WO2019001616A1 - Kupplungsanordnung - Google Patents

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WO2019001616A1
WO2019001616A1 PCT/DE2018/100495 DE2018100495W WO2019001616A1 WO 2019001616 A1 WO2019001616 A1 WO 2019001616A1 DE 2018100495 W DE2018100495 W DE 2018100495W WO 2019001616 A1 WO2019001616 A1 WO 2019001616A1
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WO
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drive
coupled
spring elements
disk carrier
outer disk
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PCT/DE2018/100495
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Inventor
Stephan Maienschein
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • 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
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D13/68—Attachments of plates or lamellae to their supports
    • F16D13/683—Attachments of plates or lamellae to their supports for clutches with multiple lamellae
    • 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
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/22—Vibration damping
    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by clutch arrangements, e.g. for activation; integrated with clutch members, e.g. pressure member

Definitions

  • the invention relates to a coupling arrangement, comprising a coupling device with an inner disk carrying inner disk carrier, which is connectable or connected to a drive or an output member, and with an outer disk bearing outer disk carrier.
  • Such coupling arrangements are known in the form of single or double clutches, dry or wet-running.
  • the inner and outer disks can be compressed axially via an actuating element, for example a pressure pot, so that a torque is coupled via the one disk carrier which is coupled to a drive member such as a drive shaft coupled to an internal combustion engine, and via the disk set to the other disk carrier and can be transmitted via this to an output member such as a transmission input shaft or hub.
  • actuating element for example a pressure pot
  • damper device comprising one or more spring elements, which serve to attenuate any rotational vibrations transmitted by the drive, so that they are not or only in damped form delivered to the output.
  • a damper device is usually connected downstream of the coupling device on the output side and integrated, for example, in a torque converter.
  • a coupling arrangement of the aforementioned type is characterized in that an axially arranged to the coupling device damper device comprises one or more spring elements over which the outer disk carrier with a driven or a drive member is coupled, is provided, wherein the damper device at least partially radially overlapping outer disk carrier is mechanically coupled to at least one spring element.
  • the coupling arrangement according to the invention is characterized in that it is designed as a radially small-sized coupling-damper unit. According to the invention, the damper device is integrated in the coupling device.
  • the disk set consisting of outer and inner disks and the damper device comprising the one or more spring elements, such as bow springs or the like, are arranged compactly and using as little space as possible axially behind one another, wherein the outer disk carrier, on which the outer disks of the disk pack are arranged radially overlaps the damper device , So this is radially seen within the pot or annular outer disk carrier.
  • the outer disk carrier itself is coupled via a mechanical connection to the one or more spring elements, on the other side there is a coupling of the spring element or elements to the output or drive member, so that ultimately the respective torque via the spring arrangement, but attenuated if necessary, is transmitted.
  • the integration results in a very compact unit, wherein the damper device, compared to previously customary embodiments, due to the integration radially within the outer disk carrier lying can be interpreted very small format.
  • the outer disk carrier engages over the damper device both radially with its axially extending, the inner toothing, on which the outer disks are arranged, having axial portion, as well as with a corresponding radial flange axially. That is, the damper device is virtually housed over the outer disc carrier.
  • the damper device may comprise at least one first drive plate connected to the driven or drive element and at least one second drive plate having an outer toothing whose outer toothing is in an inner toothing the outer disk carrier engages, wherein the first and the second drive disk are coupled together via the one or more spring elements.
  • This embodiment of the invention thus utilizes the outer toothing already present on the outer disc carrier as an element for the mechanical coupling of the outer disc carrier with the damper device or the spring element (s).
  • the damper device has a corresponding drive disk, which is coupled on the one hand to the one or more spring elements, but on the other hand has a radially outer outer toothing, which meshes with the inner toothing of the outer disk carrier. This can, as well as the actual outer disks, a torque-transmitting connection can be realized in a simple manner.
  • driver bends are readily formed on the outer disk carrier, which is usually a formed sheet metal component, in the context of manufacturing ausformbar.
  • the outer disk carrier which is usually a formed sheet metal component, in the context of manufacturing ausformbar.
  • the spring elements driver provided, which may also be in the form of protruding tabs or the like, which engage the spring elements or between them, executed. If the lug-type drivers provided on the outer disk carrier are directed axially, then preferably the drive-disk-side drivers also extend axially. If the drivers provided on the disk carrier are directed radially, the drive disk-side drivers also extend radially.
  • This embodiment of the invention is very simple, since for coupling the outer plate carrier with the damper device only corresponding drivers on the outer plate carrier itself must be formed, additional components are not to be mounted or provided for this purpose.
  • the coupling of the damper device to the output or drive member via a single component in the form of z. B. likewise designed as a simple sheet-metal forming drive disk on which also corresponding Mit favorgeometrien are formed.
  • the coupling of the damper device to the output or drive member is carried out as in the embodiment described above via a corresponding drive pulley.
  • the or each driver element may be strip-shaped with a strap-like deflection for coupling with the one or more spring elements, that is, distributed around the circumference of the outer ring or its radial flange preferably more such driver elements are arranged.
  • a driving ring so a one-piece component, on the outer disk carrier, wherein the driving ring is designed with one or more tab-like drivers in the form of appropriate deflection.
  • the driving ring is designed with one or more tab-like drivers in the form of appropriate deflection.
