DE102019100728B3 - Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem um eine Drehachse (4) verdrehbar angeordneten, motorseitigen Eingangsteil (5) und einem mit diesem mittels Reibpartnern (9, 10, 13, 14) unter Bildung eines Reibschlusses reibschlüssig verbindbaren getriebeseitigen Ausgangsteil (6), wobei die Reibpartner (9, 10, 13, 14) mittels einer fliehkraftgesteuerten Betätigungseinrichtung (15), die eine Fliehmasse (16) aufweist, axial gegeneinander verspannbar ausgebildet sind, wobei die Fliehmasse (16) derart mit dem Eingangsteil (5) und mit dem Ausgangsteil (6) wirktechnisch verbunden ist, dass bei Schließen der Kupplung (1) eine Rotation des Ausgangsteils (6) zu einer Erhöhung der Rotation der Fliehmasse (16) führt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere eine semi-automatische Reibungskupplung, für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Motorrads, mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten, motorseitigen Eingangsteil und einem mit diesem mittels Reibpartnern unter Bildung eines Reibschlusses reibschlüssig verbindbaren getriebeseitigen Ausgangsteil, wobei die Reibpartner mittels einer fliehkraftgesteuerten Betätigungseinrichtung, die eine Fliehmasse aufweist, axial gegeneinander verspannbar ausgebildet sind.
• Sogenannte Fliehkraftkupplungen sind bei geringer Fliehkraft der um die Drehachse drehenden Reibungskupplung, beispielsweise bei Leerlaufdrehzahl eines Motors des Antriebsstrangs, geöffnet und schließen mit zunehmender Drehzahl und damit steigender Fliehkraft. Derartige Reibungskupplungen sind beispielsweise aus Zweirädern bekannt. Hierbei dient die Reibungskupplung als Anfahrkupplung mit einer fliehkraftabhängig schaltendeten, zwischen dem Eingangsteil der Reibungskupplung und den Reibpartnern angeordneten Betätigungseinrichtung, indem mittels radial entlang einer Rampeneinrichtung verlagerten Fliehmassen eine axiale Beaufschlagung der Reibpartner erfolgt. Derartige Reibungskupplungen können mit einem automatisierten Getriebe, beispielsweise einem stufenlos verstellbaren Getriebe (CVT, Continuously Variable Transmission) kombiniert werden. Alternativ kann eine beispielsweise aus der WO 2015/135540 A1 bekannte Reibungskupplung eingesetzt werden, wobei die fliehkraftabhängig wirksame Betätigungseinrichtung in der Reibungskupplung als Anfahrelement dient und zusätzlich eine vom Fahrer betätigte Ausrückvorrichtung als Schaltkupplung vorgesehen ist, die die geschlossene Reibungskupplung entgegen der Fliehkraft öffnet und schließt.
• Es sind semi-automatische Kupplungen bekannt, die eine Betätigungseinheit mit einer motorseitigen und einer getriebeseitigen Fliehkraftmasse benutzen:
• Ein Beispiel für eine solche Fliehkraftreibkupplung ist in der WO 2017/220070 A1 offenbart, die eine Fliehkraftkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Fliehkraftmasse, die mit einem Winkelblech so gekoppelt ist, dass eine von einer Fliehkraft hervorgerufene Radialbewegung der Fliehkraftmasse eine Axialbewegung des Winkelblechs hervorruft, und mit einem Vorspannelement, das einem Koppelbolzen zugeordnet ist, wobei der Koppelbolzen dazu vorbereitet ist, die Axialbewegung des Winkelblechs zumindest teilweise auf einen zum Halten von Lamellen ausgelegten Innenkorb zu übertragen, wobei der Koppelbolzen in einem Langloch des Winkelblechs so steckt, dass in einer Zwischenbetriebsstellung eine Relativbewegung zwischen dem Winkelblech und dem Koppelbolzen bei einer Rotation des Innenkorbs relativ zum Winkelblech ermöglicht ist, wobei in der Zwischenbetriebsstellung ein zum Kraftweitergeben an das Vorspannelement vorgesehener Belastungsabschnitt des Winkelblechs, ein koppelbolzenfester Anschlag und ein vorspannelementfester Anschlag so aufeinander abgestimmt sind, dass das Winkelblech am Belastungsabschnitt maximal an einer Seite einen Kontaktbereich zum Kraftweitergeben aufweist. Hierbei schließt die von der fliehkraftabhängig arbeitenden Betätigungseinrichtung geschlossene Reibungskupplung unter Fliehkraft erst bei vergleichsweise hohen Drehzahlen des Motors, um ein entsprechendes Anfahrmoment bereitstellen zu können. Bei fallenden Drehzahlen öffnet die Reibungskupplung bei entsprechend hohen Drehzahlen, so dass bei geringen Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl kein Drehmoment des Motors bei noch fahrendem Kraftfahrzeug zur Verfügung steht.
