DE102016200009B3

DE102016200009B3 - Reibungskupplung oder -bremse mit einem Kühlmediumreservoir

Info

Publication number: DE102016200009B3
Application number: DE102016200009.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Harb
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2016-01-04
Filing date: 2016-01-04
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2036-01-05
Also published as: DE102016224228A1

Abstract

Reibungskupplung oder -bremse (1) mit zumindest einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Lamellenpaar (3) umfassend zumindest eine Innenlamelle (3.1) und eine Außenlamelle (3.2), wobei außen an dem Gehäuse (2) ein Behälter (4) angeordnet ist, welcher als Kühlmediumreservoir, zur Aufnahme eines Kühlmediums für das zumindest eine Lamellenpaar (3), vorgesehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibungskupplung oder -bremse mit zumindest einem in einem Gehäuse angeordneten Lamellenpaar.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass innerhalb des Gehäuses einer Reibungskupplung oder -bremse ein Behälter vorgesehen ist, in welchem ein Kühlmedium aufnehmbar ist.
Nachteilig ist, dass das Gehäuse zur Aufnahme dieses Behälters entsprechend dimensioniert werden muss, wodurch Bauraumprobleme beim Verbau in einem Kraftfahrzeug auftreten können. Das Gehäuse oder betroffene Bauteile des Kraftfahrzeugs müssen konstruktiv geändert werden, um einen ausreichenden Freigang zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Gehäuse zu erreichen.
Eine Lamellenbremse oder -kupplung der gattungsgemäßen Art ist aus der DE 10 2004 021 067 A1 bekannt, wobei mindestens eine in einem Gehäuse und mindestens eine an einer Welle angeordnete Lamelle angeordnet ist und wobei sich in dem Gehäuse Kühlflüssigkeit befindet. Das Gehäuse weist einen Kühlflüssigkeitsaustritt und einen Kühlflüssigkeitseintritt auf, wobei mittels der Lamellen Kühlflüssigkeit zu dem Kühlflüssigkeitsaustritt förderbar ist. Bei Stillstand der Lamellenbremse oder -kupplung ist der Kühlflüssigkeitsstand unterhalb der Welle.
Das Dokument DE 601 06 120 T2 beschreibt beispielsweise eine Vorrichtung zum Schmieren einer Gegenwellenbremse. Die Gegenwellenbremse umfasst eine an einem Ende einer Gegenwelle angebrachte Nabe, die in einem an einem Getriebegehäuse befestigten Bremsengehäuse angeordnet ist und mehrere Reibscheiben, die an der Nabe vorgesehen sind. In dem Getriebegehäuse ist eine Ölwanne ausgeformt, die mit dem Bremsengehäuse fluidverbunden ist.
Die Druckschrift DE 10 2013 212 089 A1 beschreibt eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug mit mehreren, wechselseitig an einem Kupplungskorb sowie einer Kupplungsnabe angelenkten Kupplungslamellen. Die Kupplungslamellen können über eine zugeordnete Aktuierungseinheit gekuppelt werden, wobei dem Kupplungskorb eine Ölfang- und Leiteinrichtung zugeordnet ist, durch den vom Kupplungskorb abgeschleudertes Öl aufgefangen und in einem Sammelbereich außerhalb des Kupplungskorbes gefördert wird. Eine mit der Aktuierungseinheit gekoppelte Schaltvorrichtung steuert den Rückfluss des Öls von dem Sammelbereich in Richtung der Kupplungslamellen. Weiterhin offenbaren die Dokumente DE 10 2014 216 753 A1 , DE 11 2007 000 463 T5 und WO 2006/015394 A1 unterschiedliche Lösungen zur Schmierung und/oder Kühlung einer Reibungskupplung oder -bremse.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Reibungskupplung oder -bremse vorzusehen, welche mit geringem Aufwand eine zuverlässigere Kühlung ermöglicht, ohne die genannten Nachteile aufzuweisen so dass insbesondere Bauraumprobleme vermieden werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Reibungskupplung oder -bremse mit zumindest einem in einem Gehäuse angeordneten Lamellenpaar, wobei außen an dem Gehäuse ein Behälter angeordnet ist, welcher als Kühlmediumreservoir, zur Aufnahme eines Kühlmediums für das zumindest eine Lamellenpaar, vorgesehen ist, das Gehäuse (2) und der Behälter (4) aus getrennten Teilen bestehen und, wobei der Behälter (4) mittels Klemmen (6) an dem Gehäuse (2) befestigt ist.
Da der Behälter außerhalb direkt am Gehäuse angeordnet ist, ist es möglich kostengünstig für unterschiedlichste Fahrzeuge immer das gleiche Gehäuse herzustellen. Der Behälter kann an die jeweils unterschiedliche Bauraumgeometrie unterschiedlicher Fahrzeuge angepasst werden, wodurch der Bauraum des Fahrzeugs vorteilhaft nicht geändert oder angepasst werden muss.
