EP4127501A1 - Reibkupplung mit einem deckel aus blech mit gefalteten wälzlagersitzen, getriebeanordnung und herstellverfahren - Google Patents

Reibkupplung mit einem deckel aus blech mit gefalteten wälzlagersitzen, getriebeanordnung und herstellverfahren

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EP4127501A1
EP4127501A1 EP21712016.1A EP21712016A EP4127501A1 EP 4127501 A1 EP4127501 A1 EP 4127501A1 EP 21712016 A EP21712016 A EP 21712016A EP 4127501 A1 EP4127501 A1 EP 4127501A1
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EP
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friction clutch
bearing
bearing seat
cover
friction
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Definitions

  • the inventive solution consists in folding the sheet metal after / during a deformation of the cover between the two future bearing seats in a radial direction so that the material for later machining is partly for the first and partly for the second Bearing seat remains in place.
  • the proportion of material for both bearing seats can be distributed as desired.
  • the sheet metal when forming the cover between the two future bearing seats should be folded / creased / bent over in the axial direction so that the material for a later machining of the shoulder and groove to accommodate the circlips of both bearing seats is partly for the first and partly remains available for the second bearing seat.
  • the amount of material for both bearing seats can be distributed as desired and required.
  • Fig. 4 shows a cross section through the cover of the friction clutch from Fig. 1 with Wälzla like, which are assigned to an inner bearing seat and an outer bearing seat, and

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibkupplung (1) für einen Antriebsstrang (2) eines Kraft fahrzeugs (3), mit einem Deckel (8), der zum Gelagertwerden in einem Getriebegehäuse (4) und/oder Lagern einer Welle (5) einen inneren Lagersitz (6) und/oder einen äußeren Lagersitz (7) zur jeweiligen Aufnahme eines Wälzlagers (9, 10) aufweist, wobei der Deckel (8) ein (Tiefzieh-)Blechbauteil ist, und wobei eine faltenaufweisende Kontur (11) im Bereich zumindest einer der Lagersitze (6 und/oder 7) / des Lagersitzes (6 oder 7) vorhanden ist. Die Erfindung betrifft auch eine Getriebeanordnung mit einem Getriebegehäuse (4), in dem über ein Wälzlager (9 oder 10) abgestützt die Reibkupplung (1) gemäß der Erfindung eingesetzt ist und eine Eingangswelle (5) über ein weiteres Wälzlager (10 oder 9) im Deckel (8) der Reibkupplung (1) gelagert ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Reibkupplung (1), wobei der Lagersitz (6 oder 7) oder die Lagersitze (6 und 7) gefallen werden.