• Ein weiteres Beispiel für eine solche semi-automatische Fliehkraftkupplung mit zwei Betätigungseinrichtungen ist aus der DE 10 2017 103 108 A1 bekannt. Diese Offenlegung offenbart eine Fliehkraftkupplung für einen Antriebsstrang eins Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Eingangsteil, ein gegenüber dem Eingangsteil koaxial und drehbar angeordnetes Ausgangsteil und eine fliehkraftabhängig schaltbare Reibeinheit, wobei die Reibeinheit mit dem Eingangsteil verdrehfest verbundene erste Reibelemente und mit dem Ausgangsteil verdrehfest verbundene zweite Reibelemente umfasst, die in einer axialen Richtung abwechselnd geschichtet angeordnet sind und zum Schließen der Fliehkraftkupplung mittels einer fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung in Reibeingriff bringbar sind, die 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, wobei die Fliehmasse bei ihrer Bewegung von der Offenstellung in die Schließstellung in einem ersten Bewegungsbereich durch eine Bremsfeder entgegen einer Bewegungsrichtung der Fliehmasse mit einer ersten Bremskraft und in einem zweiten Bewegungsbereich durch die Bremsfeder entgegen der Bewegungsrichtung der Fliehmasse mit einer zweiten Bremskraft beaufschlagt wird und wobei die erste Bremskraft größer als die zweite Bremskraft ist.
• Die DE 10 2017 103 190 A1 schließlich offenbart eine Fliehkraftkupplung für einen Antriebsstrang eins Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Eingangsteil, ein gegenüber dem Eingangsteil koaxial und verdrehbar angeordnetes Ausgangsteil und eine zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil fliehkraftabhängig schaltbare Reibeinheit, wobei die Reibeinheit mit dem Eingangsteil drehfest verbundene erste Reibelemente und mit einem Blattfederkern des Ausgangsteils drehfest verbundene zweite Reibelemente umfasst, die in einer axialen Richtung abwechselnd geschichtet angeordnet sind und zum Schließen der Fliehkraftkupplung mittels einer fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung in Reibeingriff bringbar und gegen eine Gegendruckplatte verspannbar sind, wobei der Blattfederkern ein Befestigungselement aufweist, das sich durch die Gegendruckplatte erstreckt und an dem die Gegendruckplatte mittels eines Sprengrings befestigt ist.
• Die vorstehend beschriebene Verwendung von zwei fliehkraftgesteuerten Betätigungseinheiten bedeutet einen relativ hohen axialen Bedarf an Bauraum, was in einigen Anwendungsfällen von Nachteil sein kann. Dieser erhöhte Raumbedarf beschränkt auch die Flexibilität bei der Ausstattung bestimmter Produktlinien mit unterschiedlichen Kupplungen, zum Beispiel in Fällen, in denen eine semi-automatische Kupplung als Add-on zu einer konventionellen Kupplung angeboten werden soll, da dann der für die Kupplung unabhängig von deren Art zur Verfügung stehende Bauraum gleich ist. Aus den vorstehend beschriebenen Gründen wurde daher bislang bei in dem für eine konventionelle Kupplung zur Verfügung stehenden Bauraum zu realisierenden Fliehkraftkupplungen auf einen Dämpfer, also auf eine erste Kupplungsstufe mit einem relativ geringen übertragenen Drehmoment, verzichtet. Es ist allerdings im Sinne des Nutzers wünschenswert, eine Reibungskupplung mit Dämpfer anzubieten, die nicht wesentlich mehr und vorzugsweise gleichen Bauraum wie eine bekannte konventionelle Kupplung erfordert.
