EP3622190A1 - Kupplungseinrichtung und antriebsstrang - Google Patents

Kupplungseinrichtung und antriebsstrang

Info

Publication number
EP3622190A1
EP3622190A1 EP18719429.5A EP18719429A EP3622190A1 EP 3622190 A1 EP3622190 A1 EP 3622190A1 EP 18719429 A EP18719429 A EP 18719429A EP 3622190 A1 EP3622190 A1 EP 3622190A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling device
disk carrier
plate
friction
leaf spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18719429.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Chambrion
Tim Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3622190A1 publication Critical patent/EP3622190A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/38—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/52—Clutches with multiple lamellae ; Clutches in which three or more axially moveable members are fixed alternately to the shafts to be coupled and are pressed from one side towards an axially-located member

Definitions

  • the invention relates to a coupling device and a drive train for a motor vehicle.
  • the plate carriers are usually manufactured by means of roll forming technology, which requires the use of a complex tool and a relatively high energy requirement.
  • WO2013 / 000455 A1 discloses a wet clutch, which is preferably designed as a multi-plate wet clutch for a motorcycle.
  • This clutch comprises an inner basket and an outer basket, which are arranged coaxially on a transmission main shaft.
  • a number of first friction disks are engaged with the outer basket and a number of second friction disks are engaged with the inner basket, the first and second friction disks being arranged coaxially in an alternating sequence.
  • the outer basket may include an additional circumferential ring.
  • the present invention seeks to provide a coupling device with a small volume available, which can be produced with low material and assembly costs and ensures a long life.
  • the invention relates to a coupling device for transmitting a torque between a drive and an output, comprising an inner disk carrier and an outer disk carrier, which are rotatably mounted about an axis of rotation; at least one first friction plate, which is arranged torque-tight and axially displaceable on the inner disk carrier and at least one second friction plate, which is arranged torque-tight and axially displaceable on the outer disk carrier.
  • the first and the second friction plate together form a disk set.
  • the coupling device comprises a force-exerting device for realizing an axial contact pressure on the friction plates in order to transmit a torque between the inner plate carrier and the outer plate carrier via the friction plates and a hub element which serves for the mechanical connection of an abradable, the hub element with the inner plate carrier is connected by means of leaf springs substantially rotationally fixed and a respective leaf spring, each having a first end on the hub member and their respective other, second end on Inner disk carrier is mechanically fixed.
  • One of the terminals of a respective leaf spring is realized by means of a stepped bolt on a respective adjoining component, wherein the stepped bolt in the other, connected by the leaf spring member is guided axially translationally displaceable and the stepped bolt at its the fixing on the component opposite end of a bolt head with a greater radial extent than a passage in the component translating the step bolt.
  • the outer disc carrier is also referred to as a basket.
  • the first and the second friction plates are typically lamellae made of a friction material and platinum-shaped steel plates, which together form a high coefficient of friction and are inexpensive to produce.
  • This embodiment has the advantage that the inner disk carrier, the leaf springs and the hub member together form a compact unit, which is also called leaf spring core, despite the constant action of the leaf springs between the hub member and the inner disk carrier exact positioning of the hub member with respect to the inner disk carrier and consequently ensures easy installation.
  • the coupling device according to the invention is a normally closed coupling, in which therefore a force is applied in order to open it out of the normal state.
  • connection of the leaf spring is realized by means of the stepped bolt on the hub member, wherein the stepped bolt extends translationally displaceable through the inner disk carrier.
  • the coupling device should comprise a counter-plate which is rotationally fixedly connected to the outer disk carrier, wherein the counter-plate has bores and a respective bore is formed at least partially complementary to the cross-section of a bolt head of a stepped bolt.
  • the stepped bolt is mechanically connected by means of a riveted joint with the respective component.
  • the stepped bolt itself forms the rivet.
  • the stepped bolt and the inner disk carrier can be configured such that they form-fit allow a bias of the leaf springs between inner disk carrier and hub member.
  • the coupling device can furthermore have a central nut for mechanically connecting the hub element to a transmission input shaft, as well as a release bearing for compensating for rotation between rotating components of the clutch device and a connected transmission input shaft.
  • the central nut closes the coupling device by displacing the counter-plate into an installed position during assembly in which the leaf springs bring about a defined contact pressure on the plate pack, so that the coupling device can transmit a defined torque.
  • the counter plate can have centering tongues which center the release bearing.
  • the inner disk carrier can have at least one and preferably a plurality of disengaging tongues on which an axially acting force for the purpose of axial displacement of the inner disk carrier and opening of the clutch device can be applied by means of the force application device.
  • These disengaging tongues are preferably arranged on a ring formed by the inner disk carrier, which serves to receive the forces of the leaf springs, wherein the disengaging tongues extend radially inward from the radially inner side of the ring.
  • the inner disk carrier may have at least one and preferably a plurality of driving lugs, which cooperate in a form-fitting manner with first friction disks, so that torque can be transmitted between the driving lug and the first friction disks.
  • the driving lugs are constructed so that the flank centering and the axial support of the axial last arranged Reiblamelle, which is positioned on the side of the arrangement of the hub member and which is preferably a steel plate, is made narrower than the leadership of the remaining friction plates.
  • This embodiment has the advantage that the remaining friction plates are relatively free to move when the coupling device is disengaged and consequently permit a wear-reduced opening of the coupling device.
