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Die
Erfindung betrifft eine Nasskupplung mit zumindest einer von einem
Kolben gegenüber einer Endlamelle beaufschlagbaren Reiblamelle.
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Derartige
Nasskupplungen sind beispielsweise aus der
DE 10 2007 053 974 A1 als
Wandlerüberbrückungskupplungen für hydrodynamische Drehmomentwandler,
als separate Nasskupplungen, als Anfahrkupplungen oder als Doppelkupplungen
für Doppelkupplungsgetriebe bekannt. Dabei werden mehrere,
der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Nasskupplung zugeordnete
Reiblamellen wechselweise zu einem Lamellenpaket geschichtet und
je nach eingangs- oder ausgangsseitiger Zuordnung drehfest und axial
begrenzt verlagerbar auf zwei radial beabstandeten Lamellenträgern
aufgenommen. Auf einem Lamellenträger ist dabei eine Endlamelle angeordnet,
deren axialer Weg an einem Anschlag des Lamellenträgers
begrenzt ist. Das Lamellenpaket wird zur Drehmomentübertragung über
die Nasskupplung von einem axial verlagerbaren, druckbeaufschlagten
Kolben gegen die Endlamelle verpresst beziehungsweise verspannt.
Durch die Aufnahme der Endlamelle auf dem Lamellenträger
und deren axiale Fixierung an dieser Stelle können durch
das entsprechende Design Geräusche insbesondere im lastfreien
oder Lastbereich mit kleinen und mittleren Momenten der Antriebseinheit
auftreten. Weiterhin kann das Verformungsverhalten der axial nicht
festgelegten Endlamelle unter Belastung unerwünschte Nachteile
bringen. Schließlich sind die Kosten für einen
inneren und einen äußeren Lamellenträger
vergleichsweise hoch.
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Es
ergibt sich daher die Aufgabe, eine Nasskupplung vorzuschlagen,
die kostengünstig, geräuscharm und für
die Übertragung hoher Drehmomente geeignet ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Nasskupplung mit einem von einer Antriebseinheit
angetriebenen Gehäuse und zumindest einer mittels eines
axial durch Druck verlagerbaren Kolbens gegen eine Endlamelle verspannbaren
Reiblamelle gelöst, wobei die Endlamelle axial und radial
fest sowie drehfest am Gehäuse aufgenommen ist. Durch diese
Anbringung der Endlamelle am Gehäuse kann der radial äußere Lamellenträger
eingespart werden. Weiterhin können durch den damit erzielbaren
Durchmesser bei gleicher Reiblamellenzahl höhere Drehmomente
infolge des größeren Reibdurchmessers der Reiblamellen übertragen
werden. Bei gleichem übertragbarem Drehmoment können
weniger Reiblamellen verwendet werden. Die eingangsseitigen Reiblamellen
können dabei ebenfalls – soweit nötig – an
entsprechend vorgesehenen Umfangsprofilen wie Innenverzahnungen
des Gehäuses eingehängt werden. Durch den Wegfall
des äußeren Lamellenträgers können
geräuschärmere Konstruktionen vorgeschlagen werden,
da beispielsweise der Innenraum der Nasskupplung homogener ausgebildet
werden kann.
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Dabei
hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Endlamelle
nicht verschweißt sondern mittels eines Form- oder Reibschlusses
aufgenommen ist. Dabei kann die Befestigung der Endlamelle bezüglich
der Bewegungsfreiheitsgrade der unverbundenen Endlamelle gegenüber
dem Gehäuse mittels unterschiedlicher Befestigungsverfahren durchgeführt
werden. Insbesondere bei den Bewegungsfreiheitsgraden in axiale
Richtung und in Umfangsrichtung können dieselben oder unterschiedliche
Reibschluss- beziehungsweise Formschlussverfahren verwendet werden.
