EP3583328A1

EP3583328A1 - Fliehkraftkupplung für einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs mit gebremsten fliehmassen

Info

Publication number: EP3583328A1
Application number: EP18701661.3A
Authority: EP
Inventors: Sebastian Heuberger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2019-12-25
Also published as: CN110234898A; DE112018000856A5; JP2020504274A; WO2018149440A1; DE102017103108A1; US20210285506A1

Abstract

Fliehkraftkupplung (1) für einen Antriebsstrang eins Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Eingangsteil (2), ein gegenüber dem Eingangsteil (2) koaxial und drehbar angeordnetes Ausgangsteil (3) und eine fliehkraftabhängig schaltbare Reibeinheit (4), wobei die Reibeinheit (4) mit dem Eingangsteil (2) verdrehfest verbundene erste Reibelemente (5) und mit dem Ausgangsteil (3) verdrehfest verbundene zweite Reibelemente (6) umfasst, die in einer axialen Richtung (7) abwechselnd geschichtet angeordnet sind und zum Schließen der Fliehkraftkupplung (1) mittels zumindest einer fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung (8) in Reibeingriff bringbar sind, wobei die zumindest eine fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung (8) zumindest eine Fliehmasse (9) umfasst, die durch eine bei einer Rotation der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung (8) auftretenden Fliehkraft aus einer Offenstellung (10) in eine Schließstellung (11) bewegbar ist, wobei die zumindest eine Fliehmasse (9) bei ihrer Bewegung von der Offenstellung (10) in die Schließstellung (11) in einem ersten Bewegungsbereich durch zumindest eine Bremsfeder entgegen der Bewegungsrichtung der zumindest einen Fliehmasse mit einer ersten Bremskraft und in einem zweiten Bewegungsbereich durch die zumindest eine Bremsfeder entgegen der Bewegungsrichtung der zumindest einen Fliehmasse mit einer zweiten Bremskraft beaufschlagt wird und wobei die erste Bremskraft größer als die zweite Bremskraft ist.

Description

Fliehkraftkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs

mit gebremsten Fliehmassen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Fliehkraftkupplungen dienen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Krafträdern, Leichtkrafträdern oder Rollern, dem Ausgleich einer Antriebsdrehzahl und einer Getriebedrehzahl insbesondere während Anfahrvorgängen des Kraftfahrzeugs.

Hierzu werden beispielweise geschichtete und mit dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Fliehkraftkupplung drehschlüssig verbundene Reibelemente unter Fliehkrafteinwirkung verspannt, sodass sich zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil bei ausreichender Fliehkraft ein Reibschluss einstellt und Drehmoment übertragen wird. In üblicher weise erfolgt die Verspannung der Reibelemente durch eine fliehkraftabhängige Verlagerung von zwischen einer Rampeneinrichtung angeordneten Fliehmassen nach radial außen, sodass ein axial verlagerbares Scheibenteil die Reibelemente direkt oder indirekt entgegen der Wirkung einer Feder vorspannt, sodass mit zunehmender Verlagerung der Fliehkörper nach radial außen der Reibschluss beispielsweise während eines Anfahrvorgangs mit zunehmender Drehzahl des Eingangsteils zunimmt und sukzessive Drehmoment vom Eingangsteil auf das Ausgangsteil übertagen wird.

Derartige Fliehkraftkupplungen können mit einem automatisierten Getriebe, beispielsweise einem stufenlos verstellbaren Getriebe (CVT, Continuously Variable Transmission) kombiniert werden. Aus der WO 2015/135540 A1 ist beispielsweise eine Fliehkraftkupplung bekannt, die eine fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung und zusätzlich eine vom Fahrer betätigbare Ausrückvorrichtung als Schaltkupplung aufweist. Die vom Fahrer betätigbare Ausrückvorrichtung öffnet und schließt die geschlossene Fliehkraftkupplung entgegen der Fliehkraft. Hierbei schließt die von der Fliehkraft abhängig schaltende Schaltvorrichtung geschlossene Fliehkraftkupplung unter Einfluss der Fliehkraft erst bei vergleichsweise hohen Drehzahlen des Antriebs, um ein benötigtes Anfahrdrehmoment bereitstellen zu können. Bei fallenden Drehzahlen öffnet die Fliehkraftkupplung dadurch jedoch bereits bei vergleichsweise hohen Dreh- zahlen, sodass bei geringen Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl des Antriebs kein Drehmoment des Antriebs bei noch fahrendem Kraftfahrzeug zur Verfügung steht.