  • the driving lugs extend substantially coaxially to the axis of rotation of the coupling device.
  • At least one driving lug at the end portion facing away from the Ausgurzunge at least one pressing element is formed, with which an axial force can be applied to the friction plates to press the friction plates together and thus frictionally transmit a torque.
  • an axial displacement of the inner disk carrier and consequently the driving lug and the pressing element causes the contact pressure element to be able to move away from the friction disks and thus the axial pressure on the friction disks is reduced, so that a corresponding relative rotational movement between the individual friction plates can be performed and therefore the coupling device is opened.
  • the coupling device according to the invention does not require an extra pressure plate, since the required contact forces are transmitted to the plate pack via the individual contact elements.
  • the coupling device according to the invention is equipped as a multi-plate clutch, which may preferably find application in a motorcycle, but also the use of the coupling device in a passenger car, truck or tractor should not be excluded.
  • the coupling device according to the invention is designed as a wet clutch.
  • the coupling device according to the invention can be designed as a double clutch or as one of the trend clutches of a hybrid module. The coupling device according to the invention thus represents a cost-effective design solution, in particular for motorcycle clutches, which allows the transmission of a relatively high torque with a small number of components and a small volume.
  • a drive train for a motor vehicle which has a prime mover, in particular an internal combustion engine, and a clutch device according to the invention and a vehicle transmission, wherein the clutch device is mechanically connected to the drive machine and the vehicle transmission.
  • FIG. 1 is a sectional view of a coupling device according to the invention
  • Fig. 5 a further sectional view of the coupling device according to the invention.
  • the general structure of the coupling device according to the invention can be seen in particular from FIG.
  • the coupling device illustrated here comprises an inner disk carrier 10 arranged around a common axis of rotation 1 with a plurality of first friction disks 20 arranged rotationally fixed therewith and an outer disk carrier 30 with a plurality of second friction disks 40 fixed in rotation therewith.
  • the first friction plates 20 and the second friction plates 40 together form the plate pack 50.
  • the coupling device comprises a hub member 60, which is connected by means of a plurality of leaf springs 70 with the inner disk carrier 20 rotationally fixed. Further connections between the hub element 60 and the inner disk carrier 20 are realized by stepped bolts 80.
  • the coupling device comprises a counter-plate 100, which is centered by the stepped bolt 80.
  • the counter plate 100 is rotationally fixed to the output, such as a transmission input shaft connected.
  • the coupling device also comprises a release bearing 120 and a central nut 1 10, which are axially displaceable.
  • the coupling device comprises a bearing bush 140, on which a damper unit 130 is arranged.
  • This damper unit 130 is rotatably connected to the outer disk carrier 30 and has the function of a torsion spring with friction that dampens load surges to protect the connected drive train.
  • the bearing bush 140 serves to equalize a speed difference between the damper unit 130 and a connected transmission input shaft.
  • a to be transmitted from the Kupplungseinnchtung torque or a rotational movement to be transmitted is entered into the damper unit 130 and transmitted from this to the outer disk carrier 30, so that the second friction plates 40 are set in rotation or at this also applies the torque.
  • the normally-closed state of the coupling device transmit the second
  • Reiblamellen 40 frictionally the torque on the first friction plates 20, of which in turn the torque is positively transmitted to the inner disk carrier 10.
  • the torque is in turn transmitted to the hub member 60 via the leaf springs 70.
  • This has centrally arranged an internal toothing 62, which serves the positive connection of the torque to an output, such as a transmission input shaft, not shown here.
  • an output such as a transmission input shaft, not shown here.
  • the embodiment of the coupling device according to the invention can be seen in particular from FIG.
  • the so-called leaf spring core 90 illustrated here comprises the inner disk carrier 10, the hub element 60, the leaf springs 70 arranged therebetween and the stepped bolts 80.
  • leaf springs 70 each with a first end 71 on
  • Hub member 60 are fixed, and are fixed with a respective second end 72 on the inner disk carrier 10. These fixings on the second end 72 on the inner disk carrier 10 are realized in the embodiment shown here by means of rivets, wherein a corresponding rivet extends through a leaf spring riveting bore 16 in the inner disk carrier 10.
  • the mechanical fixation of the first end 71 of a respective leaf spring 70 is effected by a stepped bolt 80, which itself serves as a rivet and thus implements a riveted joint 91.
  • the stepped bolts 80 pass through passages 11 in inner disk carrier 10 and form on the side opposite the connection of the leaf springs 70 a bolt head 81, which is thicker in the radial direction than the bolt shaft 82 of the respective stepped bolt 80, so that a translatory movement of the stepped bolt 80 is prevented by the passage 1 1 in the direction of the hub member 60.
  • leaf spring core 90 shown in FIG. 2 can be made available in a prestressed state so that it can be integrated into a drive train in an axially reduced amount in a simple manner.
  • Figure 3 shows the concrete structural design of the inner disk carrier 10 as a single part. It can be seen that the inner disk carrier 10 has an essentially radially extending ring 12, on the radial inner side of which a plurality of disengaging tongues 13 are arranged, on which the force of the central nut 1 10 or disengaging bearing 120 can act axially.
  • the inner disk carrier 10 comprises coaxially arranged driving lugs 14, which are connected to the ring 12. On the side facing away from the ring 12 14 contact elements 15 are connected to the driving lugs, shown here in the form of webs.
