WO2019201389A1 - Fliehkraftkupplung mit modulationsfeder; sowie antriebsstrang - Google Patents

Fliehkraftkupplung mit modulationsfeder; sowie antriebsstrang Download PDF

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WO2019201389A1
WO2019201389A1 PCT/DE2019/100335 DE2019100335W WO2019201389A1 WO 2019201389 A1 WO2019201389 A1 WO 2019201389A1 DE 2019100335 W DE2019100335 W DE 2019100335W WO 2019201389 A1 WO2019201389 A1 WO 2019201389A1
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WO
WIPO (PCT)
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friction elements
friction
centrifugal clutch
modulation
spring
Prior art date
Application number
PCT/DE2019/100335
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Heuberger
Roman Heck
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & 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.)
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Publication date
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Publication of WO2019201389A1 publication Critical patent/WO2019201389A1/de

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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
    • F16D43/00—Automatic clutches
    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/04—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed
    • F16D43/06—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed with centrifugal masses actuating axially a movable pressure ring or the like
    • F16D43/08—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed with centrifugal masses actuating axially a movable pressure ring or the like the pressure ring actuating friction plates, cones or similar axially-movable friction surfaces
    • F16D43/10—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed with centrifugal masses actuating axially a movable pressure ring or the like the pressure ring actuating friction plates, cones or similar axially-movable friction surfaces the centrifugal masses acting directly on the pressure ring, no other actuating mechanism for the pressure ring being provided

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal clutch (also referred to as centrifugal clutch) for a drive train of a motor vehicle, such as two-wheeled, three-wheeled or light four-wheeled motor vehicles, with a rotatable about a rotation axis, a plurality of first friction elements with respect to the rotational axis rotation and in an axial direction relative to each other slidably receiving input part, a likewise rotatable about the axis of rotation, multi-part output part, the output part has a hub member and a plurality of second friction elements with respect to the rotational axis rotatably and in the axial direction relative to each other slidably receiving inner carrier and the inner support is rotationally connected to the hub element by means of a leaf spring unit in such a way that the leaf spring unit is in a closed position of the centrifugal clutch in which the first and second friction elements abut each other with frictional engagement, as well as upon rotation of the input shaft partly in a first direction
  • a modulation spring is inserted axially between two friction elements forming a pair of friction elements so that the friction element pair are frictionally engaged up to a certain minimum value of the contact force, below which minimum value already several further second friction elements are frictionally engaged are connected, spaced apart by the modulation spring and held / supported except Reibkraft gleich to a between the second friction elements of the Reib comprisefares arranged first friction element.
  • the modulation spring used is specifically assigned to the reinforcing side of the centrifugal clutch in order to relieve the Reibwertschwankache at an engagement of the centrifugal clutch.
  • the centrifugal clutch is thus targeted, by implementing a weaker frictional force connection.
  • the second friction elements of the friction element pair are also frictionally connected to the corresponding first friction element, so that the frictional force-locking composite is reinforced again.
  • a particularly powerful centrifugal clutch is realized.
  • modulation spring is annular (formed), it is accommodated particularly compactly in the centrifugal clutch.
  • the modulation spring is realized as a plate spring or a corrugated spring.
  • this has an (axial) height / thickness which (preferably between 0.1 mm and 0.3 mm) is greater than a thickness of the pair between the two second friction elements of Reibele- arranged first friction element is.
  • the modulation spring is furthermore preferably in direct contact with the mutually facing axial end faces of the second friction elements of the friction element pair.
  • the modulation spring is arranged radially inside the first friction element arranged between the two second friction elements of the friction element pair, the centrifugal force coupling is implemented particularly compactly in the radial direction.
  • the first friction element arranged between the two second friction elements of the friction element pair has a larger inner diameter than at least one further first friction element and the modulation spring is arranged in a receiving space (radial receiving space) formed by this first friction element is.
  • the first friction element arranged between the two second friction elements of the friction element pair preferably has a larger inner diameter than the two second friction elements of the friction element pair.
  • one of the second friction elements of the friction element pair is attached in the axial direction directly to the entirety of the first and second friction elements and / or firmly fixed to the inner support in the axial direction.
  • the structure of the centrifugal clutch is further simplified.
  • the two first and second Reibiatarune are further preferably arranged in the axial direction immediately adjacent to each other, more preferably at least partially formed by the same second friction element.
  • the invention relates to a drive train for a motor vehicle, with a centrifugal clutch according to the invention according to at least one of the previously described embodiments, wherein the hub member rotatably connected to a transmission shaft of a transmission on.
  • a semiautomatic centrifugal clutch with modulation spring is thus realized according to the invention.
  • the incorporation of this modulation spring is proposed in order to improve the approachability of the centrifugal clutch / semi-automatic clutch with reinforcing function, especially in the cold state.
  • the modulation spring is annular and arranged in the axial direction between two adjacent inner disks (second friction elements).
  • the fleas of the set-up modulation spring are larger than the thickness of the outer disk (first friction element), which has an inner diameter which is larger than the other outer disks, wherein the modulation spring is arranged radially inside thereof.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a centrifugal clutch according to the invention according to a preferred embodiment, wherein the entire structure of the centrifugal clutch is clearly visible
  • FIG. 2 shows a detail region of the centrifugal clutch shown in FIG. 1 in longitudinal section, in which the arrangement of two modulation springs between corresponding friction elements of the centrifugal clutch is illustrated
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a centrifugal clutch according to the invention according to a preferred embodiment, wherein the entire structure of the centrifugal clutch is clearly visible
  • FIG. 2 shows a detail region of the centrifugal clutch shown in FIG. 1 in longitudinal section, in which the arrangement of two modulation springs between corresponding friction elements of the centrifugal clutch is illustrated
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a centrifugal clutch according to the invention according to a preferred embodiment, wherein the entire structure of the centrifugal clutch is clearly visible
  • FIG. 2 shows a detail region of the centrifugal clutch shown
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of the centrifugal clutch according to Fig. 1 in a
  • centrifugal force coupling 1 in connection with FIG. 1, can be easily recognized in its construction.