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Beispielsweise
kann eine Drehmomentübertragung der Endlamelle, also eine
Befestigung der Endlamelle in Umfangsrichtung gegenüber
dem Gehäuse mittels eines Reibschlusses erfolgen, indem die
Endlamelle gegenüber dem Gehäuse radial verspannt
wird, indem die Endlamelle in den Innenumfang des Gehäuses
eingepresst oder unter Bildung einer plastischen Verformung von
Gehäuse und/oder Endlamelle befestigt wird. Alternativ
kann ein Formschluss zwischen Endlamelle und Gehäuse erzielt werden,
indem die Endlamelle radial oder axial in das Gehäuse eingeschnitten
wird. Weiterhin können zueinander komplementäre
Profile wie Materialaussparungen, Ausnehmungen oder Gewinde wie
Feingewinde, Normgewinde oder Trapezgewinde vorgesehen sein.
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Die
axiale Fixierung der Endlamelle kann beispielsweise im Falle eines
Reibschlusses durch Einpressen oder durch Ausbildung einer plastischen Verbindung
erfolgen oder im Falle eines Formschlusses durch eine plastische
Verbindung erfolgen. Weiter kann bei einer Ausbildung des Gehäuses
aus zwei Gehäuseschalen eine Gehäuseschale, beispielsweise
die Pumpe eines Drehmomentwandlers als axialer Anschlag für
die Reiblamelle dienen.
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Zur
Ausbildung einer plastischen Verformung zwischen Endlamelle und
dem Gehäuse kann die Endlamelle, das Gehäuse,
beispielsweise eine oder beiden Gehäuseschalen, oder beide
plastisch umgeformt werden.
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Zur
Ausbildung der Verbindung können weiterhin Endlamelle und
Gehäuse miteinander verstemmt sein. Alternativ kann das
Gehäuse um die Endlamelle rolliert sein, mittels eines
Taumelvorgangs kann die Endlamelle fest in das Gehäuse
eingebracht sein. Das Gehäuse kann mittels Schmieden oder
Prägen so verformt werden, dass die Endlamelle fest in
diesem aufgenommen werden kann. In einer weiteren vorteilhaft ausgestalteten
Ausführungsform kann eine mit dem Gehäuse vernietete
Endlamelle vorgesehen sein. Insbesondere aus Kostengründen und
zum Erhalt der Dichtigkeit des Gehäuses können aus
dem Gehäuse Dichtwarzen ausgestellt sein, an denen die
Endlamelle mit dem Gehäuse vernietet ist.
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Eine
plastische Verformung zur Befestigung der Endlamelle am Gehäuse
kann dabei über den gesamten Umfang vollständig
erfolgen und/oder abschnittsweise, indem über den Umfang
verteilte Kreissegmente vorgesehen sind, an denen eine plastische
Verformung vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Endlamelle bezüglich
der drehfesten Aufnahme über den gesamten Umfang reibschlüssig aufgenommen
wie rolliert sein und bezüglich der axialen Befestigung
gegenüber dem Gehäuse über den Umfang
segmentiert wie partiell verstemmt sein.
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Die
Endlamelle kann eine ebene, konische oder getopfte Form aufweisen.
Dabei kann die getopfte Endlamelle teileweise an das Gehäuse
angelegt sein. Insbesondere zur Stabilisierung der Endlamelle können
an dieser Sicken, Prägungen und/oder Rippen vorgesehen
sein. Weiterhin kann die Endlamelle an zumindest einem ihrer Umfänge
oder radial zwischen diesen zumindest eine Materialausnehmung aufweisen.
Derartige Materialausnehmungen können durch Lochung, Stanzung,
Verzahnung und/oder Kerbung erfolgen und können dem besseren
Durchfluss von Druckmittel zur Steuerung des Kolbens und/oder der
Kühlung der Reiblamellen, insbesondere deren Belägen,
dienen.