  • FIG. 4 shows, in a perspective view, the counterplate 100 which has bores 101 which, at least in sections, correspond in a complementary way to the shape and size of the cross section of the bolt heads 81 of the stepped bolts 80.
  • the counter-plate 100 comprises radially inwardly extending centering tongues 102, which serve to rest on the release bearing 120 and thus center the counter-plate 100.
  • the recesses 104 serve to receive the riveting points of the stepped bolts in order to avoid collisions with the counterplate.
  • the bores 101 and the centering bores 104 are arranged in the screwing surface 103 of the counterplate 100.
  • FIG. 5 once again shows the coupling device according to the invention with different details of the individual components described.
  • the inventive design of the coupling device makes it possible to produce individual components with relatively little effort, such as, for example, the hub member 60, as shown in Figure 1.
  • the hub element 60 comprises a centrally arranged hub shell 61 with the internal toothing 62 provided therein, and a hub flange 63 adjoining the hub shell 61. It is provided that at least one of the two components hub sleeve 61 and hub flange 63 is made of a material which is softer relative to the other component so that hub sleeve 61 and hub flange 63 can be caulked together.
  • a hub element can be provided in a cost-optimized manner.
  • the coupling device according to the invention allows a simple and cost-effective measure against the effects of centrifugal force-induced widening of the driving lugs 14 of the inner disk carrier 10 characterized in that between the axially last arranged friction plate 21, which belongs to the preferably made of steel first friction plates, and the driving lugs 14 a less radial clearance exists as between the driving lugs 14 and the remaining friction plates 20th
  • a coupling device is thus provided, which ensures a centering of the leaf spring core 90 in relation to the counter plate 100 during assembly in a simple manner and facilitates assembly due to the possibility of biasing the leaf spring core 90.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung und einen Antriebsstrang. Die Kupplungseinrichtung umfasst einen Innenlamellenträger (10) und einen Außenlamellenträger (30); wenigstens ein erste Reiblamelle (20), die drehmomentschlüssig und axial verschiebbar am Innenlamellenträger (10) angeordnet ist; wenigstens eine zweite Reiblamelle (40), die drehmomentschlüssig und axial verschiebbar am Außenlamellenträger (30) angeordnet ist, wobei die erste Reiblamelle (20) und die zweite Reiblamelle (40) zusammen ein Lamellenpaket (50) ausbilden; eine Kraftausübungseinrichtung zur Realisierung eines axialen Anpressdrucks auf die Reiblamellen (20, 40); ein Nabenelement (60), das mit dem Innenlamellenträger (10) mittels Blattfedern (70) im Wesentlichen rotationsfest verbunden ist, wobei eine jeweilige Blattfeder (70) mit jeweils einem ersten Ende (71) am Nabenelement (60) und ihrem jeweils anderen, zweiten Ende (72) am Innenlamellenträger (10) mechanisch fixiert ist; und wobei einer der Anschlüsse einer jeweiligen Blattfeder (70) mittels eines Stufenbolzens (80) an einem jeweiligen anschließenden Bauteil realisiert ist und der Stufenbolzen (80) im jeweils anderen, mittels der Blattfeder (70) angeschlossenen Bauteil axial translatorisch verschiebbar geführt ist und der Stufenbolzen (80) an seinem der Fixierung am Bauteil gegenüberliegenden Ende einen Bolzenkopf (81) mit einer größeren radialen Erstreckung aufweist als ein Durchlass (11) in dem den Stufenbolzen (80) translatorisch führenden Bauteil. Es wird somit eine Kupplungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die eine Zentrierung des Blattfedernkerns (90) in Bezug zur Gegenplatte (100) gewährleistet und die Montage erleichtert.

Description

Kupplungseinrichtung und Antriebsstrang
Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung und einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.
Insbesondere für die Anwendung in Motorrädern sind Blattfederkupplungen bereits etabliert. Allerdings ist die Technologie, die für die Fertigung der Einzelteile umzuset- zen ist, relativ komplex. Die Lamellenträger werden üblicherweise mittels Rollumformtechnologie gefertigt, was die Verwendung eines komplexen Werkzeugs sowie einen relativ hohen Energiebedarf bedingt.
Aus den beiden Dokumenten WO2016/131450 A1 und WO 2016/082832 A1 sind Kupplungseinrichtungen bekannt, bei denen ein Lamellenträger über Blattfedern mit einem Nabenelement im Wesentlichen rotationsfest verbunden ist. Die Blattfedern dienen dabei der der axialen Kraftbeaufschlagung eines Lamellenpakets zwecks reibschlüssiger Übertragung von Drehmoment innerhalb der Kupplungseinrichtung.
Ebenfalls ist es aus der WO2014/139526 A1 bekannt, ein Federmittel zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite einer Kupplungseinrichtung anzuordnen, um die Anpresskraft zu verstärken bzw. um eine zum Schließen der Kupplungseinrichtung benötigte Anpresskraft zu verringern. Mit der in diesem Dokument gelehrten Blattfeder als Federmittel kann die Anpresskraft erzeugt und/oder eine Verstärkung oder Reduzierung der Anpresskraft je nach Betrieb realisiert werden.
