DE112009001177B4

DE112009001177B4 - Scheibenkupplungsanordnung

Info

Publication number: DE112009001177B4
Application number: DE112009001177.2T
Authority: DE
Inventors: Farzad Samie
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2018-04-12
Anticipated expiration: 2029-05-09
Also published as: US20090277742A1; WO2009140148A3; US8056694B2; CN102027255B; CN102027255A; DE112009001177T5; WO2009140148A2

Abstract

Scheibenkupplungsanordnung (10), die umfasst: einen ersten Satz von Kupplungsplatten (12), die jeweils eine entsprechende Außenfläche (15A, 15B) aufweisen und einen mit Zähnen (42) versehenen Innenumfang (28) aufweisen; wobei ein erster Abschnitt (16) der Außenfläche (15A, 15B) darauf ein Reibmaterial (18) besitzt und ein zweiter Abschnitt (20) der Außenfläche (15A, 15B) durch das Fehlen des Reibmaterials charakterisiert ist; einen zweiten Satz von Kupplungsplatten (13), die koaxial zu dem ersten Satz von Kupplungsplatten (12) sind; wobei sich die Kupplungsplatten (12) des ersten Satzes axial mit den Kupplungsplatten (13) des zweiten Satzes abwechseln; wobei der erste und der zweite Satz von Kupplungsplatten (12, 13) so konfiguriert sind, dass sie bei den ersten Abschnitten (16) des ersten Satzes (12) wahlweise miteinander in Eingriff gelangen können, um Drehmomentlasten zu übertragen; und Trennvorrichtungen, die als mit dem ersten Satz der Kupplungsplatten (12) einteilige biegsame Zungen (40A, 40B) in Kontakt mit dem zweiten Satz (13) und zum Vorbelasten des ersten und des zweiten Satzes von Kupplungsplatten (12, 13) voneinander weg, wenn die Kupplungsplatten (12, 13) nicht in Eingriff sind, konfiguriert sind; dadurch gekennzeichnet, dass die biegsamen Zungen (40A, 40B) an dem verzahnten Innenumfang (28) der Kupplungsplatten (12) des ersten Satzes entlang beabstandet zueinander ausgebildet sind, wobei sich die biegsamen Zungen (40A, 40B) nicht so weit radial nach innen wie die am Innenumfang (28) der Kupplungsplatten (12) des ersten Satzes ausgebildeten Zähne (42) erstrecken.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenkupplungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE 1 016 069 A oder aus der DE 645 029 A bekannt geworden ist.
Weitere, in Bezug auf die vorliegende Erfindung noch weniger relevante Scheibenkupplungsanordnungen werden in den Druckschriften US 4,802,564 A , US 5,127,503 A , US 1,810,360 A und GB 1906/7848 A beschrieben.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Scheibenkupplungen wie etwa Kupplungen vom rotierenden Typ und Kupplungen vom Bremsentyp, die in Getrieben verwendet werden, weisen Sätze benachbarter Platten auf, die wahlweise miteinander in Eingriff gelangen können, um Drehmomentlasten zu übertragen. Die Platten erzeugen erhebliche Wärmemengen und erfordern eine Kühlung und Schmierung. Die geschmierten Platten neigen dazu, ein Schleppmoment zu erzeugen, was erhebliche Rotationsverluste erzeugt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine möglichst kleinbauende Scheibenkupplungsanordnung zu schaffen, welche trotz ihrer geringen Größe große Drehmomente übertragen kann und welche keine oder nur geringe Schleppmomente im ausgerückten Zustand überträgt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird mit einer Scheibenkupplungsanordnung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Da die Trennvorrichtungen die Platten des ersten Satzes in einem Abschnitt, der kein Reibmaterial aufweist, d. h. in einem Abschnitt mit einem niedrigeren Reibungskoeffizienten, berühren, ist das Schleppmoment wegen der Trennvorrichtungen außerdem minimal.
