DE102020107604A1 - Multi-disc clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung (10) mit inneren und äußeren Lamellen (1-4;11-13), die drehfest, aber in axialer Richtung verschiebbar mit Lamellenträgern (5,6) verbunden sind.Um den Wirkungsgrad der Lamellenkupplung (10), insbesondere im Hinblick auf steigende Betriebsdrehzahlen, wie sie bei Hybridanwendungen im Automobilbereich vorkommen, zu verbessern, weist mindestens einer der Lamellenträger (5,6) in einem Reibbereich (7,8), in welchem die Lamellen (1-4;11-13) bei einer axialen Relativbewegung mit dem Lamellenträger (5,6) Reibkontakt haben, mindestens zwei axiale Reibabschnitte (16-20,21-24) mit unterschiedlichen Reibungswiderständen auf.The invention relates to a multi-disc clutch (10) with inner and outer discs (1-4; 11-13) which are connected to disc carriers (5, 6) in a rotationally fixed but displaceable manner in the axial direction. To improve the efficiency of the multi-disc clutch (10), At least one of the disk carriers (5, 6) in a friction area (7, 8), in which the disks (1-4; 11-13) have frictional contact with the disk carrier (5,6) during an axial relative movement, at least two axial friction sections (16-20,21-24) with different frictional resistances.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung mit inneren und äußeren Lamellen, die drehfest, aber in axialer Richtung verschiebbar mit Lamellenträgern verbunden sind.The invention relates to a multi-disk clutch with inner and outer disks which are connected to disk carriers in a rotationally fixed but displaceable manner in the axial direction.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad einer Lamellenkupplung mit inneren und äußeren Lamellen, die drehfest, aber in axialer Richtung verschiebbar mit Lamellenträgern verbunden sind, insbesondere im Hinblick auf steigende Betriebsdrehzahlen, wie sie bei Hybridanwendungen im Automobilbereich vorkommen, zu verbessern.The object of the invention is to improve the efficiency of a multi-disk clutch with inner and outer disks which are connected to disk carriers in a rotationally fixed but displaceable manner in the axial direction, in particular with regard to increasing operating speeds, as occur in hybrid applications in the automotive sector.
Die Aufgabe ist bei einer Lamellenkupplung mit inneren und äußeren Lamellen, die drehfest, aber in axialer Richtung verschiebbar mit Lamellenträgern verbunden sind, dadurch gelöst, dass mindestens einer der Lamellenträger in einem Reibbereich, in welchem die Lamellen bei einer axialen Relativbewegung mit dem Lamellenträger Reibkontakt haben, mindestens zwei axiale Reibabschnitte mit unterschiedlichen Reibungswiderständen aufweist. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse der Lamellenkupplung. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse der Lamellenkupplung. Zur Darstellung der drehfesten Verbindung zwischen den Lamellen und den Lamellenträgern sind letztere vorteilhaft mit einer Verzahnung ausgestattet, in welche eine komplementäre Verzahnung eingreift, die an den Lamellen vorgesehen ist. In einem geöffneten Zustand der Lamellenkupplung sind die Lamellen zumindest geringfügig voneinander beabstandet, so dass mit der Lamellenkupplung kein Drehmoment übertragen wird. Zum Schließen der Lamellenkupplung wird, zum Beispiel mit einem Kolben, eine Kraft auf das Lamellenpaket mit den inneren und den äußeren Lamellen ausgeübt, um diese axial aufeinander zu und gegen einen Anschlag zu bewegen. Dabei kommen die inneren mit den äußeren Lamellen in Reibkontakt. Im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung wird über die in Reibkontakt befindlichen Lamellen ein Drehmoment übertragen. Bei der Lamellenkupplung handelt es sich vorzugsweise um eine nasslaufende Lamellenkupplung. Nasslaufend bedeutet, dass die Lamellen der Lamellenkupplung im Betrieb mit einem Schmier- und/oder Kühlmedium, wie Öl, in Kontakt kommen. Bei nasslaufenden Lamellenkupplungen spielt ein Schleppmoment eine zunehmende Rolle, weil insbesondere in Hybridanwendungen im Automobilbereich die im Betrieb auftretenden Drehzahlen deutlich größer werden als bei herkömmlichen Brennkraftmaschinenanwendungen. Als Schleppmoment wird ein Moment bezeichnet, das bei komplett geöffneter Kupplung übertragen wird. Dabei ist von Nachteil, wenn einzelne Lamellen nicht separiert sind. Durch die unterschiedlichen Reibungswiderstände in den axialen Reibabschnitten kann die Separierung der Lamellen im geöffneten Zustand wirksam verbessert werden. Dadurch kann der Wirkungsgrad insbesondere bei hohen Drehzahlen verbessert werden. Schließlich wird besonders vorteilhaft ein an sich unerwünschtes Lamellentaumeln durch die unterschiedlichen Reibungswiderstände verhindert oder zumindest reduziert.In the case of a multi-disk clutch with inner and outer disks, which are connected to disk carriers in a rotationally fixed but axially displaceable manner, at least one of the disk carriers is in a friction area in which the disks have frictional contact with the disk carrier during an axial relative