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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2008 027 442 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung mit einer Kupplungslamelle, die eine ebene Grundscheibe und zumindest zwei Reibsegmente zur Ausbildung wenigstens einer Reibfläche aufweist, wobei die Reibsegmente in Umfangsrichtung zumindest teilweise räumlich voneinander getrennt sind, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung bereitzustellen, mittels der ein Fahrkomfort gesteigert werden kann. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung, insbesondere einer Kraftfahrzeugantriebsstrangkupplungsvorrichtung, mit zumindest einer Kupplungslamelle, die eine ebene Grundscheibe und zumindest zwei Reibsegmente zur Ausbildung wenigstens einer Reibfläche aufweist, wobei die Reibsegmente in Umfangsrichtung zumindest teilweise räumlich voneinander getrennt sind.
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Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens eines der Reibsegmente in axialer Richtung um einen Winkel größer als Null Grad gegen die Grundscheibe ausgebogen ist. Durch die gegen die Grundscheibe ausgebogenen Reibsegmente kann vorteilhaft eine Momentengleichförmigkeit der Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung beeinflusst werden. Dadurch kann ein störendes Ruckeln im Kraftfahrzeug gemindert werden, wodurch ein Fahrkomfort verbessert werden kann. Außerdem kann in einem Leerlauf der Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung ein Schleppmoment vorteilhaft reduziert werden. Unter „räumlich voneinander getrennt” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Reibsegmente durch im Wesentlichen radial verlaufende Schlitze voneinander getrennt sind. Unter einer „Grundscheibe” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine ebene Scheibenform verstanden werden. Unter „ausgebogen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere an einer Knicklinie abgebogen verstanden werden. Vorzugsweise beträgt eine Auslenkung der Reibsegmente maximal 0,15 mm, wobei in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung die Auslenkung der Belagsegmente maximal 0,08 mm beträgt. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung beträgt die Auslenkung der Reibsegmente wenigstens 0,01 mm. In unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung können die erfindungsgemäßen Kupplungslamellen als Innenkupplungslamellen oder als Außenkupplungslamellen ausgeführt sein. Dabei ist bei den unterschiedlichen Ausgestaltungen der grundsätzliche Aufbau gleich.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass wenigstens eines der Reibsegmente in axialer Richtung um einen Winkel kleiner als Null Grad gegen die Grundscheibe ausgebogen ist. Dadurch können die Reibsegmente wechselseitig ausgebogen werden, wodurch eine gleichmäßige Federwirkung erreicht werden kann, wodurch insbesondere ein Toleranzausgleich vorteilhaft beeinflusst werden kann. Dadurch kann auf einen gerichteten Verbau der Kupplungslamellen verzichtet werden, wodurch eine Montage vereinfacht werden kann und Kosten gesenkt werden können. Unter „wechselseitig ausgebogen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass zwei aufeinanderfolgende Reibsegmente jeweils in eine unterschiedliche axiale Richtung ausgebogen sind. Unter einem „Winkel kleiner als Null Grad” soll dabei ein Winkel verstanden werden, der im Bezug auf einem Winkel größer als Null Grad entlang einer Radialrichtung der Grundscheibe in eine entgegengesetzte Richtung gerichtet ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass wenigstens eines der Reibsegmente beidseitig eine Reibfläche ausbildet. Durch beidseitig auf den Reibsegmenten angeordnete Reibflächen kann die Kraftfahrzeuglamellenkupplung vorteilhaft als eine sogenannte Double-Side-Kupplung realisiert werden, wodurch die vorteilhaften Effekte der Momentengleichförmigkeit besonders gut genutzt werden können. Zur Ausbildung der Reibflächen weisen die Reibsegmente vorteilhafterweise einen Reibbelag auf. Der Reibbelag besteht vorzugsweise aus einem Reibmaterial, das stoffschlüssig mit dem Reibsegment verbunden ist. Grundsätzlich kann die Reibfläche aber einstückig mit der Grundscheibe ausgeführt werden, wie beispielsweise bei einer Stahllamelle.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass wenigstens eines der Reibsegmente zumindest in einem Betriebszustand im Wesentlichen plan zu der Grundscheibe angeordnet ist. Dadurch kann besonders einfach eine Federwirkung erzeugt werden, die eine Momentengleichförmigkeit besonders vorteilhaft beeinflusst. Unter „im Wesentlichen plan zur Grundscheibe” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass wenigstens eines der Reibsegmente beidseitig mit den beiden anliegenden Kupplungslamellen in Reibkontakt ist. Unter einem „Betriebszustand” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, in dem die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung betätigt ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung,
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2 eine Innenkupplungslamelle der Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung und
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3 schematisch einen Querschnitt durch die Innenkupplungslamelle.