  • the centrifugal clutch 1 is conventionally also referred to as a centrifugally-operated clutch and is typically used in a drive train of a two- or three-wheeled motor vehicle, such as, for example, a motorcycle or a scooter.
  • the centrifugal clutch 1 is also typically used for selectively connecting a drive unit, such as an internal combustion engine or an electric machine, to a transmission, which is not shown here for clarity.
  • the centrifugal clutch 1 On the drive side, the centrifugal clutch 1 has an input part 4.
  • the input part 4 is rotatably arranged about a rotation axis 2.
  • the input part 4 has a gear 15, which is further coupled during operation with the drive unit.
  • the gear 15 is rotatably connected to an outer support 16 of the input part 4 rotatably connected.
  • the outer carrier 16 forms an outer carrier 16 for a plurality of first friction elements 3 and consequently receives the first friction elements 3 towards its radially inner side (with respect to the axis of rotation 2).
  • the first friction elements 3 are arranged and received radially within a (first) sleeve region 17 of the outer support 16.
  • the first friction elements 3 are rotationally fixed and are received in an axial direction (relative to the axis of rotation 2) so as to be displaceable relative to one another on the outer carrier 16 / first sleeve region 17.
  • the first friction elements 3 are in the radial direction inwardly from the outer support 16 / first sleeve portion 17 from.
  • an output part 5 is present, which is also arranged rotatably about the rotation axis 2.
  • the output part 5 is thus arranged coaxially with the input part 4.
  • the output part 5 has a hub element 6 which, in operation, is non-rotatably connected directly to a transmission shaft, namely a transmission input shaft, of a transmission, not shown for the sake of clarity.
  • the hub member 6 is fixed / fixed in the axial direction (viewed along the rotation axis 2).
  • an inner bracket 8 of the output member 5 is fixed against rotation but movably mounted in a certain range relative to the hub member 6 in the axial direction and in a circumferential direction / rotational direction about the rotation shaft 2.
  • the leaf spring unit 9 described in more detail below.
  • the inner support 8 forms an inner support 8 for a plurality of second friction elements 7 and consequently takes up a plurality of second friction elements 7 on its radial outer side (with respect to the rotation axis 2).
  • the inner support 8 itself has a (second) sleeve portion 18, which rotatably receives the second friction elements 7 and slidably receives relative to each other in the axial direction.
  • the second friction elements 7 are in the radial direction to the outside of the inner support 8 / second sleeve portion 18 from.
  • the second friction elements 7 alternate with the first friction elements 3 in the axial direction and are (predominantly) arranged in each case axially between two adjacent first friction elements 3.
  • the respective first and second friction elements 3, 7 are of lamellar design and are therefore alternatively referred to as friction lamellae.
  • the first friction elements 3 have friction linings
  • the second friction elements 7 are designed as so-called steel lamellae / non-laminar lamellae. Consequently, the centrifugal clutch 1 is also implemented as Reiblamellenkupplung.
  • the hub member 6 is connected via a leaf spring unit 9 with the inner support 8 rotatably connected.
  • the leaf spring unit 9 has a plurality, here three, distributed in the circumferential direction leaf spring packets 19. Each leaf spring packet 19 typically has a plurality of leaf springs 20 stacked one above the other.
  • the leaf spring unit 9 has at least one leaf spring 20.
  • the leaf spring 20 is supported and fixed axially with its first end region on the inner support 8. With a second end region opposite the first end region, the leaf spring 20 is axially supported and fastened to the hub element 6.
  • the leaf spring unit 9 is inserted with its leaf springs 20 in such a manner that the inner support 8 rotates by driving the output member 5 in a first rotational direction (by converting a closed position of the centrifugal clutch 1) through the input member 4 in the axial direction from the hub member 6 is pushed away. This results in an increased pressing of the first friction elements 3 to the second friction elements 7 / Er- increasing the contact pressure between the first and second friction elements 3, 7th
  • a first actuating device 10 has a first centrifugal mass 21, which is displaceably arranged in the radial direction.
  • the first flyweight 21 cooperates with a ramp 23 provided on a first disk part 22 in such a way that, when the first flywheel 21 is displaced outward in the radial direction, the first disk part 22 is displaced in the axial direction and thus the inner support 8 shifts that the centrifugal clutch 1 is moved to a closed position.
  • a second friction element 7 arranged end-to-end relative to the entirety of the first and second friction elements 3, 7 serves directly as a pressure plate 24, which is arranged fixedly on the inner support 8 in the axial direction.
  • a second actuator 11 is present.
  • the second actuating device 11 has a second flyweight 25 which is displaceably arranged in the radial direction.
  • the second flyweight 25 acts in such a way with a ramp 23 provided on a second disk part 26 that the second disk part 26 is displaced in the axial direction when the second flyweight 25 is displaced radially outward in such a way that it supports the inner support 8 in the axial direction with an additional Displacement force displaced.
  • the first actuator 10 is activated / activated at a lower (first) speed than the second actuator 11. Only when a still higher (second) speed is exceeded, the second actuator 11 additionally actuated / activated in addition to the first actuating device 10 and consequently the additional contact pressure force is applied to the first and second friction elements 3, 7 for friction-locking connection of these first and second friction elements 3, 7.
  • each modulation spring 12a, 12b is arranged between two second friction elements 7.
  • a first modulation spring 12a is arranged directly axially between two second friction elements 7 forming a first friction element pair 13a.
  • the first modulation spring 12a is directly in contact with the mutually facing axial end faces of the second friction elements 7 of the first friction element pair 13a.
