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Beschreibungseinleitung
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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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In
WO 2018/228634 A1 ist eine Kupplungsvorrichtung mit einem Lamellenpaket beschrieben. Das Lamellenpaket umfasst einen antriebsseitigen Lamellenträger und einen abtriebsseitigen Lamellenträger.
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Als weiterer Stand der Technik wird auf die
DE 10 2018 219 676 A1 verwiesen, die eine Kupplungsvorrichtung offenbart, die auf den Oberbegriff des Patentanspruch 1 lesbar ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, den Bauraum einer Kupplungsvorrichtung zu verringern. Die Verbindung der Kupplungsvorrichtung mit einem Anschlussbauteil soll einfacher und schneller erfolgen können. Die Kupplungsvorrichtung soll kostengünstiger ausgeführt werden.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Kupplungsvorrichtung gelöst, aufweisend ein um eine Drehachse drehbares und mit einem Anschlussbauteil drehmomentübertragend verbindbares erstes Kupplungsbauteil und ein abhängig von der Betätigungsstellung eines Kupplungsbetätigungselements mit dem ersten Kupplungsbauteil über einen Reibbereich reibschlüssig verbindbares oder gegenüber dem ersten Kupplungsbauteil verdrehbares zweites Kupplungsbauteil, wobei das erste Kupplungsbauteil als einzelne Kupplungslamelle ausgeführt ist, die eine durch einen axialen Abschnitt gebildete axiale Verzahnung als drehmomentübertragende Schnittstelle zwischen der Kupplungsvorrichtung und dem Anschlussbauteil aufweist. Dadurch kann der Bauraum und die Bauteilanzahl der Kupplungsvorrichtung verringert werden. Die Kupplungsvorrichtung kann kostengünstiger ausgeführt werden. Die Verbindung zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und der Kupplungsvorrichtung kann einfacher und schneller erfolgen. Ein eingangsseitiger und/oder ausgangsseitiger Lamellenträger kann entfallen.
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Die Kupplungsvorrichtung kann in einem Fahrzeug eingebaut sein. Die Kupplung kann in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs angeordnet sein. Die Kupplung kann eine KO-Kupplung sein. Die Kupplung kann nass laufend ausgeführt sein. Die Kupplung kann hierfür in einem Aufnahmeraum angeordnet sein, der mit einem Fluid gefüllt sein kann. Das Fluid kann ein Schmieröl und/oder Kühlöl sein.
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Das erste Kupplungsbauteil kann ein Kupplungseingang oder Kupplungsausgang und das zweite Kupplungsbauteil kann ein Kupplungsausgang oder Kupplungseingang sein. Ein Drehmoment kann über das Anschlussbauteil und die axiale Verzahnung in die Kupplungsvorrichtung eingeleitet oder von dieser ausgeleitet werden.
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Die Kupplungsvorrichtung kann als Einlamellenkupplung ausgeführt sein.
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Das Anschlussbauteil kann einem Drehschwingungsdämpfer zugeordnet sein. Das Anschlussbauteil kann ein Dämpfereingang oder Dämpferausgang des Drehschwingungsdämpfers sein.
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Die axiale Verzahnung kann an einem Aussendurchmesser der Kupplungslamelle angeordnet sein.
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Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das zweite Kupplungsbauteil ein erstes Gegenbauteil und ein axial dazu beabstandetes zweites Gegenbauteil aufweist, wobei die Kupplungslamelle axial zwischen dem ersten und zweiten Gegenbauteil aufgenommen ist. Das erste Gegenbauteil, das zweite Gegenbauteil und die Kupplungslamelle können den Reibbereich bilden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das erste und zweite Gegenbauteil über eine Verzahnung drehfest und axial gegenseitig verschiebbar miteinander verbunden sind. Dadurch kann die drehmomentübertragende reibschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kupplungsbauteil über eine gegenseitige axiale Bewegung des ersten und/oder zweiten Gegenbauteils umgesetzt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verzahnung durch axiale Vorsprünge an dem zweiten Gegenbauteil und entsprechende Aussparungen in dem ersten Gegenbauteil gebildet ist. Die axialen Vorsprünge können an einem Innenumfang des zweiten Gegenbauteils ausgeführt sein.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verzahnung radial innerhalb der axialen Verzahnung der Kupplungslamelle angeordnet ist. Die Verzahnung und die axiale Verzahnung können axial überlappend oder axial voneinander beabstandet sein.