movement , has at least two axial friction sections with different frictional resistances. The term axial refers to an axis of rotation of the multi-plate clutch. Axial means in the direction or parallel to the axis of rotation of the multi-plate clutch. To represent the non-rotatable connection between the lamellae and the lamellae carriers, the latter are advantageously equipped with a toothing into which a complementary toothing, which is provided on the lamellae, engages. In an open state of the multi-disc clutch, the discs are at least slightly spaced from one another, so that no torque is transmitted with the multi-disc clutch. To close the multi-disc clutch, a force is exerted on the disc pack with the inner and outer discs, for example with a piston, in order to move them axially towards one another and against a stop. The inner lamellae come into frictional contact with the outer lamellae. When the multi-disc clutch is closed, a torque is transmitted via the discs in frictional contact. The multi-disc clutch is preferably a wet-running multi-disc clutch. Wet running means that the plates of the multi-plate clutch come into contact with a lubricating and / or cooling medium such as oil during operation. In the case of wet multi-plate clutches, drag torque is playing an increasingly important role because, particularly in hybrid applications in the automotive sector, the speeds that occur during operation are significantly higher than in conventional internal combustion engine applications. A torque that is transmitted when the clutch is completely open is referred to as drag torque. It is a disadvantage here if individual lamellae are not separated. Due to the different frictional resistances in the axial friction sections, the separation of the lamellas in the open state can be effectively improved. As a result, the efficiency can be improved, especially at high speeds. Finally, a lamella wobble, which is undesirable per se, is prevented or at least reduced by the different frictional resistances in a particularly advantageous manner.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reibungswiderstand in mindestens einem Reibabschnitt gezielt so erhöht ist, dass die axiale Bewegung der Lamelle eingeschränkt wird. Durch die unterschiedlichen Reibabschnitte oder Reibungszonen auf dem Lamellenträger können die Bewegungen der Lamellen definiert eingeschränkt werden. Der Reibbereich mit den Reibabschnitten ist zum Beispiel an einer Verzahnung des Lamellenträgers vorgesehen. Durch die gezielte Erhöhung der Reibung in dem mindestens einen Reibabschnitt kann die Axialbewegung der Lamelle definiert begrenzt werden. Hierdurch kann zum Beispiel vorteilhaft ein unerwünschtes Anhaften zweier Lamellen verhindert oder zumindest reduziert werden. Zusätzlich können Taumelbewegungen mit hohen Amplituden durch die räumliche Begrenzung der axialen Bewegung mit Hilfe der Reibabschnitte an ihrer Ausbildung gehindert werden. Auf zusätzliche Bauteile in Form von Separierungsfedern kann so vorteilhaft verzichtet werden. Dadurch wiederum kann der Bauraum, der für die Lamellenkupplung benötigt wird, verkleinert werden. Bei mehreren Reibabschnitten mit erhöhtem Reibungswiderstand kann der Reibungswiderstand in diesen Reibabschnitten gleich groß ein. Die erhöhten Reibungswiderstände können in diesen Reibabschnitten aber auch unterschiedlich groß sein.A preferred exemplary embodiment of the multi-disc clutch is characterized in that the frictional resistance in at least one friction section is increased in a targeted manner such that the axial movement of the multi-disc is restricted. Due to the different friction sections or friction zones on the plate carrier, the movements of the plates can be restricted in a defined manner. The friction area with the friction sections is provided, for example, on a toothing of the disk carrier. Due to the targeted increase in the friction in the at least one friction section, the axial movement of the lamella can be limited in a defined manner. In this way, for example, undesired sticking of two lamellae can advantageously be prevented or at least reduced. In addition, wobbling movements with high amplitudes can be prevented from being formed by the spatial limitation of the axial movement with the aid of the friction sections. Additional components in the form of separating springs can thus advantageously be dispensed with. As a result, the installation space that is required for the multi-plate clutch can in turn be reduced. If there are several friction sections with increased frictional resistance, the frictional resistance in these friction sections can be the same. The increased frictional resistances can, however, also be of different sizes in these friction sections.