  • a second modulation spring 12b is arranged directly axially between two further second friction elements 7 forming a second friction element pair 13b.
  • the second modulation spring 12a is directly in contact with the mutually facing axial end faces of the second friction elements 7 of the second friction element pair 13b.
  • the two Reib comprisefare 13a and 13b have a common second friction element 7 with each other. Consequently, the two modulation springs 12a, 12b adjacent in the axial direction, each between two different second friction elements 7, respectively.
  • the two modulation springs 12a, 12b are formed with each other as equal parts.
  • Each modulation spring 12a, 12b is realized as a plate spring and has a greater flute / thickness than the respective first friction element 3, which cooperates with the second friction elements 7 of the respective friction element pair 13a, 13b.
  • the two first friction elements 3, which interact with the two pairs of friction elements 13a, 13b have a larger inner diameter than the remaining first friction elements 3.
  • a radial receiving space 14 for the respective modulation spring 12a, 12b is formed.
  • the modulation spring 12a, 12b is thus arranged in the radial direction at the same height as a plurality of first friction elements 3.
  • the respective modulation spring 12a, 12b is designed in such a way that the friction element pairs 13a, 13b are spaced up to a certain minimum value of the contact pressure, below which several of the other second friction elements 7 are frictionally engaged with first friction elements 3, and apart from frictional engagement is held between the second friction elements 7 of the Reibiatapoces 13a, 13b Neten, first friction element 3 is held.
  • the modulation springs 12a, 12b are arranged in the axial direction and have such a spring stiffness that when actuated by the first actuating device 10, d. H. When a first speed range is reached, initially only a first group 27 of second friction elements 7 with corresponding first friction elements 3 comes into frictional engagement.
  • This state represents a first closed position of the centrifugal clutch 1.
  • a second group 28 on second friction elements 7, to which the second friction elements 7 of the two friction element pairs 13a and 13b belong, are on the other hand only upon activation of the first actuating device 10 (and at deak - tivierter second actuator 11) except ReibkraftMail with the corresponding first friction elements 3. Only when activating the second actuator 11, ie When the second rotational speed is reached, the respective modulating spring 12a, 12b is compressed in the axial direction by the increasingly acting contact pressure, and thus the second friction elements 7 of the second group 28 also frictionally engage with the respective first friction elements 3.
  • This state constitutes a second one (reinforced) closed position of the centrifugal clutch 1 is.
  • the respective modulation spring 12a, 12b has a shape such that it (in the circumferential direction / rotational direction) (via positive locking) tion rotatably coupled to the inner support 8.
  • a modulation spring 12a, 12b is proposed in a friction plate (first friction element 3).
  • the modulation spring 12a, 12b has a height greater than the (height / thickness of the) friction plate 3, whereby it is completely free and comes only at a corresponding load for engagement.
  • the modulation spring 12a, 12b is specifically assigned to the reinforcing side of the coupling 1. In a further preferred embodiment of the coupling 1, this coupling 1 has eighteen friction surfaces, of which eleven are used for reinforcing purposes. Since the modulation spring 12a, 12b is mounted on the reinforcing side, only sixteen friction surfaces are available at start-up (and using only one modulating spring 12a, 12b), of which nine are used for amplification. Only when the modulation spring 12a, 12b is compressed by sufficient contact pressure (about 50 N to 150 N about 0.1 mm to 0.3 mm spring travel), all lamellae 3, 7 are available again. Thus, when starting the torque capacity and the gain are deliberately reduced.

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Abstract

Fliehkraftkupplung (1) mit, mehrere erste Reibelemente (3) in einer axialen Richtung relativ zueinander verschieblich aufnehmenden Eingangsteil (4), mehrteiliges Ausgangsteil (5), wobei das Ausgangsteil (5) ein Nabenelement (6) und einen mehrere zweite Reibelemente (7) drehfest und in der axialen Richtung relativ zueinander verschieblich aufnehmenden Innenträger (8) aufweist und der Innenträger (8) mittels einer Blattfedereinheit (9) derart mit dem Nabenelement (6) drehverbunden ist, dass die Blattfedereinheit (9) in einer geschlossenen Stellung der Fliehkraftkupplung (1), in der die ersten und zweiten Reibelemente (3, 7) reibkraftschlüssig aneinander anliegen, sowie bei Rotation des Eingangsteils (4) in einer ersten Drehrichtung eine den reibkraftschlüssigen Kontakt der ersten und zweiten Reibelemente (3, 7) verstärkende Anpresskraft erzeugt, sowie mit zumindest einer die Fliehkraftkupplung (1) von einer geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung umschaltenden, fliehkraftaktuierten Betätigungseinrichtung (10, 11), wobei eine Modulationsfeder (12a, 12b) derart axial zwischen zwei ein Reibelementepaar (13a, 13b) bildenden zweiten Reibelementen (7) eingesetzt ist, dass das Reibelementepaar (13a, 13b) bis zu einem bestimmten Mindestwert der Anpresskraft, unterhalb dessen bereits mehrere weitere zweite Reibelemente (7) mit ersten Reibelementen (3) in Reibkraftschluss stehen, durch die Modulationsfeder (12a, 12b) beabstandet sowie außer Reibkraftschluss zu einem zwischen den zweiten Reibelementen (7) des Reibelementepaares (13a, 13b) angeordneten, ersten Reibelement (3) gehalten ist.