Die Platten des ersten Satzes können als Reibplatten bezeichnet werden und die Platten des zweiten Satzes können als Gegenanpressplatten bezeichnet werden. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform können die Trennvorrichtungen mit den Reibplatten einteilige biegsame Zungen sein, die axial nach außen verlaufen. Zum Beispiel können in einer Richtung drei einteilige Zungen axial nach außen verlaufen und können in einer Gegenrichtung drei weitere axial nach außen verlaufen. Die einteiligen Zungen können sich bei einem verzahnten Innenumfang der Reibplatte befinden. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform Ausführungsformen kann es optimal sein, wenn die Trennvorrichtungen wenigstens 0,5 mm und höchstens 1,0 mm axial über das Reibmaterial hinaus verlaufen.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Scheibenkupplungsanordnung;
2 ist eine schematische perspektivische Teilansicht eines Abschnitts der Scheibenkupplungsanordnung aus 1; und
3 ist eine schematische perspektivische Querschnitts- und Teilansicht eines Abschnitts der Scheibenkupplungsanordnung aus 1 und 2;
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGSGEMÄSSEN AUSFÜHRUNGSFORM
In 1 ist eine Scheibenkupplungsanordnung 10 dargestellt, die einen ersten Satz von Kupplungsplatten aufweist, die ringförmige Reibplatten 12 sind. Wie im Folgenden weiter erläutert wird, können die Reibplatten 12 mit einem ersten Satz von Kupplungsplatten, die ringförmige Gegenanpressplatten 13 sind, wahlweise in Eingriff gelangen, um Drehmomentlasten zu übertragen, wobei sie über Trennvorrichtungen von den Gegenanpressplatten 13 getrennt sind, um das Schleppmoment zu minimieren, wenn sie nicht in Eingriff sind. Die ringförmigen Reibplatten 12 weisen jeweils einen Kern 14 mit gegenüberliegenden Seitenflächen 15A, 15B (siehe 3), auch als Außenfläche bezeichnet, mit einem radial äußeren Abschnitt 16 auf, an dem ein Reibmaterial 18 angehaftet, angeklebt oder auf andere Weise befestigt ist. Das Reibmaterial 18 weist eine durchschnittliche Dicke t auf. Wie am besten in 2 dargestellt ist, bedeckt das Reibmaterial 18 einen radial inneren Abschnitt 20 jeder der Reibplatten 12 nicht. Wie es hier verwendet wird, ist der radial äußere Abschnitt 16 ein erster Abschnitt der Außenfläche 15A, 15B und ist der radial innere Abschnitt 20 ein zweiter Abschnitt der Außenfläche 15A, 15B.
Wieder anhand von 1 sind die Gegenanpressplatten 13 beabstandet, um sich axial mit den Reibplatten 12 abzuwechseln (d. h. so, dass eine Reibplatte 12 auf jeder Seite davon eine axial benachbarte Gegenanpressplatte 13 aufweist). Die Gegenanpressplatten 13 und die Reibplatten 12 sind um eine in 1 gezeigte Mittelachse 26 koaxial. Die Reibplatten 12 weisen jeweils einen verzahnten Innenumfang 28 auf, an dem sie funktional mit einer in 3 bei 30 dargestellten außenverzahnten Rille oder Nabe verbunden sein können. Die Gegenanpressplatten 13 weisen einen verzahnten Außenumfang 32 auf, an dem sie mit einer in 3 schematisch bei 34 dargestellten innenverzahnten Komponente, die eine Nabe oder ein Gehäuse sein kann, verbunden sein können. Die Welle 30 kann rotieren, wobei in diesem Fall die Reibplatten 12 gemeinsam mit der Welle 30 rotieren. Falls die Komponente 34 eine drehbare Nabe ist, rotieren die Gegenanpressplatten 13 mit der Komponente 34, wobei die Scheibenkupplung in diesem Fall eine Kupplung vom rotierenden Typ ist. Falls die Komponente 34 ein feststehendes Gehäuse ist, sind die Gegenanpressplatten 13 mit der Komponente 34 feststehend, wobei die Scheibenkupplung 10 in diesem Fall eine Kupplung vom feststehenden Typ (d. h. eine Kupplung vom Bremsentyp) ist.