Es sind daher auch Fliehkraftkupplungen bekannt, deren Ausgangsteil eine zweite fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung aufweisen. Hierdurch wird sowohl ein Anfahren des Kraftfahrzeugs bei einer hohen Drehzahl des Antriebs als auch ein Fahren bei niedrigen Drehzahlen, beispielsweise in einem Teillastbetrieb, ermöglicht, indem ein fliehkraftbedingtes Auskuppeln der Fliehkraftkupplung erst bei niedrigeren Drehzahlen erfolgt. Hierzu weist das Eingangsteil in bekannter Weise eine erste (an- triebsseitige) fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung und zusätzlich das Ausgangsteil eine zweite (getriebeseitige) fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung auf. Beide fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtungen beaufschlagen die Reibelemente mit einer Axialkraft zur Bildung eines Reibschlusses. Dies bedeutet, dass mit steigender Drehzahl des Eingangsteils und mit steigender Drehzahl des Ausgangsteils, also bei fahrendem Kraftfahrzeug, die Fliehkraftkupplung fliehkraftabhängig, also abhängig von der Drehzahl des Antriebs und des Getriebes geschlossen wird, bis beispielsweise bei Erreichen einer Leerlaufdrehzahl des Antriebs und im Wesentlichen stehendem Kraftfahrzeug die Reibungskupplung wieder geöffnet wird. Bei stehendem Kraftfahrzeug kann daher die Fliehkraftkupplung erst bei vergleichsweise hohen Drehzahlen und damit für einen zügigen Anfahrvorgang ausreichender Leistung geschlossen werden. Durch die zusätzliche Beaufschlagung der Reibelemente bei fahrendem Kraftfahrzeug mittels der zweiten (getriebeseitigen) Schaltvorrichtung bleibt die Fliehkraftkupplung bis zu Drehzahlen unterhalb der Kupplungsdrehzahl während des Anfahrvorgangs geschlossen oder überträgt zumindest in einem Schlupfbetrieb noch Drehmoment. Nachteilig an solchen Fliehkraftkupplungen ist jedoch deren hoher axialer Bauraumbedarf, deren erhöhtes Gewicht und der aufgrund der Vielzahl von Einzelteilen hohe Montageaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Fliehkraftkupplung anzugeben, die einen geringeren Bauraumbedarf, ein geringeres Gewicht und einen geringeren Montageaufwand aufweist. Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Fliehkraftkupplung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Fliehkraftkupplung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

Die erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs weist ein Eingangsteil, ein gegenüber dem Eingangsteil koaxial und drehbar angeordnetes Ausgangsteil und eine fliehkraftabhängig schaltbare Reibeinheit auf, wobei die Reibeinheit mit dem Eingangsteil verdrehfest verbundene erste Reibelemente und mit dem Ausgangsteil verdrehfest verbundene zweite Reibelemente um- fasst, die in einer axialen Richtung abwechselnd geschichtet angeordnet sind und zum Schließen der Fliehkraftkupplung mittels zumindest einer fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung in Reibeingriff bringbar sind, wobei die zumindest eine fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung zumindest 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 zumindest eine Fliehmasse bei ihrer Bewegung von der Offenstellung in die Schließstellung in einem ersten Bewegungsbereich durch zumindest eine Bremsfeder entgegen einer Bewegungsrichtung der zumindest einen Fliehmasse mit einer ersten Bremskraft und in einem zweiten Bewegungsbereich durch die zumindest eine Bremsfeder entgegen der Bewegungsrichtung der zumindest einen Fliehmasse mit einer zweiten Bremskraft beaufschlagt wird und wobei die erste Bremskraft größer als die zweite Bremskraft ist.

Die vorgeschlagene Fliehkraftkupplung ist für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Kraftrads, Leichtkraftrads, Rollers, Leichtrollers, Personenkraftwagens oder dergleichen, vorgesehen. Solche Kraftfahrzeuge weisen regelmäßig einen Antrieb, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, und ein Getriebe auf. Das Getriebe kann beispielsweise nach Art eines Umschlingungsmittelgetriebes (CVT, Continuously Variable Transmission), Automatikgetriebes oder von einem Fahrer manuell geschalteten Schaltgetriebes ausgebildet sein.