  • On the drive disk one or more axially extending, coupled to the one or more spring elements driver are also provided here, as in the embodiment described above.
  • an expedient development of the invention provides that the outer disk carrier is connected to a rotational component of an axially following rotational device, in particular in that the radial flange is connected via fastening elements to a radial flange of the rotational component, wherein in particular the fastening elements simultaneously fix the one or more driver elements.
  • a rotation device can be, for example, a converter connected downstream of the clutch arrangement.
  • the rotational component connected to the outer disk carrier would be, for example, a turbine wheel provided on the converter side.
  • there are also other rotation means with the outer disc carrier coupled for example in the form of a centrifugal pendulum or a Tilgers or a part of an electrically operated unit (eg., A rotor).
  • both coupling devices can have a common outer disk carrier, which in turn is coupled to the one damping device in the manner described above.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a coupling arrangement according to the invention of a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic diagram of a coupling device according to the invention a second embodiment
  • Figure 3 is a schematic diagram of a coupling device according to the invention a third embodiment.
  • FIG. 1 shows a coupling arrangement 1 according to the invention, comprising an outer disk carrier 2 with an internal toothing 3 which extends axially.
  • an outer disk carrier 2 with an internal toothing 3 which extends axially.
  • On the internal teeth 3 are a plurality of outer plates 4 with a corresponding external toothing, which engages in the internal toothing 3, respectively.
  • an inner disk carrier 5 on which, for example likewise via a toothed engagement, a plurality of inner disks 6 provided on one or both sides with friction linings are arranged.
  • the outer disks 4 and the inner disks 6 form a disk pack, which can be compressed axially by means of an actuating element such as a pressure pot to obtain a frictional engagement between the disks in order to obtain a torque-transmitted connection of the outer disk carrier 2 to the inner disk carrier 5.
  • the inner disk carrier 5 is fixedly connected to a drive member 7 which is coupled to a drive shaft driven via an internal combustion engine.
  • a drive member 7 which is coupled to a drive shaft driven via an internal combustion engine.
  • the outer disk carrier 2 in turn has the inner toothing 3 having axial portion 8 and an adjoining Radialflansch 9, which runs to a driven member 10, for example, an output shaft or output hub, but not connected to this, but is rotatable relative to this.
  • This comprises one or more spring elements 12, here in the form of one or more bow springs, wherein the plurality of bow springs can be arranged in series or in parallel. Of course, other spring elements are like Disc springs usable.
  • a first drive plate 13 is provided which is fixedly connected to the output member 10. This drive plate 13 is coupled to the one or more spring elements 12, thus engages in the turns or between the spring elements 12 a.
  • two second drive plates 14, the see between the receive or the spring elements 12. They are also suitably coupled to the one or more spring elements 12, thus engage in the turns or between the spring elements 12.
  • the drive plates 13, 14 are not rigidly coupled to each other at least in the load-free position, but via the o- the spring elements together connected.
  • the two second drive disks 14 each have an external toothing 15, with which they engage in the internal toothing 3 of the outer disk carrier 2. In addition, a torque-transmitting coupling between the outer disk carrier 2 and the second drive disks 14 is obtained.
  • the clutch device is closed during operation, that is to say the disk pack is compressed, then the outer disk carrier 2 is brought to rotational speed.
  • the torque is transmitted to the damper device 1 1 via the second drive plates 14 and transmitted via the spring elements 12 to the first drive plate 13 and via this to the output member 10. If, during operation, any rotational irregularities occur during operation of the internal combustion engine, these are damped or completely suppressed via the spring elements 12, so that the output member 10 rotates substantially uniformly. This damping or suppression is possible after the first and first drive disks 13, 14 are coupled to one another only via the spring elements 12, that is to say are therefore rotatable relative to one another.
  • the damper device 1 1 is completely integrated in the coupling device.
  • the outer disk carrier 2 engages over the damper device 1 1 both radially with its axial section 8 as well as axially with its radial flange 9, the damping device 1 1 is thus housed.
  • the clutch assembly 1 axially following rotation device 16, here by way of example in the form of a converter, which has a rotary member 17, here by way of example in the form of a turbine wheel.
  • the rotary member 17 also has a radial flange 18, with which it is connected via corresponding fastening elements 19, z. B. rivets to the outer disk carrier 2 respectively whose radial flange 9 is connected. This means that via the outer disk carrier 2, the rotational component, in the present case, the turbine wheel, is driven.
  • FIG. 1 by way of example only, a rotor 20 of an electrical machine is shown, which is indicated inside a stator 21, which is also indicated only.
  • the coupling arrangement 1 according to the invention is arranged almost completely in the interior of the rotor 20, so that a very compact construction results, based on an electrical machine.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a second embodiment of a coupling assembly 1 according to the invention, wherein the same reference numerals are used for the same components.
  • an outer disk carrier 2 with outer disks 4 arranged thereon and an inner disk carrier 5 with inner disks 6 arranged thereon are provided.
  • the inner disk carrier 5 is connected to a drive member 7, while the outer disk carrier 2 is coupled to an output member 10, wherein also here this coupling takes place via an inventively integrated damper device 1 1.
  • the structure and operation of the clutch device 1 corresponds to the embodiment described above, which is why below only the here differently designed damper device 1 1 and their coupling to the outer disk carrier 2 and the output member 10 is discussed.
  • the damper device 1 1 here also includes one or more spring elements 12, for example, bow springs or corresponding spring segments.