Description

Fliehkraftkupplunq mit Modulationsfeder; sowie Antriebsstranq
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung (auch als fliehkraftbetätigte Kupplung be- zeichnet) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie zweirädrige, dreirädrige oder leichte vierrädrige Kraftfahrzeuge, mit einem um eine Drehachse drehbaren, mehrere erste Reibelemente in Bezug auf die Drehachse drehfest und in einer axialen Richtung relativ zueinander verschieblich aufnehmenden Eingangsteil, einem eben- falls um die Drehachse drehbaren, mehrteiligen Ausgangsteil, wobei das Ausgangsteil ein Nabenelement und einen mehrere zweite Reibelemente in Bezug auf die Dreh- achse drehfest und in der axialen Richtung relativ zueinander verschieblich aufneh- menden Innenträger aufweist und der Innenträger mittels einer Blattfedereinheit derart mit dem Nabenelement drehverbunden ist, dass die Blattfedereinheit in einer ge- schlossenen Stellung der Fliehkraftkupplung, in der die ersten und zweiten Reibele- mente reibkraftschlüssig aneinander anliegen, sowie bei Rotation des Eingangsteils in einer ersten Drehrichtung eine den reibkraftschlüssigen Kontakt der ersten und zwei- ten Reibelemente verstärkende Anpresskraft erzeugt, sowie mit zumindest einer die Fliehkraftkupplung von einer geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung um schaltenden, fliehkraftaktuierten Betätigungseinrichtung. Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit dieser Fliehkraftkupplung.
Gattungsgemäße Fliehkraftkupplungen sind bspw. aus der WO 2015 / 135 540 A1 be- kannt. Des Weiteren ist Stand der Technik aus der WO 2017 / 129 178 A1 bekannt.
Als Nachteil bestehender Fliehkraftkupplungen hat es sich jedoch herausgestellt, dass durch die Blattfedereinheiten sowie die bisherigen Anbindungen der einzelnen Reibe- lemente an dem Ein- oder Ausgangsteil relativ hohe Anpresskräfte beim Schließen der Fliehkraftkupplung erzeugt werden und dadurch relativ starke Reibwertschwan- kungen resultieren können. Durch die jeweilige Blattfedereinheit werden die üblicher- weise hinnehmbaren Reibwertschwankungen so verstärkt, dass das Anfahren des Kraftfahrzeuges unangenehm oder nicht mehr möglich wird. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik be- kannten Nachteile zu beheben und eine Fliehkraftkupplung zur Verfügung zu stellen, durch die das Anfahrverhalten des Kraftfahrzeuges, insbesondere auch im kalten Zu stand, deutlich verbessert angenehmer wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Modulationsfeder derart axial zwischen zwei ein Reibelementepaar bildenden zweiten Reibelementen eingesetzt ist, dass das Reibelementepaar bis zu einem bestimmten Mindestwert der Anpresskraft, unterhalb welchem Mindestwert bereits mehrere weitere zweite Reibelemente mit ers- ten Reibelementen in Reibkraftschluss stehen / reibkraftschlüssig verbunden sind, durch die Modulationsfeder beabstandet sowie außer Reibkraftschluss zu einem zwi- schen den zweiten Reibelementen des Reibelementepaares angeordneten, ersten Reibelement gehalten / abgestützt ist.
Dadurch wird die eingesetzte Modulationsfeder gezielt der verstärkenden Seite der Fliehkraftkupplung zugeordnet, um bei einem Einrücken der Fliehkraftkupplung die Reibwertschwankungen zu lindern. Insbesondere beim Anfahren wird die Fliehkraft- kupplung somit gezielt, durch Umsetzen einer schwächeren Reibkraftverbindung, ein- gerückt. Oberhalb einer bestimmten, wirkenden Fliehkraft werden auch die zweiten Reibelemente des Reibelementepaares mit dem entsprechenden ersten Reibelement reibkraftschlüssig verbunden, sodass der reibkraftschlüssige Verbund nochmals ver- stärkt wird. Dadurch ist eine besonders leistungsfähige Fliehkraftkupplung realisiert.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Ist die Modulationsfeder ringförmig (ausgebildet), ist sie besonders kompakt in der Fliehkraftkupplung untergebracht.
In diesem Zusammenhang ist es zudem vorteilhaft, wenn die Modulationsfeder als eine Tellerfeder oder eine Wellfeder realisiert ist. Hinsichtlich der Anbindung der Modulationsfeder ist es auch von Vorteil, wenn diese eine (axiale) Höhe / Dicke aufweist, die (vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,3 mm) größer als eine Dicke des zwischen den beiden zweiten Reibelementen des Reibele- mentepaares angeordneten ersten Reibelementes ist. In axialer Richtung ist die Mo- dulationsfeder weiter bevorzugt unmittelbar mit den einander zugewandten axialen Stirnseiten der zweiten Reibelemente des Reibelementepaares in Kontakt. Dadurch wird der Aufbau der Fliehkraftkupplung besonders einfach gehalten und die Bauteilan- zahl weiter reduziert.
Ist die Modulationsfeder radial innerhalb des zwischen den beiden zweiten Reibele- menten des Reibelementepaares angeordneten ersten Reibelementes angeordnet, ist die Fliehkraftkupplung in radialer Richtung besonders kompakt umgesetzt.
In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn das zwischen den beiden zweiten Reibelementen des Reibelementepaares angeordnete erste Reibelement ei- nen größeren Innendurchmesser aufweist als zumindest ein weiteres erstes Reibele- ment und die Modulationsfeder in einem durch dieses erste Reibelement gebildeten Aufnahmeraum (radialer Aufnahmeraum) angeordnet ist. Das zwischen den beiden zweiten Reibelementen des Reibelementepaares angeordnete erste Reibelement weist vorzugsweise einen größeren Innendurchmesser auf als die beiden zweiten Rei- belemente des Reibelementepaares. Dadurch wird weiterer radialer Bauraum ge- schickt eingespart.
Vorteilhaft ist es des Weiteren, wenn eines der zweiten Reibelemente des Reibele- mentepaares in axialer Richtung unmittelbar endseitig zu der Gesamtheit der ersten und zweiten Reibelemente und/oder in axialer Richtung fest an dem Innenträger ange- bracht ist. Dadurch wird der Aufbau der Fliehkraftkupplung weiter vereinfacht.