Die Fliehkraftkupplung umfasst ein um eine Rotationsachse mittels des Antriebs verdrehbar angeordnetes, antriebsseitiges Eingangsteil, das direkt oder indirekt beispielweise mit einer Kurbelwelle des Antriebs verbindbar ist. Weiterhin umfasst die Fliehkraftkupplung ein gegenüber dem Eingangsteil koaxial und drehbar angeordnetes Ausgangsteil, das beispielweise mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes indirekt oder direkt verbindbar ist. Zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil ist eine in Umfangsrichtung wirksame, fliehkraftabhängig schaltbare Reibeinheit vorgesehen. Die Reibeinheit umfasst mit dem Eingangsteil verdrehfest verbundene erste Reibelemente und mit dem Ausgangsteil, insbesondere mit einem Blattfederkern des Ausgangsteils, verbundene zweite Reibelemente, die in einer axialen Richtung abwechselnd geschichtet angeordnet sein können und zum Schließen der Fliehkraftkupplung mittels zumindest einer fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung in Reibeingriff bringbar sind. Die ersten Reibelemente und/oder die zweiten Reibelemente sind insbesondere ringförmig und/oder zumindest teilweise aus Metall gefertigt. Weiterhin können die ersten Reibelemente und/oder die zweiten Reibelemente Reibbeläge aufweisen. Die ersten Reibelemente und zweiten Reibelemente sind in der axialen Richtung insbesondere zwischen einer Gegendruckplatte und beispielweise einer Anpressplatte des Blattfederrings oder eines Anpressrings eines Innenlamellen- trägers verspannbar.