  • a drive pulley 13 takes place here, the coupling of the damper device 1 1 to the output member 10.
  • the drive pulley 13 has a plurality of radially extending driver 22 in Shape of simple tab-like bends, which engages in the turns of the spring elements 12 or between them.
  • this has a plurality of drivers 23 in the form of tab-like bends 24, which also extend axially and engage in the spring coils or between the spring elements 12.
  • the outer disk carrier 2 and the output member 10 via the respective drivers 22, 23 connected to the spring elements 12 and coupled via this, but rotatably to each other, which allows the damping of any rotational non-uniformity over the spring elements 12.
  • a rotational component 17 with a radial flange 18 is provided via corresponding fastening elements 19, here too, as with the other designs, for example rivets, with the radial flange 9 of the outer disc carrier 2, which is also rotatable relative to the driven member 10 here, connected.
  • FIG. 3 shows a coupling arrangement 1 according to the invention in the form of a third embodiment.
  • the clutch device in turn is designed in accordance with the above embodiments, it comprises the outer disk carrier 2 with the outer disk 4 and the inner disk carrier 5 with the inner lamellae 6, wherein the inner disk carrier 5 is in turn coupled to a drive member 7.
  • the outer disk carrier 2 is also connected here via the damper device 1 1 with the output member 10.
  • the coupling of the damper device 1 1 to the output member 10 is again via a first drive plate 13, which is also coupled here with corresponding drivers 22 with the spring or the elements 12.
  • strip-shaped driver elements 25 are provided with tab-like bends 24 which engage in the spring coils or between the spring elements 12.
  • the individual driver elements 25 are in turn arranged on the radial flange 9 of the outer disk carrier 2 via corresponding fastening elements 19, wherein the rotational component 17 with its radial flange 18 is fastened at the same time via these fastening elements 19.
  • a coupling of the spring elements to the output member 10 and the outer disc carrier 2 respectively.

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Abstract

Kupplungsanordnung, umfassend eine Kupplungseinrichtung mit einem Innenlamellen (6) tragenden Innenlamellenträger (5), der mit einem Antriebs- oder einem Abtriebsglied (7) verbindbar oder verbunden ist und mit einem Außenlamellen (4) tragenden Außenlamellenträger (2), gekennzeichnet durch eine axial zur Kupplungseinrichtung angeordnete Dämpfereinrichtung (11) umfassend ein oder mehrere Federelemente (12), über die der Außenlamellenträger (2) mit einem Abtriebs- oder einem Antriebsglied (10) gekoppelt ist, wobei der die Dämpfereinrichtung (10) zumindest abschnittsweise radial übergreifende Außenlamellenträger (2) mechanisch mit wenigstens einem Federelement (12) gekoppelt ist.

Description

Kupplungsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung, umfassend eine Kupplungseinrichtung mit einem Innenlamellen tragenden Innenlamellenträger, der mit einem Antriebsoder einem Abtriebsglied verbindbar oder verbunden ist, und mit einem Außenlamellen tragenden Außenlammelenträger. Derartige Kupplungsanordnungen sind in Form von Einzel- oder Doppelkupplungen, trocken oder nasslaufend, bekannt. Die Innen- und Außenlamellen können über ein Betätigungselement, beispielsweise einen Drucktopf, axial zusammengedrückt werden, so dass ein Drehmoment über den einen Lamellenträger, der mit einem Antriebsglied wie einer mit einem Brennkraftmotor gekoppelten Antriebswelle, gekoppelt ist, und über das Lamellenpaket zum anderen Lamellenträger und über diesen an ein Abtriebsglied wie beispielsweise eine Getriebeeingangswelle oder -nabe übertragen werden kann. Der Aufbau oder die Funktion einer solchen Kupplungsanordnung ist hinlänglich bekannt. Bekannt ist es ferner, eine Dämpfereinrichtung vorzusehen, umfassend ein oder mehrere Federelemente, die dazu dient, etwaige vom Antrieb übertragene Drehunförmig- keiten zu dämpfen, so dass diese nicht oder nur in gedämpfter Form an den Abtrieb gegeben werden. Eine solche Dämpfereinrichtung ist der Kupplungseinrichtung üblicherweise abtriebsseitig nachgeschaltet und beispielsweise in einem Drehmoment- wandler integriert.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte Kupplungsanordnung anzugeben. Zur Lösung dieses Problems zeichnet sich eine Kupplungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch aus, dass eine axial zur Kupplungseinrichtung angeordnete Dämpfereinrichtung umfassend ein oder mehrere Federelemente, über die der Außenlamellenträger mit einem Abtriebs- oder einem Antriebsglied ge- koppelt ist, vorgesehen ist, wobei der die Dämpfereinrichtung zumindest abschnittsweise radial übergreifende Außenlamellenträger mechanisch mit wenigstens einem Federelement gekoppelt ist. Die erfindungsgemäße Kopplungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass sie als radial kleinbauende Kupplungs-Dämpfer-Einheit ausgeführt ist. Erfindungsgemäß ist die Dämpfereinrichtung in die Kupplungseinrichtung integriert. Das Lamellenpaket bestehend aus Außen- und Innenlamellen und die Dämpfereinrichtung umfassend das oder die Federelemente, beispielsweise Bogenfedern oder Ähnliches, sind kompakt und möglichst wenig Bauraum nutzend axial hintereinander angeordnet, wobei der Außenlamellenträger, an dem die Außenlamellen des Lamellenpakets angeordnet sind, die Dämpfereinrichtung radial übergreift, diese liegt also radial gesehen innerhalb des topf- oder ringförmigen Außenlamellenträgers. Der Außenlamellenträger selbst ist über eine mechanische Verbindung mit dem oder den Federelementen ge- koppelt, an der anderen Seite ist eine Kopplung des oder der Federelemente zum Abtriebs- oder Antriebsglied gegeben, so dass letztlich das jeweilige Drehmoment über die Federanordnung, jedoch im Bedarfsfall gedämpft, übertragen wird. Durch die Integration ergibt sich eine sehr kompakte Einheit, wobei auch die Dämpfereinrichtung, verglichen mit bisher üblichen Ausgestaltungen, aufgrund der Integration radial inner- halb des Außenlamellenträgers liegend sehr kleinformatig ausgelegt werden kann.