• Aus der DE 696 04 242 T2 ist eine Reibungskupplung bekannt, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern und insbesondere eine (semi-automatische) Reibungskupplung zu schaffen, die gegenüber bekannten konventionellen Kupplungen keinen oder nur einen unwesentlich größeren Bauraumbedarf besitzt und die außerdem gegenüber bekannten semi-automatischen Reibungskupplungen eine Dämpfungsfunktion im Kupplungsverhalten besitzt.
• Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Reibungskupplung gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei die Fliehmasse derart mit dem Eingangsteil und mit dem Ausgangsteil wirktechnisch verbunden ist, dass bei Schließen der Kupplung eine Rotation des Ausgangsteils zu einer Erhöhung der Rotation der Fliehmasse führt. Das System, insbesondere die Betätigungseinrichtung mit der Fliehmasse, kann auch innerhalb eines Lamellenpaketes / innerhalb der Reibpartnern angeordnet werden.
• Die Reibungskupplung nach der Erfindung kann insbesondere eine semi-automatische Reibungskupplung sein und ist für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Motorrads, vorgesehen. Sie weist ein um eine Drehachse verdrehbar angeordnetes, motorseitiges Eingangsteil und ein mit diesem mittels Reibpartnern unter Bildung eines Reibschlusses reibschlüssig verbindbares getriebeseitiges Ausgangsteil. Die Reibpartner sind mittels einer fliehkraftgesteuerten Betätigungseinrichtung, die eine Fliehmasse aufweist, axial gegeneinander verspannbar ausgebildet.
• Die erfindungsgemäße Reibungskupplung ermöglicht insbesondere ein Anfahren mit hoher Drehzahl und außerdem bei fahrendem Kraftfahrzeug ein fliehkraftbedingtes Auskuppeln erst bei relativ niedrigeren Drehzahlen. Damit kann beispielsweise im Teillastbetrieb bei niedrigeren Drehzahlen gefahren werden. Dies wird dadurch bewirkt, dass nach der Erfindung bei zunächst offener Kupplung eine Erhöhung der Drehzahl des Eingangsteils auf die Fliehmasse übertragen wird, die infolgedessen schneller rotiert und durch die Fliehkraft nach radial außen gedrängt wird. Die Betätigungseinrichtung mit der sich nach radial außen verlagernden Fliehmasse bewirkt derart ein Schließen der Kupplung und damit eine Rotation des Ausgangsteils. Dieses ist nach der Erfindung wiederum wirktechnisch mit der Fliehmasse verbunden, so dass die Erhöhung der Rotation des Ausgangsteils bei Schließen der Kupplung zu einer Erhöhung der Rotation der Fliehmasse führt, was zunächst zu einer größeren auf die Fliehmasse wirkenden Fliehkraft führt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Fliehmasse derart mit dem Eingangsteil und mit dem Ausgangsteil wirktechnisch verbunden sein kann, dass bei Öffnen der Kupplung und/oder bei einer Verringerung der Drehzahl des Eingangsteils, zum Beispiel infolge einer fahrerinduzierten Leistungsverringerung des Antriebs, die Rotation der Fliehmasse infolge der fortlaufenden Rotation des Ausgangsteils zu einem bestimmten Teil beibehalten wird (Fahren im Leerlauf). Im Ergebnis beaufschlagt die Betätigungseinrichtung die Reibpartner mit einer Axialkraft zur Bildung eines Reibschlusses fliehkraftabhängig, d.h. abhängig von der Drehzahl der Fliehmasse. Dies bedeutet, dass mit steigender Drehzahl des Eingangsteils und mit steigender Drehzahl des Ausgangsteils, also bei fahrendem Kraftfahrzeug die Reibungskupplung fliehkraftabhängig, also abhängig von den Drehzahlen des Motors und des Getriebes und rückführend des oder der Antriebsräder geschlossen wird beziehungsweise geschlossen bleibt, bis beispielsweise bei Leerlaufdrehzahl und im Wesentlichen stehendem Kraftfahrzeug die Reibungskupplung wieder geöffnet wird. Bei stehendem Kraftfahrzeug kann daher die Reibungskupplung erst bei vergleichsweise hohen Drehzahlen und damit für einen zügigen Anfahrvorgang ausreichender Leistung geschlossen werden. Durch die zusätzliche Beaufschlagung der Reibpartner bei fahrendem Kraftfahrzeug mittels der wirktechnischen Verbindung der Fliehmasse und damit der Betätigungseinrichtung mit dem Ausgangsteil bleibt die Reibungskupplung bis zu Drehzahlen unterhalb der Kupplungsdrehzahl während des Anfahrvorgangs geschlossen oder überträgt zumindest in einem Schlupfbetrieb noch Moment.
• Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
• Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung eine einzige Betätigungseinrichtung aufweist. Diese einzige Betätigungseinrichtung enthält die sowohl mit dem Eingangsteil als auch mit dem Ausgangsteil wirkgekoppelte Fliehmasse. Vorzugsweise enthält die Betätigungseinrichtung eine Mehrzahl an Fliehmassen, also Teilfliehmassen, die jeweils in der erfindungsgemäßen Art mit dem Eingangsteil und dem Ausgangsteils wirkgekoppelt und vorzugsweise in umfänglicher Richtung äquidistant zueinander angeordnet sind. Durch die Verwendung nur einer einzigen Betätigungseinrichtung mit nur einer Fliehmasse (oder Anzahl von Teilfliehmassen) ist das System wenig toleranzanfällig.
• Erfindungsgemäß ist die Betätigungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem mit diesen über Planetenräder wirkverbundenen Planetenträger aufweist. Die Fliehmasse kann insbesondere drehfest an dem Planetenträger angeordnet sein. Auf diese Weise ist besonders einfach eine wirktechnische Kopplung der Fliehmasse mit der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Planetengetriebes möglich. Außerdem ist eine solche Betätigungseinrichtung in vorteilhafter Weise kompakt, insbesondere benötigt die Kupplung in axialer Richtung einen sehr geringen Bauraum.
• Erfindungsgemäß ist das Eingangssteil an dem Hohlrad des Planetengetriebes und das Ausgangsteil an dem Sonnenrad des Planetengetriebes angeordnet oder damit gekoppelt sein. Dies ist besonders günstig, wenn beim Einkuppeln hohe Antriebsdrehzahlen in die Kupplung eingeleitet werden. Bei einer alternativen Ausführungsform können das Eingangssteil an dem Sonnenrad und das Ausgangsteil an dem Hohlrad angeordnet oder damit gekoppelt sein. Dies ist günstig, wenn beim Einkuppeln relativ niedrige Antriebsdrehzahlen eingekoppelt werden.
• Vorzugsweise ist die Fliehmasse oder sind die Teilfliehmassen an dem Planetenträger in radialer Richtung relativpositionierbar angeordnet. Dadurch kann die Fliehmasse in Richtung der bei einer Rotation auf sie wirkenden Fliehkraft verlagert werden, so dass ein sensibles und direktes Ansprechverhalten der Betätigungseinrichtung und damit der Kupplung bewirkt werden kann.
• In einer weiteren Ausführungsform kann die Fliehmasse eine Masse von 0,1 kg bis 0,8 kg, vorzugsweise von 0,25 kg bis 0,6 kg, besonders bevorzugt von 0,35 kg aufweisen. Diese Massenangaben beziehen sich auf die Gesamtmasse aller an der Betätigungseinheit angeordneter (Teil)-Fliehmassen. Im letzteren Fall entspricht die erfindungsgemäße Kupplung hinsichtlich ihrer Trägheit und ihres Ansprechverhaltens weitgehend bekannten Fliehkraftkupplungen mit zwei Betätigungseinheiten mit jeweils eigener Fliehmasse, bei denen an der Antriebsseite eine Fliehmasse von insgesamt 0,1 kg und an der Abtriebsseite eine Fliehmasse von insgesamt 0,25 kg vorgesehen ist. Durch die relativ langsamere Drehzahl des Planetenträgers erzeugt die daran vorgesehene Fliehmasse von 0,35 kg die gleiche Fliehkraft (und damit die gleiche Betätigungswirkung) wie die bei dem konventionellen System antriebsseitig vorgesehene Fliehmasse von 0,1 kg.
• Das Planetengetriebe der Betätigungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Kupplung im geschlossenen Zustand eine Übersetzung von 1 besitzt. Dadurch kann die erfindungsgemäße Kupplung ohne Probleme in üblichen Antriebssträngen eingebaut werden, ohne dass dazu Änderungen des Antriebsstrangs erforderlich sind.
• Eine besonders günstige und leichte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder und/oder der Planetenträger aus Kunststoff bestehen. Dies kann daher realisiert werden, da der Planetensatz, also die Planetenräder und der Planetenträger, nur infolge durch ihre Drehzahl und die auf sie wirkenden Trägheitskräfte belastet werden, keinesfalls aber Kräfte und/oder Momente vom Eingangsteil zum Ausgangsteil übertragen, da diese ausschließlich über die Reibbeläge der Kupplung übertragen werden.
