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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer mit einer Eingangswelle, insbesondere Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors, drehfest verbindbaren ersten Kupplungsscheibe zum Einleiten eines Drehmoments, mindestens einer mit einer Ausgangswelle, insbesondere einer zu einem Kraftfahrzeuggetriebe führenden Welle, drehfest verbindbaren zweiten Kupplungsscheibe zum Ausleiten des Drehmoments und einer mindestens zwei relativ zueinander axial verschiebbare Druckplatten aufweisenden Anpresseinrichtung zum reibschlüssigen Ankoppeln der ersten Kupplungsscheibe und der zweiten Kupplungsscheibe an die Druckplatten im geschlossenen Zustand und zum Abkoppeln der Druckplatten sowohl von der Eingangswelle als auch von der Ausgangswelle im geöffneten Zustand.
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Aus
DE 10 2017 129 513 A1 ist eine Reibungskupplung bekannt, bei der eine axial feststehende Gegenplatte mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors über ein Zweimassenschwungrad verbunden ist, während eine zwischen der Gegenplatte und einer axial verlagerbaren Anpressplatte reibschlüssig verpressbare Kupplungsscheibe mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes drehfest verbunden ist. Die Kupplungsscheibe ist drehfest aber axial relativ verschiebbar mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt, während die Anpressplatte und die Gegenplatte über das Zweimassenschwungrad mit der Antriebswelle gekoppelt sind, so dass die Gegenplatte und die Anpressplatte permanent mit der durch das Zweimassenschwungrad gedämpften Drehzahl der Antriebswelle drehen.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einer Start-Stopp-Automatik, nach einem leichtgängigen Antriebsstrang.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen leichtgängigen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer mit einer Eingangswelle, insbesondere Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors, drehfest verbindbaren ersten Kupplungsscheibe zum Einleiten eines Drehmoments, mindestens einer mit einer Ausgangswelle, insbesondere einer zu einem Kraftfahrzeuggetriebe führenden Welle, drehfest verbindbaren zweiten Kupplungsscheibe zum Ausleiten des Drehmoments und einer mindestens zwei relativ zueinander axial verschiebbare Druckplatten aufweisenden Anpresseinrichtung zum reibschlüssigen Ankoppeln der ersten Kupplungsscheibe und der zweiten Kupplungsscheibe an die Druckplatten im geschlossenen Zustand und zum Abkoppeln der Druckplatten sowohl von der Eingangswelle als auch von der Ausgangswelle im geöffneten Zustand,
wobei im Momentenfluss zwischen den axial verschiebbaren Druckplatten der Anpresseinrichtung ein Fliehkraftpendel angeordnet ist.
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Wird erfindungsgemäß ein Fliehkraftpendel mit der aus dem Oberbegriff bekannten Reibungskupplung verbunden, ist dann bei getrennter Kupplung vorteilhaft dessen Massenträgheitsmoment somit ebenfalls von der Getriebeeingangswelle abgesondert. Es ist so insgesamt möglich ein Schwungrad mit ausreichend großem Massenträgheitsmoment an der Motorwelle zu realisieren, im Triebstrang einen Dämpfer mit hoher Wirksamkeit zu verwirklichen, ein nach dem Dämpfer angeordnetes Fliehkraftpendel mit ebenfalls hoher Wirksamkeit auf den Getriebeeingang einzusetzen und das limitierte Massenträgheitsmoment an der Getriebeeingangswelle (speziell bei getrennter Kupplung) einzuhalten.
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Ein Fliehkraftpendel ist dazu eingerichtet, Drehungleichförmigkeiten bzw. Torsionsschwingungen in einem Antriebsstrang zu tilgen. Die Drehungleichförmigkeiten können insbesondere von einem Hubkolben-Verbrennungsmotor stammen. Wird die Drehbewegung der Antriebswelle beschleunigt, so speichert das Fliehkraftpendel Energie zwischen, wird die Welle wieder verzögert, so gibt das Fliehkraftpendel die zwischengespeicherte Energie wieder ab und kann so die auftretenden Drehungleichförmigkeiten in dem Antriebsstrang minimieren. Dazu umfasst ein Fliehkraftpendel üblicherweise einen Pendelflansch zur Verbindung mit der Antriebswelle und eine oder mehrere Pendelmassen, die jeweils entlang einer Pendelbahn in der Drehebene des Pendelflanschs verschiebbar angebracht sind. Ein einfaches Fliehkraftpendel verwendet Pendelbahnen, die lediglich eine Verschiebung der Pendelmassen erlauben. Bei einem Trapez-Fliehkraftpendel werden die Pendelmassen zusätzlich zu ihrer Verschiebebewegung auch um eigene Achsen verdreht, sodass der Rotationsimpuls der Pendelmassen zur verbesserten Energiespeicherung genutzt werden kann.