Bevorzugt übergreift der Außenlamellenträger die Dämpfereinrichtung sowohl radial mit seinem axial verlaufenden, die Innenverzahnung, an der die Außenlamellen angeordnet sind, aufweisenden Axialabschnitt, als auch mit einem entsprechenden Radial- flansch axial. Das heißt, dass die Dämpfereinrichtung quasi über den Außenlamellenträger eingehaust wird.
Hinsichtlich der mechanischen Kopplung des Außenlamellenträgers mit der Dämpfereinrichtung und der Kopplung der Dämpfereinrichtung mit dem Abtriebs- oder An- triebsglied sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. Gemäß einer ersten Alternative kann die Dämpfereinrichtung wenigstens eine mit dem Abtriebs- oder Antriebsglied verbundene erste Triebscheibe und wenigstens eine eine Außenverzahnung aufweisende zweite Triebscheibe, deren Außenverzahnung in eine Innenverzahnung des Außenlamellenträgers eingreift, aufweisen, wobei die erste und die zweite Triebscheibe über das oder die Federelemente miteinander gekoppelt sind. Diese Erfindungsausgestaltung nutzt also die am Außenlamellenträger ohnehin bereits vorhandene Außenverzahnung als Element zur mechanischen Kopplung des Außenlamellen- trägers mit der Dämpfereinrichtung respektive dem oder den Federelementen. Die Dämpfereinrichtung weist eine entsprechende Triebscheibe auf, die einerseits mit dem oder den Federelementen gekoppelt ist, andererseits aber eine radial außenliegende Außenverzahnung aufweist, die mit der Innenverzahnung des Außenlamellenträgers kämmt. Hierüber kann, ebenso wie zu den eigentlichen Außenlamellen, eine momentübertragende Verbindung auf einfache Weise realisiert werden.
Die Kopplung der Dämpfereinrichtung zum Abtriebs- oder Antriebsglied, also der jeweiligen Antriebswelle oder Abtriebswelle oder der entsprechenden Nabe, erfolgt über eine weitere Triebscheibe, die fest mit dem jeweiligen Abtriebs- oder Antriebsglied verbunden ist. Andererseits ist diese Triebscheibe ebenfalls mit dem oder den Federelementen gekoppelt.
Bevorzugt sind zwei axial beabstandet voneinander angeordnete, mit dem Außenlamellenträger gekoppelte zweite Triebscheiben, die jeweils eine Außenverzahnung auf- weisen, vorgesehen, zwischen denen das oder die Federelemente angeordnet sind und die beide mit dem oder den Federelementen gekoppelt sind. Demgegenüber ist vorzugsweise nur eine erste Drehscheibe vorgesehen, die zwischen den beiden Triebscheiben angeordnet ist und ihrerseits mit dem oder den Federelementen gekoppelt ist. Die ersten und zweiten Triebscheiben sind folglich über die Federelemente gekoppelt und demzufolge gegeneinander beweglich, so dass die Federelemente die entsprechende Dämpfung erwirken können.
Eine Alternative zu der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung sieht vor, dass die Dämpfereinrichtung wenigstens eine mit dem Abtriebs- oder Antriebsglied verbundene und mit dem oder den Federelementen gekoppelte Triebscheibe und der Außenlamellenträger eine oder mehrere mit dem oder den Federelementen gekoppelte Mitnehmer aufweist. Bei dieser Erfindungsausgestaltung kommt zur Kopplung respektive Verbindung der Dämpfereinrichtung mit dem Abtriebs- oder Antriebsglied wiederum eine entsprechende Triebscheibe zum Einsatz. Die Kopplung zum Außenlamellenträger erfolgt jedoch über ausschließlich am Außenlamellenträger vorgesehene Elemente in Form von entsprechenden Mitnehmern, die mit dem oder den Federelementen gekoppelt sind. Ein solcher Mitnehmer ist bevorzugt als laschenartige Ausbiegung aus- geführt, die beispielsweise in axialer Richtung ausgerichtet sein können, oder in radialer Richtung. Diese Mitnehmer-Ausbiegungen sind ohne weiteres am Außenlamellenträger, bei dem es sich üblicherweise um ein umgeformtes Blechbauteil handelt, im Rahmen der Herstellung ausformbar. Zur Kopplung der Triebscheibe mit dem oder den Federelementen sind bevorzugt ebenfalls ein oder mehrere mit dem oder den Federelementen gekoppelte Mitnehmer vorgesehen, die ebenfalls in Form vorspringender Laschen oder Ähnliches, die an den Federelementen angreifen oder zwischen diese greifen, ausgeführt sein können. Sind die am Außenlamellenträger vorgesehenen laschenartigen Mitnehmer axial gerichtet, so verlaufen bevorzugt auch die triebscheibenseitigen Mitnehmer axial. Sind die am Lamellenträger vorgesehenen Mitnehmer radial gerichtet, so verlaufen auch die triebscheibenseitigen Mitnehmer radial.