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In den 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung gezeigt. Die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung ist als eine Lamellenkupplungsvorrichtung ausgestaltet. Sie ist zur Verwendung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang vorgesehen, beispielsweise als Anfahrkupplung, als eine Wandlerüberbrückungskupplung oder als eine Getriebekupplung in einem Automatikgetriebe. Die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung weist paarweise angeordnete Kupplungslamellen 11, 17, 18, 19, 20 auf. Die drei Kupplungslamellen 17, 18, 19 sind als Außenkupplungslamellen ausgeführt. Sie sind drehfest mit einem Außenlamellenträger 21 verbunden. Die zwei Kupplungslamellen 11, 20 sind als Innenkupplungslamellen ausgeführt. Sie sind drehfest mit einem nicht näher dargestellten Innenlamellenträger verbunden. Die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung ist als eine Nasskupplung ausgebildet. Sie wird in einem Betrieb von einem Kühlmittel, wie beispielsweise Öl, durchströmt.
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Zur Anbindung an den Außenlamellenträger 21 weisen die Kupplungslamellen 17, 18, 19 an einem Außenumfang eine Axialverzahnung 22 auf. Der Außenlamellenträger 21 weist eine Axialverzahnung 23 auf. Die Axialverzahnungen 22, 23 sind korrespondierend zueinander ausgestaltet. Mittels der Axialverzahnungen 22, 23 sind die Kupplungslamellen 17, 18, 19 drehfest und axial verschiebbar mit dem Außenlamellenträger 21 verbunden. Der Außenlamellenträger 21 weist eine rohrförmige Grundform auf. Die Kupplungslamellen 17, 18, 19 sind radial innerhalb des Außenlamellenträgers 21 angeordnet.
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Zur Anbindung an den Innenlamellenträger weisen die Kupplungslamellen 11, 20 des Innenlamellenträgers an einer Innenseite eine Axialverzahnung 24 auf. Der Innenlamellenträger weist eine Axialverzahnung auf, die korrespondierend zu der Axialverzahnung 24 der Kupplungslamellen 11, 20 ausgestaltet ist. Die Kupplungslamellen 11, 20 sind radial außen auf dem Innenlamellenträger angeordnet. Mittels der Axialverzahnung 24 sind die Kupplungslamellen 11 drehfest und axial verschiebbar mit dem Innenlamellenträger verbunden.
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Die als Außenkupplungslamellen ausgebildeten Kupplungslamellen 17, 18, 19 und die als Innenkupplungslamellen ausgebildeten Kupplungslamellen 11, 20 sind wechselweise in der Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung angeordnet. Zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen dem Innenlamellenträger und dem Außenlamellenträger 21 sind die jeweils paarweise angeordneten Kupplungslamellen 11, 17, 18, 19, 20 gegenseitig für eine reibschlüssige Verbindung vorgesehen. Die Kupplungslamellen 11, 17, 18, 19, 20 sind in einer paketierten Bauweise angeordnet.
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Die Kupplungslamellen 11, 20 sind identisch ausgeführt. Eine Beschreibung der im Folgenden näher beschriebenen Kupplungslamelle 11 kann auf die Kupplungslamelle 20 übertragen werden. Grundsätzlich kann die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung eine beliebige Anzahl von Kupplungslamellen aufweisen, die analog zu der Kupplungslamelle 11 ausgeführt sind.