Die zumindest eine fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung ist insbesondere verdrehfest mit dem Eingangsteil verbunden und weist zumindest eine Fliehmasse auf. Klarzustellen ist, dass die Fliehkraftkupplung insbesondere nur eine einzige fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung aufweist. Mittels der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung sind die ersten Reibelemente und zweiten Reibelemente der Reibeinheit in einer axialen Richtung mit einer Anpresskraft zur Bildung eines Reibschlusses beaufschlagbar. Dies bedeutet, dass mit steigender Drehzahl des Eingangsteils die Fliehkraftkupplung fliehkraftabhängig, also abhängig von der Drehzahl des Antriebs, geschlossen wird beziehungsweise geschlossen bleibt, bis beispielweise bei einer Leerlaufdrehzahl des Antriebs und im Wesentlichen stehendem Kraftfahrzeug die Fliehkraftkupplung wieder geöffnet wird. Die zumindest eine Fliehmasse der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung ist in einer radialen Richtung, das heißt insbesondere orthogonal zu der Rotationsachse der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung, zwischen einer Offenstellung, in der die Fliehkraftkupplung ausgerückt ist, und einer Schließstellung bewegbar, in der die Fliehkraftkupplung eingerückt ist. Dabei ist die zumindest eine Fliehmasse durch eine bei einer Rotation der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung auftretenden Fliehkraft aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegbar. In der Offenstellung befindet sich die zumindest eine Fliehmasse in der radialen Richtung insbesondere maximal innen und/oder in der Schließstellung in der radialen Richtung maximal außen. Bei der Bewegung der zumindest einen Fliehmasse von der Offenstellung in die Schließstellung bewegt sich die zumindest eine Fliehmasse zunächst in einem ersten Bewegungsbereich, in dem die zumindest eine Fliehmasse durch zumindest eine Bremsfeder entgegen einer Bewegungsrichtung der zumindest einen Fliehmasse mit einer ersten Bremskraft beaufschlagt wird. An den ersten Bewegungsbereich schließt sich (unmittelbar) in der radialen Richtung nach außen ein zweiter Bewegungsbereich der zumindest einen Fliehmasse an, in dem die zumindest eine Fliehmasse durch die zumindest eine Bremsfeder entgegen der Bewegungsrichtung der zumindest einen Fliehmasse mit einer zweiten Bremskraft beaufschlagt wird, wobei die erste Bremskraft größer als die zweite Bremskraft ist. Dies bedeutet insbesondere, dass die zumindest eine Bremsfeder eine erste Bremsstufe mit einer höheren Bremskraft, beispielweise für einen Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs, und eine zweite Stufe mit einer niedrigeren Bremskraft, beispielweise für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, aufweist. Bei stehendem Kraftfahrzeug kann daher die Fliehkraftkupplung erst bei vergleichsweise hohen Drehzahlen und damit für einen zügigen Anfahrvorgang ausreichender Antriebsleistung geschlossen werden. Durch die geringere zweite Bremskraft der zumindest einen Bremsfeder in dem zweiten Bewegungsbereich der zumindest einen Fliehmasse bleibt die Fliehkraftkupplung bis zu Drehzahlen unterhalb der Kupplungsdrehzahl während des Anfahrvorgangs geschlossen oder überträgt zumindest in einem Schlupfbetrieb noch Drehmoment. Durch diese Ausgestaltung kann auf eine mit dem Ausgangsteil verdrehfest verbundene zweite fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung verzichtet werden, sodass der axiale Bauraumbedarf, das Gewicht der Fliehkraftkupplung und der Montageaufwand der Fliehkraftkupplung reduziert wird. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Bremsfeder nach Art einer Tellerfeder ausgebildet ist. Die zumindest eine Bremsfeder ist insbesondere (im Wesentlichen) ringförmig und/oder aus Metall gefertigt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Bremsfeder zumindest einen Federarm aufweist. Der zumindest eine Federarm kann insbesondere an einer äußeren Umfangsfläche der zumindest einen Bremsfeder ausgebildet sein. Weiterhin kann der zumindest eine Federarm zumindest teilweise U-förmig oder V-förmig gebogen sein.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Bremsfeder eine Mehrzahl von Federarmen aufweist, die paarweise V-förmig angeordnet sind. Die einzelnen Federarme der paarweise V-förmig zueinander angeordneten Federarme können jeweils eine Fliehmasse mit einer Bremskraft beaufschlagen, die zum Beispiel in einer Um- fangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Fliehmasse mindestens eine schräge erste Kontaktfläche aufweist, an der die zumindest eine Bremsfeder die zumindest eine Fliehmasse in dem ersten Bewegungsbereich kontaktiert. Unter schräg ist hier insbesondere zu verstehen, dass die erste Kontaktfläche nicht orthogonal zu der Rotationsachse der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung verläuft. Die mindestens eine schräge erste Kontaktfläche kann beispielweise als eine Ausnehmung an einem radialen äußeren Ende der zumindest einen Fliehmasse ausgebildet sein. Insbesondere weist die zumindest eine Fliehmasse zwei schräge erste Kontaktflächen auf, die an zwei in einer Rotationsrichtung der zumindest einen Fliehmasse gegenüberliegenden Enden der zumindest einen Fliehmasse ausgebildet sind.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Fliehmasse mindestens eine zweite Kontaktfläche aufweist, an der die zumindest eine Bremsfeder die zumindest eine Fliehmasse in dem zweiten Bewegungsbereich kontaktiert. Bei der mindestens einen zweiten Kontaktfläche handelt es sich insbesondere um eine Stirnfläche der zumindest einen Fliehmasse in einer Längsrichtung parallel zu der Rotationsachse der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung und/oder um eine orthogonal zu der Rotationsachse der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung verlaufende Fläche. Im zweiten Bewegungsbereich der zu- mindest einen Fliehmasse leitet die zumindest eine Bremsfeder lediglich eine Normalkraft, das heißt eine Kraft senkrecht zu der zumindest einen zweiten Kontaktfläche und/oder in der Längsrichtung, in die zumindest eine Fliehmasse ein. Bei der zweiten Bremskraft handelt es sich somit insbesondere (ausschließlich) um eine aus der Normalkraft resultierende Reibkraft zwischen der zumindest einen Fliehmasse und der zumindest einen Bremsfeder.

Vorzugsweise verlaufen die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche nicht parallel zueinander. Hierdurch wird gewährleistet, dass die erste Bremskraft und zweite Bremskraft nicht gleich sind.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Fliehmasse mindestens eine schräge dritte Kontaktfläche aufweist, mittels der eine Winkelplatte der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung verstellbar ist. Die Winkelplatte weist zumindest eine Rampe auf, über die die Winkelplatte durch die zumindest eine Fliehmasse in der Längsrichtung verstellbar ist. Durch die Verstellung der Winkelplatte in der Längsrichtung werden die ersten Reibelemente und zweiten Reibelemente miteinander in Reibeingriff gebracht, sodass ein Drehmoment von dem Eingangsteil auf das Ausgangsteil übertragbar ist.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Winkelplatte zumindest eine Öffnung aufweist, durch die sich die zumindest eine Bremsfeder zumindest teilweise erstreckt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zwischen der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung und einem Blattfederkern der Fliehkraftkupplung ein Drehlager angeordnet ist. Der Blattfederkern ist insbesondere Teil des Ausgangsteils und umfasst insbesondere eine Nabe und eine Anpressplatte. Mittels der Nabe ist der Blattfederkern insbesondere verdrehfest an einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes befestigbar. Die zweiten Reibelemente sind insbesondere mit der Nabe und/oder der Anpressplatte verdrehfest verbunden. Die Nabe und die Anpressplatte sind mittels Blattfedern verdrehfest miteinander verbunden und zueinander in der Längsrichtung begrenzt verlagerbar. Bei dem Drehlager handelt es sich insbesondere um ein Nadellager und/oder Axiallager, mittels dem eine Differenzdrehzahl zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil ausgleichbar ist. Während der Verstellung der Anpressplatte in einer axialen Richtung durch das Winkelblech beim Schließen der Fliehkraftkupplung wird der Blattfederkern um einige Grad um die Rotationsachse rotiert, wobei diese Rotation des Blattfederkerns ebenfalls durch das Drehlager ausgleichbar ist.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:

Fig. 1 : eine Fliehkraftkupplung im Längsschnitt;

Fig. 2: eine fliehkraftabhängig schaltbare Schalteinrichtung der Fliehkraftkupplung in einer Draufsicht;

Fig. 3: die fliehkraftabhängig schaltbare Schalteinrichtung ohne Winkelplatte in einer Draufsicht;

Fig. 4: eine Teilansicht der Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 5: eine Schnittdarstellung einer Fliehmasse der Fliehkraftkupplung in einer Offenstellung;

Fig. 6: eine Schnittdarstellung der Fliehmasse der Fliehkraftkupplung in einer

Schließstellung;

Fig. 7: eine Bremsfeder der Fliehkraftkupplung in einer perspektivischen Darstellung; und

Fig. 8: ein Diagramm der Anpresskraft einer Reibeinheit der Fliehkraftkupplung in

Abhängigkeit einer Drehzahl eines Eingangsteils der Fliehkraftkupplung. Die Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Fliehkraftkupplung 1 in einem Längsschnitt. Die Fliehkraftkupplung 1 weist ein Eingangsteil 2 mit einer durch einen hier nicht gezeigten Antrieb um eine Rotationsachse 26 rotierbaren Eingangsplatte 23 und einem an der Eingangsplatte 23 verdrehfest befestigten Außenlamellenträger 24 auf. Mit dem Außenlamellenträger 24 des Eingangsteils 2 sind erste Reibelemente 5 einer Reibeinheit 4 verdrehfest verbunden. Die Reibeinheit 4 weist zudem zweite Reibelemente 6 auf, die verdrehfest an einer Nabe 27 und einer Anpressplatte 29 eines Blattfederkerns 21 befestigt sind. Die Nabe 27 weist eine Verzahnung 28 auf, über die die Nabe 27 verdrehfest mit einer hier nicht gezeigten Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbindbar ist. An der Nabe 27 ist die Anpressplatte 29 mittels Blattfedern 44 verdrehfest und in einer axialen Richtung 7 parallel zu der Rotationsachse 26 begrenzt verlagerbar. Der Blattfederkern 21 ist Teil eines Ausgangsteils 3 der Fliehkraftkupplung 1 . In einem ausgerückten Zustand der Fliehkraftkupplung 1 ist das Ausgangsteil 3 gegenüber dem Eingangsteil 2 (im Wesentlichen) frei um die Rotationsachse 26 drehbar.