Sind mehrere Modulationsfedern eingesetzt, können die Reibwertschwankungen noch effektiver reduziert werden. ln diesem Zusammenhang ist es wiederum zweckmäßig, wenn eine erste Modulati- onsfeder zwischen zwei, ein erstes Reibelementepaar bildenden, zweiten Reibele- menten und eine zweite Modulationsfeder zwischen zwei, ein zweites Reibelemente- paar bildenden, zweiten Reibelementen eingesetzt ist.
Die beiden ersten und zweiten Reibelementepaare sind weiter bevorzugt in axialer Richtung unmittelbar nebeneinander angeordnet, weiter bevorzugt zumindest teil- weise durch dasselbe zweite Reibelement ausgebildet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit ei- ner erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung nach zumindest einer der zuvor beschrie- benen Ausführungen, wobei das Nabenelement drehfest mit einer Getriebewelle eines Getriebes weiter verbunden ist.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine halbautomatische Fliehkraftkupplung mit Modulationsfeder realisiert. Der Einbau dieser Modulationsfe- der ist vorgeschlagen, um insbesondere im kalten Zustand die Anfahrbarkeit bei der Fliehkraftkupplung / semiautomatischen Kupplung mit Verstärkungsfunktion zu ver- bessern. Die Modulationsfeder ist ringförmig und in axialer Richtung zwischen zwei benachbarten Innenlamellen (zweite Reibelemente) angeordnet. Die Flöhe der aufge- stellten Modulationsfeder ist größer als die Dicke der Außenlamelle (erstes Reibele- ment), die einen zu den übrigen Außenlamellen vergrößerten Innendurchmesser auf- weist, wobei radial innerhalb dessen die Modulationsfeder angeordnet ist.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der gesamte Aufbau der Fliehkraftkupplung übersichtlich zu erkennen ist, Fig. 2 einen Detailbereich der in Fig. 1 dargestellten Fliehkraftkupplung im Längs- schnitt, in dem die Anordnung zweier Modulationsfedern zwischen entspre- chenden Reibelementen der Fliehkraftkupplung veranschaulicht ist, und
Fig. 3 eine Querschnittdarstellung der Fliehkraftkupplung nach Fig. 1 in einer
Ebene, in der eine der Modulationsfedern zu ihrer Stirnseite zu erkennen ist.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver- ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver- sehen.
In Verbindung mit Fig. 1 ist eine nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umge- setzte erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung 1 in ihrem Aufbau gut zu erkennen. Die Fliehkraftkupplung 1 ist auf übliche Weise auch als fliehkraftbetätigte Kupplung be- zeichnet und auf typische Weise in einem Antriebsstrang eines zwei- oder dreirädri- gen Kraftfahrzeuges, wie bspw. eines Motorrades oder eines Motorrollers, eingesetzt. Die Fliehkraftkupplung 1 dient ebenfalls typischerweise zum wahlweisen Anbinden ei- ner Antriebseinheit, wie eine Verbrennungskraftmaschine oder eine elektrische Ma- schine, an ein Getriebe, das hier der Übersichtlichkeit nicht weiter dargestellt ist.
Antriebsseitig weist die Fliehkraftkupplung 1 ein Eingangsteil 4 auf. Das Eingangsteil 4 ist um eine Drehachse 2 drehbar angeordnet. Das Eingangsteil 4 weist ein Zahnrad 15 auf, das im Betrieb mit der Antriebseinheit weiter gekoppelt ist. Das Zahnrad 15 ist drehfest mit einem Außenträger 16 des Eingangsteils 4 drehfest verbunden. Der Au- ßenträger 16 bildet für mehrere erste Reibelemente 3 einen Außenträger 16 aus und nimmt folglich die ersten Reibelemente 3 zu seiner radialen Innenseite (in Bezug auf die Drehachse 2) auf. Die ersten Reibelemente 3 sind radial innerhalb eines (ersten) Flülsenbereiches 17 des Außenträgers 16 angeordnet und aufgenommen. Die ersten Reibelemente 3 sind drehfest und in einer axialen Richtung (in Bezug auf die Dreh- achse 2) relativ zueinander verschieblich an dem Außenträger 16 / ersten Hülsenbe- reich 17 aufgenommen. Die ersten Reibelemente 3 stehen in radialer Richtung nach innen von dem Außenträger 16 / ersten Hülsenbereich 17 aus ab. Neben dem Eingangsteil 4 ist ein Ausgangsteil 5 vorhanden, das ebenfalls drehbar um die Drehachse 2 angeordnet ist. Das Ausgangsteil 5 ist somit koaxial zum Ein- gangsteil 4 angeordnet. Das Ausgangsteil 5 weist ein Nabenelement 6 auf, das unmit- telbar im Betrieb drehfest mit einer Getriebewelle, nämlich einer Getriebeeingangs- welle, eines der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Getriebes weiter verbunden ist. Das Nabenelement 6 ist in der axialen Richtung (entlang der Dreh- achse 2 gesehen) fest / fixiert. An dem Nabenelement 6 ist ein Innenträger 8 des Aus- gangsteils 5 drehfest, jedoch in einem bestimmten Bereich relativ zu dem Nabenele- ment 6 in der axialen Richtung und in einer Umfangsrichtung / Drehrichtung um die Drehachse 2 bewegbar angebracht. Zur Verbindung des Nabenelementes 6 mit dem Innenträger 8 dient die nachfolgend näher beschriebene Blattfedereinheit 9.
Der Innenträger 8 bildet für mehrere zweite Reibelemente 7 einen Innenträger 8 aus und nimmt folglich mehrere zweite Reibelemente 7 zu seiner radialen Außenseite (in Bezug auf die Drehachse 2) auf. Hierfür weist der Innenträger 8 selbst einen (zweiten) Hülsenbereich 18 auf, der die zweiten Reibelemente 7 drehfest sowie relativ zueinan- der in axialer Richtung verschieblich aufnimmt. Die zweiten Reibelemente 7 stehen in radialer Richtung nach außen von dem Innenträger 8 / zweiten Hülsenbereich 18 aus ab.