Description

REIBKUPPLUNG MIT EINEM DECKEL AUS BLECH MIT GEFALTETEN WÄLZLAGERSITZEN,
GETRIEBEANORDNUNG UND HERSTELLVERFAHREN
Die Erfindung betrifft eine Reibkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahr zeugs, bspw. eines Hybridfahrzeugs, mit einem Deckel, der zum Gelagertwerden in einem Getriebegehäuse und/oder Lagern einer Welle einem inneren Lagersitz und/o der einem äußeren Lagersitz zur jeweiligen Aufnahme eines Wälzlagers aufweist, wo bei der Deckel ein (Tiefzieh-)Blechbauteil ist.
Aus dem Stand der Technik gibt es bereits zahlreiche Reibkupplungen, auch solche, die in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden. So offenbart bspw. die DE 102017 127 917 A1 eine Kupplungsanordnung für ein Fahrzeug. Diese Kupplungsanordnung um fasst eine Reibkupplung, die zwischen einer Antriebswelle und einer Getriebeein gangswelle zur Übertragung von Drehmomenten angeordnet ist. Sie umfasst ferner eine Getriebeeingangswelle und ein Ausrücklager, wobei die Reibkupplung eine Ge genplatte, eine in einer axialen Richtung zum Öffnen und Schließen der Reibkupplung durch das Ausrücklager verlagerbare Anpressplatte und eine zwischen der Gegen platte und der Anpressplatte angeordnete Kupplungsscheibe aufweist. Die Getriebe eingangswelle erstreckt sich, ausgehend von einem die Getriebeeingangswelle tra genden Hauptlager durch das Ausrücklager, die Anpressplatte und die Kupplungs scheibe bis zu einem ersten Ende, wobei das erste Ende über ein Pilotlager in der Ge genplatte gelagert ist. Bei einer Kupplungsanordnung ist das erste Ende der Getriebe eingangswelle von einem Ausgleichselement umfasst, das bei einem Verkippen der Reibkupplung gegenüber der Getriebeeingangswelle mit dem Pilotlager in einer Wirk verbindung steht.
Reibkupplungen werden häufig als Rotorträger bei elektrischen Maschinen für Hyb- ridmodule eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Im vorliegenden Fall ist dies auch das Ziel.
Aus Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich sind die aus einem Stück eines Stahlble ches geformten Deckel für Kupplungsdruckplatten und Doppelkupplungen bekannt, wobei diese einen koaxial zur Rotationsachse der Kupplung angeordneten Lagersitz aufweisen. Der Lagersitz kann sowohl für den Außenring oder auch für den Innenring eines Wälzlagers vorgesehen werden. Der Lagersitz kann mit einer Schulter zur axia len Abstützung des Wälzlagers ausgestattet werden. Der Lagersitz kann mit einem o- der mehreren Nuten für die Montage der Sicherungsringe vorgesehen werden. Die La gersitze werden nach dem Umformen des Deckels meistens spanend bearbeitet. In einigen Fällen ist es notwendig den Deckel mit zwei Lagesitzen zu versehen und zwar für einen Innenring des Wälzlagers für die Lagerung bspw. in einem Getriebegehäuse und für einen Außenring des Wälzlagers für die Lagerung bspw. einer Welle. Die La gersitze müssen dabei radial übereinander oder mit nur geringem axialem Versatz an geordnet werden, um die ganze Konstruktion möglichst kompakt in axialer Richtung gestalten zu können. Die beiden Durchmesser des Außen- bzw. des Innenrings der gewählten Wälzlager unterscheiden sich meistens so, dass entweder der Deckel aus mindestens zwei miteinander verbundenen Komponenten gefertigt werden muss, oder die Blechstärke für die anderen Bereiche außer den Lagersitzen unnötig groß wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aus dem Stand der Technik be kannten Nachteile abzustellen oder wenigstens zu mildern. Im Speziellen ist die Auf gabe darin zu sehen, eine Lösung zu finden, welche trotz gegebenem Unterschied zwischen Außen- und Innenringen von inneren bzw. äußeren Wälzlagern bei geringer Blechstärke für die Fertigung des Deckels aus einem Stück Wege aufzeigt. Ferner be steht die Aufgabe darin, trotz axialem Versatz zwischen dem äußeren und dem inne ren Wälzlager das Anfertigen der Schulter und der Nuten für die Montage der Siche rungsringe zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Reibkupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine faltenaufweisende Kontur im Bereich zumindest einer der Lagersitze / des Lagersitzes vorhanden ist.