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In einer möglichen Ausgestaltung kann ein Drehschwingungsdämpfer als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein. Ein Zweimassenschwungrad kann insbesondere ein Primärschwungrad, ein Sekundärschwungrad, ein rotatives Gleitlager, eine oder mehrere Federeinrichtungen und ggf. eine oder mehrere Dämpfereinrichtung umfassen. Beim Zweimassenschwungrad (ZMS) ist die Schwungmasse aufgeteilt in die Primärschwungmasse (Primärschwungrad) und die Sekundärschwungmasse (Sekundärschwungrad). Im Momentenfluss zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad ist eine Federeinrichtung angeordnet, die das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad torsionsweich miteinander verbinden.
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Die Federeinrichtung kann insbesondere eine Bogenfeder umfassen. Bevorzugt kann zur Dämpfung der Torsion zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad eine Dämpfungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Reibkupplung, im Momentenfluss zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad angeordnet sein.
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Das Primärschwungrad hat die Funktion die Antriebsseite des Zweimassenschwungrads mit der Federeinrichtung zu koppeln. Das Primärschwungrad kann insbesondere mehrteilig ausgeführt sein und eine Primärschwungscheibe umfassen, welche insbesondere über eine Primärverbindungsscheibe mit der Primärradnabe verbunden ist.
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Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein.
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Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
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Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein erster eingangsseitiger Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein erstes eingangsseitiges Zweimassenschwungrad, an der Eingangswelle der Reibungskupplung angeordnet ist.
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Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass ein erster ausgangsseitiger Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein erstes ausgangsseitiges Zweimassenschwungrad, an der Ausgangswelle der Reibungskupplung angeordnet ist.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der eingangsseitige Drehschwingungsdämpfer und/oder der ausgangsseitige Drehschwingungsdämpfer jeweils ein Fliehkraftpendel umfasst.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein erstes eingangsseitiges Fliehkraftpendel an einem Schwungrad des Kraftfahrzeugmotors angeordnet und mit der Eingangswelle der Reibungskupplung verbunden ist.
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Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass ein zweites eingangsseitiges Fliehkraftpendel an dem ersten eingangsseitigen Drehschwingungsdämpfer der Reibungskupplung angeordnet ist.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass ein erstes ausgangsseitiges Fliehkraftpendel am dem ersten ausgangsseitigen Drehschwingungsdämpfer der Reibungskupplung angeordnet ist.
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Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der erste ausgangsseitige Drehschwingungsdämpfer radial unterhalb der Druckplatten angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass der erste ausgangsseitige Drehschwingungsdämpfer axial zwischen dem im Momentenfluss zwischen den axial verschiebbaren Druckplatten der Anpresseinrichtung angeordneten Fliehkraftpendel und dem ersten ausgangsseitigen Fliehkraftpendel angeordnet ist.
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Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass das im Momentenfluss zwischen den axial verschiebbaren Druckplatten der Anpresseinrichtung angeordnete Fliehkraftpendel radial oberhalb oder radial unterhalb der Druckplatten angeordnet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung ein einer eingekuppelten und in einer ausgekuppelten Betriebsstellung in einem schematischen Blockschaltbild,
- 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 3 eine Montagesequenz einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einem schematischen Blockschaltbild,
- 5 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 6 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einem schematischen Blockschaltbild, und
- 7 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einer schematischen Querschnittsansicht.
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Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Reibungskupplung 10 für einen Antriebsstrang 12 eines Kraftfahrzeugs 26, mit einer mit einer Eingangswelle 14, die drehfest mit ersten Kupplungsscheibe 18 zum Einleiten eines Drehmoments verbunden ist. Das hierzu entgegengesetzte Ende der Eingangswelle 14 ist mit dem Schwungrad 19 des Kraftfahrzeugmotors verbunden. Die Reibungskupplung 10 besitzt ferner eine Ausgangswelle 16 zu einem Kraftfahrzeuggetriebe 27, welche drehfest mit einer zweiten Kupplungsscheibe 20 zum Ausleiten des Drehmoments gekoppelt ist. Zwischen den zwei relativ zueinander axial verschiebbaren Druckplatten 24 ist eine Anpresseinrichtung 22 zum reibschlüssigen Ankoppeln der ersten Kupplungsscheibe 18 und der zweiten Kupplungsscheibe 20 an die Druckplatten 24 angeordnet. Im Momentenfluss zwischen den axial verschiebbaren Druckplatten 24 der Anpresseinrichtung 24 ist das Fliehkraftpendel 11 angeordnet.