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reibabschnitt mit dem erhöhten Reibungswiderstand so ausgeführt und relativ zu der Lamelle angeordnet ist, dass die axiale Bewegung der Lamelle in einem geöffneten Zustand der Lamellenkupplung eingeschränkt ist. Dadurch können unerwünschte Kontakte zwischen den Lamellen effektiv verhindert werden.Another preferred embodiment of the multi-plate clutch is characterized in that the friction section with the increased frictional resistance is designed and arranged relative to the plate in such a way that the axial movement of the plate is restricted in an open state of the multi-plate clutch. This can effectively prevent unwanted contacts between the lamellae.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reibungswiderstand in dem Reibabschnitt mit dem erhöhten Reibungswiderstand gegenüber dem anderen Reibabschnitt um etwa zwanzig Prozent erhöht ist. In Abhängigkeit von der Größe und der Ausführung der Lamellen, insbesondere von Reiblamellen, die mit Stahllamellen in Kontakt kommen, kann der Reibungswiderstand in dem Reibabschnitt mit dem erhöhten Reibungswiderstand auch deutlich größer sein. Der Reibbereich umfasst vorteilhaft mindestens zwei oder drei Reibabschnitte mit einem erhöhten Reibungswiderstand.Another preferred embodiment of the multi-plate clutch is characterized in that the frictional resistance in the friction section with the increased frictional resistance compared to the other friction section is approximately twenty percent is increased. Depending on the size and the design of the disks, in particular friction disks that come into contact with steel disks, the frictional resistance in the friction section with the increased frictional resistance can also be significantly greater. The friction area advantageously comprises at least two or three friction sections with increased frictional resistance.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reibabschnitt mit dem erhöhten Reibungswiderstand einer ersten inneren Lamelle in einer inneren Lamellenreihe zugeordnet ist, die an einem Anschlag für die erste innere Lamelle beginnt. So wird vorteilhaft verhindert, dass die erste innere Lamelle bei geöffneter Kupplung in Kontakt mit einer ersten äußeren Lamelle kommt.Another preferred exemplary embodiment of the multi-disc clutch is characterized in that the friction section with the increased frictional resistance is assigned to a first inner disc in an inner disc row which begins at a stop for the first inner disc. This advantageously prevents the first inner lamella from coming into contact with a first outer lamella when the clutch is disengaged.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Reibabschnitt mit dem erhöhten Reibungswiderstand einer zweiten inneren Lamelle in der inneren Lamellenreihe zugeordnet ist. So kann vorteilhaft verhindert werden, dass die zweite innere Lamelle im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung in Kontakt mit einer zweiten äußeren Lamelle kommt.Another preferred exemplary embodiment of the multi-disc clutch is characterized in that a second friction section with the increased frictional resistance is assigned to a second inner disc in the inner row of discs. In this way, it can advantageously be prevented that the second inner lamella comes into contact with a second outer lamella in the open state of the multi-plate clutch.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der beziehungsweise ein weiterer Reibabschnitt mit dem beziehungsweise einem erhöhten Reibungswiderstand einer ersten äußeren Lamelle in einer äußeren Lamellenreihe zugeordnet ist. So kann vorteilhaft verhindert werden, dass die erste äußere Lamelle bei geöffneter Lamellenkupplung in Kontakt mit einer zweiten inneren Lamelle kommt.Another preferred embodiment of the multi-disc clutch is characterized in that the or a further friction section with the or an increased frictional resistance of a first outer disc is assigned in an outer row of discs. This advantageously prevents the first outer lamella from coming into contact with a second inner lamella when the multi-plate clutch is open.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein letzter Reibabschnitt mit einem erhöhten Reibungswiderstand einer letzten inneren Lamelle in der inneren Lamellenreihe zugeordnet ist. Dadurch wird die letzte innere Lamelle auf einfache Art und Weise in axialer Richtung in dem Lamellenpaket gehalten.Another preferred embodiment of the multi-disc clutch is characterized in that a last friction section with an increased frictional resistance is assigned to a last inner disc in the inner row of discs. As a result, the last inner lamella is held in the lamella pack in a simple manner in the axial direction.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein letzter Reibabschnitt mit einem erhöhten Reibungswiderstand einer letzten äußeren Lamelle in der äußeren Lamellenreihe zugeordnet ist. So wird auch hier eine axiale Begrenzung für die letzte äußere Lamelle in dem Lamellenpaket geschaffen.Another preferred exemplary embodiment of the multi-disc clutch is characterized in that a last friction section with an increased frictional resistance is assigned to a last outer disc in the outer row of discs. Here too, an axial limitation is created for the last outer plate in the plate pack.