Die zweiten Reibelemente 7 wechseln sich in der axialen Richtung mit den ersten Rei- belementen 3 ab und sind (überwiegend) jeweils axial zwischen zwei benachbarten ersten Reibelementen 3 angeordnet. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewie- sen, dass die jeweiligen ersten und zweiten Reibelemente 3, 7 lamellenförmig ausge- bildet sind und folglich alternativ als Reiblamellen bezeichnet sind. In dieser Ausfüh- rung weisen die ersten Reibelemente 3 Reibbeläge auf, wohingegen die zweiten Rei- belemente 7 als so genannte Stahllamellen / belaglose Lamellen ausgebildet sind. Folglich ist die Fliehkraftkupplung 1 auch als Reiblamellenkupplung umgesetzt. In ei- ner geschlossenen Stellung der Fliehkraftkupplung 1 sind die ersten und zweiten Rei- belemente 3, 7 zumindest teilweise reibkraftschlüssig miteinander in Kontakt und da- mit drehverbunden; in einer geöffneten Stellung der Fliehkraftkupplung 1 sind die ers- ten und zweiten Reibelemente 3, 7 außer Reibkraftschluss zueinander angeordnet und folglich drehmomentübertragungsfrei zueinander verdrehbar. Das Nabenelement 6 ist über eine Blattfedereinheit 9 mit dem Innenträger 8 drehtest verbunden. Die Blattfedereinheit 9 weist mehrere, hier drei, in der Umfangsrichtung verteilt angeordnete Blattfederpakete 19 auf. Jedes Blattfederpaket 19 weist auf typi- sche Weise mehrere übereinander gestapelte Blattfedern 20 auf. In diesem Zusam- menhang sei prinzipiell auch darauf hingewiesen, dass statt dem Blattfederpaket 19 in weiteren Ausführungen lediglich eine Blattfeder 20 einsetzbar ist. In jedem Fall weist die Blattfedereinheit 9 zumindest eine Blattfeder 20 auf. Die Blattfeder 20 ist mit ihrem ersten Endbereich axial an dem Innenträger 8 abgestützt und befestigt. Mit einem, dem ersten Endbereich gegenüberliegenden, zweiten Endbereich ist die Blattfeder 20 axial an dem Nabenelement 6 abgestützt und befestigt. Die Blattfedereinheit 9 ist mit ihren Blattfedern 20 derart eingesetzt, dass der Innenträger 8 bei einem drehenden Antreiben des Ausgangsteils 5 in einer ersten Drehrichtung (durch Umsetzen einer ge- schlossenen Stellung der Fliehkraftkupplung 1 ) durch das Eingangsteil 4 in der axialen Richtung von dem Nabenelement 6 weg gedrückt wird. Dadurch kommt es zu einem verstärkten Anpressen der ersten Reibelemente 3 an die zweiten Reibelemente 7 / Er- höhen der Anpresskraft zwischen den ersten und zweiten Reibelementen 3, 7.
Zum Betätigen der Fliehkraftkupplung 1 sind auf typische Weise zwei fliehkraftaktu- ierte / fliehkraftgesteuerte Betätigungseinrichtungen 10, 11 eingesetzt. Eine erste Be- tätigungseinrichtung 10 weist eine, in der radialen Richtung verschiebbar angeord- nete, erste Fliehmasse 21 auf. Die erste Fliehmasse 21 wirkt derart mit einer an einem ersten Scheibenteil 22 vorgesehenen Rampe 23 zusammen, dass bei einem Ver- schieben der ersten Fliehmasse 21 in radialer Richtung nach außen das erste Schei- benteil 22 in axialer Richtung verschoben wird und damit den Innenträger 8 so ver- schiebt, dass die Fliehkraftkupplung 1 in eine geschlossene Stellung verbracht wird. Hierbei dient ein endseitig zu der Gesamtheit aus ersten und zweiten Reibelementen 3, 7 angeordnetes zweites Reibelement 7 unmittelbar als Anpressplatte 24, das in der axialen Richtung fest an dem Innenträger 8 angeordnet ist.
Neben der ersten Betätigungseinrichtung 10 ist eine zweite Betätigungseinrichtung 11 vorhanden. Die zweite Betätigungseinrichtung 11 weist eine, in der radialen Richtung verschiebbar angeordnete, zweite Fliehmasse 25 auf. Die zweite Fliehmasse 25 wirkt derart mit einer an einem zweiten Scheibenteil 26 vorgesehenen Rampe 23 zusam- men, dass bei einem Verschieben der zweiten Fliehmasse 25 in radialer Richtung nach außen das zweite Scheibenteil 26 in axialer Richtung so verschoben wird, dass es den Innenträger 8 in axialer Richtung mit einer zusätzlichen Anpresskraft ver- schiebt.
Da die erste Fliehmasse 21 eine geringere Masse aufweist als die zweite Fliehmasse 25, wird die erste Betätigungseinrichtung 10 bei einer geringeren (ersten) Drehzahl angesteuert / aktiviert als die zweite Betätigungseinrichtung 11. Erst bei Überschreiten einer nochmals höheren (zweiten) Drehzahl wird die zweite Betätigungseinrichtung 11 zusätzlich zu der ersten Betätigungseinrichtung 10 angesteuert / aktiviert und folglich die zusätzliche Anpresskraft auf die ersten und zweiten Reibelemente 3, 7 zum reib- kraftschlüssigen Verbinden dieser ersten und zweiten Reibelemente 3, 7 aufgebracht.