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Der vorteilhafte Unterschied der erfindungsgemäßen Reibungskupplung 10 wird bei getrennten Kupplungen 18,20,24 deutlich, wie sie in der unteren Abbildung der 1 gezeigt sind. In dieser Betriebsstellung der Reibungskupplung 10 ist das Massenträgheitsmoment der Zweifachkupplung 18,20,24 und damit auch des optionalen Fliehkraftpendels 17a, 17b (vergl. 4. und 6) von der Motor- und von der Getriebeseite des Antriebsstrangs 12 getrennt bzw. isoliert. An der Getriebeeingangsseite ist nur ein geringes Massenträgheitsmoment vorhanden. Am Motor ist im Wesentlichen nur das starre Schwungrad 19 mit hohem Massenträgheitsmoment wirksam. Das Fliehkraftpendel 11 wird nicht durch irreguläre Betriebszustände angeregt.
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An der Eingangswelle bzw. Motorwelle 14 wird in herkömmlicher Weise ein u.U. auch mehrteiliges, starres Schwungrad 19 fixiert. Das Schwungrad 19 entspricht einem Primärschwungrad eines Zweimassenschwungrads. Der Aufbau des Schwungrades 19 ist ausgerichtet auf das Erlangen eines ausreichend hohen Massenträgheitsmomentes (vorteilhafte Wirkung auf Schwingungsverhalten des Motors). Einrichtungen wie Starterzahnkranz, Musterung für Drehzahl-/Winkel-Signalgeber usw. sind möglich.
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Wie in der 2 ersichtlich, ist an dem Schwungrad 19 ein Drehschwingungsdämpfer 13 gekoppelt und /oder auch in diesem integriert. Dieser Drehschwingungsdämpfer 13 ist bspw. in der Art eines, Zweimassenschwungrads, eines Kupplungsscheibendämpfers oder als Bogenfederdämpfer realisierbar. Das „Ausgangsteil“ des Drehschwingungsdämpfers 13 kann hierbei bspw. in der Art wie ein Sekundärschwungrad durch eine Lagerstelle mit dem Schwungrad verbunden sein.
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In der weiteren Folge des Triebstrangs 12 verbindet eine Reibungskupplung 10 den Drehschwingungsdämpfer 13 mit der Getriebeeingangswelle 16. Hierzu ist der Dämpferausgang bspw. über ein verzahntes Trägerteil mit einer oder mehreren Lamellen und die Kupplungsscheibe bspw. ebenfalls über ein verzahntes Trägerteil mit einer oder mehreren Lamellen eines gemeinsamen Kupplungssystems verbunden. Neu ist hierbei, dass die Kupplungsbauteile mit höherem Massenträgheitsmoment (Anpressplatten usw.) nicht direkt / permanent mit den Dämpferteilen 13,19 der Motorseite und auch nicht mit den Kupplungsscheibenteilen 20 der Getriebeeingangsseite verbunden sind. Bei geöffneter / getrennter Reibungskupplung 10 (18,20,24) wirken die Hauptmassen der Kupplungsteile 24 also vorteilhaft nicht auf den Triebstrang 12.
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Für die Anordnung des Fliehkraftpendels 11 ist, wie beispielsweise in der 2 gezeigt, ein vorteilhafter Bauraum mit großem Schwerpunktabstand der Pendelmassen (großer Radius) realisiert, wodurch eine hohe Wirksamkeit (Tilgungswirkung) des Fliehkraftpendels 11 erreicht werden kann. Hierbei treten die Vorteile ein, dass bei geschlossener Reibungskupplung 10 (18,20,24) (vergl. 1 obere Abbildung) das Fliehkraftpendel 11 in Antriebstrang 12 nach der Dämpfungseinrichtung 13 angeordnet ist und so eine hohe Wirkung auf den Getriebeeingang erzielt und das bei geöffneter / getrennter Reibungskupplung 10 (18,20,24) (vergl. 1 untere Abbildung) das Fliehkraftpendel 11 vom Antriebstrang 12 isoliert ist. Die Reibungskupplung 10 kann als Einscheiben- oder Mehrscheiben-Kupplung, als Trockenkupplung oder Nasskupplung realisiert werden.
