34 dementsprechend von Lamellen gebildet sind, die zum einen der Kupplungsausgangsseite 28 und zum anderen der Kupplungseingangsseite 22 zugeordnet bzw. drehfest mit dieser verbunden sind. So weist die Kupplungseingangsseite 22 einen als Innenlamellenträger ausgebildeten Lamellenträger 36 zur Aufnahme der als Innenlamellen ausgebildeten Reibelemente 34 auf, während die Kupplungsausgangsseite 28 einen als Außenlamellenträger ausgebildeten Lamellenträger 38 aufweist, der der Aufnahme der als Außenlamellen ausgebildeten Reibelemente 32 dient. Die Lamellenträger 36, 38 können allgemein auch als Reibelementträger 36, 38 bezeichnet werden. Die beiden Reibelementträger 36, 38 sind im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und erstrecken sich in den einander entgegengesetzten axialen Richtungen 6, 8.
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Die Kupplungsausgangsseite 28 weist ferner einen Kopplungsabschnitt 40 auf, der der Drehmitnahmekopplung mit der elektrischen Maschine 24 über das als Kettengetriebe ausgebildete Zugmittelgetriebe 26 dient. Der Kopplungsabschnitt 40 ist in der dargestellten Ausführungsform als ein in Umfangsrichtung 14, 16 umlaufender Zahnkranz ausgebildet, dessen Zähne in radialer Richtung 10 nach außen weisen. In radialer Richtung 12 nach innen schließt sich ein Verbindungsabschnitt 42 der Kupplungsausgangsseite 28 an, der im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist und sich in radialer Richtung 12 nach innen erstreckt. In radialer Richtung 10 außen ist der Verbindungsabschnitt 42 drehfest an dem Kopplungsabschnitt 40 befestigt. In radialer Richtung 12 nach innen ist der Verbindungsabschnitt 42 hingegen drehfest an einer Ausgangsnabe 44 der Kupplungsausgangsseite 28 befestigt, so dass der Verbindungsabschnitt 42 der Drehmitnahmeverbindung des Kopplungsabschnitts 40 mit der Ausgangsnabe 44 dient, über die eine Drehmitnahmeverbindung mit dem zuvor erwähnten Getriebe 30 bewirkt ist. Die Ausgangsnabe 44 ist einstückig ausgebildet, während der Verbindungsabschnitt 42 als Blechteil ausgebildet ist. Der Kopplungsabschnitt 40 bildet im Zusammenspiel mit dem Verbindungsabschnitt 42 und der Ausgangsnabe 44 mithin ein Zugmittel- oder Kettengetrieberad des Zugmittelgetriebes 26.
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Der in der ersten Ausführungsform nach 1 im Wesentlichen rohrförmig ausgebildete Reibelementträger 38 ist in axialer Richtung 8 und unter Erzielung einer formschlüssigen Drehmitnahmeverbindung mit dem Verbindungsabschnitt 42 oder/und dem Kopplungsabschnitt 40 zusammengesteckt. Zu diesem Zweck sind in der dargestellten Ausführungsform in radialer Richtung 10, 12 zwischen dem Verbindungsabschnitt 42 und dem Kopplungsabschnitt 40 Fenster ausgebildet, in die entsprechende Axialfinger des Reibelementträgers 38 in axialer Richtung 8 eingreifen, um die formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zu erzielen, wobei überdies ein Sicherungsring 46 an dem Reibelementträger 38 angeordnet ist, über den der Reibelementträger 38 in axialer Richtung 6 an dem Verbindungsabschnitt 42 abgestützt ist, um eine verliersichere Anordnung des Reibelementträgers 38 an dem Verbindungsabschnitt 42 zu bewirken.