Eine Abdichtung des Behälters zum Gehäuse bzw. zu im Gehäuse angeordneten Bauteilen, beispielsweise eine rotierende Welle, ist hierdurch im Gehäuse nicht erforderlich. Die Gefahr einer ungewollten Benetzung der Reibungskupplung oder -bremse aufgrund einer Leckage des Behälters wodurch die Kupplung auch zerstört werden kann besteht daher nicht.
Eine Abdichtung gegen die aus dem Gehäuse ragende rotierende Welle ist einfacher realisierbar, da durch die Anordnung des Behälters außen am Gehäuse, ausreichend Platz für eine zuverlässige Dichtung vorhanden ist und auch der Behälter so ausgestaltet werden kann, dass dieser eine geeignete Dichtung, zum Abdichten gegen die rotierende Welle, aufnehmen kann.
Da der Behälter außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, kann dieses selbst wiederum besonders klein und kompakt gebaut werden.
Erfindungsgemäß wird der Behälter mittels Klemmen an dem Gehäuse befestigt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
Erfindungsgemäß ist im Gehäuse zumindest ein Einlass, zum Einlassen eines Kühlmediums aus dem Behälter in das Gehäuse ausgebildet.
Das Gehäuse ist in einer bevorzugten Ausführungsform aus einer Aluminiumlegierung, beispielsweise im Druckgussverfahren, hergestellt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere Einlässe im Gehäuse angeordnet. Beispielsweise sind die Einlässe regelmäßig um die Rotationsachse der Innen- und/oder der Außenlamelle bzw. einer koaxial dazu ausgebildeten Abtriebswelle angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Gehäuse zumindest ein Auslass, zum Auslassen des Kühlmediums aus dem Gehäuse in den Behälter ausgebildet.
Der Einlass ist in einem ersten Abschnitt des Gehäuses ausgebildet, der in einem Bereich innerhalb der Innenkante eines kreisringförmig umlaufenden Reibbelags der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle angeordnet ist.
Die Innenlamelle und/oder Außenlamelle sind im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet. Der Reibbelag ist auf dem Kreisring der Innenlamelle und/oder Außenlamelle angeordnet.
Als Innenkante ist daher der kleinere Durchmesser des kreisringförmigen Reibbelags der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle zu verstehen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist im Einlass oder im Bereich des Einlasses ein Ventil angeordnet, wobei durch das Ventil der Einlass des Kühlmediums in das Gehäuse steuerbar ist.
Das Ventil umfasst einen Ventilkörper, beispielsweis in Form einer Kugel, und eine Druckfeder, welche sich in einem Abschnitt des Gehäuses abstützt. Die Druckfeder drückt dabei den Ventilkörper gegen ein längs verschiebbares Element, beispielsweise eine Druckplatte oder einen Kolben.
Bei nicht betätigter Reibungskupplung oder -bremse verschließt der Ventilkörper den Einlass. Bei betätigter Reibungskupplung oder -bremse wird das längs verschiebbare Element, in Länge der Rotationsachse der Innen- und Außenlamelle verschoben. Die Druckfeder hält den Ventilkörper gegen das längs verschiebbare Element gedrückt, wodurch aufgrund der Längsverschiebung des längs verschiebbaren Elements der Einlass geöffnet wird und Kühlmedium in das Gehäuse strömen kann.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Auslass in einem zweiten Abschnitt des Gehäuses ausgebildet, welcher außerhalb der Oberkante eines kreisringförmig umlaufenden Reibbelags der Innenlamelle und/oder Außenlamelle angeordnet ist.
Der Auslass ist dabei bevorzugt schlitzförmig ausgebildet. Bei betätigter Reibungskupplung oder -bremse wird aufgrund der rotierenden Innen- und Außenlamellen das Kühlmedium in Richtung Reibbelag und weiter in Richtung Außenlamellenträger geleitet. Durch den zylindermantelförmigen Abschnitt des korbförmig ausgebildeten Außenlamellenträgers wird das Kühlmedium in Richtung des Auslasses abgelenkt und durch den Auslass in den Behälter geleitet.
Der Behälter ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform aus Kunststoff, bevorzugt im Spritzgussverfahren, hergestellt.