• Gemäß einer Ausführungsform kann zur Betätigung der unter Fliehkrafteinwirkung geschlossenen Reibungskupplung eine zusätzliche, von einem Fahrer betätigbare Ausrückvorrichtung vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass die Betätigungseinrichtung die Reibungskupplung unter Fliehkrafteinwirkung schließt und im geschlossenen Zustand mittels der Ausrückvorrichtung das über die Reibungskupplung übertragende Drehmoment unterbrochen werden kann, um beispielsweise im Getriebe einen Schaltvorgang vorzunehmen. Die Ausrückvorrichtung kann alternativ zu einer Betätigung durch einen Fahrer automatisiert betätigt oder mit einer den Fahrer unterstützenden Hilfskraftbetätigung versehen sein kann.
• Die Reibungskupplung kann insbesondere als trocken betriebene Reibungskupplung mit einer axialfest angeordneten Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser axial verlagerbaren Anpressplatte gebildet sein, welche das Eingangsteil der Kupplung bilden. Die ausgangsseitigen Reibpartner können als Reibbeläge einer Kupplungsscheibe ausgebildet sein, welche das Ausgangsteil der Reibungskupplung bildet. Die Betätigungseinrichtung spannt unter Fliehkrafteinfluss die Anpressplatte unter Bildung eines Reibschlusses zwischen den Reibpartnern gegen die Gegendruckplatte vor. Alternativ kann die Reibungskupplung nass betrieben sein, wobei die Reibpartner aus abwechselnd geschichteten Lamellen gebildet sind, die von der Betätigungseinrichtung unter Fliehkrafteinfluss gegen einen Axialanschlag vorgespannt werden. Hierbei können Stahllamellen abwechselnd mit Reiblamellen geschichtet sein und ein entsprechendes Lamellenpaket bilden. Beispielsweise können die Reiblamellen mit einem eingangsseitigen Lamellenträger und die Stahllamellen mit einem ausgangsseitigen Lamellenträger drehfest verbunden wie in diese eingehängt sein, welche abhängig von der Fliehkraft mittels der Betätigungseinrichtung axial vorspannbar sind.
• Zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil können Reibpartner insbesondere in Form eines Lamellenpakets ausgebildet sein. Dieses kann zum Beispiel abwechselnd geschichtete Reiblamellen und Stahllamellen aufweisen. Die Lamellen des Lamellenpakets sind abhängig von der auf die Fliehmasse wirkenden Fliehkraft mittels der Betätigungseinrichtungen axial vorspannbar.
• Die Betätigungseinrichtung kann nach einer Ausführungsform der Erfindung zwei eine Rampeneinrichtung bildende und die radial verlagerbare Fliehmasse axial zwischen sich aufnehmende Bauteile aufweisen, zum Beispiel Scheibenteile. Beide Scheibenteile sind radial fest und axial verlagerbar ausgebildet. Die Scheibenteile können die Anpressplatte, die insbesondere am Innenlamellenträger angeordnet sein kann, axial gegen eine Grundplatte der Kupplung beaufschlagen. Die Rampeneinrichtung kann durch ein vorgeprägtes Scheibenteil mit zumindest einer in radiale Richtung nach außen auf die Fliehmasse zulaufenden Rampe gebildet sein. Anliegend an eines der Scheibenteile ist die Fliehmasse, insbesondere in Form von axial über den Umfang verteilt angeordneten Teilfliehmassen, vorgesehen. Die zumindest eine Rampe kann entlang ihrer radialen Erstreckung eine radiale Führung aufweisen. Die (Teil)-Fliehmassen können als Rollkörper wie Kugeln, Zylinder, Gleitkörper oder dergleichen ausgebildet sein.