Mit anderen Worten besteht die erfinderische Lösung darin, dass Blech nachdem / bei einem Umformen des Deckels zwischen den künftigen beiden Lagersitzen so in radi ale Richtung zu falten, dass das Material für eine spätere spanende Bearbeitung zum Teil für den ersten und zum Teil für den zweiten Lagersitz vorhanden bleibt. Den Ma terialanteil für beide Lagersitze kann man nach Wunsch verteilen. Das Blech beim Umformen des Deckels zwischen den künftigen beiden Lagersitzen soll so in axiale Richtung gefalten / gefaltzt / umgebogen werden, dass das Material für eine spätere spanende Bearbeitung der Schulter und Nut zur Aufnahme der Siche rungsringe beider Lagersitze zum Teil für den ersten und zum Teil für den zweiten La gersitz vorhanden bleibt. Den Materialanteil für beide Lagersitze kann man nach Wunsch und Anforderung verteilen.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und wer den nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn im Lagersitz radiale Falten vorhanden sind. Die Reibkupp lung kann dann einen Deckel umfassen, welcher aus einem Stück Stahlblech gefertigt ist. Das Einsetzen eines Wälzlagers in den Lagersitz zur Lagerung einer Eingangs welle ist dann geschickt möglich. Ferner kann eine Nut eingebracht werden, um einen Sicherungsring zu montieren. Die Kupplung kann dann während der Montage mit dem Wälzlager versehen werden, welches bspw. in einem Getriebegehäuse eines Kraft fahrzeuges eingebaut ist. Der Kupplungsdeckel wird dabei mit dem Lagersitz in einen Innenring eines Wälzlagers eingeführt und mittels auf einer Nut montiertem Siche rungsring gegen axiales Verschieben gesichert.
Es hat sich bewährt, wenn die Kontur im Bereich des zumindest einen Lagersitzes o- der der beiden Lagersitze sinusoidal in Umfangsrichtung umläuft. Der Deckel ist dann so fertigbar, dass das Material für eine spätere spanende Bearbeitung der Lagersitze durch die Falten in die radiale Richtung / Umfalten in radiale Richtung gewonnen wurde. Die Materialverteilung zwischen den beiden Lagersitzen ist anforderungsge recht wählbar.
Die Fertigung wird erleichtert, wenn die radialen Falten so dicht gewählt sind und so eng aneinander liegen, dass für eine spanende Bearbeitung des Lagersitzes bei Ab zug des geplanten Beseitigungsmaterials für eine gewünschte Stabilität genug / aus reichend Restmaterial verbleibt. Es wird somit eine virtuelle Materialdicke vorgehalten, die dann für den Endzustand bspw. spanend reduziert wird. Der Deckel ist also so ge fertigt, dass das Material ausreichend groß ist, sodass bei einer spanenden Bearbei tung die Schultern für die Wälzlagerringe und die Nuten für die Montage von Siche rungsringen verbleiben. So wird also ein Falten in axialer Richtung eingesetzt. Diese Falten in axialer Richtung unterstützen somit das Ausarbeiten der Schulter und der Nuten für die Sicherungsringe. Auch hier ist die Materialverteilung zwischen der Schulter und der Nut bzgl. des inneren Lagersitzes und/oder des äußeren Lagersitzes anforderungsgerecht zu wählen.
Es hat sich auch bewährt, wenn in die Falten eine, sich vorzugsweise über den Um fang erstreckende Nut zur Aufnahme eines Sicherungsringes eingebracht ist. Eine Si cherung gegen axiales Verrutschen ist dann mit kostengünstigen Mitteln erreichbar. Auch verbleibt die Montage einfach.
Wenn die faltenaufweisende Kontur auf ihrer Innen- und Außenseite zum Ausbilden je eines Lagersitzes spanend bearbeitet ist, so kann auch eine ausreichende Oberflä chengüte gestellt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel an einer Fläche, die senkrecht zur Rotationsachse des Deckels ausgerichtet ist, bspw. einer Stirnfläche, insbesondere an einem Ende, axiale Falten besitzt.
Der Montage ist es zuträglich, wenn eine Nut für einen einem Innenlager zugeordne ten Sicherungsring dem Bereich mit axialen Falten ferner ist als eine Nut für einen ei nem Außenlager zugeordneten Sicherungsring.
Die Erfindung betrifft auch eine Getriebeanordnung mit einem Getriebegehäuse, in dem über ein Wälzlager abgestützt die Reibkupplung gemäß der Erfindung eingesetzt ist und eine Eingangswelle über ein weiteres Wälzlager im Deckel der Reibkupplung gelagert ist. Letztlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen der erfindungszent ralen Reibkupplung, wobei der Lagersitz oder die Lagersitze (bspw. radial) gefalten werden.
Im Zentrum der Erfindung steht letztlich ein Kupplungsdeckel, dessen Lagersitz(e) durch radiales Falten des Bleches erhalten ist/sind. Schultern werden durch axiales Falten erhalten. Anschließend kann eine spanende Bearbeitung vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei ist eine erste Ausführungsform dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Reibkupplung, wobei nicht alle für die Reibkupplung wertvollen Bauteile dargestellt sind,
Fig. 2 eine vergrößerte Längsschnittdarstellung durch den singulär dargestellten De ckel der Reibkupplung aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie III aus Fig. 2 durch den Deckel der erfindungsgemäßen Reibkupplung,
Fig. 4 einen Querschnitt durch den Deckel der Reibkupplung aus Fig. 1 mit Wälzla gern, die einem inneren Lagersitz und einem äußeren Lagersitz zugeordnet sind, und
Fig. 5 der Aufbau eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges mit eingesetzter Reibkupplung nach Fig. 1.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. ln Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibkupplung 1 dargestellt. Die Reibkupplung 1 ist zum Verbaut werden in einem Antriebsstrang 2 ei nes Kraftfahrzeuges 3, vorgesehen, weswegen insbesondere auf die Fig. 5 verwiesen wird.