Das Eingangsteil 2 weist eine mit dem Eingangsteil 2 rotierbare fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung 8 auf. Die Schalteinrichtung 8 ist mittels Bolzen 32 verdrehfest an der Eingangsplatte 23 des Eingangsteils 2 befestigt. Die Schalteinrichtung 8 umfasst Fliehmassen 9, die sich hier in einer Offenstellung 10, das heißt in einer radialen Richtung 25 maximal innen, befinden. Bei einer Rotation des Eingangsteils 2 werden die Fliehmassen 9 durch eine Fliehkraft in der radialen Richtung 25 nach außen bewegt. Hierbei kontaktieren die Fliehmassen 9 mit einer schrägen dritten Kontaktfläche 18 Rampen 31 einer Winkelplatte 19 der Schalteinrichtung 8, wodurch die Winkelplatte 19 in der axialen Richtung 7 in Richtung des Blattfederkerns 21 bewegt wird. Hierdurch verstellt die Winkelplatte 19 die Anpressplatte 29, sodass die ersten Reibelemente 5 und die zweiten Reibelemente 6 zwischen der Anpressplatte 29 und einer Gegendruckplatte 30 verspannt und in Reibeingriff gebracht werden, sodass ein Drehmoment von dem Eingangsteil 2 auf das Ausgansteil 3 übertragbar ist. Hierzu ist zwischen der Winkelplatte 19 und einer Auflage 45 des Blattfedernkerns 21 ein Drehlager 22 angeordnet, das hier nach Art eines Nadellagers ausgebildet ist. Weiterhin ist in der axialen Richtung 7 zwischen der Winkelplatte 19 und den Fliehmassen 9 eine Bremsfeder 13 angeordnet. Die Fig. 2 zeigt die Schalteinrichtung 8 der in der Fig. 1 gezeigten Fliehkraftkupplung 1 in Richtung der Rotationsachse 26 von oben. Die Winkelplatte 19 weist bei der hier gezeigten Variante sechs Öffnungen 20 auf, durch die sich jeweils zumindest teilweise ein Federarm 15 der Bremsfeder 13 erstreckt. Zu erkennen ist in der Fig. 2 zudem, dass die Winkelplatte 19 bei der hier gezeigten Variante drei Rampen für die in der Fig. 1 gezeigten Fliehmassen 9 aufweist. Weiterhin weist die Eingangsplatte 23 an ihrer äußeren Umfangsfläche eine Außenverzahnung 33 auf, über die die Eingangsplatte 23 durch einen hier nicht gezeigten Antrieb um die Rotationsachse 26 rotierbar ist.

Die Fig. 3 zeigt die Schalteinrichtung 8 ohne die in der Fig. 2 gezeigte Winkelplatte 19. Zu erkennen ist hier insbesondere die Bremsfeder 13, die an einer äußeren Umfangsfläche sechs paarweise V-förmig angeordnete Federarme 15 aufweist. Die Bremsfeder 13 weist zudem drei Laschen 34 auf, über die die Bremsfeder 13 mit den Bolzen 32 verdrehfest an der Eingangsplatte 23 befestigt ist. Die drei Fliehmassen 9 befinden sich hier in der Offenstellung 10. In der Offenstellung 10 kontaktieren die Federarme

15 die Fliehmassen 9 an einer schrägen ersten Kontaktfläche 16. Bei einer Rotation der Schalteinrichtung 8 werden die Fliehmassen 9 durch die Fliehkraft in der radialen Richtung 25 nach außen verstellt, sodass die Federarme 15 über die ersten schrägen Kontaktflächen 16 in Richtung einer zweiten Kontaktfläche 17 der Fliehmassen 9 gleiten. Die Federarme 15 der Bremsfeder 13 leiten dabei entgegen der Bewegungsrichtungen der Fliehmassen 9 über die schräge erste Kontaktfläche 16 eine erste Bremskraft in die Fliehmassen 9 ein. Nach Erreichen der zweiten Kontaktfläche 17 leiten die Federarme 15 der Bremsfeder 13 entgegen der Bewegungsrichtung der Fliehmassen 9 eine zweite Bremskraft in die Fliehmassen 9 ein, die kleiner ist als die erste Bremskraft.

Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt der in der Fig. 3 gezeigten Schalteinrichtung 8 in einer perspektivischen Darstellung. Zu erkennen sind hier insbesondere die ersten Kontaktflächen 16 der sich in der Offenstellung 10 befindlichen Fliehmasse 9. Die ersten Kontaktflächen 16 sind hier als Ausnehmungen 35 ausgebildet und verlaufen schräg bzw. mit einem Winkel zu der radialen Richtung 25. Die beiden ersten Kontaktflächen

16 sind zudem an einem radial äußeren Ende 26 der Fliehmassen 9 ausgebildet. An diesem radial äußeren Ende 26 ist zudem auch die dritte Kontaktfläche 18 ausgebildet, über die die Fliehmassen 9 die Winkelplatte 19 verstellen. Klarzustellen ist hier, dass die ersten Kontaktflächen 16 und die dritten Kontaktflächen 18 auch als eine einzige bzw. zusammenhängende schräge Kontaktfläche ausgebildet sein können. Im Bereich der ersten Kontaktfläche 16 sind die Federarme 15 U-förmig oder V-förmig gebogen. Wenn die Fliehmassen 9 infolge der Fliehkraft in die radiale Richtung 25 nach außen verstellt werden, kontaktieren die Federarme 15 der Bremsfeder 13 mit ihren U-förmigen oder V-förmigen Bereichen die Fliehmassen 9 (nur) an der zweiten Kontaktfläche 17, die orthogonal zu der in der Fig. 2 gezeigten Rotationsachse 26 orientiert ist.