• Man kann auch sagen, dass die Erfindung eine bekannte Fliehkraftkupplung mit zwei Massen / Betätigungseinheiten ersetzten kann und dabei noch Vorteile besitzt. Um die gleich Funktion wie diese bekannten Kupplungen zu gewährleisten, aber die Kupplung mit axial geringerem Bauraum zu designen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, nur eine Fliehkraftmasse / Betätigungseinrichtung zu verwenden. Diese ist sowohl Motorseite als auch Getriebeseite zugewiesen bzw. mit diesen jeweils wirktechnisch verbunden. Realisiert werden kann das nach einer Form der Erfindung durch einen Planetensatz. An einem Kupplungskorb kann dessen Hohlrad angeordnet sein und drehen. An einem Getriebe kann dessen Sonnenrad angeordnet sein und stehen (bei offener Kupplung und stehendem Fahrzeug). Die Planeten des Planetensatzes drehen und somit auch der Steg / Planetenträger. Dabei dreht der Steg / Planetenträger langsamer als Hohlrad. Auf dem Steg / Planetenträger ist die Fliehkrafteinheit angebracht.
• Es wird eine Fliehkraftmasse mit 0,35 kg verwendet. Wird die Drehzahl (eingangsseitig) angehoben, schließt die Kupplung langsam. Das Getriebe wird beschleunigt, was bedeutet, dass sich das Sonnenrad dreht. Die Übersetzung wird bei geschlossener Kupplung gleich 1. Mit der Erfindung können insbesondere die folgenden Vorteile bewirkt werden:
• - axial geringerer Bauraum
• - nur eine Masse /Betätigungseinheit, was zu weniger Toleranzanfällig führt
• - Planetensatz überträgt nur Drehzahl und Trägheitskräfte, was heißt, dass er aus Kunststoff gefertigt sein kann, da er kein Motormoment überträgt
• - gleiche Funktion wie altes System
• - Dämpfer kann für semi-automatische und konventionelle Kupplung genutzt werden
• Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Figur näher erläutert. Diese ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung.
• Die Figur zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung 1 in einer schematischen Darstellung. Die Reibungskupplung 1 ist für einen Antriebsstrang eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs konzipiert und kuppelt bzw. entkuppelt eine rotatorisch angetriebene Antriebsseite 2 mit einer Abtriebsseite 3. Die Reibungskupplung 1 umfasst ein um eine Drehachse 4 verdrehbar angeordnetes, antriebsseitiges (motorseitiges) Eingangsteil 5. Sie umfasst außerdem ein um die Drehachse 4 verdrehbar angeordnetes, abtriebsseitiges (getriebeseitiges) Ausgangsteil 6.
• Das Eingangsteil 5 besteht im Wesentlichen aus einem Primärrad 7 mit Dämpfer und einem drehfest damit verbundenen Außenlamellenträger 8. Dieser trägt zwei Außenreibelemente 9 in Form von Außenreiblamellen 9, die jeweils beidseitig mit Reibbelägen 10 versehen sind. Das Ausgangsteil 6 besteht im Wesentlichen aus einem Innenlamellenträger 11, der einerseits mit einem Sekundärrad 12 oder einer Nabe 12 und andererseits mit einer Grundplatte 28 verbunden ist und zumindest ein Innenreibelement 14 und eine in axialer Richtung positionierbare Anpressplatte 13 trägt. Man kann also sagen, dass das Eingangsteil 5 und das Ausgangsteil 6 mittels der Innenreibelemente 14, der Außenreibelemente 9, den daran angeordneten Reibbelägen10, der Grundplatte 28 und der Anpressplatte 13 als Reibpartner unter Bildung eines Reibschlusses reibschlüssig mit einander verbindbar und axial gegeneinander verspannbar ausgebildet sind.
• Die Reibungskupplung 1 weist des Weiteren eine einzige fliehkraftgesteuerte Betätigungseinrichtung 15 auf. Diese besitzt eine Fliehmasse 16, die derart mit dem Eingangsteil 5 und dem Ausgangsteil 6 wirktechnisch verbunden ist, dass bei Schließen der Kupplung 1 eine Rotation des Ausgangsteils 6 zu einer Erhöhung der Rotation der Fliehmasse 16 und damit der Betätigungseinrichtung 15 führt. Die Betätigungseinrichtung 4 weist ein Planetengetriebe 17 mit einem Sonnenrad 18, einem Hohlrad 19 und einem mit diesen über Planetenräder 20 wirkverbundenen Planetenträger 21 auf. Die Fliehmasse 16 ist drehfest an dem Planetenträger 21 angeordnet. Das Eingangsteil 5 ist über den Außenlamellenträger 8 an dem Hohlrad 19 angeordnet und drehfest damit verbunden. Das Ausgangsteil ist über das Sekundärrad 12 an dem Sonnenrad 18 angeordnet und drehfest damit verbunden. Die Fliehmasse 16 ist an dem Planetenträger 21 in radialer Richtung relativpositionierbar angeordnet. Das Planetengetriebe 17 ist mittels einer Lagerung 22 am Sekundärrad 12 gelagert.
