DE102008013910A1 - Nasslaufende Lamellenkupplung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine nasslaufende Lamellenkupplung, insbesondere für automatische Getriebe in Kraftfahrzeugen, mit in einem Kupplungsgehäuse angeordneten, ringförmigen Kupplungslamellen, die alternierend in Stahllamellen und Reibscheiben aufgeteilt sind, wobei die Stahllamellen mit einer radial äußeren Verzahnung in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem Kupplungsgehäuse und die Reibscheiben mit einer radial inneren Verzahnung mit einer Welle oder Nabe formschlüssig verbunden sind und wobei die Reibscheiben mit Öl radial nach außen abführenden Nuten versehen sind, sowie mit in den Stahllamellen vorgesehenen Ausnehmungen. Zur Verminderung eines ggf. auftretenden Schleppmomentes bei gelöster Lamellenkupplung wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmungen (18, 20a bis 20c) im Wesentlichen radial außerhalb der wirksamen, ringförmigen Reibflächen (14b) der Stahllamellen (14) in zumindest einige der Zähne der Verzahnung (14a) eingearbeitet sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine nasslaufende Lamellenkupplung, insbesondere für automatische Getriebe in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Eine derartige Lamellenkupplung beschreibt beispielsweise die
WO 96/18051 - Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lamellenkupplung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die mit baulich geringem Mehraufwand eine weitere Verminderung der unerwünschten Schleppmomente bei unvermindert hoher Momentenübertragung ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.
- Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmungen im Wesentlichen radial außerhalb der wirksamen, ringförmigen Reibflächen der Stahllamellen in zumindest einige der Zähne der Verzahnung eingearbeitet sind. Es wurde erkannt, dass damit ein sich aufgrund der Konstruktion der Lamellenkupplung zwischen der äußeren Verzahnung der Stahllamellen und dem korrespondierenden Kupplungsgehäuse ergebender Strömungsstau wirksam abgebaut wird und somit das unerwünschte Schleppmoment bei gelöster Lamellenkupplung deutlich verminderbar ist. Zudem wird ggf. der Vorteil erreicht, dass die Ausnehmungen nicht die wirksame Reibfläche vermindern, wobei aber solche zusätzlichen Ausnehmungen nicht zwingend ausgeschlossen sind.
- In bevorzugter Weise können die Ausnehmungen umlaufend in allen Zähnen der Stahllamellen vorgesehen sein, um einen besonders wirksamen Ölabfluss sicherzustellen.
- Die Ausnehmungen können durch Bohrungen gebildet sein, wobei deren Durchmesser zur Bereitstellung wirksamer Strömungsquerschnitte zumindest einem Drittel der Zahnbreite der Zähne entsprechen sollte.
- Besonders bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass die Ausnehmungen durch an den Zahnköpfen offene Ausklinkungen in den Zähnen der Verzahnung hergestellt sind. Dies ermöglicht unter Berücksichtigung des bei umlaufender Lamellenkupplung zentrifugalen Ölstromes, eine wirkungsvolle Umlenkung und Ableitung des Kühlöles in die jeweiligen Abströmöffnungen des Kupplungsgehäuses, wobei als zusätzlicher Vorteil auch Abriebpartikel der Reibscheiben verbessert mit dem Kühlöl abführbar und somit eine störungsfreiere Kupplungsfunktion sichergestellt ist.
- Die Ausklinkungen können in Anpassung an vorliegende Strömungsverhältnisse und abhängig von den ölführenden Nuten in den Reibscheiben der Lamellenkupplung mit halbkreisförmigem Nutgrund oder mit eckigem Nutgrund rechteckförmig oder quadratisch ausgeführt sein.
- In einer weiteren alternativen Ausgestaltung können die Ausklinkungen auch V-förmig mit sich radial nach außen erweiterndem Strömungsquerschnitt hergestellt sein.
