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Stand der Technik
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Reibkupplungen zur Drehmomentübertragung, welche über zur Rotationsachse schräge Reibflächen wirken, die schaltbar in eine Reibschluss-Verbindung bringbar sind, sind bekannt. Beispielsweise werden solche Kupplungen zum Antrieb von Nebenaggregaten in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Reibschaltkupplungen können pneumatisch, hydraulisch, elektromotorisch oder elektromagnetisch betätigt werden.
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Moderne Reibschaltkupplungen bzw. entsprechende Nebenaggregate müssen insbesondere im Hinblick auf eine kompakte Bauweise und hinsichtlich des Schaltverhaltens komplexen Anforderungen genügen.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibflächenkupplung der eingangs genannten Art bzw. ein Kraftfahrzeug-Nebenaggregat mit einer solchen Kupplung vorteilhaft bereitzustellen, insbesondere im Hinblick auf eine platzsparende Bauweise und ein vorteilhaftes Schaltverhalten.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Die Erfindung geht aus von einer Reibflächenkupplung mit wenigstens zwei Reibflächen, welche in eine Reibschluss-Verbindung bringbar sind, wobei ein konusförmiges Reibflächenpaar mit einem inneren Reibflächenelement und einem äußeren Reibflächenelement vorgesehen ist, und wobei das innere Reibflächenelement axial zu einer Rotationsachse verschiebbar gelagert und die Reibschluss-Verbindung abhängig von der axialen Verschiebestellung des inneren Reibflächenelements einrichtbar und aufhebbar ist. Mit der Reibflächenkupplung lässt sich ein angetriebenes Element wie zum Beispiel ein Antriebsrotor mit einem anzutreibenden Element wie z. B. einer Abtriebswelle reibschlüssig lösbar verbinden.
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Nachfolgend beziehen sich die Begriffe axial, radial und umfänglich auf die Rotationsachse der Reibflächenkupplung.
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Hinsichtlich der Relativposition der Reibflächenelemente ist das innere Reibflächenelement radial innen und das äußere Reibflächenelement radial außen benachbart zum inneren Reibflächenelement. Das angetriebene Element kann entweder mit dem inneren oder mit dem äußeren Reibflächenelement gekoppelt bzw. verbunden sein. Dementsprechend umgekehrt kann das anzutreibende Element mit dem inneren oder mit dem äußeren Reibflächenelement gekoppelt bzw. verbunden sein. Bevorzugt wird das übertragbare Drehmoment von radial außen nach radial innen übertragen.
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Das konusförmige Reibflächenpaar umfasst eine erste zur Rotationsachse konusförmige Reibfläche, die radial außen umfänglich am inneren Reibflächenelement ausgebildet ist. Beispielsweise ist an einem als Ringscheibe ausgebildeten inneren Reibflächenelement eine außen umfängliche Ringfläche als ringkonusförmige erste Reibfläche vorhanden. Das Reibflächenpaar umfasst eine zweite, radial außen zur ersten Reibfläche benachbarte Reibfläche am äußeren Reibflächenelement, wobei die zweite Reibfläche passend zur ersten Reibfläche entsprechend konusförmig bzw. ringkonusförmig gestaltet ist.
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Beide Reibflächen sind vorzugsweise umfänglich geschlossen bzw. umfänglich durchgehend ausgebildet, um eine möglichst große Reibfläche über eine vorgegebene axiale Breite der ersten und zweiten Reibfläche zu erhalten.
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Die miteinander kuppelbare erste und zweite Reibfläche sind vorzugsweise so gestaltet, dass im Reibschluss bzw. bei eingerichteter Reibschluss-Verbindung zwischen dem antreibenden und dem anzutreibenden Element beide Reibflächen zumindest nahezu komplett gegenseitig im Reibschluss sich befinden. Beide Reibflächen können in axialer Richtung die gleiche Erstreckung bzw. Breite aufweisen oder sich in der Größe unterscheiden. Bei sich abnutzendem Reibbelag ist eine Reibfläche am äußeren Reibflächenelement vorteilhaft etwas größer als eine Reibfläche am inneren Reibflächenelement.
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Bei aufgehobener Reibschluss-Verbindung bzw. geschalteter bzw. offener Kupplung existiert ein Luftspalt zwischen der ersten und zweiten Reibfläche bzw. zwischen dem inneren und äußeren Reibflächenelement.
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Mit einer axialen Relativbewegung zwischen dem inneren und dem äußeren Reibflächenelement wird der Reibschluss eingerichtet und wieder aufgehoben, womit die Reibflächenkupplung reversibel schaltbar ist.