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Weiterhin
hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Materialdicke der Reiblamelle
zu variieren. Dabei können insbesondere über den
Radius der Endlamelle variierende Materialdicken vorteilhaft sein.
Beispielsweise kann dadurch eine höhere Steifigkeit bei minimalem
Materialeinsatz erzielt werden.
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Die
Erfindung wird anhand der in den 1 bis 7 im
Teilschnitt dargestellten Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine
Nasskupplung mit einer Endlamelle mit Axialanschlag und plastisch
erzeugtem Reibschluss in Drehrichtung,
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2 eine
Nasskupplung mit einer Endlamelle mit Axialanschlag und Verzahnung
in Drehrichtung,
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3 eine
Nasskupplung mit einer gelochten Endlamelle,
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4 eine
Nasskupplung mit genieteter Endlamelle,
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5 eine
Nasskupplung mit gekerbter Endlamelle,
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6 eine
Nasskupplung mit verstemmter Endlamelle und
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7 eine
Nasskupplung mit einer gegenüber dem Ausführungsbeispiel
der Nasskupplung der 6 alternativ verstemmten Endlamelle.
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1 zeigt
die obere Hälfte der um die Drehachse 2 angeordneten
Nasskupplung 1. Die Nasskupplung 1 ist aus einem
Eingangsteil 3 und einem Ausgangsteil 4 gebildet,
wobei das Eingangsteil 3 den drehfest mit dem Gehäuse 6 verbundenen
und axial gegenüber diesem begrenzt verlagerbaren Kolben 5 und
die fest an dem Gehäuse 6 aufgenommene Endlamelle 7 enthält.
Das Ausgangsteil 4 bildet die zwischen Kolben 5 und
Endlamelle 7 verspannbare Reiblamelle 8, die drehfest
mittels der Innenverzahnung 9 mit dem Eingangsteil 12 des
Drehschwingungsdämpfers 11 mittels einer in dem
Eingangsteil 12 eingeprägten Außenverzahnung 10 verbunden ist.
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Die
Endlamelle 7 ist am Gehäuse 6 axial fest und
drehfest aufgenommen. Hierzu ist die Endlamelle getopft ausgeführt
und ist mittels eines radial inneren, sich radial erstreckenden
Bereichs 13 an einen stufenförmig radial erweiterten
Bereich 15 der Gehäuseschale 14 des Gehäuses 6 axial
einseitig fixiert. In die andere Richtung ist die Endlamelle 7 radial
außen an einem radial gegenüber dem Innendurchmesser
der Gehäuseschale 14 verminderten Anschlag 16 der
Gehäuseschale 17 axial fixiert. Die beiden Gehäuseschalen 14, 17 werden
bei der Endmontage miteinander verschweißt und bilden das Gehäuse 6 der
Nasskupplung 1, wobei bei der Verwendung der Nasskupplung 1 als
Wandlerüberbrückungskupplung die Gehäuseschale 17 zugleich
die Pumpe des Drehmomentwandlers bilden kann.
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Nach
dem Einbau des Kolbens 5 und der Reiblamelle 8 wird
die Endlamelle 7 drehfest durch eine plastische Veränderung 18 der
Innenfläche der Gehäuseschale 14 des
Gehäuses 6 eingebracht. Hierzu kann an der Innenfläche
der Gehäuseschale 14 ein Feinprofil 19 vorgearbeitet
sein, das einen geringeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser
der Endlamelle 7 aufweist. Beim axialen Einbringen der
Endlamelle 7 an den Anschlag des Bereichs 15 wird
dabei das Feinprofil 19 der Gehäuseschale 14 plastisch
verformt und ein Reibschluss gebildet, so dass die Endlamelle 7 drehfest
und nach Komplettierung der übrigen Innenteile des Gehäuses 6 die Gehäuseschale 17 mittels
des Anschlags 16 axial fest am Gehäuse 6 fixiert
ist.