- Schließlich können die Ausklinkungen in fertigungstechnisch kostengünstiger Weise im Stanzverfahren hergestellt sein, insbesondere in einem einzigen Arbeitsgang mit dem Herausstanzen der gesamten Stahllamelle.
- Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
-
1 den skizzenhaften Aufbau einer nasslaufenden Lamellenkupplung ohne umgebendes Kupplungsgehäuse und innerer Nabe, mit alternierend angeordneten Stahllamellen und Reibscheiben; -
2 eine Ansicht einer der Stahllamellen der Lamellenkupplung, mit radial äußerer Verzahnung und mit als Bohrungen ausgeführten Ausnehmungen in deren Zähnen; -
3 eine alternative Ausgestaltung der nur teilweise dargestellten Stahllamelle nach2 , mit in den Zähnen angeordneten, halbkreisförmigen Ausklinkungen; -
4 eine weitere, alternative Ausgestaltung der Stahllamelle nach3 mit quatradischen Ausklinkungen; und -
5 eine weitere, alternative Ausgestaltung der Stahllamelle nach3 mit V-förmigen Ausklinkungen in den Zähnen der äußeren Verzahnung. - In der
1 ist mit10 eine nur teilweise skizzenhaft dargestellte Lamellenkupplung für automatische Getriebe in Kraftfahrzeugen bezeichnet, die soweit nicht beschrieben in, dem Fachmann geläufiger Bauweise ausgeführt ist. - Dabei sind in einem nicht dargestellten, trommelförmigen Kupplungsgehäuse ringförmige Kupplungslamellen eingebaut, die alternierend durch mit Reibbelägen versehene Reibscheiben
12 und Stahllamellen14 gebildet sind. In den Reibbelägen der Reibscheiben12 sind in bekannter Weise radial ausgerichtete Nuten eingearbeitet. - Die Reibscheiben
12 weisen radial innere Verzahnungen12a auf, über die die Reibscheiben12 in Umfangsrichtung formschlüssig mit einer Welle oder Nabe (nicht dargestellt) als Kupplungseingangs- oder -ausgangselement verbunden sind. - Ferner weisen die Stahllamellen
14 radial äußere Verzahnungen14a auf, die eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung mit dem Kupplungsgehäuse als dem anderen Kupplungsausgangs- oder -eingangselement herstellen. - Die Kupplungslamellen
12 ,14 können über eine nicht dargestellte, hydraulische Betätigungseinrichtung in dem Kupplungsgehäuse mit einer Kraft P zum Schließen der Lamellenkupplung10 aneinandergepresst werden. Im offenen, gelösten Zustand sind die Kupplungslamellen12 ,14 über ein definiertes, geringes Luftspiel voneinander abgehoben. - Des Weiteren ist die Welle oder Nabe über integrierte Kanäle mit Einrichtungen zur Kühlöl-Zuführung versehen, wie dies mit den Pfeilen
16 angedeutet ist. Das Kühlöl strömt dabei bei drehender Lamellenkupplung10 mit Zentrifugalwirkung radial nach außen und von dort über nicht dargestellte Rückführkanäle im Kupplungsgehäuse wieder zurück in einen Ölsumpf. - Um dabei einen Ölstau im Bereich der radial äußeren Verzahnung der Stahllamellen
14 und dem mit einer entsprechenden Innenverzahnung versehenen Kupplungsgehäuse zu vermeiden, sind die Stahllamellen14 mit Ausnehmungen oder Durchbrüchen versehen, die gemäß2 durch Bohrungen18 hergestellt sind. - Die Bohrungen
18 liegen dabei im Wesentlichen radial außerhalb der ringförmigen Reibflächen14b der Stahllamellen14 . Die Reibflächen14b definieren sich in ihrer Breite wie mit gestrichelten Linien angedeutet zwischen den Zahnfüßen (gemäß3 Verzahnungsgrundkreis a) und dem Innendurchmesser d; der Stahllamellen14 . - Die Durchmesser der Bohrungen
18 entsprechen etwa einem Drittel der Zahnbreite der Verzahnung14a . - Gemäß den