Diese Erfindungsausgestaltung ist sehr einfach ausgeführt, da zur Kopplung des Au- ßenlamellenträgers mit der Dämpfereinrichtung lediglich entsprechende Mitnehmer an dem Außenlamellenträger selbst ausgeformt werden müssen, zusätzliche Bauteile sind hierfür nicht zu montieren oder vorzusehen. Auch die Kopplung der Dämpfereinrichtung zum Abtriebs- oder Antriebsglied erfolgt über ein einziges Bauteil in Form der z. B. ebenfalls als einfaches Blechumformteil ausgeführte Triebscheibe, an der eben- falls entsprechende Mitnehmergeometrien ausgeformt sind.
Eine dritte alternative Kopplungsvariante sieht vor, dass die Dämpfereinrichtung wenigstens eine mit dem Abtriebs- oder Antriebsglied verbundene und mit dem oder den Federelementen gekoppelte Triebscheibe aufweist und am Außenlamellenträger we- nigstens ein mit dem oder den Federelementen gekoppeltes Mitnehmerelement befestigt ist. Diese Erfindungsausgestaltung ist ähnlich der vorbeschriebenen Ausgestaltung. Im Unterschied zu dieser sind jedoch die am Außenlamellenträger vorgesehenen Mitnehmer über ein oder mehrere separat am Außenlamellenträger befestigte Mitnehmerelemente gebildet. Diese Mitnehmerelemente, beispielsweise ebenfalls einfache Blechelemente, sind mit entsprechenden Befestigungselementen wie Nieten oder Schrauben am Außenlamellenträger befestigt. Diese Anordnung respektive Befestigung kann auf einfache Weise automatisiert erfolgen.
Die Kopplung der Dämpfereinrichtung zum Abtriebs- oder Antriebsglied erfolgt wie auch bei der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung über eine entsprechende Triebscheibe. Das oder jedes Mitnehmerelement kann streifenförmig mit einer laschenartigen Ausbiegung zur Kopplung mit dem oder den Federelementen ausgeführt sein, das heißt, dass um den Umfang des Außenrings respektive seines Radialflansches verteilt vorzugsweise mehrere solcher Mitnehmerelemente angeordnet sind. Alternativ dazu ist es denkbar, einen Mitnehmerring, also ein einteiliges Bauteil, am Außenlamellenträger anzuordnen, wobei der Mitnehmerring mit einem oder mehreren laschenartigen Mitnehmern in Form entsprechender Ausbiegung ausgeführt ist. Hier ist lediglich ein Bauteil in Form des vorzugsweise ebenfalls als Blechumformteil ausgeführten Mitnehmerrings zu montieren. An der Triebscheibe sind auch hier ein oder mehrere axial verlaufende, mit dem oder den Federelementen gekoppelte Mitnehmer vorgesehen, wie auch bei der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Außenlamellenträ- ger mit einem Rotationsbauteil einer axial folgenden Rotationseinrichtung verbunden ist, insbesondere indem der Radialflansch über Befestigungselemente mit einem Radialflansch des Rotationsbauteils verbunden ist, wobei insbesondere die Befestigungselemente gleichzeitig auch das oder die Mitnehmerelemente fixieren. Eine solche Rotationseinrichtung kann beispielsweise ein der Kupplungsanordnung nachge- schalteter Wandler sein. In diesem Fall wäre das mit dem Außenlamellenträger verbundene Rotationsbauteil beispielsweise ein wandlerseitig vorgesehenes Turbinenrad. Es sind jedoch auch andere Rotationseinrichtungen mit dem Außenlamellenträger koppelbar, beispielsweise in Form eines Fliehkraftpendels oder eines Tilgers oder ein Teils einer elektrisch betriebenen Einheit (z. B. ein Rotor).
Wenngleich vorstehend nur eine Kupplungseinrichtung beschrieben ist, ist es selbst- verständlich auch denkbar, eine zweite Kupplungseinrichtung vorzusehen, die beispielsweise ebenfalls axial zur ersten Kupplungseinrichtung angeordnet ist. Beide Kupplungseinrichtungen können beispielsweise einen gemeinsamen Außenlamellen- träger aufweisen, der wiederum in der vorstehend beschriebenen Weise mit der einen Dämpfereinrichtung gekoppelt ist.