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Das um die Rotationsachse rotierbare äußere Reibflächenelement umfasst beispielsweise ein Ringelement mit vergleichsweise geringer radialer Abmessung. Ein radial innen dazu benachbart angeordnetes Ringscheibenelement bildet das innere Reibflächenelement, das ringscheibenartig insbesondere mit einer zentralen Aufnahmeöffnung für einen um die Rotationsachse rotierbaren Rotor ausgebildet ist.
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Das im Reibschluss übertragbare maximale Drehmoment ist auch abhängig von der Kraft, welche in axialer Richtung das innere Reibflächenelement und das äußere Reibflächenelement gegeneinander drückt.
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Die Reibflächenkupplung kann beispielsweise als eine ringscheibenförmige Baueinheit mit der zentrischen Aufnahmeöffnung ausgebildet sein, mit in axialer Richtung zusammengehaltenen bzw. zusammengeschraubten Bauteilen.
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Die Reibflächenelemente bzw. die dazugehörigen Reibflächen können aus einem vorzugsweise gehärteten und/oder galvanisch beschichtetem Metallmaterial oder einem geeigneten Kunststoffmaterial bestehen bzw. überzogen sein.
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Der Kern der Erfindung liegt darin, dass das innere Reibflächenelement mit einem zum inneren Reibflächenelement separaten Übertragungselement gekoppelt ist, so dass das innere Reibflächenelement und das Übertragungselement gemeinsam um die Rotationsachse drehbar sind, wobei die Kupplung über einen Anlagekontakt zwischen einer Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und einer Gegenfläche am Übertragungselement eingerichtet ist, und wobei die Führungsfläche und die Gegenfläche so aufeinander abgestimmt sind, dass bei einer Mitnahme des inneren Reibflächenelements durch Reibung zwischen den wenigstens zwei Reibflächen eine axiale Versatzbewegung des inneren Reibflächenelement in eine Richtung erfolgt, so dass die Reibschluss-Verbindung zwischen dem inneren Reibflächenelement und dem äußeren Reibflächenelement verstärkbar ist. Die Führungsflächen und die Gegenfläche sind derart ausgelegt, dass in sämtlichen Betriebs- bzw. Schaltzuständen der Reibflächenkupplung der Anlagenkontakt zwischen der Führungsfläche und der dazugehörigen Gegenfläche immer erhalten bleibt. Die Kopplung bzw. Verbindung zwischen dem inneren Reibflächenelement und dem Übertragungselement erfolgt allein über die Führungs- und die Gegenfläche.
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Die erfindungsgemäße Reibflächenkupplung ist zum Beispiel als Einfachkonuskupplung mit genau einem inneren und genau einem dazugehörigen äußeren Reibflächenelement ausgebildet oder vorzugsweise als Doppelkonuskupplung, die zwei Reibflächenpaare mit jeweils einer inneren Reibfläche am inneren Reibflächenelement und einer dazugehörigen äußeren Reibfläche am äußeren Reibflächenelement aufweist. Die Doppelkonuskupplung ist vorzugsweise symmetrisch zu einer axialen Mittelebene aufgebaut.
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Des Weiteren ist bei einer Doppelkonuskupplung das Übertragungselement vorzugsweise symmetrisch zu einer axialen Mittelebene des Übertragungselements.
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Mit der erfindungsgemäßen Reibflächenkupplung bzw. dem Übertragungselement im Zusammenwirken mit dem inneren Reibflächenelement wird eine selbstverstärkende Wirkung erzielt, zum Einrichten und/oder zum Aufheben der Reibschluss-Verbindung. Der Vorteil gegenüber bekannten Konusflächen-Kupplungen liegt in geringeren notwendigen Kräften zum Überwinden eines Schaltzustandes mit eingerichtetem oder aufgehobenem Reibschluss. Mit der Erfindung ist es insbesondere auch vorteilhaft, dass die geringeren Kräfte zum Lösen der Reibschluss-Verbindung vergleichsweise nur kurzzeitig aufgebracht werden müssen, was dazu führt, dass eine selbsttätige Aufhebung der Reibschluss-Verbindung ermöglicht wird, ohne weiteres Einwirken von außen bis zum Erreichen des anderen Schaltzustandes bzw. bis die Reibschluss-Verbindung komplett gelöst ist.
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Abhängig von der Ausbildung der Führungsfläche und der Gegenfläche ist es möglich, dass die Reibschluss-Verbindung von der Dreh- bzw. Rotationsrichtung des inneren bzw. des äußeren Reibflächenelements abhängig verstärkbar ist. Umgekehrt ist bei entsprechender Ausgestaltung der Führungs- und Gegenfläche eine Abschwächung bzw. eine Aufhebung der Reibschluss-Verbindung von der Rotationsrichtung abhängig möglich.