Die WO2013/000455 A1 offenbart eine Nasskupplung, die bevorzugt als eine Mehrscheiben-Nasskupplung für ein Kraftrad ausgeführt ist. Diese Kupplung umfasst einen Innenkorb und einen Außenkorb, die koaxial auf einer Getriebehauptwelle angeordnet sind. Mit dem Außenkorb steht eine Anzahl erster Reibscheiben und mit dem Innen- korb eine Anzahl zweiter Reibscheiben in Eingriff, wobei die ersten und zweiten Reibscheiben koaxial in alternierender Reihenfolge angeordnet sind. Zur Abstützung des Außenkorbs unter Fliehkraftbelastung kann der Außenkorb einen zusätzlichen umlaufenden Ring umfassen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungseinrichtung mit kleinem Volumen zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Material-sowie Montageaufwand herstellbar ist und eine lange Lebensdauer gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kupplungsein- richtung sind in den Unteransprüchen 2-9 angegeben. Ergänzend wird ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung nach Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung zur Übertragung eines Drehmomen- tes zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb, umfassend einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger, die um eine Drehachse drehbar gelagert sind; wenigstens ein erste Reiblamelle, die drehmomentschlüssig und axial verschiebbar am Innenlamellenträger angeordnet ist und wenigstens eine zweite Reiblamelle, die drehmomentschlüssig und axial verschiebbar am Außenlamellenträger angeordnet ist. Die erste und die zweite Reiblamelle bilden zusammen ein Lamellenpaket aus. Des weiteren umfasst die Kupplungseinrichtung eine Kraftausübungseinrichtung zur Realisierung eines axialen Anpressdrucks auf die Reiblamellen, um über die Reiblamellen ein Drehmoment zwischen dem Innenlamellenträger und dem Außenlamellenträger zu übertragen sowie ein Nabenelement, das dem mechanischen Anschluss eines Abtrie- bes dient, wobei das Nabenelement mit dem Innenlamellenträger mittels Blattfedern im Wesentlichen rotationsfest verbunden ist und eine jeweilige Blattfeder mit jeweils einem ersten Ende am Nabenelement und ihrem jeweils anderen, zweiten Ende am Innenlamellenträger mechanisch fixiert ist. Einer der Anschlüsse einer jeweiligen Blattfeder ist mittels eines Stufenbolzens an einem jeweiligen anschließenden Bauteil realisiert ist, wobei der Stufenbolzen im jeweils anderen, mittels der Blattfeder angeschlossenen Bauteil axial translatorisch verschiebbar geführt ist und der Stufenbolzen an seinem der Fixierung am Bauteil gegenüberliegenden Ende einen Bolzenkopf mit einer größeren radialen Erstreckung aufweist als ein Durchlass in dem den Stufenbolzen translatorisch führenden Bauteil.
Der Außenlamellenträger wird auch als Korb bezeichnet. Die ersten und die zweiten Reiblamellen sind typischerweise Lamellen aus einem Reibmaterial sowie platinen- förmige Stahllamellen, die zusammen einen hohen Reibwert ausbilden und kostengünstig herstellbar sind.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Innenlamellenträger, die Blattfedern und das Nabenelement zusammen eine kompakte Einheit, die auch Blattfedernkern genannt wird, ausbildet, der trotz ständiger Wirkung der Blattfedern zwischen dem Nabenelement und dem Innenlamellenträger eine exakte Positionierung des Nabenelements in Bezug zum Innenlamellenträger sowie demzufolge eine einfache Montage gewährleistet.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung eine normalgeschlossene Kupplung, bei der also eine Kraft aufzubringen ist, um sie aus dem Normal-Zustand heraus zu öffnen.
Vorzugsweise ist der Anschluss der Blattfeder mittels des Stufenbolzens am Nabenelement realisiert, wobei sich der Stufenbolzen translatorisch verschiebbar durch den Innenlamellenträger erstreckt.
Dabei soll allerdings auch eine umgekehrte Ausgestaltung nicht ausgeschlossen werden, bei der die Blattfeder mittels dem Stufenbolzen am Innenlamellenträger fixiert ist und der Stufenbolzen sich translatorisch verschiebbar durch das Nabenelement erstreckt.
Weiterhin sollte die Kupplungseinrichtung eine Gegenplatte umfassen, die rotations- fest mit dem Außenlamellenträger verbunden ist, wobei die Gegenplatte Bohrungen aufweist und eine jeweilige Bohrung zumindest abschnittsweise komplementär zum Querschnitt eines Bolzenkopfes eines Stufenbolzens geformt ist. Derart lässt sich bei der Montage gewährleisten, dass bei Einführung des Bolzenkopfes eines Stufenbolzen in eine entsprechende Bohrung in der Gegenplatte eine exakte Winkelpositionierung der Stufenbolzen und demzufolge eine Zentrierung des Innen- lamellenträgers und des daran angeschlossenen Nabenelements in Bezug zur Gegenplatte und demzufolge zum Außenlamellenträger erfolgt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Stufenbolzen mittels einer Nietverbindung mit dem jeweiligen Bauteil mechanisch verbunden ist. Dabei bildet der Stufenbolzen selbst den Niet aus.
Die Stufenbolzen sowie der Innenlamellenträger können derart ausgestaltet sein, dass sie formschlüssig eine Vorspannung der Blattfedern zwischen Innenlamellenträger und Nabenelement ermöglichen.