Die Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der in der Fig. 3 gezeigten Schnittlinie V durch eine der Fliehmassen 9. Die Fliehmasse 9 befindet sich hier in der Offenstellung 10 und in dem ersten Bewegungsbereich 12. In dem ersten Bewegungsbereich 12 kontaktieren die Federarme 15 der Bremsfeder 13 die Fliehmassen 9 (nur) an der ersten Kontaktfläche 16, sodass die Bremsfeder 13 eine erste Bremskraft in Richtung der radialen Richtung 25 nach innen einleitet. Der erste Bewegungsbereich 12 der Fliehmassen 9 erstreckt sich von der hier gezeigten Offenstellung 10 in der radialen Richtung 25 nach außen, bis dass die Bremsfeder 13 die Fliehmassen 9 nicht mehr an der schrägen ersten Kontaktfläche 16, sondern nur noch im Bereich einer Grenze 37 zwischen der ersten Kontaktfläche 16 und zweiten Kontaktfläche 17 kontaktiert.

Die Fig. 6 zeigt die in der Fig. 5 gezeigte Schnittdarstellung, nachdem die Fliehmasse 9 in der radialen Richtung 25 maximal nach außen verstellt wurde. Die Fliehmasse 9 befindet sich somit hier in der Schließstellung 1 1 bzw. in dem zweiten Bewegungsbereich 14. In dem zweiten Bewegungsbereich 14 kontaktieren die Federarme 15 der Bremsfeder 13 die Fliehmasse 9 nicht mehr im Bereich der ersten Kontaktfläche 16, sondern nur noch an der zweiten Kontaktfläche 17. In dem zweiten Bewegungsbereich 14 leitet die Bremsfeder 13 in der Längsrichtung 38 eine Normalkraft in die Fliehmasse 9 ein, die entgegen der Bewegungsrichtung der Fliehmasse 9 in der radialen Richtung 25 in Form einer aus der Normalkraft resultierenden Reibkraft eine zweite Bremskraft verursacht, die kleiner als die erste Bremskraft ist.

Die Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung der Bremsfeder 13. Die Fig. 8 zeigt den Verlauf einer Anpresskraft 46 der in der Fig. 1 gezeigten Reibeinheit 4 zwischen einem Anfahrvorgang eines hier nicht gezeigten Kraftfahrzeugs und einem anschließenden Stillstand des Kraftfahrzeugs. Auf einer x-Achse 39 ist eine Drehzahl eines hier nicht gezeigten Antriebs des Kraftfahrzeugs in Umdrehungen pro Minute [rpm] und auf einer y-Achse 40 die Höhe der auf die Reibeinheit 4 wirkenden Anpresskraft 46 in Newton [N] aufgetragen. In einem ersten Punkt 41 vor dem Anfahren des Kraftfahrzeugs beträgt die Anpresskraft 46 im Wesentlichen 0 N. Im zweiten Punkt 42 wurde die Drehzahl des Antriebs beziehungsweise des Eingangsteils auf eine Anfahrdrehzahl erhöht. Aufgrund der dabei durch die Bremsfeder 13 entgegen der Bewegungsrichtung der Fliehmassen 9 auf die Fliehmassen 9 eingeleiteten ersten Bremskraft steigt die Anpresskraft 46 zwischen dem ersten Punkt 41 und dem zweiten Punkt 42 im Wesentlichen nicht an. Erst bei einer weiteren Erhöhung der Drehzahl des Antriebs beziehungsweise der Drehzahl des Eingangsteils wird die Anpresskraft 46 bis zum Erreichen eines dritten Punkts 43 auf einen maximalen Wert der Anpresskraft 46 erhöht. An dem dritten Punkt 43 befinden sich die Fliehmassen 9 in der Schließstellung 1 1 beziehungswiese im zweiten Bewegungsbereich 14, sodass die Bremsfeder 13 die Fliehmassen 9 entgegen der Bewegungsrichtung der Fliehmassen nur noch mit einer im Vergleich zur ersten Bremskraft kleineren zweiten Bremskraft beaufschlagt. Bei Reduktion der Drehzahl des Antriebs ausgehend von dem dritten Punkt 43 ist die Anpresskraft 46 stets größer 0 N, sodass bis zum Erreichen des ersten Punkts 41 , das heißt der Leerlaufdrehzahl des Antriebs, ein Drehmoment von dem Eingangsteil 2 auf das Ausgangsteil 3 übertragbar ist.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch einen geringeren Bauraumbedarf, ein geringeres Gewicht und einen geringeren Montageaufwand aus.