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Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Betätigungselement zur Einleitung einer Axialkraft auf den Reibbereich kraftübertragend an dem zweiten Gegenbauteil anliegt. Das zweite Gegenbauteil kann abhängig von der Axialkraft des Betätigungselements axial verschiebbar sein. Die Axialkraft des Betätigungselements kann über das zweite Gegenbauteil auf den Reibbereich geleitet werden.
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Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn das erste Gegenbauteil als Druckscheibe zur drehmomentragenden Verbindung mit einem weiteren Anschlussbauteil ausgeführt ist. Das weitere Anschlussbauteil kann eine Kupplungsnabe, Abtriebswelle, Antriebswelle oder ein Flansch sein. Das erste Gegenbauteil kann form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem weiteren Anschlussbauteil verbunden sein.
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Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das erste Kupplungsbauteil an einem an die axiale Verzahnung anschließenden radialen Abschnitt auf einer ersten axialen Seite einen ersten Reibbelag zur reibschlüssigen Verbindung mit dem ersten Gegenbauteil und auf einer gegenüberliegenden zweiten axialen Seite einen zweiten Reibbelag zur reibschlüssigen Verbindung mit dem zweiten Gegenbauteil aufweist. Der radiale Abschnitt kann radial außerhalb eines axialen Abschnitts des zweiten Gegenbauteils, der in die Verzahnung zur Verbindung mit dem ersten Gegenbauteil übergeht, liegen. Die Kupplungslamelle kann eine Belaglamelle sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der die axiale Verzahnung der Kupplungslamelle axiale Vorsprünge zur drehfesten Verbindung mit entsprechenden Aussparungen in dem Anschlussbauteil aufweist. Die axialen Vorsprünge können umfangsseitig versetzt zueinander angeordnet sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der die Kupplungsvorrichtung als vormontierte Baugruppe gegenüber dem Anschlussbauteil über die axiale Verzahnung axial verschiebbar ist. Dadurch kann eine Montage zwischen dem Anschlussbauteil und der Kupplungsvorrichtung vereinfacht werden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Einen Halbschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Kupplungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts der Kupplungsvorrichtung aus 1.
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1 zeigt einen Halbschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Kupplungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 ist in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs zur Übertragung eines Antriebsdrehmoment zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement angeordnet. Das Antriebselement kann ein Verbrennungsmotor und das Abtriebselement ein Getriebe sein. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 weist einen Drehschwingungsdämpfer 12 und eine Kupplungsvorrichtung 14 auf.
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Der Drehschwingungsdämpfer 12 umfasst einen um eine Drehachse 16 drehbaren Dämpfereingang 18, der über ein Verbindungselement 20 und ein Koppelelement 22 mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist. Das Koppelelement 22 ist mit einer Kurbelwelle 24 des Verbrennungsmotors über eine Schraubverbindung 26 befestigt. Das Verbindungselement 20 ist radial außen mit dem Koppelelement 22 verschraubt.
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Der Dämpfereingang 18 ist über ausgeformte Nietelemente 28 mit dem Verbindungselement 20 fest verbunden. Axial zwischen dem Verbindungselement 20 und dem Dämpfereingang 18 ist ein Wandelement 30 angeordnet, das mit einem Gehäuse 32 des Abtriebselements verschraubt ist. Das Wandelement 30 weist an einem Innenumfang ein Dichtelement 34 zur Abdichtung gegenüber dem Verbindungselement 20 auf.