Die Form und Gestalt des Behälters wird so ausgebildet, dass sie der Geometrie des Fahrzeugbauraums angepasst ist. Dadurch muss weder das Gehäuse der Reibungskupplung oder -bremse noch der Fahrzeugbauraum geändert oder angepasst werden, wodurch Entwicklungsaufwand und -zeit eingespart werden können.
Alternativ kann der Behälter aus Metall, bevorzugt im Tiefziehverfahren, hergestellt sein.
Der Behälter muss außen am Gehäuse unverlierbar befestigt werden.
Beispielsweise ist das Gehäuse so ausgebildet, dass es einen Aufnahmeabschnitt aufweist, in welchen der Behälter einsetzbar ist, wobei der Behälter mittels eines Befestigungsrings, welcher in eine im Gehäuse dafür vorgesehene Nut eingreift, gehalten wird. Damit das Kühlmedium nicht aus dem Behälter entweichen kann ist zumindest ein Dichtungselement zwischen dem Behälter und dem Gehäuse angeordnet. Das Dichtungselement kann im Aufnahmeabschnitt angeordnet werden, wobei das Dichtungselement radial und/oder axial zwischen dem Gehäuse und dem Behälter angeordnet ist. Als Dichtungselement kann ein O-Ring vorgesehen werden.
Aus dem Gehäuse der Reibungskupplung oder -bremse ragt eine rotierbare Abtriebswelle, welche mit einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Der Behälter ist so ausgebildet, dass er um diese Abtriebswelle ragt. Zwischen Behälter und Abtriebswelle ist ein Wellendichtring vorgesehen, welcher den Behälter gegen die Abtriebswelle abdichtet und einen Kühlflüssigkeitsaustritt verhindert.
Eine Schmierung der Nadellager ist vorteilhaft ebenfalls gegeben, da die Nadellager zumindest teilweise im Kühlmedium des Behälters angeordnet sind, wobei eine mögliche Leckage in Richtung des Gehäuses kein Problem darstellt, da die Durchflussmenge, auch aufgrund der Oberflächenspannung des Kühlmediums so gering ist, dass es kein Problem darstellt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung- oder Bremse.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Schnittansicht eines Bereichs der erfindungsgemäßen Reibungskupplung- oder Bremse 1. Im Gehäuse 2 ist zumindest ein Lamellenpaar 3, eine Innenlamelle 31. und eine Außenlamelle 3.2 umfassend. Die Innenlamelle 3.1 und/oder die Außenlamelle 3.2 weisen einen Reibbelag 3.3 auf. Das Gehäuse 2 weist im zweiten Abschnitt B einen Auslass 2.2 auf, durch welches Kühlmedium (nicht dargestellt) aus dem Gehäuse 2 in einen Behälter 4 strömen kann. Das Gehäuse 2 weist einen in Axialrichtung der Rotationsachse X erstreckenden dritten Abschnitt C auf, welcher im Wesentlichen als kreisrunder Ring ausgebildet ist. Im dritten Abschnitt C ist der Behälter 4 eingesetzt, wobei der Behälter 4 ebenfalls einen kreisringförmigen Abschnitt aufweist. Im dritten Abschnitt C sind zwei Nuten ausgebildet, wobei die erste Nut zur Aufnahme eines Dichtelements 7, beispielsweise eines O-Rings ausgebildet ist und wobei die zweite Nut zur Aufnahme eines Befestigungsrings 6, zum Klemmen des Behälters 4 an das Gehäuse 2 ausgebildet ist. Im Gehäuse 2 ist zumindest ein Einlass 2.1 in einem ersten Abschnitt A ausgebildet, wobei bevorzugt mehrere Einlässe 2.1 regelmäßig um die Rotationsachse X angeordnet sind. Die Rotationsachse X ist die Rotationsachse einer Abtriebswelle bzw. der Innenlamelle und Außenlamelle welche sich aus dem Gehäuse 2 erstreckt. Der Behälter 4 weist eine Öffnung auf, durch welche die Abtriebswelle ragt, wobei zwischen Abtriebswelle und Behälter 4 ein Dichtungselement 7, beispielsweise ein Wellendichtring, vorgesehen ist. Im Einlass 2.1 ist ein Ventil 5 angeordnet, welches zum Öffnen und Schließen des Einlasses 2.1 dient. Das Ventil 5 umfasst eine Kugel und zwei Druckfedern, wobei sich eine erste Druckfeder in einem Bereich des Einlasses 2.1 abstützt. Die Kugel und die zweite Druckfeder sind in einem topfförmigen Bauteil aufgenommen, wobei sich das topfförmige Bauteil gegen eine Druckplatte abstützt.
Da der Behälter 4 außen am Gehäuse 2 angeordnet ist, kann auch eine Schmierung der Lager besonders einfach ohne Schmiermittelpfade erfolgen, da die Lager, beispielsweise Nadellager, im Kühlmedium, beispielsweise Öl, angeordnet sind, wenn sich das Kühlmedium im Behälter 4 befindet. Der Behälter 4 kann abgesehen von dem Bereich in dem er zum Abdichten und Befestigen am Gehäuse 2 und zum Abdichten an der Abtriebswelle beliebig ausgestaltet sein.
Bezugszeichenliste