Anhand von 1–3 weisen die Reibplatten 12 jeweils Trennvorrichtungen in Form einteiliger Zungen 40A, 40B auf, die um den verzahnten Innenumfang 28 beabstandet sind und axial in entgegengesetzte Richtungen verlaufen (wobei jene, die in einer Richtung verlaufen, als 40A bezeichnet sind und jene, die in der Gegenrichtung verlaufen, als 40B bezeichnet sind). Die Zungen 40A, 40B sind anstelle eines Zahns 42 positioniert und verlaufen, wie am besten in 2 gezeigt ist, nicht so weit radial nach innen wie die Zähne 42, sodass die Zungen 40A, 40B die Welle 30 nicht berühren. In der Ausführungsform aus 1–3 sind die Zungen 40A, 40B mit insgesamt sechs Zungen an jeder Reibplatte 12 gleichmäßig um den Innenumfang 28 beabstandet, wobei drei dieser Zungen axial in einer Richtung verlaufen und drei der Zungen axial in der Gegenrichtung verlaufen. Obgleich in 1 einige der Zungen vor der Sicht verdeckt sind, sind an der rechten äußeren Reibplatte 12 alle sechs Zungen gezeigt, wobei einige der Zungen in der Durchsicht gezeigt sind. (Die Zungen 40A, 40B, die an den anderen Reibplatten 12 verdeckt sind, sind der Klarheit halber in der Zeichnung nicht in der Durchsicht gezeigt.) Es können andere Anordnungen oder eine andere Anzahl von Zungen verwendet werden.
Die Zungen 40A, 40B verlaufen in abwechselnden axialen Richtungen aufeinanderfolgend um den Innenumfang 28. 2 zeigt einen Abschnitt einer Reibplatte 12 mit einer als 40A bezeichneten Zunge, die in einer ersten axialen Richtung (in der Ansicht aus 2 nach oben) verläuft, und eine der Zungen, die als 40B bezeichnet ist, die in einer zweiten axialen Richtung (in der Ansicht aus 2 nach unten) verläuft. Die Zungen 40A, 40B sind biegsam und in die in 1 und 2 gezeigten axialen Positionen vorbelastet, biegen sich aber unter Druck, wenn die Platten 12, 13 in Eingriff gelangen.
Wie in 1 gezeigt ist, werden die Reibplatten 12 relativ zueinander gedreht, sodass sich die Zungen 40A, 40B an einer der Reibplatten 12 nicht notwendig auf die Zungen 40A, 40B an der nächsten axial positionierten Reibplatte 12 ausrichten. Dies verteilt die von den Zungen 40A, 40B auf die benachbarten Gegenanpressplatten 13 ausgeübten axialen Kräfte gleichmäßig. Allerdings können die Zungen 40A und 40B an den jeweiligen Reibplatten 12 wie in der montierten Querschnittsansicht aus 3 gezeigt ausgerichtet sein.
Die Gegenanpressplatten 13 enthalten eine mit 13A bezeichnete Anlegeplatte (d. h. die in 3 auf der linken Seite gezeigte Gegenanpressplatte 13), üblicherweise mit einer größeren Breite als die anderen, die in Ansprechen auf einen Hydraulikdruck axial beweglich ist, um alle der Platten 12, 13 axial in nähere Beziehung zu bewegen, wobei die Anlegeplatten bei dem Reibmaterial 18 mit den Gegenanpressplatten in Eingriff gelangen. In 3 ist die Scheibenkupplungsanordnung 10, wie durch die kleinen Zwischenräume 44 zwischen dem Reibmaterial 18 und den Gegenanpressplatten 13 sichtbar ist, in einem nicht eingerückten Zustand gezeigt. Die gezeigten Zwischenräume 44 sind mit dem Reibmaterial 18 bei seiner Anfangsdicke t; allerdings wächst die Größe der Zwischenräume 44 dementsprechend, wenn das Reibmaterial 18 geringfügig verschleißt. Die biegsamen Zungen 40A, 40B können über das Reibmaterial 18 hinaus 0,5 mm bis 1,0 mm axial nach außen verlaufen, sodass der Zwischenraum 0,5 mm bis 1,0 mm beträgt. Die jeweiligen Zungen 40A, 40B der radial inneren Abschnitte 20 der Reibplatten 12 sind in Kontakt mit den Gegenanpressplatten 13 gezeigt und belasten die benachbarten Gegenanpressplatten 13 von den Reibplatten 12 weg vor. Genauer belasten die Zungen 40A, 40B die Gegenanpressplatten 13 von dem Kontakt mit dem radial äußeren Abschnitt 16 der Reibplatten 12 mit dem Reibmaterial 18 darauf weg vor. Obgleich in 3 nur eine Zunge 40A oder 40B pro Reibplatte 12 sichtbar ist, gibt es, wie in Bezug auf 1 diskutiert wurde, mehrere zusätzliche Zungen 40A, 40B, die von jeder Reibplatte 12 axial in beiden Richtungen verlaufen, sodass die Gegenanpressplatten 13 auf beiden Seiten der jeweiligen Reibplatte 12 axial weg vorbelastet sind. Die Zungen 40A, 40B sind biegsam, sodass die axiale Bewegung der Anlegeplatte 13A in Richtung der benachbarten Reibplatte 12 die Vorbelastung der Zungen 40A, 40B ausreichend überwindet, um die Zungen in eine stärkere radiale Ausrichtung mit den radial äußeren Abschnitten 16 der Reibplatten 12 axial nach innen zusammenzudrücken.