Das bedeutet, dass insbesondere durch den radial weiter auskragenden Kopf eines Stufenbolzens realisiert wird, dass sich der Innenlamellenträger in einem bestimmten, definierten maximalen Abstand zum Nabenelement befindet. In dieser Position sind die Blattfedern vorgespannt. Dies erleichtert die Montage der Kupplungseinrichtung dahingehend, dass zum Einbau der auch als Blattfedernkern bezeichneten Einheit aus Innenlamellenträger, Nabenelement und Blattfedern, sowie gegebenenfalls zum Lamellentausch, ein geringerer Aufwand zur axialen Vorspannung zu betreiben ist.
Die Kupplungseinrichtung kann weiterhin eine Zentralmutter zum mechanischen An- schluss des Nabenelements an eine Getriebeeingangswelle, sowie ein Ausrücklager zum Ausgleich einer Rotation zwischen rotierenden Bauelementen der Kupplungsein- richtung und einer angeschlossenen Getriebeeingangswelle aufweisen.
Die Zentralmutter schließt die Kupplungseinrichtung, indem sie bei der Montage die Gegenplatte in eine Einbaulage verschiebt, in der die Blattfedern eine definierte Anpresskraft auf das Lamellenpaket bewirken, so dass die Kupplungseinrichtung ein de- finiertes Drehmoment übertragen kann.
Die Gegenplatte kann dabei über Zentrierzungen verfügen, die das Ausrücklager zentrieren. Der Innenlamellenträger kann wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Ausrückzungen aufweisen, auf die mittels der Kraftausübungseinrichtung eine axial wirkende Kraft zwecks axialer Verschiebung des Innenlamellenträgers und Öffnung der Kupp- lungseinrichtung aufbringbar ist. Diese Ausrückzungen sind bevorzugt an einem vom Innenlamellenträger ausgebildeten Ring angeordnet, der der Aufnahme der Kräfte der Blattfedern dient, wobei sich die Ausrückzungen von der radial inneren Seite des Ringes nach radial innen erstrecken.
Weiterhin kann der Innenlamellenträger wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Mitnahmelaschen aufweisen, die formschlüssig mit ersten Reiblamellen zusammenwirken, so dass Drehmoment zwischen der Mitnahmelasche und den ersten Reiblamellen übertragbar ist.
Die Mitnahmelaschen sind so konstruiert, dass die Flankenzentrierung und die axiale Abstützung der axialen zuletzt angeordneten Reiblamelle, die an der Seite der Anordnung des Nabenelements positioniert ist und die vorzugsweise eine Stahllamelle ist, enger ausgeführt ist als die Führung der restlichen Reiblamellen.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die restlichen Reiblamellen beim Ausrücken der Kupplungseinrichtung relativ frei beweglich sind und demzufolge ein verschleiß- gemindertes Öffnen der Kupplungseinrichtung ermöglichen. Mit der axial zuletzt angeordneten Reiblamelle lässt sich die Verformung der Mitnahmelasche unter Auswirkung großer Fliehkräfte bei hohen Drehzahlen vermeiden, da diese Reiblamelle ein geringeres Spiel in Bezug zu der oder den Mitnahmelaschen aufweist. Die Mitnahmelaschen erstrecken sich im Wesentlichen koaxial zur Drehachse der Kupplungseinrichtung. An wenigstens einer Mitnahmelasche an deren der Ausrückzunge abgewandten Endbereich ist wenigstens ein Anpresselement ausgebildet, mit welchem eine axiale Kraft auf die Reiblamellen aufbringbar ist, um die Reiblamellen aneinander zu drücken und derart reibschlüssig ein Drehmoment zu übertragen. Ent- sprechend bewirkt eine axiale Verschiebung des Innenlamellenträgers und demzufolge der Mitnahmelasche und des Anpresselementes, dass sich das Anpresselement von den Reiblamellen entfernen kann und somit der axiale Druck an den Reiblamellen reduziert wird, so dass entsprechend zwischen den einzelnen Reiblamellen eine Rela- tiv-Rotationsbewegung durchgeführt werden kann und demzufolge die Kupplungseinrichtung geöffnet ist. Das bedeutet, dass die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung ohne eine extra Anpressplatte auskommt, da die erforderlichen Anpresskräfte über die einzelnen Anpresselemente auf das Lamellenpaket übertragen werden.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung als eine Mehrscheibenkupplung ausgestattet, die bevorzugt in einem Motorrad Anwendung finden kann, wobei jedoch auch die Nutzung der Kupplungseinrichtung in einem Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder auch Traktor nicht ausgeschlossen sein soll. In der Anwendung als Kupplungseinrichtung eines Motorrades ist vorzugsweise vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung als Nasskupplung ausgeführt ist. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung als eine Doppelkupplung oder auch als eine der Trendkupplungen eines Hybridmoduls ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung stellt somit eine kostengünstige konstruktive Lösung insbesondere für Motorrad-Kupplungen dar, welche mit einer geringen Anzahl an Bauelementen sowie einem geringen Bauvolumen die Übertragung eines relativ hohen Drehmomentes ermöglicht. Ergänzend wird erfindungsgemäß ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welcher eine Antriebsmaschine, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, sowie eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung und ein Fahrzeuggetriebe aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung mit der Antriebsmaschine und dem Fahrzeuggetriebe mechanisch verbunden ist.
