DE10049955B4

DE10049955B4 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE10049955B4
Application number: DE10049955A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl.-Ing. Baur; Jürgen Dipl.-Ing. Pohlenz; Helmut Konrad
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: DE10049955A1

Abstract

Lamellenkupplung (2) mit Außenlamellen (7), welche über ein Profil (8) drehfest in einem Profil (8) eines Außenlamellenträgers (9) gehalten sind, und mit Innenlamellen (6), welche über ein Profil (5) drehfest mit einem Profil (5) eines Innenlamellenträgers (4) verbunden sind, wobei beim Schließen und im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung ein Kühlmittel die Lamellenkupplung durchströmt, wobei die Lamellenkupplung (2) im geöffneten sowie im geschlossenen Zustand mit Kühlmittel durchströmt wird, wobei der Kühlmittelstrom im geöffneten Zustand geringer ist als der Kühlmittelstrom im geschlossenen Zustand, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung (2) zusammen mit einer zweiten Lamellenkupplung (3) eine Doppelkupplung (1) bildet und der gemeinsame Außenlamellenträger (9) Öffnungen (17) aufweist, welche zwischen den Lamellenkupplungen (2), (3) angeordnet sind, so dass Kühlmittel, welches die erste Lamellenkupplung (2) durchströmt, die zweite Lamellenkupplung (3) nicht beeinflusst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Lamellenkupplungen, insbesondere Doppelkupplungen, welche vorzugsweise zum Fahrtrichtungswechsel eines Fahrzeugs eingesetzt werden, weisen große Drehzahlunterschiede der Lamellen auf. Werden Lamellenkupplungen zu Schwingungen angeregt, wie z. B. durch die Verwendung einer gewellten Federlamelle, so besteht die Möglichkeit, daß die Lamellen taumeln, wodurch bei geöffneter Kupplung höhere Reibungsverluste entstehen, welche einerseits den Wirkungsgrad der Lamellenkupplung verschlechtern und andererseits die Lamellenkupplung bleibend schädigen können.
Die DE 198 30 951 A1 offenbart eine Lamellenkupplung, welche als Doppelkupplung aufgebaut ist, bei welcher Wellfedern zwischen den Lamellen angeordnet sind, um ein Taumeln der Lamellen zu reduzieren, indem die Lamellen auf einem definierten Abstand gehalten werden. In geöffnetem Zustand der Lamellenkupplung wird ein Kühlmittelstrom, welcher bei geschlossenem Zustand der Lamellenkupplung die Lamellenkupplung durchströmt, unterbrochen, so daß bei geöffnetem Zustand der Lamellenkupplung die Lamellenkupplung nicht vom Kühlmittelstrom durchströmt wird, um durch Verringerung der Schleppverluste den Wirkungsgrad der Lamellenkupplung zu verbessern.
Die US 3,823,802 A , die US 4,905,812 A , die DE 28 02 676 B2 , die DE 196 03 780 A1 , die DE 298 04 889 U1 und die US 4,157,750 A offenbaren eine Lamellenkupplung mit Außen- und Innenlamellen, wobei die Außenlamellen und die Innenlamellen über Profile im Innen- und Außenlamellenträger gehalten sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenkupplung zu schaffen, bei welcher die Lamellen auch bei hohen Gegenlaufdrehzahlen und großen Schwingungsanregungen nicht taumeln.
Die Erfindung wird mit einer, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Lamellenkupplung gelöst.