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Das Wandelement 30 und das Verbindungselement 20 begrenzen zusammen mit dem Gehäuse 32 einen Aufnahmeraum 36, in dem der Drehschwingungsdämpfer 12 und die Kupplungsvorrichtung 14 angeordnet sind. In dem Aufnahmeraum 36 kann ein Fluid aufgenommen sein. Das Verbindungselement 20 weist eine Vertiefung 38 auf, in der die Schraubverbindung 26 bauraumsparend aufgenommen ist. Das Verbindungselement 20 ist insbesondere im Bereich der Drehachse 16 geschlossen ausgeführt, um den Aufnahmeraum 36 antriebsseitig abzugrenzen.
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Der Drehschwingungsdämpfer 12 umfasst einen gegenüber dem Dämpfereingang 18 entgegen einer Rückstellkraft wenigstens eines Federelements 40 begrenzt verdrehbaren Dämpferausgang 42. Bevorzugt sind umfangseitig mehrere Federelemente 40 angeordnet. Das Federelement 40 kann als Bogenfeder ausgeführt sein. Der Dämpfereingang 18 ist als Bogenfederflansch ausgeführt und weist Federbeaufschlagungsmittel 44 zur Kraftübertragung mit dem Federelement 40 auf. An dem Dämpfereingang 18 ist ein Lagerflansch 46 über Nietelemente 48 befestigt. Der Dämpferausgang 42 ist als Ausgangsflansch 50 ausgeführt und axial zwischen dem Dämpfereingang 18 und dem Lagerflansch 46 zentriert aufgenommen. Der Ausgangsflansch 50 weist Federbeaufschlagungsmittel 52 zur Kraftübertragung mit dem Federelement 40 auf. Der Dämpferausgang 42 ist drehmomentübertragend mit der Kupplungsvorrichtung 14 verbunden.
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Die Kupplungsvorrichtung 14 umfasst ein erstes Kupplungsbauteil 54, das als Kupplungseingang 56 ausgeführt ist. Das erste Kupplungsbauteil 54 ist als einzelne Kupplungslamelle 58 ausgeführt, die mit dem als Anschlussbauteil 60 ausgeführten Dämpferausgang 42 über eine axiale Verzahnung 62 drehmomentübertragend verbunden ist. Die axiale Verzahnung 62 bildet eine drehmomentübertragende Schnittstelle zwischen der Kupplungsvorrichtung 14 und dem Anschlussbauteil 60. Dadurch kann die Kupplungsvorrichtung 14 bauraumsparend und kostengünstig ausgeführt werden. Die Verbindung zwischen dem Drehschwingungsdämpfer 12 und der Kupplungsvorrichtung 14 kann einfach und schnell erfolgen.
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Die Kupplungsvorrichtung 14 umfasst ein Betätigungselement 64, das axial verschiebbar auf einer Kupplungsnabe 66 aufgenommen ist. Weiterhin umfasst die Kupplungsvorrichtung 14 ein zweites Kupplungsbauteil 68, das abhängig von einer Betätigungsstellung des Betätigungselements 64 mit dem ersten Kupplungsbauteil 54 über einen Reibbereich 70 reibschlüssig verbindbar oder gegenüber dem ersten Kupplungsbauteil 54 verdrehbar ist.
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Der Kupplungseingang 56 wird durch die einzelne Kupplungslamelle 58 gebildet. Die axiale Verzahnung 62 umfasst axiale Vorsprünge 72, die in entsprechende Aussparungen 74 im dem Dämpferausgang 42 zur drehfesten Verbindung eingreifen. Die axialen Vorsprünge 72 sind an einem Außenumfang der Kupplungslamelle 58 an einem axialen Abschnitt 76 ausgeführt, an den radial innen ein radialer Abschnitt 78 angrenzt, der auf einer ersten axialen Seite einen ersten Reibbelag 80 und auf einer axial gegenüberliegenden zweiten axialen Seite einen zweiten Reibbelag 82 aufweist.