Die Begriffe radial und axial beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Drehachse der Kupplungseinrichtung.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
Fig. 1 : eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung,
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung des Blattfedernkerns,
Fig. 3: eine perspektivische Darstellung des Innenlamellenträgers,
Fig. 4: eine perspektivische Darstellung der Gegenplatte,
Fig. 5: eine weitere Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung. Der generelle Aufbau der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung ist insbesondere aus Figur 1 ersichtlich. Die hier dargestellte Kupplungseinrichtung umfasst um eine gemeinsame Drehachse 1 angeordnet einen Innenlamellenträger 10 mit mehreren diesbezüglich rotationsfest angeordneten erste Reiblamellen 20 sowie einen Außen- lamellenträger 30 mit mehreren diesbezüglich rotationsfest angeordneten zweiten Reiblamellen 40.
Die ersten Reiblamellen 20 sowie die zweiten Reiblamellen 40 bilden zusammen das Lamellenpaket 50 aus.
Weiterhin umfasst die Kupplungseinrichtung ein Nabenelement 60, welches mittels mehrerer Blattfedern 70 mit dem Innenlamellenträger 20 rotationsfest verbunden ist. Weitere Verbindungen zwischen dem Nabenelement 60 und dem Innenlamellenträger 20 sind durch Stufenbolzen 80 realisiert.
Weiterhin umfasst die Kupplungseinrichtung eine Gegenplatte 100, die durch die Stufenbolzen 80 zentriert ist. Die Gegenplatte 100 ist rotationsfest mit dem Abtrieb, wie z.B. einer Getriebeeingangswelle, verbunden. Zentral auf der Drehachse 1 angeord- net umfasst die Kupplungseinrichtung außerdem ein Ausrücklager 120 sowie eine Zentralmutter 1 10, die axial verschiebbar sind. Auf der axial diesen Bauteilen gegenüberliegenden Seite umfasst die Kupplungseinrichtung eine Lagerbuchse 140, auf der eine Dämpfereinheit 130 angeordnet ist. Diese Dämpfereinheit 130 ist rotationsfest mit dem Außenlamellenträger 30 verbunden und hat die Funktion einer Torsionsfeder mit Reibung, die Lastwechselschläge dämpft, um den angeschlossenen Antriebsstrang zu schützen. Die Lagerbuchse 140 dient dem Ausgleich einer Drehzahldifferenz zwischen der Dämpfereinheit 130 sowie einer angeschlossenen Getriebeeingangswelle. Ein von der Kupplungseinnchtung zu übertragendes Drehmoment bzw. eine zu übertragende Drehbewegung wird in die Dämpfereinheit 130 eingetragen und von dieser auf den Außenlamellenträger 30 übertragen, so dass die zweiten Reiblamellen 40 in Rotation versetzt werden bzw. an diesen ebenfalls das Drehmoment anliegt. Im normal-geschlossenen Zustand der Kupplungseinrichtung übertragen die zweiten
Reiblamellen 40 reibschlüssig das Drehmoment auf die ersten Reiblamellen 20, von denen wiederum das Drehmoment formschlüssig auf den Innenlamellenträger 10 übertragen wird.
Von diesem wird das Drehmoment wiederum über die Blattfedern 70 auf das Nabenelement 60 übertragen. Dieses weist zentral angeordnet eine Innenverzahnung 62 auf, die der formschlüssigen Ableitung des Drehmomentes auf einen Abtrieb, wie zum Beispiel auf eine hier nicht dargestellte Getriebeeingangswelle, dient. Bei axialer Verschiebung der Zentralmutter 1 10 bzw. des Ausrücklagers 120 wird der Innenlamellenträger 10 in der hier dargestellten Position der Kupplungseinrichtung gegen die von den Blattfedern 70 erzeugten axialen Kräfte nach unten gedrückt, so dass die axial wirkenden Andruckkräfte zwischen den Reiblamellen 20,50 verringert werden und demzufolge der Drehmoment-Fluss durch die Kupplungseinrichtung ver- ringert bzw. unterbrochen wird und die Kupplungseinrichtung dementsprechend geöffnet wird.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung ist insbesondere aus Figur 2 ersichtlich. Der hier dargestellte sogenannte Blattfedernkern 90 umfasst den Innenlamellenträger 10, das Nabenelement 60, die dazwischen angeordneten Blattfedern 70 sowie die Stufenbolzen 80.
Es ist ersichtlich, dass die Blattfedern 70 mit jeweils einem ersten Ende 71 am
Nabenelement 60 fixiert sind, und mit einem jeweils zweiten Ende 72 am Innenlamellenträger 10 fixiert sind. Diese Fixierungen am zweiten Ende 72 am Innenlamellenträ- ger 10 sind in der hier dargestellten Ausführungsform mittels Nieten realisiert, wobei sich ein entsprechendes Niet durch eine Blattfedernvernietungsbohrung 16 in Innenlamellenträger 10 erstreckt. Die mechanische Fixierung des ersten Endes 71 einer jeweiligen Blattfeder 70 erfolgt durch einen Stufenbolzen 80, der hier selbst als Niet dient und somit eine Nietverbindung 91 realisiert.