Erfindungsgemäß besteht die Lamellenkupplung aus Außenlamellen, welche über ein Profil in einem Außenlamellenträger gehalten sind, und aus Innenlamellen, welche über ein Profil in einem Innenlamellenträger gehalten sind. Die Lamellenkupplung als Doppelkupplung ausgeführt ist. Beim Schließen oder bei geschlossener Lamellenkupplung durchströmt ein Kühlmittelstrom die Lamellenkupplung, um die Lamellen zu kühlen. Wird die Lamellenkupplung geöffnet, so wird dieser Kühlmittelstrom nicht vollständig unterbrochen, sondern ein Teil des Kühlmittelstromes, welcher geringer ist als der Kühlmittelstrom bei geschlossener Lamellenkupplung, durchströmt die Lamellenkupplung auch im geöffneten Zustand. Der Kühlmittelstrom im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung kann ein Drittel des Kühlmittelstromes im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung betragen. Indem bei geöffneter Lamellenkupplung ein Teil des Kühlmittelstromes die Lamellenkupplung durchströmt, werden die Lamellen der Lamellenkupplung gedämpft, welches das Taumeln der Lamellen verringert. Zusätzlich werden die Schleppverluste»der Lamellenkupplung im geöffneten Zustand verringert, da nur ein Teil des Kühlmittelstroms die Lamellenkupplung im geöffneten Zustand durchströmt. Vorzugsweise wird der Kühlmittelstrom gleichmäßig den Lamellen zugeführt und nach Durchströmen der Lamellen gleichmäßig wieder abgeführt. Vorzugsweise sind für jede Lamelle Kühllmittelzu- und -abführungsöffnungen vorhanden. Hierzu sind im Innenlamellenträger und im Außenlamellenträger mehrere Öffnungen angeordnet, welche sich gleichmäßig unter den Lamellen verteilen. Der Außenlamellenträger weist Öffnungen auf, welche zwischen den Lamellenkupplungen angeordnet sind, so daß kein Kühlmittel, welches die eine Lamellenkupplung durchströmt, über den Außenlamellenträger zur anderen Lamellenkupplung gelangen kann und somit deren Kühlmittelabfluß beeinträchtigt. Durch diese Beeinträchtigung ist es bei der anderen Lamellenkupplung nicht mehr möglich, daß das Kühlmittel gleichmäßig abfließt, welches ein wirkungsvolles Dämpfen der Lamellen verhindert. Vorzugsweise wird die Außenlamelle ohne Reibbelag und die Innenlamelle mit Reibbelag ausgeführt, wobei die Außenlamelle in ihrer Dicke so breit ausgeführt ist, daß die Eigenfrequenz der Außenlamelle nicht mit der Erregerfrequenz, welche z. B. durch eine gewellte Federlamelle in die Lamellenkupplung eingebracht wird, übereinstimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Außenlamelle eine größere Breite aufweist. Indem die Außenlamelle breiter ausgeführt ist, wird auch das Wärmeaufnahmevermögen der Lamellenkupplung erhöht, wodurch die Möglichkeit einer Überhitzung der Lamellenkupplung und dadurch eine Verformung der Lamellen verhindert wird. Indem das Verzahnungsspiel, welches zwischen dem Profil der Außenlamelle und dem Profil des Außenlamellenträgers vorhanden ist, eingeengt wird, bleibt die Außenlamelle stabiler in ihrer Lage, da bei geringerem Verzahnungsspiel der Punkt, in welchem sich die Außenlamelle bei geöffneter Lamellenkupplung im Außenlamellenträger abstützt, in Richtung Mittelpunkt der Außenlamelle verschoben ist, wodurch die Außenlamelle stabiler in ihrer Lage verbleibt. Der Innenlamellenträger und/oder Außenlamellenträger kann gelagert sein, wodurch die Zentrierung des Innenlamellenträgers und des Außenlamellenträgers verbessert wird, wodurch die Taumelerregung der Lamellen verringert wird. Wird eine gewellte Federlamelle verwendet, wodurch beim Schließender Lamellenkupplung ein weicheres Anlegen der Lamellen erreicht wird, so ist die gewellte Federlamelle nicht direkt mit der drehenden Innenlamelle in Kontakt, sondern zwischen der drehenden Innenlamelle und der gewellten Federlamelle ist eine Außenlamelle angeordnet. Diese Außenlamelle umfaßt den Kolben und liegt einerseits in axialer Richtung über einem Sicherungsring am Kolben und andererseits an der Federlamelle an. Somit ist die Federlamelle auch bei drucklosem Kolben leicht vorgespannt, wodurch an der drehenden Lamelle eine plane Anlage entsteht. Vorzugsweise ist die gewellte Federlamelle in den Kolben integriert, sie kann jedoch auch in das Endstück, welches dem Kolben entgegengesetzt angeordnet ist, integriert sein. Anstatt einer gewellten Federlamelle kann auch eine Federscheibe verwendet werden. Somit wird die gewellte Federlamelle von der drehenden Innenlamelle entkoppelt, wodurch die Schwingungserregung minimiert wird.
Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen.
Es zeigen:
1 eine Doppelkupplung und
2 einen Außenlamellenträger.
Fig. 1:
Eine Doppelkupplung 1 besteht aus einer ersten Kupplung 2 und einer zweiten Kupplung 3. Der Innenlamellenträger 4 weist ein Profil 5 auf, in welchem die Innenlamellen 6 drehfest gehalten sind. Die Außenlamellen 7 sind über ein Profil 8 mit dem Außenlamellenträger 9 verbunden. Auf der Innenlamelle 6 ist ein Reibbelag angeordnet, die Außenlamelle 7 weist keinen Reibbelag auf. Wird die erste Kupplung 2 geschlossen, so wird ein Kühlmittelstrom durch Öffnungen 10 im Innenlamellenträger 4 zu den Innenlamellen 6 geleitet, indem ein Ventil 11 vollständig öffnet. Die Öffnungen 10 im Innenlamellenträger 4 sind gleichmäßig unter den Innenlamellen 6 angeordnet, wodurch der Kühlmittelstrom die erste Lamellenkupplung gleichmäßig durchströmt. Wird die erste Lamellenkupplung 2 geöffnet, so wird das Ventil 11 in eine zweite Position verschoben, wodurch der Kühlmittelstrom, welcher durch die erste Kupplung 2 strömt, begrenzt wird, so daß durch die erste Kupplung 2 im geöffneten Zustand weniger Kühlmittel strömt. Der Außenlamellenträger 9 weist Öffnungen 12 auf, durch welche das Kühlmittel wieder abfließen kann. Beim Schließen der ersten Kupplung 2 überträgt der Kolben 13 seine axiale Bewegung auf eine gewellte Federlamelle 14, welche in den Kolben 13 integriert ist und welche an einer Außenlamelle 7 anliegt und leicht vorgespannt ist, wodurch ein weiches Schließen der Kupplung möglich ist, ohne daß Schwingungen in die Kupplung eingeleitet werden. Die zweite Kupplung 3 ist analog der ersten Kupplung 2 aufgebaut. Weitere Merkmale der Doppelkupplung sind in der DE 198 30 951 A1 beschrieben, deren Inhalt vollständig mitumfaßt sein soll. Indem das Verzahnungsspiel im Profil 8 im Außenlamellenträger 9 und den Außenlamellen 7 verringert wird, indem die Außenlamellen 7 eine größere Blechdicke aufweisen und indem der Außenlamellenträger 9 und der Innenlamellenträger 4 zentriert sind, wird das Taumeln der Lamellen verringert. Indem bei Verwendung einer gewellten Federlamelle 14 die gewellte Federlamelle 14 in den Kolben 13 integriert ist und an einer Außenlamelle 7 anliegt, die Innenlamelle 6 einen Reibbelag aufweist, wobei die Außenlamelle 7 ohne Reibbelag ausgeführt ist, wird ein Taumeln der Lamellen verringert.