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2 zeigt
eine zu der Nasskupplung 1 der 1 alternative
Ausführung einer ähnlichen Nasskupplung 1a.
Im Unterschied zur Nasskupplung ist die Endlamelle 7a formschlüssig
an dem Gehäuse 6 aufgenommen. Hierzu weist der
Außenumfang der Endlamelle 7a eine Axialverzahnung 20 auf,
die mit einer Stirnverzahnung 21 der Gehäuseschale 17 verzahnt
ist. Die Stirnverzahnung 21 bildet dabei gleichzeitig den
axialen Anschlag für die Endlamelle 7a in Richtung
des Drehschwingungsdämpfers 11. In Richtung des
Kolbens 5 bildet der radiale Bereich 15 der Gehäuseschale 14 einen
Axialanschlag für den radial inneren Bereich 13 der
getopften Endlamelle 7a. Die Endlamelle 7a wird
bei der Montage in die Gehäuseschale 14 eingelegt
und am Innenumfang dieser zentriert. Der Formschluss zur Gehäuseschale 17 wird beim
Zusammenfügen der beiden Gehäuseschalen 14, 17 ausgebildet.
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3 zeigt
eine der Nasskupplung 1 der 1 ähnliche
Nasskupplung 1b mit dem Unterschied, dass die Endlamelle 7b zumindest
eine Ausnehmung 22 wie Stanzausbruch aufweist. Die Ausnehmungen(en) 22 ermöglichen
neben einer Masseeinsparung an der Endlamelle 7b einen
verbesserten Austausch von Druckmittel zur Kühlung der
Reibbeläge 23 der Reiblamelle 8. Hierzu
wird bei entsprechend ausgestalteten Nasskupplungen beziehungsweise
in einem Dreikanal-Drehmomentwandler eine Unterteilung in die Druckkammern 24, 25, 26 vorgenommen,
die die Kühlung und die Betätigung der Nasskupplung 1b (und
auch der übrigen dargestellten Nasskupplungen) übernimmt.
Zum Schließen der Nasskupplung 1b wird die Druckkammer 26 mit Druckmittel
höheren Drucks als einem in der Druckkammer 25 angelegten
Druck beaufschlagt. Dadurch verlagert sich der Kolben 5 axial
und beaufschlagt die Reiblamelle 8 gegen die Endlamelle 7b,
so dass ein Reibschluss zwischen diesen gebildet und Drehmoment
auf den Drehschwingungsdämpfer 11 übertragen
wird. Wird zudem der Druck der Druckkammer 24 gegenüber
dem Druck der Druckkammer 25 erhöht, stellt sich über
die Ausnehmung 22 und die Reibbeläge 23 ein
Druckmittelfluss ein, der die Reibbeläge 23 kühlt.
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4 zeigt
eine Ausführungsform einer Nasskupplung 1c, bei
dem die Endlamelle 7c radial außerhalb der Reiblamelle 8 an
dem radial ausgerichteten Bereich 15 der Gehäuseschale 14 des
Gehäuses 6 vernietet und damit drehfest, axial
fest und zentriert am Gehäuse 6 befestigt ist.
Die Nieten 27 werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
aus Nietwarzen gebildet, die aus der Gehäuseschale 14 herausgedrückt
sind. Im Weiteren sind das nur teilweise dargestellte Eingangsteil 12 des
nicht dargestellten Drehschwingungsdämpfers und der Lamellenträger 28 mit
der Außenverzahnung zur drehfesten Anbindung der Reiblamelle 8 zweiteilig
ausgebildet.
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5 zeigt
die Nasskupplung 1d, bei der die Endlamelle 7d in
dem Gehäuse 6 durch Materialverdrängung
der Endlamelle 7d axial fest und drehfest fixiert ist.