Erfindungsgemäß sind, wie in Fig. 2 besonders gut zu erkennen, zwei Modulationsfe- dern 12a, 12b eingesetzt. Jede Modulationsfeder 12a, 12b ist zwischen zwei zweiten Reibelementen 7 angeordnet. Eine erste Modulationsfeder 12a ist unmittelbar axial zwischen zwei, ein erstes Reibelementepaar 13a bildenden, zweiten Reibelementen 7 angeordnet. Die erste Modulationsfeder 12a befindet sich unmittelbar mit den einan- der zugewandten axialen Stirnseiten der zweiten Reibelemente 7 des ersten Reibele- mentepaares 13a in Kontakt. Eine zweite Modulationsfeder 12b ist unmittelbar axial zwischen zwei weiteren, ein zweites Reibelementepaar 13b bildenden, zweiten Reibe- lementen 7 angeordnet. Die zweite Modulationsfeder 12a befindet sich unmittelbar mit den einander zugewandten axialen Stirnseiten der zweiten Reibelemente 7 des zwei- ten Reibelementepaares 13b in Kontakt. Die beiden Reibelementepaare 13a und 13b weisen untereinander ein gemeinsames zweites Reibelement 7 auf. Folglich sind die beiden Modulationsfedern 12a, 12b in axialer Richtung benachbart, jeweils zwischen zwei verschiedenen zweiten Reibelementen 7, angeordnet.
Die beiden Modulationsfedern 12a, 12b sind untereinander als Gleichteile ausgebildet. Jede Modulationsfeder 12a, 12b ist als eine Tellerfeder realisiert und weist eine grö- ßere Flöhe / Dicke auf als das jeweilige erste Reibelement 3, das mit den zweiten Rei- belementen 7 des jeweiligen Reibelementepaares 13a, 13b zusammenwirkt. Zudem fällt auf, dass die beiden ersten Reibelemente 3, die mit den beiden Reibelemente- paaren 13a, 13b Zusammenwirken, einen größeren Innendurchmesser aufweisen, als die übrigen ersten Reibelemente 3. Dadurch wird ein radialer Aufnahmeraum 14 für die jeweilige Modulationsfeder 12a, 12b gebildet. Die Modulationsfeder 12a, 12b ist somit in radialer Richtung auf gleicher Höhe mit mehreren ersten Reibelementen 3 an- geordnet.
Die jeweilige Modulationsfeder 12a, 12b ist derart ausgebildet, dass die Reibelemen- tepaare 13a, 13b bis zu einem bestimmten Mindestwert der Anpresskraft, unterhalb dessen bereits mehrere der anderen zweiten Reibelemente 7 mit ersten Reibelemen- ten 3 in Reibkraftschluss stehen, beabstandet sowie außer Reibkraftschluss zu dem zwischen den zweiten Reibelementen 7 des Reibelementepaares 13a, 13b angeord- neten, ersten Reibelement 3 gehalten ist. Insbesondere sind die Modulationsfedern 12a, 12b so in axialer Richtung angeordnet und weisen eine derartige Federsteifigkeit auf, dass bei Betätigung durch die erste Betätigungseinrichtung 10, d. h. bei einem Er- reichen eines ersten Drehzahlbereiches zunächst lediglich eine erste Gruppe 27 an zweiten Reibelementen 7 mit entsprechenden ersten Reibelementen 3 in Reibkraft- schluss gelangt. Dieser Zustand stellt eine erste geschlossene Stellung der Fliehkraft- kupplung 1 dar. Eine zweite Gruppe 28 an zweiten Reibelementen 7, zu denen die zweiten Reibelemente 7 der beiden Reibelementepaare 13a und 13b gehören, sind hingegen lediglich bei Aktivierung der ersten Betätigungseinrichtung 10 (und bei deak- tivierter zweiter Betätigungseinrichtung 11 ) außer Reibkraftschluss mit den entspre- chenden ersten Reibelementen 3. Erst bei Aktivierung der zweiten Betätigungseinrich- tung 11 , d.h. bei Erreichen der zweiten Drehzahl, wird durch die verstärkt wirkende Anpresskraft die jeweilige Modulationsfeder 12a, 12b in axialer Richtung komprimiert und somit gelangen auch die zweiten Reibelemente 7 der zweiten Gruppe 28 in Reib- kraftschluss mit den jeweiligen ersten Reibelementen 3. Dieser Zustand stellt eine zweite (verstärkte) geschlossene Stellung der Fliehkraftkupplung 1 dar.
In Fig. 3 ist zudem zu erkennen, dass die jeweilige Modulationsfeder 12a, 12b eine derartige Form aufweist, dass sie (über Formschluss) in Umfangsrichtung / Drehrich- tung drehfest mit dem Innenträger 8 gekoppelt ist. Der Vollständigkeit halber sei da- rauf hingewiesen, dass in weiteren Ausführungen auch lediglich nur eine Modulations- feder 12a, 12b oder mehr als zwei Modulationsfedern 12a, 12b eingesetzt sind. In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Modulationsfeder 12a, 12b in einer Reiblamelle (erstes Reibelement 3) vorgeschlagen. Durch die erfindungsge- mäße Modulationsfederanordnung wird eine Verstärkungswirkung der selbstverstär- kenden Fliehkraftkupplung 1 gezielt (in zumindest einer Stellung / einem Zustand) re- duziert. Die Modulationsfeder 12a, 12b hat eine Höhe größer der (Höhe / Dicke der) Reiblamelle 3, wodurch diese komplett frei ist und erst bei einer entsprechenden Last zum Eingriff kommt. Die Modulationsfeder 12a, 12b ist gezielt der verstärkenden Seite der Kupplung 1 zugeordnet. In einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kupplung 1 hat diese Kupplung 1 achtzehn Reibflächen, wovon elf verstärkend ge- nutzt sind. Da die Modulationsfeder 12a ,12b auf der verstärkenden Seite angebracht ist, sind beim Anfahren (sowie bei Verwendung nur einer Modulationsfeder 12a, 12b) nur sechzehn Reibflächen verfügbar, wovon neun verstärkend genutzt sind. Erst wenn die Modulationsfeder 12a, 12b durch ausreichend Anpresskraft (ca.50 N bis 150 N etwa 0,1 mm bis 0,3 mm Federweg) zusammengedrückt wird, sind wieder alle Lamel- len 3, 7 verfügbar. Somit werden beim Anfahren die Momentenkapazität und auch die Verstärkung gezielt reduziert.