• Die Fliehmasse 16 ist mit einer Schräge 23 versehen und steht über diese mit einem ersten Scheibenteil 24 in Anlage. Das erste Scheibenteil 24 ist mittels eines Lagers 25 um die Drehachse 4 drehbar und relativ zum Planetenträger 21 und der darin radialpositionierbar angeordneten Fliehmasse 16 in Richtung der Drehachse 4 lagepositionierbar. Das Lager 25 ist auf der dem ersten Scheibenteil 24 gegenüberliegenden Seite an einem zweiten Scheibenteil 26 abgestützt, das wiederum mit der Anpressplatte 13 in Verbindung steht.
• Bei im Stillstand befindlichen Fahrzeug stehen die Abtriebsseite 3, das Ausgangsteil 6 und damit das Sekundärrad 12 bzw. die Nabe 12 mit dem daran drehfest angeordnetem Sonnenrad 18 still. Wird dann auf der Antriebsseite 2 eine Rotation eingeleitet, kommt es zu einer Rotation des Eingangsteils 5 mit dessen Primärrad 7, dem Außenlamellenträger 8 und dem drehfest daran angeordnetem Hohlrad 19. Folglich rotiert das Hohlrad 19 um das stillstehende Sonnenrad 18. Dabei rollen die im Planetenträger 21 drehbar gelagerten Planetenräder 20 sowohl auf dem Hohlrad 19 als auch auf dem Sonnenrad 18 ab und nehmen dabei den Planetenträger 21 mit, der eine Rotation um die Drehachse 4 ausführt. Die Drehzahl des Planetenträgers 21 ist geringer als die des Hohlrads 19. Infolge dieser Rotation wirkt auf die in radialer Richtung verlagerbar am Planetenträger 21 angeordnete Fliehmasse 16 eine Fliehkraft nach radial außen.
• Bei einer ausreichend hohen Drehzahl des Planetenträgers 21 reicht die auf die Fliehmasse 16 wirkende Fliehkraft aus, diese entgegen Reib- und Kupplungsrückstellkräften nach radial außen zu verlagern. Bei dieser Bewegung gleitet die Schräge 23 an dem ersten Scheibenteil 24 entlang und verlagert dieses in die in der Figur mit dem Pfeil 27 gekennzeichnete Richtung. Dadurch wird mit dem ersten Scheibenteil 24 das Lager 25, das zweite Scheibenteil 26 und die Anpressplatte in die Richtung 27 verlagert und die Kupplung durch aneinanderpressen der Reibelemente 9 und 14 geschlossen. Folge ist eine Übertragung des Antriebsmoments von der Antriebsseite 2 / dem Eingangsteil 5 über die Kupplung 1 auf das Ausgangsteil 6 / die Abtriebsseite 3.
• Infolge des Schließens der Reibungskupplung 1 rotiert nun auch das Ausgangsteil 6 mit dem daran drehfest angeordneten Sonnenrad 18. Da nun sowohl das Sonnenrad 18 wie auch das Hohlrad 19 mit gleicher Drehzahl rotieren, rollen die Planetenräder 20 nicht mehr auf diesen ab, jedoch wird der Planetenträger 21 mit gleicher Drehzahl mitgenommen. Die Fliehmasse 16 wird daher weiter durch die auf sie wirkende Fliehkraft nach radial außen gedrückt und die Reibungskupplung 1 bleibt geschlossen.
• Wird nur bei fahrendem Fahrzeug das Antriebsmoment eingestellt, kommt es zu einer Drehzahlreduzierung des Eingangsteils 5. Da das Fahrzeug jedoch ohne gesondertes Bremsmanöver weiter rollt, die abtriebsseitige Drehzahl somit nahezu konstant bleibt (oder sich nur geringfügig verringert), rollen die Planetenräder 20 wieder zwischen dem nahezu unverändert rotierenden Sonnenrad 18 und dem deutlich langsamer rotierenden Hohlrad 19 ab. Durch diese Abrollbewegung wird der Planetenträger 21 mitgenommen und rotiert trotz nicht mehr vorhandenen Antriebsmoments weiter um die Drehachse 4. Es wirkt weiterhin eine Fliehkraft auf die Fliehmasse16, die daher radial außen bleibt, so dass die Kupplung 1 weiterhin geschlossen ist. Erst bei unterschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs fällt die Drehzahle des Planetenträger 21 unter eine zum radial außen Halten der Fliehmasse 16 erforderlichen Wert, bei dem die auf die Fliehmasse 16 wirkenden Rückstellkräfte der Kupplung 1 größer als die auf die Fliehmasse 16 wirkende Fliehkraft sind. Die Fliehmasse 16 verlagert daher in Richtung nach radial innen und gibt die Schräge 23 frei, so dass die Kupplung 1 öffnet.
• Bezugszeichenliste