Claims

Scheibenkupplungsanordnung (10), die umfasst: einen ersten Satz von Kupplungsplatten (12), die jeweils eine entsprechende Außenfläche (15A, 15B) aufweisen und einen mit Zähnen (42) versehenen Innenumfang (28) aufweisen; wobei ein erster Abschnitt (16) der Außenfläche (15A, 15B) darauf ein Reibmaterial (18) besitzt und ein zweiter Abschnitt (20) der Außenfläche (15A, 15B) durch das Fehlen des Reibmaterials charakterisiert ist; einen zweiten Satz von Kupplungsplatten (13), die koaxial zu dem ersten Satz von Kupplungsplatten (12) sind; wobei sich die Kupplungsplatten (12) des ersten Satzes axial mit den Kupplungsplatten (13) des zweiten Satzes abwechseln; wobei der erste und der zweite Satz von Kupplungsplatten (12, 13) so konfiguriert sind, dass sie bei den ersten Abschnitten (16) des ersten Satzes (12) wahlweise miteinander in Eingriff gelangen können, um Drehmomentlasten zu übertragen; und Trennvorrichtungen, die als mit dem ersten Satz der Kupplungsplatten (12) einteilige biegsame Zungen (40A, 40B) in Kontakt mit dem zweiten Satz (13) und zum Vorbelasten des ersten und des zweiten Satzes von Kupplungsplatten (12, 13) voneinander weg, wenn die Kupplungsplatten (12, 13) nicht in Eingriff sind, konfiguriert sind; dadurch gekennzeichnet, dass die biegsamen Zungen (40A, 40B) an dem verzahnten Innenumfang (28) der Kupplungsplatten (12) des ersten Satzes entlang beabstandet zueinander ausgebildet sind, wobei sich die biegsamen Zungen (40A, 40B) nicht so weit radial nach innen wie die am Innenumfang (28) der Kupplungsplatten (12) des ersten Satzes ausgebildeten Zähne (42) erstrecken.
Scheibenkupplungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die biegsamen Zungen (40A, 40B) in Umfangsrichtung um jede der Platten (12) des ersten Satzes angeordnet sind, wobei drei der biegsamen Zungen (40A) in einer axialen Richtung verlaufen und die drei anderen der Zungen (40B) in einer axialen Gegenrichtung verlaufen.
Scheibenkupplungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die biegsamen Zungen (40A, 40B) wenigstens 0,5 mm und höchstens 1,0 mm axial über das Reibmaterial (18) hinaus verlaufen.