3 bis5 sind die besagten Ausnehmungen in den Stahllamellen14 durch zu den Zahnköpfen der Verzahnung offene Ausklinkungen20a bis20c gebildet. Deren Breite beträgt ebenfalls ca. ein Drittel der jeweiligen Zahn-breite der Verzahnung14a . - In der
3 sind die Ausklinkungen20a wie ersichtlich zumindest in deren Nutgrund halbkreisförmig ausgeführt, während gemäß4 die Ausklinkungen20b mit eckigem Nutgrund und im lichten Querschnitt etwa quadratisch gestaltet sind. In der5 schließlich sind die Ausklinkungen20c V-förmig mit radial nach außen zunehmendem Durchströmquerschnitt ausgeführt. - Die Konfiguration der Ausklinkungen
20a bis20c richtet sich u. a. nach den erforderlichen Durchströmquerschnitten und der Gestaltung der Nuten in den Reibbelägen der Reibscheiben12 und ist ggf. empirisch zu ermitteln. - Die Ausklinkungen
20a bis20c sind ferner in einem Arbeitsgang mit der Herstellung der Stahllamellen14 im Stanzverfahren eingestanzt. - In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Ausnehmungen bzw. Durchbrüche
18 ,20 durchgehend in einem jeden Zahn der Verzahnung14a eingearbeitet. Es kann aber auch angezeigt sein, nur bestimmte Verzahnungs-Umfangsbereiche oder ein definiertes Abstandsmuster an Zähnen mit Ausnehmungen und Zähnen ohne Ausnehmungen zu verwenden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- - WO 96/18051 [0002]
Claims (9)
- Nasslaufende Lamellenkupplung, insbesondere für automatische Getriebe in Kraftfahrzeugen, mit in einem Kupplungsgehäuse angeordneten, ringförmigen Kupplungslamellen (
12 ,14 ), von denen alternierend erste Kupplungslamellen, etwa Reibscheiben (12 ), mit einem Innenlamellenträger formschlüssig verbunden sind, und zweite Kupplungslamellen, etwa Stahllamellen (14 ), mit einer radial äußeren Verzahnung (14a ) in Umfangsrichtung formschlüssig mit einem Außenlamellenträger des Kupplungsgehäuses verbunden sind, wobei in den zweiten Kupplungslamellen (14 ) Ausnehmungen (18 ,20a bis20c ) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18 ,20a bis20c ) im Wesentlichen radial außerhalb der wirksamen, ringförmigen Reibflächen (14b ) der zweiten Kupplungslamellen (14 ) in zumindest einige der Zähne der Verzahnung (14a ) eingearbeitet sind. - Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (
18 ,20a bis20c ) umlaufend in allen Zähnen der Verzahnung (14a ) der zweiten Kupplungslamellen (14 ) vorgesehen sind. - Lamellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen durch Bohrungen (
18 ) gebildet sind. - Lamellenkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Bohrungen zumindest einem Drittel der Zahnbreite der Zähne der Verzahnung (
14a ) entspricht. - Lamellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen durch an den Zahnköpfen offene Auskleinkungen (
20a ,20b ,20c ) in den Zähnen der Verzahnung (14a ) hergestellt sind. - Lamellenkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausklinkungen (
20a ) mit halbkreisförmigem Nutgrund ausgeführt sind. - Lamellenkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausklinkungen (
20b ) mit eckigem Nutgrund rechteckförmig oder quadratisch ausgeführt sind. - Lamellenkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausklinkungen (
20c ) V-förmig mit sich radial nach außen erweiterndem Strömungsquerschnitt hergestellt sind. - Lamellenkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausklinkungen (
20a ,20b ,20c ) im Stanzverfahren hergestellt sind.
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