Die Stufenbolzen 80 führen durch Durchlässe 1 1 in Innenlamellenträger 10 hindurch und bilden auf der dem Anschluss der Blattfedern 70 gegenüberliegenden Seite einen Bolzenkopf 81 aus, der in radialer Richtung dicker ist als der Bolzenschaft 82 des jeweiligen Stufenbolzens 80, so dass eine translatorische Bewegung des Stufenbolzen 80 durch den Durchläse 1 1 in Richtung auf das Nabenelement 60 verhindert ist.
Dies bewirkt, dass der in Figur 2 dargestellte Blattfedernkern 90 in einem vorgespann- ten Zustand zur Verfügung gestellt werden kann, sodass er in einem axial reduzierten Maß in einfacher Weise in einen Antriebsstrang integriert werden kann.
Figur 3 zeigt den konkreten konstruktiven Aufbau des Innenlamellenträgers 10 als Einzelteil. Es ist ersichtlich, dass der Innenlamellenträger 10 einen sich im Wesentli- chen radial erstreckenden Ring 12 aufweist, an dessen radialer Innenseite mehrere Ausrückzungen 13 angeordnet sind, auf die axial die Kraft von Zentralmutter 1 10 bzw. Ausrücklager 120 wirken kann.
Des Weiteren umfasst der Innenlamellenträger 10 koaxial angeordnete Mitnahmelaschen 14, die an den Ring 12 angeschlossen sind. An der dem Ring 12 abgewandten Seite sind an die Mitnahmelaschen 14 Anpresselemente 15 angeschlossen, hier in Form von Stegen dargestellt.
Diese Anpresselemente 15 beaufschlagen das Lamellenpaket 50 aufgrund der Kraftwirkung der Blattfedern 70 mit einer entsprechenden axialen Kraft. Durch diese vereinfachte Konstruktion bedarf die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung keiner An- Ordnung einer Anpressplatte.
Figur 4 zeigt in perspektivischer Ansicht die Gegenplatte 100, die Bohrungen 101 aufweist, die zumindest abschnittsweise komplementär der Form und Größe des Querschnittes der Bolzenköpfe 81 der Stufenbolzen 80 entsprechen. Dies ermöglicht es, zumindest bei der Montage den Blattfedernkern 90 mittels der Bolzenköpfe 81 über die Bohrungen 101 der Gegenplatte 100 in Bezug zu dieser und somit auch zum Außenlamellenträger 30 zu positionieren. Des Weiteren umfasst die Gegenplatte 100 nach radial innen erstreckende Zentrierzungen 102, die der Anlage am Ausrücklager 120 und derart der Zentrierung der Gegenplatte 100 dienen.
Die Aussparungen 104 dienen zur Aufnahme der Nietstellen der Stufenbolzen, um Kollisionen mit der Gegenplatte zu vermeiden.
Die Bohrungen 101 sowie die Zentrierbohrungen 104 sind dabei in der Verschrau- bungsfläche 103 der Gegenplatte 100 angeordnet.
Figur 5 zeigt die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung noch einmal mit unter- schiedlichen Details der einzelnen, beschriebenen Bauelemente.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung ermöglicht es, einzelne Bauelemente mit relativ geringem Aufwand zu produzieren, so wie zum Beispiel das Nabenelement 60, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Das Nabenelement 60 umfasst eine zentral angeordnete Nabenhülse 61 mit der darin vorgesehenen Innenverzahnung 62, sowie einen an die Nabenhülse 61 anschließenden Nabenflansch 63. Es ist vorgesehen, zumindest eines der beiden Bauteile Nabenhülse 61 und Nabenflansch 63 aus einem im Verhältnis zum anderen Bauteil weicheren Material auszuführen, so dass Nabenhülse 61 und Nabenflansch 63 miteinander verstemmt werden können. Zur Herstellung einer mittels Verstemmen geeigneten Kontur von Nabenhülse 61 und Nabenflansch 63
können diese an ihren einander zugewandten Seiten jeweils eine Verzahnung aufweisen, die komplementär zu Verzahnung des jeweils anderen Bauteils ausgeführt ist. Derart lässt sich in kostenoptimierter Weise ein Nabenelement zur Verfügung stellen.
Des Weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung eine einfache und kostengünstige Maßnahme gegen die Auswirkungen einer fliehkraftbedingten Aufweitung der Mitnahmelaschen 14 des Innenlamellenträgers 10 dadurch, dass zwischen der axial zuletzt angeordnete Reiblamelle 21 , die zu den bevorzugt aus Stahl gefertigten ersten Reiblamellen gehört, und den Mitnahmelaschen 14 ein geringeres radiales Spiel besteht als zwischen den Mitnahmelaschen 14 und den restlichen Reiblamellen 20. Mit der hier vorgeschlagenen Erfindung wird somit eine Kupplungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die bei der Montage in einfacher Weise eine Zentrierung des Blattfedernkerns 90 in Bezug zur Gegenplatte 100 gewährleistet und aufgrund der Möglich- keit der Vorspannung des Blattfedernkerns 90 die Montage erleichtert.