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Das zweite Kupplungsbauteil 68 umfasst ein erstes Gegenbauteil 84 und ein axial dazu beabstandetes zweites Gegenbauteil 86. Die Kupplungslamelle 58 ist axial zwischen dem ersten und zweiten Gegenbauteil 84, 86 aufgenommen. Der erste und zweite Reibbelag 80, 82 sind bei geschlossener Kupplungsvorrichtung 14 mit dem ersten und zweiten Gegenbauteil 84, 86 reibschlüssig verbunden. Das erste Gegenbauteil 84 ist als Druckscheibe 88 ausgeführt, die mit der Kupplungsnabe 66 fest verbunden ist. Die Druckscheibe 88 ist mit dem zweiten Gegenbauteil 86 über eine Verzahnung 89 drehfest verbunden. Die Verzahnung 89 umfasst Aussparungen 90 in dem ersten Gegenbauteil 84, in die axiale Vorsprünge 92 des zweiten Gegenbauteils 86 drehfest und axial verschiebbar eingreifen.
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Das zweite Gegenbauteil 86 liegt unmittelbar an dem Betätigungselement 64 an. Das Betätigungselement 64 leitet bei geschlossener Kupplungsvorrichtung 14 eine Axialkraft auf das zweite Gegenbauteil 86 ein, das gegenüber dem ersten Gegenbauteil 84 durch die Verzahnung 89 axial verschiebbar ist und die Axialkraft auf den Reibbereich 70 zur reibschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Kupplungsbauteil 54 und dem zweiten Kupplungsbauteil 68 überträgt. Ein Rückstellfederelement 94 ist zwischen dem ersten und zweiten Gegenbauteil 84, 86 angeordnet, um zum Öffnen der Kupplungsvorrichtung 14 das erste und zweite Gegenbauteil 84, 86 voneinander weg zu bewegen. Dadurch wird die bei geschlossener Kupplungsvorrichtung 14 aufgebaute reibschlüssige Verbindung über den Reibbereich 70 aufgelöst und die Kupplungsvorrichtung 14 geöffnet. Dabei ist das erste Kupplungsbauteil 54 gegenüber dem zweiten Kupplungsbauteil 68 verdrehbar.
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Die axiale Verzahnung 62 der Kupplungslamelle 58 ist radial außerhalb der Verzahnung 89 zwischen dem ersten Gegenbauteil 84 und dem zweiten Gegenbauteil 86 angeordnet. Der radiale Abschnitt 78 der Kupplungslamelle 58 liegt radial außerhalb eines axialen Abschnitts 95 des zweiten Gegenbauteils 86, der in die Verzahnung 89 zur Verbindung mit dem ersten Gegenbauteil 84 übergeht. Das Rückstellfederelement 94 ist radial außerhalb des axialen Abschnitts 95 angeordnet.
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Das Betätigungselement 64 ist axial verschiebbar auf der Kupplungsnabe 66 abhängig von einem Fluiddruck in einem Druckraum 98 bewegbar. Der Druckraum 98 wird über eine Bohrung 100 in der Kupplungsnabe 66 versorgt, die an einen Fluidkanal 102 in dem Gehäuse 32 anschließt. Die Kupplungsvorrichtung 14 umfasst einen Fliehkraftausgleichsraum 104, der über eine weitere Bohrung 106 in der Kupplungsnabe 66 an einen weiteren Fluidkanal 108 in dem Gehäuse 32 angeschlossen ist.
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Die Kupplungsnabe 66 ist über eine Verzahnung 110 mit einer Abtriebswelle 112, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle drehfest verbunden. Die Abtriebswelle 112 ist über ein Lagerelement 114 gegenüber der Kupplungsnabe 66 gelagert.
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Der Drehschwingungsdämpfer 12 wird mit der als vormontierte Baugruppe aufgebauten Kupplungsvorrichtung 14 verbunden, indem der Drehschwingungsdämpfer 12 axial an die Kupplungsvorrichtung 14 und das Gehäuse 32 bewegt und über das Wandelement 30 mit dem Gehäuse 32 verschraubt wird und über die Axialverzahnung zwischen dem Dämpferausgang 42 und dem ersten Kupplungsbauteil 54 mit der Kupplungsvorrichtung 14 verbunden wird.