Zurückkommend auf Fig. 1 sei erläutert, dass die Reibkupplung 1 rotierbar in einem Getriebegehäuse 4 eingesetzt ist. Im Inneren der Reibkupplung 1 ist eine Welle 5, wie eine Eingangswelle rotierbar eingesetzt. Für diese doppelte Lagerung gibt es einen in neren Lagersitz 6 und einen äußeren Lagersitz 7 an einem Deckel 8 der Reibkupplung 1. Dort sind Lager vorgesehen.
Der Deckel 8 ist ein Blechbauteil, insbesondere ein Tiefziehbauteil. Der innere Lager sitz 6 ist zur Aufnahme eines inneren Wälzlagers 9 vorgesehen, wohingegen der äu ßere Lagersitz 7 zur Aufnahme eines äußeren Wälzlagers 10 vorgesehen ist. Genauer gesagt sitzt ein lnnen(lager)ring 25 des äußeren Wälzlagers 10 auf dem äußeren La gersitz 7, wohingegen ein Außen(lager)ring 26 des inneren Wälzlagers 9 auf dem in neren Lagersitz 6 sitzt.
Im Bereich des inneren Lagersitzes 6 und des äußeren Lagersitzes 7 ist eine falten- aufweisende Kontur 11 ausgebildet. Im Bereich dieser Kontur 11 , die um eine Rotati onsachse 12 herum läuft, sind radiale Falten 13 vorhanden. Diese radialen Falten 13 des Deckels 8 erkennt man auch gut in den Fign. 3 und 4. Es fällt aber auf, dass auf grund der Welligkeit der Falten 13 der Lagersitz 6 oberhalb der Rotationsachse 12 nicht in der Längsschnittebene liegt.
Sowohl im Bereich des inneren Lagersitzes 6, als auch im Bereich des äußeren La gersitzes 7 gibt es eine Nut 14 zur Aufnahme eines Sicherungsringes 15. Die Rotati onsachse 12 gibt die axiale Richtung 16 vor, wobei eine radiale Richtung 17 senkrecht dazu verläuft. Für das Prinzip der Reibkupplung 1 ist es wertvoll, wenn eine Gegen platte 18 eingesetzt ist, die zusammen mit einer Anpressplatte 19 in kraftübertragen dem / drehmomentübertragendem Zustand eine Kupplungsscheibe 20 klemmt. In Fig. 2 ist das Vorhandensein der radialen Falten 13 im Bereich des inneren Lager sitzes 6 und des äußeren Lagersitzes 7 visualisiert. Mittels einer Strichlierung ist jenes bei einer spanenden Bearbeitung entfernte Material 21 angedeutet. Bei einer solch spanenden Bearbeitung werden dann auch Schultern 22 für eine axiale Anlage der in Fig. 2 nicht dargestellten Wälzlager 9 und 10 ausgearbeitet. Zentral zwischen den La gersitzen 6 und 7 gibt es einen Bereich mit axialen Falten 23. Mittels der spanenden Bearbeitung auf der Außenseite wird letztlich der innere Lagersitz 6 herausgearbeitet.
Mit dem Bezugszeichen 24 ist eine sich nach der spanlosen Umformung und vor der Fräsbearbeitung einstellende Blechstärke referenziert.
Die radialen Falten 13 sind also so dick gewählt und liegen so eng aneinander, dass für eine spanende Bearbeitung des Lagersitzes 6 und/oder 7 bei Abzug des geplanten Beseitigungsmaterials 21 genug / ausreichend Restmaterial für eine vorgegebene / gewünschte Stabilität verbleibt. Die Dicke wird in Radialrichtung gemessen. Vor der spanenden Bearbeitung ist ein Ausgangsdicke / virtuelle Dicke (strichliert dargestellt in Fig.2) größer als nach der spanenden Bearbeitung. Der Bearbeitete Zustand ist in Fig. 4 dargestellt. Durch das Falten wird der Bereich des Lagersitzes somit künstlich auf gedickt. Er wird auf ein solches Niveau aufgedickt, dass ausreichend Material zur Ver fügung steht, damit bei der spanenden Bearbeitung die gewünschte Kontur erzielbar ist und trotzdem genug Restmaterial verbleibt.
In der Fig. 3 wird die sinusoidale Kontur 11 , beinhaltend die radialen Falten 13 deut lich. Auch werden die spanend bearbeiteten Schultern 22 am Ansatz jeder radialen Falte 13 offensichtlich.
Wird ein Querschnitt durch den Deckel 8 im Bereich der inneren und äußeren Lager sitze 6 und 7 beim montierten Wälzlager 9 und 10 erfasst, stellt sich die in Fig. 4 dar gestellte Situation ein. Im vorliegenden Fall sind die inneren und äußeren Wälzlager 9 und 10 Kugellager. Der Innenring des äußeren Wälzlagers 10 ist dabei mit dem Be zugszeichen 25 referenziert. Ein Außenring des inneren Wälzlagers 9 ist mit dem Be zugszeichen 26 referenziert. Eine Gesamtübersicht ist letztlich in Fig. 5 dargestellt, wobei der Antriebsstrang 2 des Kraftfahrzeugs 3 auch ein Hybridmodul 27 besitzt. Ferner ist eine Verbrennungskraft maschine 28 mit einem Schwungrad 29 gekoppelt, um letztlich Drehmoment selektiv über eine Reibkupplung an das Hybridmodul und dann über ein Getriebe 30 an zwei Antriebsräder 31 weiter zu geben.
Bezuqszeichenliste Reibkupplung Antriebsstrang Kraftfahrzeug Getriebegehäuse Welle innerer Lagersitz äußerer Lagersitz Deckel inneres Wälzlager äußeres Wälzlager faltenaufweisende Kontur Rotationsachse radiale Falte Nut Sicherungsring axiale Richtung radiale Richtung Gegenplatte Anpressplatte Kupplungsscheibe entferntes Material / Beseitigungsmaterial Schulter axiale Falte Blechstärke Innenring des äußeren Wälzlagers Außenring des inneren Wälzlagers Hybridmodul Verbrennungskraftmaschine Schwungrad Getriebe Antriebsrad