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Die Kupplungslamelle 11 weist eine ebene Grundscheibe 12 auf. Die Grundscheibe 12 bildet die Axialverzahnung 24 aus. Weiter weist die Kupplungslamelle 11 eine gerade Anzahl von Schlitzen 25 auf. Die Schlitze 25 verlaufen radial. Die Schlitze 25 verlaufen jeweils von einer Außenkante 26 der Kupplungslamelle 11 und reichen bis zu einer in Umfangsrichtung verlaufenden Umfangslinie 27. Die Schlitze 25 sind durchgehend, reichen also von einer axialen Fläche der Kupplungslamelle 11 zu einer gegenüberliegenden Fläche. Durch die Schlitze 25 bildet die als Innenkupplungslamelle ausgebildete Kupplungslamelle 11 eine gerade Anzahl an Reibsegmenten 13, 13' aus. Die Kupplungslamelle 11 weist jeweils 16 radiale Schlitze 25 auf. Die Reibsegmente 13 und die Reibsegmente 13' sind abwechselnd auf der Kupplungslamelle 11 angeordnet. Die Reibsegmente 13 und die Reibsegmente 13' sind durch die Schlitze 25 in Umfangsrichtung vollständig voneinander getrennt.
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Die Umfangslinie 27 bildet eine Knicklinie aus. An der Knicklinie sind die Reibsegmente 13 in axialer Richtung mit einem Winkel 15 größer als Null Grad gegen die Grundscheibe 12 ausgebogen. Die Reibsegmente 13' sind an der Knicklinie in axialer Richtung mit einem Winkel 16 kleiner als Null Grad gegen die Grundscheibe 12 ausgebogen. Dadurch sind die Reibsegmente 13 und die Reibsegmente 13' jeweils wechselseitig gegen die Grundscheibe 12 ausgebogen. Zwei aufeinander folgende Reibsegmente 13 und Reibsegmente 13' weisen dadurch eine unterschiedliche axiale Knickrichtung auf. Sämtliche benachbarte Reibsegmente 13, 13' sind wechselseitig ausgebogen. Der Winkel 15, um den die Reibsegmente 13 ausgebogen sind, und der Winkel 16, um den die Reibsegmente 13' ausgebogen sind, sind vom Betrag her gleich groß. In Bezug auf eine Radialrichtung, die die Rotationsachse in einem Schwerpunkt der Grundscheibe 12 senkrecht schneidet, sind die beiden Winkel 15, 16 in entgegengesetzte Richtungen gerichtet. Die Reibsegmente 13 und die Reibsegmente 13' sind somit jeweils unter gleich großen, wechselweise einander entgegen gerichteten Winkeln ausgebogen. Ein axialer Abstand 28 zwischen den Innenflächen der gegeneinander ausgelenkten Reibsegmente 13, 13' beträgt an der Außenkante 0,05 mm mit einer Toleranz von plus 0,01 mm und minus 0,01 mm. Die Reibsegmente 13 und die Reibsegmente 13' sind bis auf ihre Knickrichtung identisch.
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Zur reibschlüssigen Verbindung des Außenlamellenträgers 21 und des Innenlamellenträgers weisen die Reibsegmente 13, 13' beidseitig eine Reibfläche 14 auf. Zur Ausbildung der Reibflächen 14 weist jedes der Reibsegmente 13, 13' zwei Reibbeläge 30, 30' auf. Die Reibbeläge 30, 30' sind mittels eines Reibmaterials ausgebildet, das sich von einem Material der Grundscheibe 12 unterscheidet. Zur Anordnung der Reibbeläge 30, 30' weist jedes Reibsegment 13, 13' ein Trägerelement 31 auf, das einstückig mit der Grundscheibe 12 ausgeführt ist. Die Grundscheibe 12 ist gemeinsam mit den Trägerelementen 31 aus einem Rohling hergestellt. Als ein Herstellungsverfahren zur Ausformung der Grundscheibe 12 und der Trägerelemente 31 kann beispielsweise ein Stanzverfahren verwendet werden. In dem Herstellungsverfahren werden die Trägerelemente 31 entweder während dem Ausstanzen oder nach dem Ausstanzen durch Umformen aus der Ebene der Grundscheibe 12 ausgebogen.