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Grundsätzlich findet bezogen auf die Rotationsachse eine Drehbewegung des inneren Reibflächenelements relativ zum Übertragungselement nur gekoppelt bzw. überlagert mit der axialen Versatzbewegung des inneren Reibflächenelements statt. Beide Bewegungen überlagern sich zwangsweise. Wenn das innere Reibflächenelement und das Übertragungselement beide mit der gleichen Drehzahl rotieren, findet keine axiale Relativbewegung zwischen innerem Reibflächenelement und Übertragungselement statt.
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Die vom Anlagekontakt bestimmte axiale Versatzbewegung des inneren Reibflächenelements bedeutet eine axiale Bewegung relativ zum Übertragungselement, also weg vom oder hin zum Übertragungselement, und damit eine axiale Bewegung des inneren Reibflächenelements bzw. dessen Reibfläche hin zu oder weg von der Reibfläche des äußeren Reibflächenelements.
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Das Übertragungselement ist mit einem rotierbaren Rotor drehfest verbindbar. Das Übertragungselement ist axial fest oder geringfügig versetzbar am Rotor aufgenommen. Der Rotor kann beispielsweise eine Antriebswelle sein oder ist vorzugsweise eine Abtriebswelle. Im letzteren Fall ist die Abtriebswelle das anzutreibende Element und wird mit der Reibflächenkupplung vom angetriebenen Element bzw. dem äußeren Reibflächenelement in Antrieb versetzt.
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Es ist überdies vorteilhaft, dass die Reibflächenkupplung als Doppelkonuskupplung ausgebildet ist mit zwei konusförmigen Reibflächenpaaren mit jeweils einem inneren Reibflächenelement und einem äußeren Reibflächenelement. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass jedes Reibflächenpaar als inneres Reibflächenelement einen Innenkonus und als äußeres Reibflächenelement einen Außenkonus aufweist, wobei die Reibflächenkupplung dementsprechend zwei Doppelkonen umfasst. Vorzugsweise sind die Doppelkonen zueinander symmetrisch gestaltet, womit eine zur Rotationsachse axiale Ebene eine Symmetrieebene bildet. Damit sind fertigungstechnisch vorteilhaft beide inneren Reibflächenelemente identisch und beide äußeren Reibflächenelement identisch. In der Symmetrieebene ist das Übertragungselement positioniert.
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Demgemäß ist es vorteilhaft, dass das Übertragungselement axial zwischen den inneren Reibflächenelementen vorhanden ist.
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Eine Doppelkonuskupplung, die gegenüber einer Einfachkonuskupplung vorteilhaft eine vergrößerte bzw. zum Beispiel doppelt so große Reibfläche aufweist, ist damit besonders kompakt bereitstellbar.
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Mit der Erfindung wird vorteilhaft ein wirkendes Drehmoment genutzt, um bei angetriebenem äußeren Reibflächenelement das vom äußeren Reibflächenelement im ersten Reibkontakt in dessen Drehrichtung mitgenommene innere Reibflächenelement durch die damit verbundene Relativ-Drehbewegung zum Übertragungselement mit einer definiert geführten bzw. vorgebbaren Bewegung überlagert axial in eine vorgebbare Richtung zu versetzen. Dies geschieht gemäß dem Anlagekontakt zwischen Führungs- und Gegenfläche, wobei abhängig vom Maß bzw. vom Fortschreiten der umfänglichen und axialen Versetzung die wenigstens zwei Reibflächen stärker aneinandergedrückt werden. Im Ergebnis wird selbstverstärkend durch höhere Anpresskräfte die Stärke der Reibschluss-Verbindung erhöht. Dies wiederum ermöglicht die Übertragung eines höheren Drehmoments verglichen mit der Drehmomentübertragung beim ersten Reibkontakt zwischen der inneren und der äußeren Reibfläche des Reibflächenpaars.
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Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reibflächenkupplung als Doppelkonuskupplung mit zwei Reibflächenpaaren mit jeweils einer inneren Reibfläche am inneren Reibflächenelement und einer dazugehörigen äußeren Reibfläche am äußeren Reibflächenelement werden mit dem wirkenden Drehmoment die beiden inneren Reibflächenelemente bzw. die beiden Innenkonen gleichartig und simultan auseinandergedrückt bzw. vom Übertragungselement axial wegversetzt. Der auf die Rotationsachse bezogene Neigungswinkel der Reibflächen zwischen den inneren und den äußeren Reibflächenelementen ist identisch, aber am ersten Reibflächenpaar entgegengesetzt zum zweiten Reibflächenpaar ausgerichtet. Demgemäß verjüngen sich die beiden Reibflächen zwischen dem ersten inneren und dem ersten äußeren Reibflächenelement in axialer Richtung vom Übertragungselement weg identisch wie sich die beiden Reibflächen zwischen dem zweiten inneren und dem zweiten äußeren Reibflächenelement in axialer Richtung vom Übertragungselement weg verjüngen.