1: Reibungskupplung oder -bremse
2: Gehäuse
2.1: Einlass
2.2: Auslass
3: Lamellenpaar
3.1: Innenlamelle
3.2: Außenlamelle
3.3: Reibbelag
4: Behälter
5: Ventil
6: Klemmen, Befestigungsring
7: Dichtungselement
A: erster Abschnitt
B: zweiter Abschnitt
C: dritter Abschnitt
X: Rotationsachse

Claims

Reibungskupplung oder -bremse (1) mit zumindest einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Lamellenpaar (3) umfassend zumindest eine Innenlamelle (3.1) und eine Außenlamelle (3.2), dadurch gekennzeichnet, dass außen an dem Gehäuse (2) ein Behälter (4) angeordnet ist, welcher als Kühlmediumreservoir, zur Aufnahme eines Kühlmediums für das zumindest eine Lamellenpaar (3), vorgesehen ist, wobei das Gehäuse (2) und der Behälter (4) aus getrennten Teilen bestehen und, wobei der Behälter (4) mittels Klemmen (6) an dem Gehäuse (2) befestigt ist.
Reibungskupplung oder -bremse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) zumindest ein Einlass (2.1), zum Einlassen des Kühlmediums aus dem Behälter (4) in das Gehäuse (2) ausgebildet ist.
Reibungskupplung oder -bremse (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) zumindest ein Auslass (2.2), zum Auslassen eines Kühlmediums aus dem Gehäuse (2) in den Behälter (4) ausgebildet ist.
Reibungskupplung oder -bremse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (2.1) in einem ersten Abschnitt (A) des Gehäuses (2) ausgebildet ist, der in einem Bereich innerhalb der Innenkante eines kreisringförmig umlaufenden Reibbelags (3.3) der Innenlamelle (3.1) und/oder der Außenlamelle (3.2) angeordnet ist.
Reibungskupplung oder -bremse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlass (2.1) oder im Bereich des Einlasses ein Ventil (5) angeordnet ist, wobei durch das Ventil (5) der Einlass (2.1) des Kühlmediums in das Gehäuse (2) steuerbar ist.
Reibungskupplung oder -bremse (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (2.2) in einem zweiten Abschnitt (B) des Gehäuses (2) ausgebildet ist, welcher außerhalb der Außenkante eines kreisringförmig umlaufenden Reibbelags (3.3) der Innenlamelle (3.1) und/oder der Außenlamelle (3.2) angeordnet ist.
Reibungskupplung oder -bremse (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (4) aus Kunststoff, bevorzugt im Spritzgussverfahren, hergestellt ist.
Reibungskupplung oder -bremse (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (4) aus Metall, bevorzugt im Tiefziehverfahren, hergestellt ist.
Reibungskupplung oder -bremse (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Dichtungselement (7) zwischen dem Behälter (4) und dem Gehäuse (4) angeordnet ist.