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Die Reibbeläge 30, 30' werden nach dem Umformen auf die Trägerelemente 31 aufgebracht. Die Reibbeläge 30, 30' sind stoffschlüssig mit den Trägerelementen 31 verbunden. Entlang der Rotationsachse ist somit jeweils eines der Trägerelemente 31 zwischen zwei der Reibbeläge 30, 30' angeordnet. Grundsätzlich können die Reibbeläge 30, 30' auch einstückig mit den Trägerelementen 31 ausgebildet sein.
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Die mit dem Außenlamellenträger 21 verbundenen Kupplungslamellen 17, 18, 19 sind als Stahllamellen ausgeführt. Jede der mit dem Innenlamellenträger verbundenen Kupplungslamellen 11, 20 ist zwischen zwei mit dem Außenlamellenträger 21 verbundenen Kupplungslamellen 17, 18, 19 angeordnet. Wird die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung betätigt, stellt jede der mit dem Innenlamellenträger verbundenen Kupplungslamellen 11, 20 eine reibschlüssige Verbindung mit den beiden unmittelbar benachbart angeordneten Kupplungslamellen 17, 18, 19 des Außenlamellenträgers 21 her, wodurch die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung geschlossen ist. Die Kupplungslamelle 18 ist dabei zwischen den beiden Kupplungslamellen 11, 20 angeordnet. Die Kupplungslamellen 17, 18 sind axial außen angeordnet.
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Die Reibsegmente 13 sind in einem Betriebszustand, in dem die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung betätigt ist, elastisch eingebogen. In einem Betriebszustand, in dem die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung vollständig geschlossen ist, sind die Reibsegmente 13, 13' so eingebogen, dass sie im Wesentlichen plan mit der ebenen Grundscheibe 12 der Innenkupplungslamelle verlaufen. Die Reibbeläge 30, 30' auf den Reibsegmenten 13, 13' können aus fertigungstechnischen Gründen jeweils unterschiedliche Dicken aufweisen. Dadurch können die einzelnen Reibsegmente 13, 13' in einem Betriebszustand, in dem die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung vollständig geschlossen ist, noch minimal unterschiedlich ausgelenkt sein. Zumindest ein Reibsegment 13, 13' ist beidseitig mit den anliegenden Kupplungslamellen 17, 18 in Reibkontakt.
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In einem Betriebszustand, in dem die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt wird, wird eine Verformungsenergie in den Reibsegmenten 13, 13' gespeichert. Durch die in den Reibsegmenten 13, 13' gespeicherte Energie werden beim Öffnen der Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung die Kupplungslamellen 17, 18, 19 auseinander gedrückt. In einem geöffneten Zustand der Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung sind die Reibflächen 14 der als Innenkupplungslamellen ausgebildeten Kupplungslamellen 11, 20 und die Reibflächen 14 der als Außenkupplungslamellen ausgebildeten Kupplungslamellen 17, 18, 19 durch die statische Auslenkung der Reibsegmente 13, 13' zumindest teilweise voneinander getrennt. In einem Betriebszustand, in dem die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung geöffnet ist, weisen die Reibsegmente 13, 13' ihre ausgebogene Form auf.
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Zur Betätigung weist die Kraftfahrzeugkupplungsvorrichtung eine Betätigungseinheit 29 auf, mittels der auf die axial außen angeordnete Kupplungslamelle 17 eine axial wirkende Betätigungskraft ausgeübt werden kann (vgl. 1). Durch die Betätigungskraft werden die jeweils benachbart angeordneten Kupplungslamellen 11, 17, 18, 19, 20 gegeneinander gedrückt, wodurch eine drehfeste Verbindung zwischen den Kupplungslamellen 11, 20 des Innenlamellenträgers und den Kupplungslamellen 17, 18, 19 des Außenlamellenträgers 21 hergestellt wird. Dabei ist die Betätigungskraft, die die Betätigungseinheit 29 aufbringen kann, größer als die von allen ausgebogenen Reibsegmenten 13, 13' erzeugte Federkraft, die der Betätigungskraft entgegenwirkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008027442 A1 [0002]