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Bei der Doppelkonus-Reibflächenkupplung, wenn die beiden äußeren Reibflächenelementen das angetriebene Element sind, ausgehend von der geschalteten bzw. nicht gekuppelten Reibflächenkupplung mit einem Luftspalt zwischen den zwei Reibflächen der beiden Reibflächenpaaren, werden zum Schließen der Kupplung durch eine Auslöse- bzw. Schaltkraft wie z. B. eine Federkraft, die auf die inneren Reibflächenelemente wirkt, die inneren Reibflächenelemente axial versetzt. Das Auseinanderdrücken der beiden inneren Reibflächenelemente bedingt eine Verstärkung der Andrückkraft des jeweiligen inneren Reibflächenelements an das jeweilige dazugehörige äußere Reibflächenelement wie oben beschrieben.
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Anfangs wird im Reibkontakt ein vergleichsweise geringes Drehmoment von den äußeren Reibflächenelementen auf die inneren Reibflächenelemente übertragen, die wiederum über den Anlagekontakt ein Drehmoment auf das Übertragungselement übertragen. Daraus folgt, dass eine Drehmomentübertragung über die Führungsfläche und die Gegenfläche vom inneren Reibflächenelement auf das Übertragungselement stattfindet, was zwangsweise zu einer Fortführung der von der Auslösekraft initiierten axialen Versatzbewegung des inneren Reibflächenelements hin zu einer stärkeren Reibschluss-Verbindung führt.
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Mit der Erhöhung des übertragenen Drehmoments wird wiederum die axial wirkende Kraft erhöht, welche die Reibschluss-Verbindung verstärkt.
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Vorteilhaft kann ein angepasster bzw. sanfter Übergang erzielt werden zwischen dem Zustand des stehenden nicht rotierenden anzutreibenden Elements und dem Zustand des mit maximalem Drehmoment angetriebenen anzutreibenden Elements. Außerdem findet bis zum Ende des Schaltvorgangs eine durchgehende Verstärkung der Drehmomentübertragung vom antreibenden auf das anzutreibende Element statt.
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Ein Vorteil der Erfindung liegt auch darin, dass eine kompakte Doppelkonuskupplung bereitgestellt wird.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Reibflächenkupplung liegt darin, dass gegenüber bekannten vergleichbaren Reibflächenkupplungen eine vergleichsweise deutlich geringere Schaltkraft zur Aufhebung der Reibschluss-Verbindung nötig ist. Dabei kann eine Reduzierung der Schaltkraft gegenüber bisher nötigen Schaltkräften von über circa 50% bis circa 70% erreicht werden.
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Außerdem können bisher notwendige vergleichsweise große und schwere Tellerfedern durch z. B. vergleichsweise schwächere kleinere Schraubenfedern ersetzt werden.
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Zudem ist es bei der erfindungsgemäßen Reibflächenkupplung auch von Vorteil, dass gegenüber bekannten vergleichbaren Reibflächenkupplungen kein größerer bzw. zusätzlicher Bauraum notwendig ist. Die erfindungsgemäße Reibflächenkupplung kann somit anstelle von bekannten Reibflächenkupplungen eingebaut werden oder als Austauschkupplung verwendet werden.
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Zum Schalten der erfindungsgemäßen Reibflächenkupplung kann eine Schaltvorrichtung verwendet werden, die beispielsweise eine Kolbeneinheit mit einem angetrieben bewegbaren Kolben umfasst. Der beispielsweise mit einem unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Medium bewegbare Kolben wirkt zum Schalten der Kupplung in axialer Richtung auf das innere Reibflächenelement ein, um das innere Reibflächenelement axial relativ zum äußeren Reibflächenelement um eine vergleichsweise sehr geringe Strecke beispielsweise im Millimeterbereich zu bewegen und den Reibschluss zu lösen. Das innere Reibflächenelement wird dabei in Richtung des Übertragungselements gedrückt.
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Vorteilhaft wird dabei das übertragene Drehmoment zwischen den Kupplungselementen bzw. dem inneren und dem äußeren Reibflächenelement etwas verringert, bis das übertragene Drehmoment geringer ist, als das übertragene Drehmoment, welches die Reibflächenpaare im Reibschluss hält, so dass dann die Reibflächenpaare gegeneinander durchrutschen. Ab diesem Durchrutsch-Zeitpunkt ist nur noch die axial wirkende Kraft zu überwinden, welche von außen bzw. mechanisch auf das innere Reibflächenelement wirkt. Diese axiale Kraft wird zum Beispiel durch Federmittel, beispielsweise standardmäßig zur Verfügung stehende Druckfedermittel bereitgestellt.