Bezuqszeichenliste Fliehkraftkupplung
Drehachse
erstes Reibelement
Eingangsteil
Ausgangsteil
Nabenelement
zweites Reibelement
Innenträger
Blattfedereinheit
erste Betätigungseinrichtung
zweite Betätigungseinrichtung
a erste Modulationsfeder
b zweite Modulationsfeder
a erstes Reibelementepaar
b zweites Reibelementepaar
Aufnahmeraum
Zahnrad
Außenträger
erster Hülsenbereich
zweiter Hülsenbereich
Blattfederpaket
Blattfeder
erste Fliehmasse
erstes Scheibenteil
Rampe
Anpressplatte
zweite Fliehmasse
zweites Scheibenteil
erste Gruppe
zweite Gruppe

Claims

Patentansprüche
1. Fliehkraftkupplung (1 ) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem um eine Drehachse (2) drehbaren, mehrere erste Reibelemente (3) in Bezug auf die Drehachse (2) drehfest und in einer axialen Richtung relativ zueinander ver- schieblich aufnehmenden Eingangsteil (4), einem ebenfalls um die Drehachse (2) drehbaren, mehrteiligen Ausgangsteil (5), wobei das Ausgangsteil (5) ein Nabenelement (6) und einen mehrere zweite Reibelemente (7) in Bezug auf die Drehachse (2) drehfest und in der axialen Richtung relativ zueinander verschieb- lich aufnehmenden Innenträger (8) aufweist und der Innenträger (8) mittels einer Blattfedereinheit (9) derart mit dem Nabenelement (6) drehverbunden ist, dass die Blattfedereinheit (9) in einer geschlossenen Stellung der Fliehkraftkupplung (1 ), in der die ersten und zweiten Reibelemente (3, 7) reibkraftschlüssig aneinan- der anliegen, sowie bei Rotation des Eingangsteils (4) in einer ersten Drehrich- tung eine den reibkraftschlüssigen Kontakt der ersten und zweiten Reibelemente (3, 7) verstärkende Anpresskraft erzeugt, sowie mit zumindest einer die Flieh- kraftkupplung (1 ) von einer geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung um schaltenden, fliehkraftaktuierten Betätigungseinrichtung (10, 11 ), dadurch gekennzeichnet, dass eine Modulationsfeder (12a, 12b) derart axial zwischen zwei ein Reibelementepaar (13a, 13b) bildenden zweiten Reibelementen (7) ein- gesetzt ist, dass das Reibelementepaar (13a, 13b) bis zu einem bestimmten Min- destwert der Anpresskraft, unterhalb dessen bereits mehrere weitere zweite Rei- belemente (7) mit ersten Reibelementen (3) in Reibkraftschluss stehen, durch die Modulationsfeder (12a, 12b) beabstandet sowie außer Reibkraftschluss zu einem zwischen den zweiten Reibelementen (7) des Reibelementepaares (13a, 13b) angeordneten, ersten Reibelement (3) gehalten ist.
2. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsfeder (12a, 12b) ringförmig ausgebildet ist.
3. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsfeder (12a, 12b) eine Flöhe aufweist, die größer als eine Dicke des zwischen den beiden zweiten Reibelementen (7) des Reibelementepaares (13a, 13b) angeordneten ersten Reibelementes (3) ist.
4. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsfeder (12a, 12b) radial innerhalb des zwischen den beiden zweiten Reibelementen (7) des Reibelementepaares (13a, 13b) an- geordneten ersten Reibelementes (3) angeordnet ist.
5. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen den beiden zweiten Reibelementen (7) des Reibe- lementepaares (13a, 13b) angeordnete erste Reibelement (3) einen größeren In- nendurchmesser aufweist als zumindest ein weiteres erstes Reibelement (3) und die Modulationsfeder (12a, 12b) in einem durch dieses erste Reibelement (3) ge- bildeten Aufnahmeraum (14) angeordnet ist.
6. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eines der zweiten Reibelemente (7) des Reibelementepaares (13a, 13b) in axialer Richtung unmittelbar endseitig zu der Gesamtheit der ersten und zweiten Reibelemente (3, 7) und/oder in axialer Richtung fest an dem Innen- träger (8) angebracht ist.
7. Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Modulationsfedern (12a, 12b) eingesetzt sind.
8. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Modulationsfeder (12a) zwischen zwei, ein erstes Reibelementepaar (13a) bildenden, zweiten Reibelementen (7) und eine zweite Modulationsfeder (12b) zwischen zwei, ein zweites Reibelementepaar (13b) bildenden, zweiten Reibele- menten (7) eingesetzt ist.
9. Fliehkraftkupplung (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten und zweiten Reibelementepaare (13a, 13b) in axialer Richtung un- mittelbar nebeneinander angeordnet sind.
10. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer Fliehkraftkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Nabenelement (6) drehfest mit einer Getriebe- welle eines Getriebes weiter verbunden ist.
PCT/DE2019/100335 2018-04-20 2019-04-11 Fliehkraftkupplung mit modulationsfeder; sowie antriebsstrang WO2019201389A1 (de)

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JP2011026974A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Keihin Corp 電動圧縮機
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WO2017129178A1 (de) 2016-01-27 2017-08-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Reibungskupplung

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