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3 zeigt eine mögliche Monatesequenz eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems. Zum einen wird das Schwungrad 19 mit dem integrierten Dämpferteil 13 wie bei einem konventionellen, starren Schwungrad an der Motorwelle fixiert (vergl. 3 obere Abbildung, links). In die Getriebeglocke wird die Reibungskupplung 10 auf die Getriebeeingangswelle 16 montiert (vergl. 3 obere Abbildung, rechts). Hierbei erfolgt u.U. eine axiale Fixierung bspw. durch einen Sprengring. Die Lamellen der Reibungskupplung 10, in der 3 als normal geschlossen dargestellt, sind bspw. durch die Anpresskraft der nicht näher bezeichneten Tellerfeder geklemmt. Wenn nun das Getriebe 27 auf den Motorblock montiert wird, können die Verzahnungen der Dämpferlamellen passend auf den verzahnten Träger des Drehschwingungsdämpfers 13 am Schwungrad 19 geführt werden (vergl. 3 untere Abbildung).
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Aus der 4 ist ersichtlich, dass ein erster eingangsseitiger Drehschwingungsdämpfer 13, insbesondere ein erstes eingangsseitiges Zweimassenschwungrad, an der Eingangswelle 14 der Reibungskupplung 10 und ein erster ausgangsseitiger Drehschwingungsdämpfer 15, insbesondere ein erstes ausgangsseitiges Zweimassenschwungrad, an der Ausgangswelle 16 der Reibungskupplung 10 angeordnet sind. Der eingangsseitige Drehschwingungsdämpfer 13 und der ausgangsseitige Drehschwingungsdämpfer 15 besitzen jeweils ein Fliehkraftpendel 17a,b.
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Das erste eingangsseitige Fliehkraftpendel 21 ist an dem Schwungrad 19 des Kraftfahrzeugmotors angeordnet und mit der Eingangswelle 14 der Reibungskupplung 10 verbunden. Ein zweites eingangsseitiges Fliehkraftpendel 23 ist ferner an dem ersten eingangsseitigen Drehschwingungsdämpfer 13 der Reibungskupplung 10 angeordnet. Des Weiteren besitzt der Antriebsstrang 12 der 4 ein erstes ausgangsseitiges Fliehkraftpendel 25, dass an dem ersten ausgangsseitigen Drehschwingungsdämpfer 15 der Reibungskupplung 10 angeordnet ist. Die 5 zeigt eine mögliche Auskonstruktion der aus der 4 bekannten Reibungskupplung 10.
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Wie aus der 5 und 7 hervorgeht, kann der erste ausgangsseitige Drehschwingungsdämpfer 15 radial unterhalb der Druckplatten 24 der Reibungskupplung 10 angeordnet sein. Ersichtlich ist aus der 5 und 7 ferner, dass der erste ausgangsseitige Drehschwingungsdämpfer 15 axial zwischen dem im Momentenfluss zwischen den axial verschiebbaren Druckplatten 24 der Anpresseinrichtung 24 angeordneten Fliehkraftpendel 11 und dem ersten ausgangsseitigen Fliehkraftpendel 17b, 25 angeordnet ist.
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Schließlich zeigt die 2 und 5, dass das im Momentenfluss zwischen den axial verschiebbaren Druckplatten 24 der Anpresseinrichtung 24 angeordnete Fliehkraftpendel 11 auch radial oberhalb der Druckplatten 14 der Reibungskuplung 10 angeordnet ist.
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6 zeigt eine weitere mögliche Konfiguration einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung 10. Hier wurde auf einen ersten eingangsseitigen Drehschwingungsdämpfer 13 verzichtet. Es ist lediglich ein erster ausgangsseitiger Drehschwingungsdämpfer 15 an der Ausgangswelle 16 der Reibungskupplung 10 vorhanden. Der ausgangsseitige Drehschwingungsdämpfer 15 besitzt auch in dieser Ausgestaltung ein Fliehkraftpendel 17b. Die 7 zeigt eine mögliche Auskonstruktion der aus der 6 bekannten Reibungskupplung 10.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reibungskupplung
- 11
- Fliehkraftpendel
- 12
- Antriebsstrang
- 13
- Drehschwingungsdämpfer
- 14
- Eingangswelle
- 15
- Drehschwingungsdämpfer
- 16
- Ausgangswelle
- 17
- Fliehkraftpendel
- 18
- Kupplungsscheibe
- 19
- Schwungrad
- 20
- Kupplungsscheibe
- 21
- Fliehkraftpendel
- 22
- Anpresseinrichtung
- 23
- Fliehkraftpendel
- 24
- Druckplatten
- 25
- Fliehkraftpendel
- 26
- Kraftfahrzeug
- 27
- Getriebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017129513 A1 [0002]