Die erfindungsgemäße Kupplungs-Dämpfer-Einheit wird bevorzugt in einer Nassumgebung betrieben, wobei der umgebende Raum ganz oder teilweise mit einem entsprechenden Fluid, z. B. Öl, gefüllt ist. Neben der Kupplungsanordnung selbst betrifft die Erfindung ferner eine elektrische Maschine umfassend einen Stator und einen innenliegenden Rotor, wobei die Kupplungsanordnung mit der Kupplungseinrichtung und der Dämpfereinrichtung im Inneren des Rotors angeordnet ist. Die kompakte, kleinbauende Ausführung der erfindungsgemäßen Kupplungs-Dämpfer-Einheit ermöglicht es, sie komplett im Inneren des Ro- tors der elektrischen Maschine, beispielsweise eines Elektromotors, anzuordnen, so dass sich die gesamte Einheit aus der Rotor-Stator-Anordnung sowie der Kupplungsanordnung als kompaktes Bauteil darstellt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah- me auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung einer zweiten Ausführungsform, und Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung einer dritten Ausführungsform.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 1 , umfassend einen Au- ßenlamellenträger 2 mit einer Innenverzahnung 3, die axial verläuft. An der Innenverzahnung 3 sind mehrere Außenlamellen 4 mit einer entsprechenden Außenverzahnung, die in die Innenverzahnung 3 eingreift, angeordnet.
Vorgesehen ist des Weiteren ein Innenlamellenträger 5, an dem, beispielsweise eben- falls über ein Verzahnungseingriff, mehrere ein- oder beidseits mit Reibbelägen versehene Innenlamellen 6 angeordnet sind. Die Außenlamellen 4 und die Innenlamellen 6 bilden ein Lamellenpaket, das mittels eines Betätigungselements wie eines Drucktopfs axial zur Erwirkung eines Reibschlusses zwischen den Lamellen zusammengedrückt werden kann, um eine momentübertragene Verbindung des Außenlamellenträ- gers 2 zum Innenlamellenträger 5 zu erwirken.
Bei dieser Ausgestaltung ist der Innenlamellenträger 5 fest mit einem Antriebsglied 7 verbunden, das mit einer über eine Brennkraftmaschine angetriebenen Antriebswelle gekoppelt ist. Dies führt dazu, dass im normalen Betrieb der Innenlamellenträger und mit ihm die Innenlamellen 6 permanent rotieren, während der Außenlamellenträger 2 nebst seinen Außenlamellen 4, wenn die Kupplung geöffnet ist, in Ruhe ist. Erst wenn das Lamellenpaket zusammengedrückt wird, ergibt sich ein Reibschluss, so dass der Außenlamellenträger 2 auf Drehzahl gebracht wird und das Drehmoment übertragen werden kann.
Der Außenlamellenträger 2 seinerseits weist den die Innenverzahnung 3 aufweisenden Axialabschnitt 8 sowie einen daran anschließenden Radialflansch 9 auf, der zu einem Abtriebsglied 10, beispielsweise einer Abtriebswelle oder Abtriebsnabe läuft, mit dieser jedoch nicht verbunden, ist sondern relativ zu dieser drehbeweglich ist. Die Kopplung des Außenlamellenträgers 2 zu dem Abtriebsglied 10 erfolgt über eine Dämpfereinrichtung 1 1 . Diese umfasst ein oder mehrere Federelemente 12, hier in Form einer oder mehrerer Bogenfedern, wobei die mehreren Bogenfedern in Serie oder parallel angeordnet sein können. Natürlich sind auch andere Federelemente wie Tellerfedern verwendbar. Über diese Federelemente 12 wird eine dämpfende Kopplung des Außenlamellenträgers 2 zum Abtriebsglied 10 erreicht.
Um dies zu ermöglichen, ist einerseits eine erste Triebscheibe 13 vorgesehen, die fest mit dem Abtriebsglied 10 verbunden ist. Diese Triebscheibe 13 ist mit dem oder den Federelementen 12 gekoppelt, greift also in die Windungen oder zwischen die Federelemente 12 ein.
Vorgesehen sind im gezeigten Beispiel ferner zwei zweite Triebscheiben 14, die zwi- sehen sich das oder die Federelemente 12 aufnehmen. Sie sind ebenfalls in geeigneter Weise mit dem oder den Federelementen 12 gekoppelt, greifen also in die Windungen oder zwischen die Federelemente 12. Die Triebscheiben 13, 14 sind zumindest in der lastfreien Stellung nicht starr miteinander gekoppelt, sondern über das o- der die Federelemente miteinander verbunden.
Die beiden zweiten Triebscheiben 14 weisen jeweils eine Außenverzahnung 15 auf, mit der sie in die Innenverzahnung 3 des Außenlamellenträgers 2 eingreifen. Darüber wird eine drehmomentübertragende Kopplung zwischen dem Außenlamellenträger 2 und den zweiten Triebscheiben 14 erwirkt.
Wird im Betrieb die Kupplungseinrichtung geschlossen, wird also das Lamellenpaket zusammengedrückt, so wird der Außenlamellenträger 2 auf Drehzahl gebracht. Das Drehmoment wird auf die Dämpfereinrichtung 1 1 über die zweiten Triebscheiben 14 übertragen und über die Federelemente 12 an die erste Triebscheibe 13 und über diese an das Abtriebsglied 10 übertragen. Kommt es nun im Betrieb zu etwaigen Dre- hungleichförmigkeiten aus dem Betrieb der Brennkraftmaschine, so werden diese über die Federelemente 12 gedämpft oder vollständig unterdrückt, so dass das Abtriebsglied 10 weitgehend gleichförmig rotiert. Diese Dämpfung oder Unterdrückung ist möglich, nachdem die ersten und ersten Triebscheiben 13, 14 nur über die Federele- mente 12 miteinander gekoppelt sind, mithin also gegeneinander drehbeweglich sind.