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Die Reibkupplung 2 weist ferner ein Kraftbeaufschlagungselement 48 auf, das der Kraftbeaufschlagung der Reibelemente 32, 34 dient, um die Reibkupplung zu schließen. In der dargestellten Ausführungsform ist das Kraftbeaufschlagungselement 48 als Tellerfeder ausgebildet, wobei die Reibkupplung 2 als normalerweise geschlossene Kupplung ausgebildet ist. Auch zeigen die Figuren die Reibkupplung 2 im geschlossenen Zustand, in dem die Kupplungseingangsseite 22 mit der Kupplungsausgangsseite 28 über die Reibelemente 32, 34 drehmitnahmegekoppelt ist. Die Kraft zum Zusammendrücken der Reibelemente 32, 34 wird dabei von dem als Tellerfeder ausgebildeten Kraftbeaufschlagungselement 48 aufgebracht, wobei das Kraftbeaufschlagungselement 48 in axialer Richtung 6 an einem Kraftübertragungselement 50 abgestützt ist, welches wiederum in axialer Richtung 6 gegen das Paket aus den Reibelementen 32, 34 drückbar ist, und in der entgegengesetzten axialen Richtung 8 an der Kupplungsausgangsseite 28 abstützbar oder abgestützt ist. Um die Reibkupplung 2 zu öffnen, wird über ein Betätigungselement 52 eine Betätigungskraft 56 auf das als Tellerfeder ausgebildete Kraftbeaufschlagungselement 48 aufgebracht, so dass bei der Betätigungskraft 54 auch von einer Öffnungskraft gesprochen werden kann. Wie bereits vorangehend angedeutet, wird diese Betätigungskraft 54 über das Kraftbeaufschlagungselement 48 in axialer Richtung 8 an der Kupplungsausgangsseite 28 abgestützt.
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Die Betätigungskraft 54 bzw. das Kraftbeaufschlagungselement 48 ist jedoch nicht unmittelbar an der Kupplungsausgangsseite 28 bzw. dem Verbindungsabschnitt 42 oder dem Kopplungsabschnitt 40 oder der Ausgangsnabe 44 abstützbar oder abgestützt. Vielmehr ist an der Kupplungsausgangsseite 28 ein Stützelement 56 zur Abstützung des Kraftbeaufschlagungselements 48 in axialer Richtung 8 angeordnet, über das die Betätigungskraft 54 an der Kupplungsausgangsseite 28 abstützbar ist. Genauer gesagt, ist ein in radialer Richtung 10 äußerer Abschnitt des als Tellerfeder ausgebildeten Kraftbeaufschlagungselements 48 über einen Stützring 58 an dem Stützelement 56 abstützbar oder abgestützt, über das die Betätigungskraft nur mittelbar an der Kupplungsausgangsseite 28 in axialer Richtung 8 abstützbar ist. Der zwischen Kraftbeaufschlagungselement 48 und dem Stützelement 56 angeordnete Stützring 58 ist separat von Stützelement 56 und Kraftbeaufschlagungselement 48 ausgebildet und weist einen kreisförmigen Querschnitt auf.
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Das Stützelement 56 ist im Wesentlichen ringscheibenförmig oder/und als Blechteil ausgebildet, so dass sich dieses im Wesentlichen in den radialen Richtungen 10, 12 erstreckt. Überdies weist das ringscheibenförmig ausgebildete Stützelement 56 mindestens einen Versteifungsabschnitt 60 auf, der die Biegesteifigkeit des Stützelements 56 gegenüber einer Verformung durch die Betätigungskraft 54 erhöht, wobei der Versteifungsabschnitt 60 in den dargestellten Ausführungsformen im Wesentlichen von einer Wölbung oder Wellung in den im Übrigen ringscheibenförmigen Stützelement gebildet ist. Alternativ oder ergänzend könnte ein solcher Versteifungsabschnitt 60 jedoch auch von einer Materialverstärkung des Stützelements 56 in bestimmten Bereichen gebildet sein.
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Ein wesentlicher Vorteil des Stützelements 56 besteht darin, dass die aufgebrachte Betätigungskraft 54 von dem Stützelement 56 aufgenommen und in radialer Richtung weiter innen an der Kupplungsausgangsseite 28 abstützbar ist, so dass die Kupplungseingangsseite 28 lediglich einer geringen Verformung unterworfen ist, was letztlich eine hohe Laufruhe sowie eine geringe Geräuschentwicklung - insbesondere bei rein elektrischem Antrieb - bewirkt.