Zur axialen Anlage der Endlamelle 7d ist hierzu im Gehäuse 6 ein
axialer Anschlag 29 vorgesehen. An dem Gehäuse 6 kann
eine umlaufende Ringnut 30 vorgesehen sein, in die durch
axiale Kraftbeaufschlagung mittels einer oder mehreren, über den
Umfang verteilten Rollen oder eines Druckmeißels Material
der Endlamelle 7d in Form einer ringförmigen Nase 31 in
die Ringnut 30 verdrängt wird. Im Gegensatz zu
den Endlamellen 7, 7a, 7b der 1 bis 3 ist
die Endlamelle 7d in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
plan ausgebildet.
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Die 6 und 7 zeigen
Nasskupplungen 1e und 1f, bei denen die plan ausgebildeten
Endlamellen 7e, 7f jeweils mit dem Gehäuse 6 in
axiale Richtung verstemmt sind. Die Endlamellen 7e, 7f weisen
hierzu ein Außenprofil wie Außenverzahnung 32, 32a auf,
die einen Formschluss mit einem komplementär in dem Innenumfang
des Gehäuses 6 vorgesehenen Innenprofil bildet,
so dass die Endlamelle 7e, 7f drehfest im Gehäuse 6 aufgenommen
ist. Nach dem Einlegen der Endlamelle 7e, 7f an
den axialen Anschlag 29 des Gehäuses 6 wird
die Endlamelle 7e, 7f mit dem Gehäuse 6 zur
axialen Sicherung dieser verstemmt. Dabei werden in der Nasskupplung 1e der 6 über
den Umfang verteilte Stemmnasen 33 durch radiales Verdrängen
von Material des Gehäuses 6 gebildet, während
in der Nasskupplung 1f der 7 die Stemmnasen 33a aus
einer axialen Verdrängung von Material des Gehäuses 6 gebildet
werden. Wie beispielsweise aus der Ansicht der Endlamelle 7f der 7 hervorgeht,
kann die Außenverzahnung 32a der Endlamellen Freimachungen 34 aufweisen,
durch die entsprechend der Ausnehmungen 22 der 3 ein
Druckmittelausgleich zwischen den Druckkammern 24, 25 zur
Kühlung der Reiblamelle 8 erfolgen kann. Zur Erhöhung
des über die Verbindung der Endlamelle 7f und
des Gehäuses 6 übertragbaren Drehmoments
können die Materialverdrängungen des Gehäuses 6 zumindest
teilweise die Freimachungen 34 übergreifen.
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- 1
- Nasskupplung
- 1a
- Nasskupplung
- 1b
- Nasskupplung
- 1c
- Nasskupplung
- 1d
- Nasskupplung
- 1e
- Nasskupplung
- 1f
- Nasskupplung
- 2
- Drehachse
- 3
- Eingangsteil
- 4
- Ausgangsteil
- 5
- Kolben
- 6
- Gehäuse
- 7
- Endlamelle
- 7a
- Endlamelle
- 7b
- Endlamelle
- 7c
- Endlamelle
- 7d
- Endlamelle
- 7e
- Endlamelle
- 7f
- Endlamelle
- 8
- Reiblamelle
- 9
- Innenverzahnung
- 10
- Außenverzahnung
- 11
- Drehschwingungsdämpfer
- 12
- Eingangsteil
- 13
- Bereich
- 14
- Gehäuseschale
- 15
- Bereich
- 16
- Anschlag
- 17
- Gehäuseschale
- 18
- plastische
Veränderung
- 19
- Feinprofil
- 20
- Axialverzahnung
- 21
- Stirnverzahnung
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Reibbelag
- 24
- Druckkammer
- 25
- Druckkammer
- 26
- Druckkammer
- 27
- Niet
- 28
- Lamellenträger
- 29
- Anschlag
- 30
- Ringnut
- 31
- Nase
- 32
- Außenverzahnung
- 32a
- Außenverzahnung
- 33
- Stemmnase
- 33a
- Stemmnase
- 34
- Freimachung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007053974
A1 [0002]