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Damit wird bereits nach einem vergleichsweise geringen axialen Weg der Rückversetzung des inneren Reibflächenelements die selbsthemmende Verstärkung der Reibflächenkupplung unterbrochen, was unmittelbar zur Aufhebung der Reibschluss-Verbindung führt. Dies bedeutet, dass nur eine vergleichsweise geringe Kraft mit dem Kolben aufgebracht werden muss, wobei außerdem eine kurze Schaltzeit möglich ist zum Beispiel innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde. Bereits mit Beginn des axialen Rückstellweges des inneren Reibflächenelements bzw. unmittelbar anschließend ist die Kupplung geöffnet bzw. gelöst und das anzutreibende Element z. B. die Abtriebswelle erfährt kein Antriebs-Drehmoment mehr vom Übertragungselement und ist sofort abstoppbar.
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Die axiale Rückstellung des inneren Reibflächenelements erfolgt geführt entlang der Führungs- und Gegenfläche bzw. reversibel zur Relativbewegung, die das innere Reibflächenelement gegenüber dem Übertragungselement beim Verstärken der Reibschluss-Verbindung ausführt.
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Bevorzugt ist im zusammengebauten Zustand der Doppelkonuskupplung das Übertragungselement von den beiden inneren Reibflächenelementen umschlossen. Hierfür weist jedes der beiden inneren Reibflächenelemente einen Aufnahmebereich mit der Führungsfläche wie z. B. eine von der axialen Bauteilbreite abhängige Vertiefung auf, in welchen eine Seite des Übertragungselements passend aufgenommen Platz findet. Das Übertragungselement weist auf axial gegenüberliegenden Seiten jeweils die Gegenfläche auf. Dies bedeutet, dass das Übertragungselement auf einer ersten axialen Seite mit einer ersten Gegenfläche in Kontakt ist mit der dazugehörigen Führungsfläche des ersten inneren Reibflächenelements und auf einer zweiten axialen Seite mit einer zweiten Gegenfläche in Kontakt ist mit der dazugehörigen Führungsfläche des zweiten inneren Reibflächenelements.
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Die erste und die zweite Gegenfläche sind vorzugsweise jeweils durch mehrere Teil-Gegenflächen gebildet, die auf der jeweiligen axialen Seite des Übertragungselements umfänglich beabstandet zueinander vorhanden sind.
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Entsprechend weist das erste und das zweite innere Reibflächenelement jeweils auf einer Innenseite vorzugsweise mehrere Teil-Führungsflächen auf, die umfänglich beabstandet zueinander auf der Innenseite vorhanden sind.
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Die Führungs- und die Gegenfläche bzw. die Teil-Führungsflächen und Teil-Gegenflächen sind vorzugsweise durch schräge geringfügig verwundene Flächen wie z. B. Keilwinkel- oder Gewindeflächen gebildet, die zwischen axial versetzten ebene Flächen des jeweiligen Bauteils also auf den beiden Seiten des Übertragungselements bzw. auf der Innenseite der beiden inneren Reibflächenelementen ausgebildet sind.
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Die schrägen verwundenen Keilwinkelflächen bilden beispielsweise rampenartige Seitenflanken an einem axial vorstehenden in Draufsicht ringsegmentförmige Sockel, der auf den beiden Seiten des Übertragungselements bzw. in der Gegenform auf der Innenseite der beiden inneren Reibflächenelemente vorhanden ist.
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Vorzugsweise sind an der jeweiligen Innenseite der beiden inneren Reibflächenelemente vier umfänglich um 90 Winkelgrade versetzte und axial vorstehende Sockel vorhanden. Jeder Sockel erstreckt sich umfänglich über zum Beispiel circa 30 Winkelgrade. An jedem Sockel ist in Umfangsrichtung beidseitig jeweils eine rampenartige Seitenflanke ausgebildet. Das ergibt an der Innenseite eines inneren Reibflächenelements acht Teil-Führungsflächen.
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Entsprechend sind an jeder der beiden gegenüberliegenden Seiten des Übertragungselements vier Sockel mit jeweils zwei rampenartige Seitenflanken vorhanden, so dass auf jeder Seite des Übertragungselements acht Teil-Gegenflächen existieren. Aufgrund eines vorhandenen geringen Radialspiels sind bei der Drehmomentübertragung je nach Drehrichtung nur jeweils vier Flächenpaare im Kontakt. Im zusammengebauten Zustand der Reibflächenkupplung ergibt sich der Anlagekontakt zwischen dem Übertragungselement und den beiden inneren Reibflächenelementen damit über insgesamt 8 Teil-Gegenflächen am Übertragungselement und 8 Teil-Führungsflächen bzw. jeweils vier Teil-Führungsflächen an den beiden inneren Reibflächenelementen.
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Zwischen zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Sockeln ist in der Gegenform eine Vertiefung vorhanden, umfänglich sind die Sockel und die Vertiefungen alternierend vorhanden.