Fig. 2:
Der Außenlamellenträger 9 weist eine Nut 16 auf, in welche Öffnungen 17 eingebracht sind, durch welche Kühlmittel abfließen kann. Somit wird verhindert, daß Kühlmittel der ersten Kupplung 2 zur zweiten Kupplung 3 gelangen kann, wie in der 1 gezeigt, und somit die andere Kupplung nicht beeinflußt wird. Die Öffnungen 12, durch welche Kühlmittel durch den Außenlamellenträger 9 abfließen kann, sind gleichmäßig verteilt, so daß das Kühlmittel, welches durch die Kupplung strömt, gleichmäßig abfließen kann. Indem das Kühlmittel gleichmäßig der Kupplung zu- und wieder abgeführt wird und auch im geöffneten Zustand der Kupplung ein Kühlmittelstrom die Kupplung durchströmt, welcher jedoch geringer ist als der Kühlmittelstrom im geschlossenen Zustand der Kupplung, und indem bei einer Doppelkupplung der Kühlmittelstrom der ersten Kupplung 2 den Kühlmittelstrom der zweiten Kupplung 3 nicht beeinflußt, wird das Taumeln der Lamellen verringert.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplung
2: erste Kupplung
3: zweite Kupplung
4: Innenlamellenträger
5: Profil
6: Innenlamellen
7: Außenlamellen
8: Profil
9: Außenlamellenträger
10: Öffnungen
11: Ventil
12: Öffnungen
13: Kolben
14: gewellte Federlamelle
15: Mittellinie
16: Nut
17: Öffnungen

Claims

Lamellenkupplung (2) mit Außenlamellen (7), welche über ein Profil (8) drehfest in einem Profil (8) eines Außenlamellenträgers (9) gehalten sind, und mit Innenlamellen (6), welche über ein Profil (5) drehfest mit einem Profil (5) eines Innenlamellenträgers (4) verbunden sind, wobei beim Schließen und im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung ein Kühlmittel die Lamellenkupplung durchströmt, wobei die Lamellenkupplung (2) im geöffneten sowie im geschlossenen Zustand mit Kühlmittel durchströmt wird, wobei der Kühlmittelstrom im geöffneten Zustand geringer ist als der Kühlmittelstrom im geschlossenen Zustand, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung (2) zusammen mit einer zweiten Lamellenkupplung (3) eine Doppelkupplung (1) bildet und der gemeinsame Außenlamellenträger (9) Öffnungen (17) aufweist, welche zwischen den Lamellenkupplungen (2), (3) angeordnet sind, so dass Kühlmittel, welches die erste Lamellenkupplung (2) durchströmt, die zweite Lamellenkupplung (3) nicht beeinflusst.
Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelstrom im geöffneten Zustand im wesentlichen ein Drittel des Kühlmittelstroms im geschlossenen Zustand beträgt.
Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über gleichmäßig am Umfang des Innenlamellenträgers (6) verteilte Öffnungen (10) Kühlmittel zufließt und über gleichmäßig am Umfang des Außenlamellenträgers (9) verteilte Öffnungen (10) Kühlmittel abfließt.
Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlamellen (7) breiter ausgeführt sind als die Innenlamellen (6).
Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlamellen (6) mit einem Reibbelag und die Außenlamellen (7) ohne Reibbelag ausgeführt sind.
Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (9) und/oder der Innenlamellenträger (4) gelagert und somit zentriert sind.
Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung durch einen Kolben (13) erfolgt und am Kolben (13) eine gewellte Federlamelle (14) oder eine Federscheibe angeordnet ist, wobei die gewellte Federlamelle (14) oder die Federscheibe in den Kolben (13) integriert ist, wobei die gewellte Federlamelle (14) oder Federscheibe einerseits an dem Kolben (13) und andererseits an einer Außenlamelle anliegt, wobei die gewellte Federlamelle (14) oder Federscheibe auch im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung (2) leicht vorgespannt ist.
Lamellenkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlamelle, welche an der gewellten Federlamelle (14) oder Federscheibe anliegt, den Kolben (13) radial umgreift und der Kolben (13) einerseits an der Federlamelle (14) und andererseits an einem Bund der Außenlamelle, oder einem Sicherungsring, welcher mit der Außenlamelle verbunden ist, anliegt.