Ersichtlich ist die Dämpfereinrichtung 1 1 vollständig in der Kupplungseinrichtung integriert. Der Außenlamellenträger 2 übergreift die Dämpfereinrichtung 1 1 sowohl radial mit seinem Axialabschnitt 8 als auch axial mit seinem Radialflansch 9, die Dämpfeinrichtung 1 1 ist demzufolge eingehaust.
Gezeigt ist des Weiteren eine der Kupplungsanordnung 1 axial folgende Rotationsein- richtung 16, hier exemplarisch in Form eines Wandlers, der ein Rotationsbauteil 17, hier exemplarisch in Form eines Turbinenrads, aufweist. Das Rotationsbauteil 17 weist ebenfalls einen Radialflansch 18 auf, mit dem es über entsprechende Befestigungselemente 19, z. B. Nieten mit dem Außenlamellenträger 2 respektive dessen Radialflansch 9 verbunden ist. Das heißt, dass über den Außenlamellenträger 2 auch das Rotationsbauteil, im vorliegenden Fall also das Turbinenrad, angetrieben wird.
In Figur 1 ist des Weiteren lediglich exemplarisch ein Rotor 20 einer elektrischen Maschine dargestellt, der im Inneren eines ebenfalls nur angedeuteten Stators 21 angedeutet ist. Ersichtlich ist die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 1 nahezu voll- ständig im Inneren des Rotors 20 angeordnet, so dass sich, bezogen auf eine elektrische Maschine, ein sehr kompakter Aufbau ergibt.
Figur 2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung 1 , wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist ein Außenlamellenträger 2 mit daran angeordneten Außenlamellen 4 sowie ein Innenlamellenträger 5 mit daran angeordneten Innenlamellen 6 vorgesehen. Der Innenlamellenträger 5 ist mit einem Antriebsglied 7 verbunden, während der Außenlamellenträger 2 mit einem Abtriebsglied 10 gekoppelt ist, wobei auch hier diese Kopplung über eine erfindungsgemäß integrierte Dämpferein- richtung 1 1 erfolgt. Der Aufbau und die Funktionsweise der Kupplungseinrichtung 1 entspricht der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung, weshalb nachfolgend lediglich auf die hier anders ausgeführte Dämpfereinrichtung 1 1 sowie deren Kopplung zum Außenlamellenträger 2 sowie zum Abtriebsglied 10 eingegangen wird. Die Dämpfereinrichtung 1 1 umfasst auch hier ein oder mehrere Federelemente 12, beispielsweise Bogenfedern oder entsprechende Federsegmente. Über eine Triebscheibe 13 erfolgt auch hier die Kopplung der Dämpfereinrichtung 1 1 zum Abtriebsglied 10. Die Triebscheibe 13 weist mehrere hier radial verlaufende Mitnehmer 22 in Form einfacher laschenartiger Ausbiegungen auf, die in die Windungen der Federelemente 12 oder zwischen diesen eingreift.
Zur Kopplung der Federelemente 12 zum Außenlamellenträger 3 weist dieser mehrere Mitnehmer 23 in Form laschenartiger Ausbiegungen 24 auf, die ebenfalls axial verlaufen und in die Federwindungen oder zwischen die Federelemente 12 eingreifen.
Bei dieser Erfindungsausgestaltung sind folglich der Außenlamellenträger 2 und das Abtriebsglied 10 über die jeweiligen Mitnehmer 22, 23 mit den Federelementen 12 verbunden respektive über diese gekoppelt, jedoch drehbeweglich zueinander, was die Dämpfung etwaiger Drehungleichförmigkeit über die Federelemente 12 ermöglicht.
Auch hier ist exemplarisch wieder ein Rotationsbauteil 17 mit einem Radialflansch 18 über entsprechende Befestigungselemente 19, auch hier, wie bei den anderen Aus- gestaltungen beispielsweise Nieten, mit dem Radialflansch 9 des Außenlamellenträ- gers 2, der auch hier relativ zum Abtriebsglied 10 drehbeweglich ist, verbunden.
Gezeigt ist des Weiteren auch hier der Rotor 20 sowie der Stator 21 der elektrischen Maschine, in die die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 1 integriert ist.
Figur 3 zeigt schließlich eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 1 in Form einer dritten Ausführungsform. Die Kupplungseinrichtung ihrerseits ist wiederum entsprechend der vorstehenden Ausgestaltungen ausgeführt, sie umfasst den Außenlamellenträger 2 mit den Außenlamellen 4 sowie den Innenlamellenträger 5 mit den Innen- lamellen 6, wobei der Innenlamellenträger 5 wiederum mit einem Antriebsglied 7 gekoppelt ist.
Der Außenlamellenträger 2 ist auch hier über die Dämpfereinrichtung 1 1 mit dem Abtriebsglied 10 verbunden. Die Kopplung der Dämpfereinrichtung 1 1 zum Abtriebsglied 10 erfolgt wiederum über eine erste Triebscheibe 13, die auch hier mit entsprechenden Mitnehmern 22 mit dem oder den Federelementen 12 gekoppelt ist. Zur Kopplung des Außenlamellenträgers 2 mit dem oder den Federelementen 12 sind im gezeigten Beispiel streifenförmige Mitnehmerelemente 25 mit laschenartigen Ausbiegungen 24 vorgesehen, die in die Federwindungen oder zwischen die Federelemente 12 greifen. Die einzelnen Mitnehmerelemente 25 sind wiederum über entspre- chende Befestigungselemente 19 am Radialflansch 9 des Außenlamellenträgers 2 angeordnet, wobei über diese Befestigungselemente 19 gleichzeitig auch das Rotationsbauteil 17 mit seinem Radialflansch 18 befestigt ist. Auch hier erfolgt über den jeweiligen Mitnehmereingriff eine Kopplung der Federelemente zum Abtriebsglied 10 respektive zum Außenlamellenträger 2.