Claims

Patentansprüche
1. Reibkupplung (1 ) für einen Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeugs (3), mit einem Deckel (8), der zum Gelagertwerden in einem Getriebegehäuse (4) und/oder La gern einer Welle (5) einen inneren Lagersitz (6) und/oder einen äußeren Lager sitz (7) zur jeweiligen Aufnahme eines Wälzlagers (9, 10) aufweist, wobei der Deckel (8) ein (Tiefzieh-)Blechbauteil ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine faltenaufweisende Kontur (11) im Bereich zumindest einer der Lagersitze (6 und/oder 7) / des Lagersitzes (6 oder 7) vorhanden ist.
2. Reibkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Lager sitz (6 und/oder 7) radiale Falten (13) vorhanden sind.
3. Reibkupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (11) sinusoidal in Umfangsrichtung umläuft.
4. Reibkupplung (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Falten (13) so dick gewählt sind und so eng aneinander liegen, dass für eine spanende Bearbeitung des Lagersitzes (6 und/oder 7) bei Abzug des ge planten Beseitigungsmaterials (21) genug / ausreichend Restmaterial für eine vorgegebene / gewünschte Stabilität verbleibt.
5. Reibkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Falten (13) eine Nut (14) zur Aufnahme eines Sicherungsringes (15) eingebracht ist.
6. Reibkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die faltenaufweisende Kontur (11 ) auf ihrer Innen- und Außenseite zum Ausbilden je eines Lagersitzes (6 und7) spanend bearbeitet ist.
7. Reibkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (8) an einer Fläche, die senkrecht zur Rotationsachse (12) des Deckels (8) ausgerichtet ist, axiale Falten (23) besitzt.
8. Reibkupplung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nut (14) für einen einem Innenlager zugeordneten Sicherungsring (15) einem Be reich mit axialen Falten (23) ferner ist, als eine Nut (14) für einen einem Außenla ger zugeordneten Sicherungsring (15).
9. Getriebeanordnung mit einem Getriebegehäuse (4), in dem über ein Wälzlager (9 und/oder 10) abgestützt die Reibkupplung (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche eingesetzt ist und eine Eingangswelle (5) über ein weiteres Wälzlager (9 oder 10) im Deckel (8) der Reibkupplung (1) gelagert ist.
10. Verfahren zum Herstellen der Reibkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Lagersitz (6 oder 7) oder die Lagersitze (6 und 7) gefalten werden.
EP21712016.1A 2020-03-31 2021-02-22 Reibkupplung mit einem deckel aus blech mit gefalteten wälzlagersitzen, getriebeanordnung und herstellverfahren Withdrawn EP4127501A1 (de)

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PCT/DE2021/100170 WO2021197532A1 (de) 2020-03-31 2021-02-22 Reibkupplung mit einem deckel aus blech mit gefalteten wälzlagersitzen, getriebeanordnung und herstellverfahren

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EP (1) EP4127501A1 (de)
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