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Vorteilhafterweise weist das Übertragungselement und das innere Reibflächenelement in axialer Richtung zur Rotationsachse der Reibflächenkupplung aufeinander abgestimmte Erhöhungen bzw. Sockel und Vertiefungen auf, so dass im zusammengebauten Zustand eine Erhöhung an einem der beiden Bauteile in eine Vertiefung am anderen Bauteil passend eingreift und umgekehrt. Bei einem Übertragungselement und zwei axial beidseitig benachbart vorhandenen inneren Reibflächenelementen ist an beiden axial gegenüberliegenden Seiten des Übertragungselements und an den jeweiligen Innenseiten der beiden inneren Reibflächenelemente eine solche passend ineinandergreifende Struktur ausgebildet.
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Die Vertiefungen und die Sockel mit den Teil-Gegenflächen am Übertragungselement und die Sockel mit den Teil-Gegenflächen an der Innenseite des betreffenden Reibflächenelements sind passend aufeinander abgestimmt. Ein vorstehender Sockel an dem Übertragungselement reicht in axialer Richtung vorstehend in einen vertieften Zwischenraum an der Innenseite des Reibflächenelements, wobei sich der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Sockel an der Innenseite des Reibflächenelements ergibt. Ein Zwischenraum am Übertragungselement entspricht zumindest im Wesentlichen der Form und Abmessung des Sockels mit Teil-Führungsfläche am Reibflächenelement und umgekehrt, also ein Zwischenraum am Übertragungselement entspricht zumindest im Wesentlichen der Form und Abmessung des Sockels mit Teil-Führungsfläche.
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Diese ineinandergreifende Struktur auf beiden Seiten des Übertragungselements mit den inneren Reibflächenelementen bildet eine Art Verzahnung axialer Richtung mit Gleitgetriebefunktion. Bei in axialer Richtung zusammengeschobener Stellung der beiden Reibflächenelemente am Übertragungselement, also bei von außen geschalteter Reibflächenkupplung ist es vorzugsweise so, dass die Stirnseite eines Sockels am Boden des Zwischenraums zwischen zwei benachbarten Sockeln des jeweils axial gegenüberliegenden Elements anstößt bzw. flächig anliegt.
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Vorzugsweise sind alle Sockel und alle Zwischenräume am Übertragungselement untereinander identisch.
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Alle Sockel und alle Zwischenräume an den Innenseiten der Reibflächenelemente sind vorzugsweise ebenfalls untereinander identisch gestaltet. Damit ist es auch möglich die beiden Reibflächenelemente identisch zu gestalten, was im Hinblick insbesondere auf die Herstellung der Reibflächenelemente und die Montage der Reibflächenkupplung vorteilhaft ist. Man kann damit ein Reibflächenelement wahlweise rechts oder links des Übertragungselements montieren.
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Die Anzahl der Sockel am Übertragungselement und die Anzahl der Sockel auf der Innenseite des inneren Reibflächenelements, und damit die Anzahl der Vertiefungen, kann auch größer oder kleiner als vier sein, vorzugsweise sind mindestens zwei Sockel zum Beispiel drei Sockel und drei Vertiefungen auf einer Innenseite des wenigstens einen inneren Reibflächenelements und auf einer Seite bzw. beiden Seiten des Übertragungselements vorhanden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass Federmittel zwischen dem Übertragungselement und dem inneren Reibflächenelement wirksam sind.
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Mit den Federmitteln wird vorzugsweise dauerhaft selbsttätig und unkompliziert eine Kraft zum Einwirken bzw. zur Betätigung des inneren Reibflächenelements aufgebracht. Die Kraftrichtung der Federmittel ist selbsttätig wirksam in Richtung einer Einrichtung bzw. Verstärkung der Reibschluss-Verbindung. Zum Lösen der Reibschluss-Verbindung wird von außen schaltbar eingewirkt, zum Beispiel mit kontrolliert betätigbaren Kolbenmitteln, welche auf das innere Reibflächenelement entgegen der Federkraft wirken.
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Vorteilhaft sind bei einer Doppelkonuskupplung die Federmittel zwischen dem Übertragungselement und den beiden inneren Reibflächenelementen vorhanden. Damit werden beide inneren Reibflächenelemente über die Federmittel vorgespannt insbesondere gleichartig vorgespannt in Richtung einer Verstärkung der Reibschluss-Verbindung zwischen den beiden inneren und den beiden dazugehörigen äußeren Reibflächenelementen.
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Die Federmittel umfassen vorteilhaft genau ein Federorgan bzw. in der Praxis mehrere z. B. gleichartige Federorgane, welche zusammen eine symmetrische Kraftwirkung auf das wenigstens eine innere Reibflächenelement bereitstellen bzw. symmetrisch und identisch auf die beiden inneren Reibflächenelemente bei einer Doppelkonuskupplung einwirken.