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Zu diesem Zweck weist das Stützelement 56 einen in radialer Richtung 10 außen vorgesehenen ersten Stützabschnitt 62 auf, an dem die Betätigungskraft 54 über das Kraftbeaufschlagungselement 48 und den Stützring 58 in axialer Richtung 8 abstützbar ist. In radialer Richtung 12 nach innen schließt sich ein Zwischenabschnitt 64 des Stützelements 56 an. Sowohl der erste Stützabschnitt 62 als auch der Zwischenabschnitt 64 sind in axialer Richtung 8, 6, mithin in Richtung der Betätigungskraft 54, von der Kupplungsausgangsseite 28, hier dem Verbindungsabschnitt 42 der Kupplungsausgangsseite 28, beabstandet, wobei die Reibkupplung 2 vorzugsweise derart ausgelegt und in den Antriebsstrang 4 eingebunden ist, dass dieser Abstand in axialer Richtung zwischen dem ersten Stützabschnitt 62 und dem Zwischenabschnitt 64 einerseits und dem Verbindungsabschnitt 42 andererseits auch dann besteht, wenn die Betätigungskraft 54 ihr Maximum erreicht. Außerdem können in dem Zwischenabschnitt 64 die zuvor angedeuteten Versteifungsabschnitte 60 ausgebildet sein.
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In radialer Richtung 12 schließt sich ein zweiter Stützabschnitt 66 an den Zwischenabschnitt 64 an, über den die in das Stützelement 56 eingeleitete Betätigungskraft 54 an der Kupplungsausgangsseite 28, hier an der Ausgangsnabe 44 der Kupplungsausgangsseite 28, abstützbar oder abgestützt ist. Mithin ist der zweite Stützabschnitt 66 in radialer Richtung 12 nach innen gegenüber dem ersten Stützabschnitt 62 versetzt angeordnet, um die zuvor erwähnte vorteilhafte Krafteinleitung in die Kupplungsausgangsseite 28 zu erzielen. Bei der dargestellten ersten Ausführungsform ist dieser Effekt besonders stark ausgeprägt, zumal der zweite Stützabschnitt 66 an der einstückig ausgebildeten Ausgangsnabe 44 und nicht an dem Verbindungsabschnitt 42 in axialer Richtung abstützbar oder abgestützt ist, so dass insbesondere der relativ dünnwandige und verformungsanfällige Verbindungsabschnitt 42 zwischen dem Kopplungsabschnitt 40 und der Ausgangsnabe 44 vor einer Verformung durch die Betätigungskraft 54 geschützt ist. Das Stützelement 56 ist überdies über den zweiten Stützabschnitt 66 auch an der Kupplungsausgangsseite 28 - hier der Ausgangsnabe 44 - befestigt, vorzugsweise drehfest. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Stützelement 56 mit der Kupplungsausgangsseite 28 verschweißt oder vernietet ist.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Reibkupplung 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 4, die im Wesentlichen der Ausführungsform nach 1 entspricht, so dass nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
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Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform nach 1 ist das Stützelement 56 bei der zweiten Ausführungsform nach 2 nicht in radialer Richtung 12 bis zu der Ausgangsnabe 44 heruntergezogen, vielmehr ist der in radialer Richtung 12 innen gelegene zweite Stützabschnitt 66 des Stützelements 56 in radialer Richtung 10 weiter außen angeordnet, so dass dieser an dem Verbindungsabschnitt 42 der Kupplungsausgangsseite in axialer Richtung 8 abstützbar oder abgestützt ist. Mithin wird bei dieser zweiten Ausführungsform die über den ersten Stützabschnitt 62 in das Stützelement 56 eingeleitete Betätigungskraft 54 nicht an der Ausgangsnabe 44, sondern bereits vorher an dem Verbindungsabschnitt 42 der Kupplungsausgangsseite 28 abgestützt, wenngleich die Abstützung auch hier in radialer Richtung 12 weiter innen erfolgt, als dies bei einer unmittelbaren Abstützung des Kraftbeaufschlagungselements 48 über den Stützring 58 an dem Verbindungsabschnitt 42 der Fall wäre, so dass auch bei dieser zweiten Ausführungsform nach 2 nur von einer geringen Verformung des Verbindungsabschnitts 42 durch die Betätigungskraft 54 ausgegangen werden kann. Mithin ist auch bei der zweiten Ausführungsform eine deutlich erhöhte Laufruhe sowie eine geringe Geräuschentwicklung sichergestellt.