Bezugszeichenliste
1 Drehachse
10 Innenlamellenträger
1 1 Durchlass
12 Ring
13 Ausrückzunge
14 Mitnahmelasche
15 Anpresselement
16 Blattfedernvernietungsbohrung
20 erste Reiblamelle
21 axial zuletzt angeordneten Reiblamelle
30 Außenlamellenträger
40 zweite Reiblamelle
50 Lamellenpaket
60 Nabenelement
61 Nabenhülse
62 Innenverzahnung
63 Nabenflansch
70 Blattfeder
71 erstes Ende
72 zweites Ende
80 Stufenbolzen
81 Bolzenkopf
82 Bolzenschaft
90 Blattfedernkern
91 Nietverbindung
100 Gegenplatte
101 Bohrung
102 Zentrierzunge
103 Verschraubungsfläche
104 Aussparung 1 10 Zentralmutter
120 Ausrücklager
130 Dämpfereinheit
140 Lagerbuchse

Claims

Patentansprüche
Kupplungseinrichtung zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb, umfassend einen Innenlamellenträger (10) und einen Außenlamellenträger (30), die um eine Drehachse drehbar gelagert sind; wenigstens ein erste Reiblamelle (20), die drehmomentschlüssig und axial verschiebbar am Innenlamellenträger (10) angeordnet ist; wenigstens eine zweite Reiblamelle (40), die drehmomentschlüssig und axial verschiebbar am Außenlamellenträger (30) angeordnet ist, wobei die erste Reiblamelle (20) und die zweite Reiblamelle (40) zusammen ein Lamellenpaket (50) ausbilden; eine Kraftausübungseinrichtung zur Realisierung eines axialen Anpressdrucks auf die Reiblamellen (20,40), um über die Reiblamellen (20,40) ein Drehmoment zwischen dem Innenlamellenträger (10) und dem Außenlamellenträger (30) zu übertragen; ein Nabenelement (60), das dem mechanischen Anschluss eines Abtriebes dient, wobei das Nabenelement (60) mit dem Innenlamellenträger (10) mittels Blattfedern (70) im Wesentlichen rotationsfest verbunden ist und eine jeweilige Blattfeder (70) mit jeweils einem ersten Ende (71 ) am Nabenelement (60) und ihrem jeweils anderen, zweiten Ende (72) am Innenlamellenträger (10) mechanisch fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Anschlüsse einer jeweiligen Blattfeder (70) mittels eines Stufenbolzens (80) an einem jeweiligen anschließenden Bauteil realisiert ist und der Stufenbolzen (80) im jeweils anderen, mittels der Blattfeder (70) angeschlossenen Bauteil axial translatorisch verschiebbar geführt ist und der Stufenbolzen (80) an seinem der Fixierung am Bauteil gegenüberliegenden Ende einen Bolzenkopf (81 ) mit einer größeren radialen Erstreckung aufweist als ein Durchlass (1 1 ) in dem den Stufenbolzen (80) translatorisch führenden Bauteil.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss der Blattfeder (70) mittels des Stufenbolzens (80) am Nabenelement (60) realisiert ist und der Stufenbolzen (80) sich translatorisch verschiebbar durch den Innenlamellenträger (10) erstreckt.
3. Kupplungseinnchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung weiterhin eine Gegenplatte (100) umfasst, die rotationsfest mit dem Außenlamellenträger (30) verbunden ist, wobei die Gegenplatte (100) Bohrungen (101 ) aufweist und eine jeweilige Bohrung (101 ) zumindest abschnittsweise komplementär zum Querschnitt eines Bolzenkopfes (81 ) eines Stufenbolzens (80) geformt ist.
4. Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stufenbolzen (80) mittels einer Nietverbindung mit dem jeweiligen Bauteil mechanisch verbunden ist.
5. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufenbolzen (80) sowie der Innenlamellenträger (10) derart ausgestaltet sind, dass sie formschlüssig eine Vorspannung der Blattfedern (70) zwischen Innenlamellenträger (10) und Nabenelement (60) ermöglichen.
6. Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung weiterhin eine Zentralmutter (1 10) zum mechanischen Anschluss des Nabenelements (60) an eine Getriebeeingangswelle, sowie ein Ausrücklager (120) zum Ausgleich einer Rotation zwischen rotierenden Bauelementen der Kupplungseinrichtung und einer angeschlossenen Getriebeeingangswelle aufweist.
7. Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (10) wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Ausrückzungen (13) aufweist, auf die mittels der Kraftausübungseinrichtung eine axial wirkende Kraft zwecks axialer Verschiebung des Innenlamellenträgers (10) und Öffnung der Kupplungseinrichtung aufbringbar ist. Kupplungseinnchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (10) wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Mitnahmelaschen (14) aufweist, die formschlüssig mit ersten Reiblamellen (20) zusammenwirken, so dass Drehmoment zwischen der Mitnahmelasche (14) und den ersten Reiblamellen (20) übertragbar ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich di Mitnahmelaschen (14) im Wesentlichen koaxial zur Drehachse (1 ) der Kupplungseinrichtung erstrecken und an wenigstens einer Mitnahmelasche (14) an deren der Ausrückzunge (13) abgewandten Endbereich wenigstens ein Anpresselement (15) ausgebildet ist, mit welchem eine axiale Kraft auf die Reiblamellen (20,40) aufbringbar ist, um die Reiblamellen (20,40) aneinander zu drücken und derart reibschlüssig ein Drehmoment zu übertragen.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsmaschine, insbesondere mit einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend eine Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 -9, sowie ein Fahrzeuggetriebe, wobei die Kupplungseinrichtung mit der Antriebsmaschine und dem Fahrzeuggetriebe mechanisch verbunden ist.
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