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2 zeigt einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts der Kupplungsvorrichtung 14 aus 1. Die axiale Verzahnung 62 umfasst mehrere umfangseitig angeordnete axiale Vorsprünge 72, die in entsprechende Aussparungen in dem Anschlussbauteil drehfest und formschlüssig eingreifen. Die Verzahnung 89 zwischen dem ersten Gegenbauteil 84 und dem zweiten Gegenbauteil 86 ist durch mehrere axiale Vorsprünge 92 an dem zweiten Gegenbauteil 86 gebildet, die in entsprechende Aussparungen 90 in dem ersten Gegenbauteil 84 drehfest und formschlüssig eingreifen. Die Anzahl der axialen Vorsprünge 72 der axialen Verzahnung 62 kann gleich oder unterschiedlich zu der Anzahl an axialen Vorsprüngen 92 der Verzahnung 89 zwischen dem ersten und zweiten Gegenbauteil 84, 86 sein. Die axialen Vorsprünge 72 der axialen Verzahnung 62 können zu den axialen Vorsprüngen 92 der Verzahnung 89 zwischen dem ersten und zweiten Gegenbauteil 84, 86 umfangseitig ausgerichtet sein. Eine umfangsseitige Breite der axialen Vorsprünge 72 der axialen Verzahnung 62 kann gleich oder kleiner wie eine umfangsseitige Breite der axialen Vorsprünge 92 der Verzahnung 89 zwischen dem ersten und zweiten Gegenbauteil 84, 86 sein.
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Ein von Anschlussbauteil über das erste Kupplungsbauteil 54 eingeleitetes Drehmoment wird bei geschlossener Kupplungsvorrichtung 14 über den Reibbereich 70 auf das erste und zweite Gegenbauteil 84, 86 übertragen und von dem ersten Gegenbauteil 84 an die Kupplungsnabe 66 weitergeleitet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehmomentübertragungsvorrichtung
- 12
- Drehschwingungsdämpfer
- 14
- Kupplungsvorrichtung
- 16
- Drehachse
- 18
- Dämpfereingang
- 20
- Verbindungselement
- 22
- Koppelelement
- 24
- Kurbelwelle
- 26
- Schraubverbindung
- 28
- Nietelemente
- 30
- Wandelement
- 32
- Gehäuse
- 34
- Dichtelement
- 36
- Aufnahmeraum
- 38
- Vertiefung
- 40
- Federelement
- 42
- Dämpferausgang
- 44
- Federbeaufschlagungsmittel
- 46
- Lagerflansch
- 48
- Nietelement
- 50
- Ausgangsflansch
- 52
- Federbeaufschlagungsmittel
- 54
- erstes Kupplungsbauteil
- 56
- Kupplungseingang
- 58
- Kupplungslamelle
- 60
- Anschlussbauteil
- 62
- axiale Verzahnung
- 64
- Betätigungselement
- 66
- Kupplungsnabe
- 68
- zweites Kupplungsbauteil
- 70
- Reibbereich
- 72
- axialer Vorsprung
- 74
- Aussparung
- 76
- axialer Abschnitt
- 78
- radialer Abschnitt
- 80
- erster Reibbelag
- 82
- zweiter Reibbelag
- 84
- erstes Gegenbauteil
- 86
- zweites Gegenbauteil
- 88
- Druckscheibe
- 89
- Verzahnung
- 90
- Aussparung
- 92
- axialer Vorsprung
- 94
- Rückstellfederelement
- 95
- axialer Abschnitt
- 98
- Druckraum
- 100
- Bohrung
- 102
- Fluidkanal
- 104
- Fliehkraftausgleichsraum
- 106
- Bohrung
- 108
- Fluidkanal
- 110
- Verzahnung
- 112
- Abtriebswelle
- 114
- Lagerelement