Anstelle der Anordnung mehrerer separater Mitnehmerelemente 25 wäre es denkbar, einen einteiligen Mitnehmerring anzuordnen, an dem entsprechende Mitnehmer 23 in Form laschenartiger Ausbiegungen 24 radial und axial vorspringend ausgebildet sind. In diesem Fall wäre nur ein Bauteil am Außenlamellenträger 2 zu montieren.
Bezugszeichenliste Kupplungsanordnung
Außenlamellenträger
Innenverzahnung
Außenlamelle
Innenlamellenträger
Innenlamelle
Antriebsglied
Axialabschnitt
Radialflansch
Abtriebsglied
Dämpfereinrichtung
Federelemente
Triebscheibe
Triebscheibe
Außenverzahnung
Rotationseinrichtung
Rotationsbauteil
Radialflansch
Befestigungselement
Rotor
Stator
Mitnehmer
Mitnehmer
Ausbiegung
Mitnehmerelement
Ausbiegung

Claims

Patentansprüche
Kupplungsanordnung, umfassend eine Kupplungseinrichtung mit einem Innenlamellen (6) tragenden Innenlamellenträger (5), der mit einem Antriebs- oder einem Abtriebsglied (7) verbindbar oder verbunden ist, und mit einem Außenlamellen (4) tragenden Außenlamellenträger (2), gekennzeichnet durch eine axial zur Kupplungseinrichtung angeordnete Dämpfereinrichtung (1 1 ) umfassend ein oder mehrere Federelemente (12), über die der Außenlamellenträger (2) mit einem Abtriebs- oder einem Antriebsglied (10) gekoppelt ist, wobei der die Dämpfereinrichtung (10) zumindest abschnittsweise radial übergreifende Außenlamellenträger (2) mechanisch mit wenigstens einem Federelement (12) gekoppelt ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (2) die Dämpfereinrichtung (1 1 ) sowohl radial und als auch mit einem Radialflansch (9) axial übergriffen ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinrichtung (1 1 ) wenigstens eine mit dem Abtriebs- oder Antriebsglied (10) verbundene erste Triebscheibe (13) und wenigstens eine eine Außenverzahnung (15) aufweisende zweite Triebscheibe (14), deren Außenverzahnung (15) in eine Innenverzahnung (3) des Außenlamellenträgers (2) eingreift, aufweist, wobei die erste und die zweite Triebscheibe (13, 14) über das oder die Federelemente (12) miteinander gekoppelt sind.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei axial beanstandet voneinander angeordnete, mit dem Außenlamellenträger (2) gekoppelte zweite Triebscheiben (14), zwischen denen das oder die Federelemente (12) angeordnet sind, vorgesehen sind, wobei die erste Triebscheibe (13) zwischen den beiden zweiten Triebscheiben (14) angeordnet ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinrichtung (1 1 ) wenigstens eine mit dem Abtriebs- oder Antriebs- glied (10) verbundene und mit dem oder den Federelementen (13) gekoppelte Triebscheibe (13) und der Außenlamellenträger (2) eine oder mehrere mit dem oder den Federelementen (12) gekoppelte Mitnehmer (23) aufweist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der o- der die Mitnehmer (23) als laschenartige Ausbiegungen (24) ausgeführt sind und/oder an der Triebscheibe (13) ein oder mehrere mit dem oder den Federelementen (12) gekoppelte Mitnehmer (22) vorgesehen sind.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinrichtung (1 1 ) wenigstens eine mit dem Abtriebs- oder dem Antriebsglied (10) verbundene und mit dem oder den Federelementen (12) gekoppelte Triebscheibe (13) aufweist und am Außenlamellenträger (2) wenigstens ein mit dem oder den Federelementen (12) gekoppeltes Mitnehmerelement (23) befestigt ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das o- der jedes Mitnehmerelement (25) streifenförmig mit einer laschenartigen Ausbiegung (26) zur Kopplung mit dem oder den Federelementen (12) oder als Mitnehmerring mit einer oder mehreren laschenartigen Mitnehmern ausgeführt ist und/oder an der Triebscheibe (13) ein oder mehrere axial verlaufende, mit dem oder den Federelementen (12) gekoppelte Mitnehmer (22) vorgesehen sind.
Kupplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (2) mit einem Rotationsbauteil (17) einer axial folgenden Rotationseinrichtung (16) verbunden ist, insbesonde re indem der Radialflansch (9) über Befestigungselemente (19) mit einem Radialflansch (18) des Rotationsbauteils (17) verbunden ist, wobei insbesondere die Befestigungselemente (19) gleichzeitig auch das oder die Mitnehmerelemente (25) fixieren.
Elektrische Maschine umfassend einen Stator (21 ) und einen innenliegenden Rotor (20), wobei die Kupplungsanordnung (1 ) mit der Kupplungseinrichtung und der Dämpfereinrichtung im Inneren des Rotors (20) angeordnet ist.
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