Der Reibbereich mit den unterschiedlichen Reibabschnitten ist zum Beispiel an einer Zahnflanke einer Verzahnung am Lamellenträger vorgesehen. Die Zahnflanke stellt bei einer axialen Relativbewegung eine Führungsflanke für die Lamellen dar. Durch die gezielte Anordnung der Reibabschnitte hat die jeweilige Zahnflanke in axialer Richtung verschiedene Reibungswiderstände. Bei vielen Anwendungen reicht es aus, wenn der Reibbereich mit den unterschiedlichen Reibabschnitten an nur einer Zahnflanke von zwei Zahnflanken vorgesehen ist, weil die Lamellen hauptsächlich in einer Drehrichtung, insbesondere in einem Zugbetrieb in einer Zugdrehrichtung, an dieser Zahnflanke oder Führungsflanke zur Anlage kommen. Bei Hybridanwendungen treten aber zunehmend Wechsel zwischen Zugbetrieb und Schubbetrieb auf, so dass die Lamellen an entgegengesetzten Zahnflanken oder Führungsflanken zur Anlage kommen. Dann ist es vorteilhaft, wenn an beiden Zahnflanken oder Führungsflanken jeweils ein Reibbereich mit unterschiedlichen Reibabschnitten vorgesehen ist.The friction area with the different friction sections is provided, for example, on a tooth flank of a toothing on the disk carrier. In the event of an axial relative movement, the tooth flank represents a guide flank for the lamellae. Due to the targeted arrangement of the friction sections, the respective tooth flank has different frictional resistances in the axial direction. In many applications it is sufficient if the friction area with the different friction sections is provided on only one tooth flank of two tooth flanks, because the lamellas mainly come into contact with this tooth flank or guide flank in one direction of rotation, in particular in a pulling operation in a pulling direction of rotation. In hybrid applications, however, there is an increasing change between pulling mode and pushing mode, so that the lamellae come into contact with opposing tooth flanks or guide flanks. It is then advantageous if a friction area with different friction sections is provided on each of the two tooth flanks or guide flanks.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Lamellenträger für eine vorab beschriebene Lamellenkupplung. Der Lamellenträger ist separat handelbar.The invention also relates to a disk carrier for a disk clutch described above. The lamellar carrier can be traded separately.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer nasslaufenden Lamellenkupplung in einem geschlossenen Zustand; -
2 die Lamellenkupplung aus1 im geöffneten Zustand; und -
3 einen Ausschnitt eines Lamellenträgers mit einer Innenverzahnung in perspektivischer Darstellung.
-
1 a schematic representation of a wet multi-plate clutch in a closed state; -
2 the multi-plate clutch off1 when open; and -
3 a section of a plate carrier with internal teeth in a perspective view.
In den
Die äußeren Lamellen
Die inneren Lamellen
In
In
Während eines Betätigungsvorgangs der nasslaufenden Lamellenkupplung
Der innere Reibbereich
Die Reibabschnitte können auch als Reibzonen oder Reibungsabschnitte oder Reibungszonen bezeichnet werden. In den Reibabschnitten
Der eigentliche Betätigungsvorgang der nasslaufenden Lamellenkupplung
Die Lamellen
Die innere Lamelle
Die innere Lamelle
Die innere Lamelle
Die auch als Reiblamellen bezeichneten äußeren Lamellen
Die erste äußere Reiblamelle
In
Die Nut
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- innere Lamelleinner lamella
- 22
- innere Lamelleinner lamella
- 33
- innere Lamelleinner lamella
- 44th
- innere Lamelleinner lamella
- 55
- innerer Lamellenträgerinner lamella carrier
- 66th
- äußerer Lamellenträgerouter lamella carrier
- 77th
- innerer Reibbereichinner friction area
- 88th
- äußerer Reibbereichouter friction area
- 99
- Anschlagattack
- 1010
- nasslaufende Lamellenkupplungwet multi-plate clutch
- 1111
- äußere Lamelleouter lamella
- 1212th
- äußere Lamelleouter lamella
- 1313th
- äußere Lamelleouter lamella
- 1515th
- KolbenPistons
- 1616
- ReibabschnittFriction section
- 1717th
- ReibabschnittFriction section
- 1818th
- ReibabschnittFriction section
- 1919th
- ReibabschnittFriction section
- 2020th
- ReibabschnittFriction section
- 2121
- ReibabschnittFriction section
- 2222nd
- ReibabschnittFriction section
- 2323
- ReibabschnittFriction section
- 2424
- ReibabschnittFriction section
- 3030th
- LamellenträgerLamellar carrier
- 3131
- NutGroove
- 3232
- NutGroove
- 3333
- NutGroove
- 3434
- VerzahnungInterlocking
- 3535
- NutflankeGroove flank
- 3636
- NutflankeGroove flank
- 3737
- ReibbereichFriction area
- 3838
- ReibabschnittFriction section
- 3939
- ReibabschnittFriction section
- 4040
- ReibabschnittFriction section
- 4141
- ReibabschnittFriction section
- 4242
- ReibabschnittFriction section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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-
2020
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