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Die Kraft- bzw. Druckbereitstellung mit den Federmitteln erfolgt vorzugsweise dauerhaft mit insbesondere mechanischen Federmitteln wie Schraubenfedern oder dergleichen. Insbesondere stellen die Federmittel eine Vorspannung auf das eine Reibflächenelement oder die beiden inneren Reibflächenelemente im Grundzustand bereit. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass zum Beispiel eine Druckfeder sowohl auf das erste innere Reibflächenelement als auch das zweite innere Reibflächenelement einwirkt. Die Druck- bzw. Schraubenfeder wirkt beispielsweise hierbei mit einem Federende auf das erste innere Reibflächenelement und mit einem anderen gegenüberliegenden Federende auf das zweite innere Reibflächenelement.
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Vorzugsweise sind die Federmittel durch Druck-Federmittel gebildet. Die Druckfedern drücken das wenigstens eine innere Reibflächenelement insbesondere selbsttätig gegen das wenigstens eine äußere Reibflächenelement. Damit wird bei schaltbarer Reibflächenkupplung im Grundzustand der Reibflächenkupplung, also wenn von außen nicht auf die Reibflächenkupplung eingewirkt wird bzw. nicht geschaltet ist, eine Drehmomentübertragung vom angetriebenen auf das anzutreibenden Element sicher eingerichtet. Auf diese Weise kann im Grundzustand zum Beispiel eine Sicherheitsfunktion mit einer Drehmomentübertragung bereitgestellt sein.
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Schließlich ist es auch vorteilhaft, dass die Federmittel am Übertragungselement in axialer Richtung durchreichen und beidseitig des Übertragungselement an einem jeweils dazugehörigen inneren Reibflächenelement in Anlage kommen. Diese Anordnung, wobei wenigstens eine Durchlassöffnung bzw. ein Loch im Übertragungselement zum Durchgreifen der Federmittel ausgebildet ist, ist besonders platzsparend. Es ermöglicht außerdem, dass das jeweilige Federelement auf beide inneren Reibflächenelemente einwirkt, was die Anzahl der notwendigen Federelemente vorteilhaft reduziert.
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Zudem ist das Federelement aufgrund der Durchgreifung des Übertragungselements in seiner Position am Übertragungselement festgelegt bzw. gehalten. Die sich in axialer Richtung zur Rotationsachse des Übertragungselements erstreckende Durchlassöffnung ist vorteilhaft in einer Vertiefung zwischen zwei benachbarten Sockeln bzw. in zwei oder mehr der mehreren Vertiefungen des Übertragungselements vorhanden, bevorzugt in jeder Vertiefung des Übertragungselements. Entsprechend ist zur Aufnahme und Positionierung des dazugehörigen Endes der Federmittel in den inneren Reibflächenelementen ein z. B. ein Sackloch vorhanden. Das Sackloch ist in dem zur mit Durchlassöffnung versehenen Vertiefung gehörigen Sockel des inneren Reibflächenelements ausgebildet.
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Da auf die Rotationsachse bezogen eine begrenzte reversible Relativ-Verdrehung zwischen dem Übertragungselement und dem bzw. den beiden Reibflächenelementen beim Verstärken bzw. dem dazu reversiblen Vorgang zum Aufheben der Reibschluss-Verbindung stattfindet, was über eine vergleichsweis geringen Winkelgradbereich von vorzugsweise zum Beispiel fünf bis 15 Winkelgrade zwischen dem Übertragungselement und einem inneren Reibflächenelement erfolgt, weist die Durchlassöffnung im Übertragungselement in Umfangsrichtung einen gebogenen Verlauf auf bzw. ist diese verlängert und erstreckt sich über einen etwa doppelten Winkelgradbereich von z. B. 10 bis 30 Winkelgraden, damit die in deren Längsrichtung biegbaren Federmittel nicht verklemmen. Der doppelte Winkelgradbereich ist durch die entgegengesetzte Verdrehrichtung des ersten inneren Reibflächenelements zur Verdrehrichtung des zweiten inneren Reibflächenelements bedingt, bezogen auf eine axiale Versatzbewegung der beiden Übertragungselemente beim Schalten der Reibflächenkupplung.