Bezuqszeichenliste

Fliehkraftkupplung

Eingangsteil

Ausgangsteil

Reibeinheit

erste Reibelemente

zweite Reibelemente

axiale Richtung

Schalteinrichtung

Fliehmasse

Offenstellung

Schließstellung

erster Bewegungsbereich

Bremsfeder

zweiter Bewegungsbereich

Federarm

erste Kontaktfläche

zweite Kontaktfläche

dritte Kontaktfläche

Winkelplatte

Öffnung

Blattfederkern

Drehlager

Eingangsplatte

Außenlamellenträger

radiale Richtung

Rotationsachse

Nabe

Verzahnung

Anpressplatte

Gegendruckplatte Rampe

Bolzen

Außenverzahnung

Lasche

Ausnehmung

Ende

Grenze

Längsrichtung x-Achse y-Achse erster Punkt zweiter Punkt dritter Punkt

Blattfeder

Auflage

Anpresskraft

Claims

Patentansprüche

1 . Fliehkraftkupplung (1 ) für einen Antriebsstrang eins Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Eingangsteil (2), ein gegenüber dem Eingangsteil (2) koaxial und drehbar angeordnetes Ausgangsteil (3) und eine fliehkraftabhängig schaltbare Reibeinheit (4), wobei die Reibeinheit (4) mit dem Eingangsteil (2) verdrehfest verbundene erste Reibelemente (5) und mit dem Ausgangsteil (3) verdrehfest verbundene zweite Reibelemente (6) umfasst, die in einer axialen Richtung (7) abwechselnd geschichtet angeordnet sind und zum Schließen der Fliehkraftkupplung (1 ) mittels zumindest einer fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung (8) in Reibeingriff bringbar sind, wobei die zumindest eine fliehkraftabhängig schaltende Schalteinrichtung (8) zumindest eine Fliehmasse (9) umfasst, die durch eine bei einer Rotation der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung (8) auftretenden Fliehkraft aus einer Offenstellung

(10) in eine Schließstellung (1 1 ) bewegbar ist, wobei die zumindest eine Fliehmasse (9) bei ihrer Bewegung von der Offenstellung (10) in die Schließstellung

(1 1 ) in einem ersten Bewegungsbereich (12) durch zumindest eine Bremsfeder (13) entgegen einer Bewegungsrichtung der zumindest einen Fliehmasse (9) mit einer ersten Bremskraft und in einem zweiten Bewegungsbereich (14) durch die zumindest eine Bremsfeder (13) entgegen der Bewegungsrichtung der zumindest einen Fliehmasse (9) mit einer zweiten Bremskraft beaufschlagt wird und wobei die erste Bremskraft größer als die zweite Bremskraft ist.

2. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die zumindest eine Bremsfeder (13) nach Art einer Tellerfeder ausgebildet ist.

3. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Bremsfeder (13) zumindest einen Federarm (15) aufweist.

4. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 3, wobei die zumindest eine Bremsfeder (13) eine Mehrzahl von Federarmen (15) aufweist, die paarweise V-förmig angeordnet sind.

5. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Fliehmasse (9) mindestens eine schräge erste Kontaktfläche (16) aufweist, an der die zumindest eine Bremsfeder (13) die zumindest eine Fliehmasse (9) in dem ersten Bewegungsbereich (12) kontaktiert.

6. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Fliehmasse (9) mindestens eine zweite Kontaktfläche (17) aufweist, an der die zumindest eine Bremsfeder (13) die zumindest eine Fliehmasse (9) in dem zweiten Bewegungsbereich (14) kontaktiert.

7. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 5 und 6, wobei die erste Kontaktfläche (16) und die zweite Kontaktfläche (17) nicht parallel zueinander verlaufen.

8. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Fliehmasse (9) mindestens eine schräge dritte Kontaktfläche (18) aufweist, mittels der eine Winkelplatte (19) der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung (8) verstellbar ist.

9. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 8, wobei die Winkelplatte (19) zumindest eine Öffnung (20) aufweist, durch die sich die zumindest eine Bremsfeder (13) zumindest teilweise erstreckt.

10. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der zumindest einen fliehkraftabhängig schaltenden Schalteinrichtung (8) und einem Blattfederkern (21 ) der Fliehkraftkupplung (1 ) ein Drehlager (22) angeordnet ist.