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Um die Verformung des Verbindungsabschnitts 42 aufgrund der Betätigungskraft 54 besonders gering zu halten, ist ein erster Radialabstand R1 zwischen einem Anbindungspunkt 68 des Verbindungsabschnitts 52 an den Kopplungsabschnitt 40 und einem Krafteinleitungspunkt 70 zwischen dem zweiten Stützabschnitt 66 und dem Verbindungsabschnitt 42 größer als ein zweiter Radialabstand R2 zwischen einem Anbindungspunkt 72 des Verbindungsabschnitts 42 an der Ausgangsnabe 44 und dem Krafteinleitungspunkt 70.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Reibkupplung 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 4, die im Wesentlichen der Ausführungsform nach 1 entspricht, so dass nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
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Während bei den beiden ersten Ausführungsformen nach den 1 und 2 der Reibelementträger 28 separat von dem Verbindungsabschnitt 42 zur Verbindung des Kopplungsabschnitts 40 mit der Ausgangsnabe 44 ausgebildet war, ist der im Wesentlichen rohrförmig ausgebildete Reibelementträger 38 in der dritten Ausführungsform einstückig mit dem Verbindungsabschnitt 42 der Kupplungsausgangsseite 28 ausgebildet, so dass diese relativ einfach aus einem gemeinsamen Blechteil und in einem Verfahrensschritt hergestellt werden können. Der Kopplungsabschnitt 40 in Form des Zahnkranzes kann wiederum im Übergangsbereich zwischen dem Reibelementträger 38 und dem sich im Wesentlichen in radialer Richtung 10, 12 erstreckenden Verbindungsabschnitt 42 angebracht und dort drehfest befestigt werden.
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4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Reibkupplung 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 4, die im Wesentlichen der Ausführungsform nach 2 entspricht, so dass nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
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Bei der vierten Ausführungsform ist das Stützelement 56 nicht mehr separat von dem Reibelementträger 38 ausgebildet, wie dies in den drei vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Fall war, vielmehr sind das Stützelement 56 und der Reibelementträger 38 einstückig miteinander ausgebildet. Auf diese Weise kann das Stützelement 56 relativ einfach zusammen mit dem Reibelementträger 38 aus einem Blechteil gefertigt werden.
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Bei der dritten Ausführungsform nach 3 könnte der Verbindungsabschnitt 66 alternativ auch an dem Verbindungsabschnitt 42 und nicht an der Ausgangsnabe 44 abstützbar oder abgestützt sein, während bei der vierten Ausführungsform nach 4 der zweite Stützabschnitt 66 auch an der Ausgangsnabe 44 und nicht an dem Verbindungsabschnitt 42 abstützbar oder abgestützt sein könnte.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Reibkupplung
- 4
- Antriebsstrang
- 6
- axiale Richtung
- 8
- axiale Richtung
- 10
- radiale Richtung
- 12
- radiale Richtung
- 14
- Umfangsrichtung
- 16
- Umfangsrichtung
- 18
- Drehachse
- 20
- Verbrennungsmotor
- 22
- Kupplungseingangsseite
- 24
- elektrische Maschine
- 26
- Zugmittelgetriebe
- 28
- Kupplungsausgangsseite
- 30
- Getriebe
- 32
- Reibelement
- 34
- Reibelement
- 36
- Lamellenträger/Reibelementträger
- 38
- Lamellenträger/Reibelementträger
- 40
- Kopplungsabschnitt
- 42
- Verbindungsabschnitt
- 44
- Ausgangsnabe
- 46
- Sicherungsring
- 48
- Kraftbeaufschlagungselement
- 50
- Kraftübertragungselement
- 52
- Betätigungselement
- 54
- Betätigungskraft
- 56
- Stützelement
- 58
- Stützring
- 60
- Versteifungsabschnitt
- 62
- erster Stützabschnitt
- 64
- Zwischenabschnitt
- 66
- zweiter Stützabschnitt
- 68
- Anbindungspunkt
- 70
- Krafteinleitungspunkt
- 72
- Anbindungspunkt
- R1
- Radialabstand
- R2
- Radialabstand