1

Reibungskupplung

2

Antriebsseite

3

Abtriebsseite

4

Drehachse

5

Eingangsteil

6

Ausgangsteil

7

Primärrad

8

Außenlamellenträger

9

Außenreibelement, Außenreiblamelle

10

Reibbelag

11

Innenlamellenträger

12

Sekundärrad, Nabe

13

Anpressplatte

14

Innenreibelement

15

Betätigungseinrichtung

16

Fliehmasse

17

Planetengetriebe

18

Sonnenrad

19

Hohlrad

20

Planetenräder

21

Planetenträger

22

Lagerung

23

Schräge

24

erstes Scheibenteil

25

Lager

26

zweites Scheibenteil

27

Pfeil, Richtung

28

Grundplatte

Claims (8)

1. Reibungskupplung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem um eine Drehachse (4) verdrehbar angeordneten, motorseitigen Eingangsteil (5) und einem mit diesem mittels Reibpartnern (9, 10, 13, 14) unter Bildung eines Reibschlusses reibschlüssig verbindbaren getriebeseitigen Ausgangsteil (6), wobei die Reibpartner (9, 10, 13, 14) mittels einer fliehkraftgesteuerten Betätigungseinrichtung (15), die eine Fliehmasse (16) aufweist, axial gegeneinander verspannbar ausgebildet sind, wobei die Betätigungseinrichtung (15) ein Planetengetriebe (17) mit einem Sonnenrad (18), einem Hohlrad (19) und einem mit diesen über Planetenräder (20) wirkverbundenen Planetenträger (21) aufweist, wobei die Fliehmasse (16) drehfest an dem Planetenträger (21) angeordnet ist, und wobei die Fliehmasse (16) derart mit dem Eingangsteil (5) und mit dem Ausgangsteil (6) wirktechnisch verbunden ist, dass bei Schließen der Kupplung (1) eine Rotation des Ausgangsteils (6) zu einer Erhöhung der Rotation der Fliehmasse (16) führt, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssteil (5) an dem Hohlrad (19) angeordnet ist, und das Ausgangsteil (6) an dem Sonnenrad (18) angeordnet ist.
2. Reibungskupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung (1) eine einzige Betätigungseinrichtung (15) aufweist.
3. Reibungskupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehmasse (16) an dem Planetenträger (21) in radialer Richtung relativpositionierbar angeordnet ist.
4. Reibungskupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehmasse (16) eine Masse von 0,1kg bis 0,8kg, vorzugsweise von 0,25kg bis 0,6kg, besonders bevorzugt von 0,35kg aufweist.
5. Reibungskupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese im geschlossenen Zustand eine Übersetzung von 1 besitzt.
6. Reibungskupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (20) und/oder der Planetenträger (21) aus Kunststoff bestehen.
7. Reibungskupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Eingangsteil (5) und Ausgangsteil (6) Reibpartner (9, 10, 13, 14) in Form eines Lamellenpakets mit abwechselnd geschichteten Reiblamellen und Stahllamellen ausgebildet sind, welche abhängig von der auf die Fliehmasse (16) wirkenden Fliehkraft mittels der Betätigungseinrichtung (15) axial vorspannbar sind.
8. Reibungskupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (15) zwei eine Rampeneinrichtung bildende, die radial verlagerbare Fliehmasse (16) axial zwischen sich aufnehmende Bauteile (24, 26) wie Scheibenteile (24, 26) aufweist, wovon beide Scheibenteile (24, 26) radialfest und axial verlagerbar ausgebildet sind, und die axial verlagerbaren Scheibenteile (24, 26) die Anpressplatte (13) axial gegen die Grundplatte (28) beaufschlagen.

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