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Gemäß einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Reibflächenkupplung, die als Doppelkonuskupplung gestaltet ist, ist in jeder der Vertiefungen des Übertragungselements eine Durchlassöffnung und in jedem Sockel der beiden inneren Reibflächenelemente ein Sackloch ausgebildet. Bei vorzugsweise vier Sockeln und vier Vertiefungen auf jeder Seite des Übertragungselements und entsprechend vier Sockeln und vier Vertiefungen auf jeder axialen Innenseite der beiden inneren Reibflächenelementen sind demgemäß vier Federelemente insbesondere vier Druck-Schraubenfedern vorhanden.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und die Gegenfläche am Übertragungselement derart ausgebildet sind, dass ausgehend von einer axialen Anschlagstellung des inneren Reibflächenelements in Richtung zum Übertragungselement hin, bei der Einrichtung der Reibschluss-Verbindung durch die Federmittel unabhängig von der Drehrichtung des äußeren Reibflächenelements und damit unabhängig von der Drehrichtung des inneren Reibflächenelements relativ zum Übertragungselement die axiale Versatzbewegung des inneren Reibflächenelements zu einer Verstärkung der Reibschluss-Verbindung zwischen dem inneren Reibflächenelement und dem äußeren Reibflächenelement führt.
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Damit wird ausgehend von der nicht von außen betätigten Reibflächenkupplung vorteilhaft unabhängig von der Drehrichtung bzw. der Rotationsrichtung des angetriebenen Elements der Reibflächenkupplung eine Antriebswirkung vom angetriebenen Element der Reibflächenkupplung auf das anzutreibende Element eingerichtet. Diese Anordnung ist zum Beispiel bei Anwendungen vorteilhaft, bei denen ein Antrieb auf das anzutreibende Element erfolgen soll, egal, ob das angetriebene Element in die eine oder in die andere Drehrichtungen rotiert.
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Auch ist es vorteilhaft, dass die Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und die Gegenfläche am Übertragungselement derart ausgebildet sind, dass abhängig von der Drehrichtung des inneren Reibflächenelements um die Rotationsachse die axiale Versatzbewegung des inneren Reibflächenelements zu einer Einrichtung oder zu einer Aufhebung der Reibschluss-Verbindung zwischen dem inneren Reibflächenelement und dem äußeren Reibflächenelement führt.
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Der Übergang von der eingerichteten Reibschluss-Verbindung bei einer Übertragung eines maximal möglichen Drehmoments, zum Beispiel bei gleicher Drehzahl von angetriebenem und anzutreibendem Element der Reibflächenkupplung, bis zur vollständigen Aufhebung der Reibschluss-Verbindung kann eine vergleichsweise kurze Phase umfassen, in welcher ein geringeres Drehmoment als das maximal mögliche Drehmoment übertragbar ist, bis ein Durchrutschen zwischen den Reibpartnern bzw. den wenigstens zwei Reibflächen stattfindet.
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Es ist außerdem von Vorteil, dass die Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und Gegenfläche am Übertragungselement derart ausgebildet sind, dass abhängig von der Drehrichtung des inneren Reibflächenelements relativ zum Übertragungselement die axiale Versatzbewegung des inneren Reibflächenelements zu einer unterschiedlichen Verstärkung der Reibschluss-Verbindung zwischen dem inneren Reibflächenelement und dem äußeren Reibflächenelement führt. Insbesondere ist dies durch eine entsprechend ausgebildete Führungs- und Gegenfläche realisierbar, so dass abhängig von der Drehrichtung des inneren Reibflächenelements wirksame unterschiedlich räumlich ausgerichtete Flächenbereiche an der Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und an der Gegenfläche am Übertragungselement miteinander in Anlage kommen. Dies ist zum Beispiel durch unterschiedliche räumliche Neigungswinkel der betreffenden Führungs- und Gegenfläche bzw. durch eine räumlich ebene und/oder gebogene Form der Oberfläche der Führungs- und Gegenfläche realisierbar.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und die Gegenfläche am Übertragungselement in der Art von Keilwinkelflächen ausgebildet sind. Das Zusammenspiel der Führungsfläche mit der Gegenfläche ist vorzugsweise in der Art eines Gleitgetriebes wie eines Keilgetriebes gestaltet. Insbesondere sind die Keilwinkelflächen so gestaltet, dass unabhängig von der Drehrichtung des inneren Reibflächenelements um die Rotationsachse, also dieses vom äußeren Reibflächenelement im Reibschluss mitgenommen wird, die Stärke der Reibschluss-Verbindung verstärkbar ist.
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Die Führungsfläche und die Gegenfläche stellen zum Beispiel Getriebeflächen eines Keilgetriebes mit räumlich leicht verdrehten bzw. tordierten Keilflächen dar.
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Vorteilhaft ist auch, dass die Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und die Gegenfläche am Übertragungselement in der Art von verschränkten Keilwinkelflächen ausgebildet sind. Die verschränkten Keilwinkelflächen sind vorzugsweise mit einem Keilwinkel von circa 40 bis 50 Winkelgraden bezogen auf eine axiale Ebene, die senkrecht zur Rotationsachse steht. Am Übertragungselement sind bevorzugt mehrere voneinander getrennte Keilwinkelflächen bzw. Teil-Gegenflächen vorhanden. An einer Erhöhung bzw. an einem Sockel sind vorzugsweise zwei Teil-Gegenflächen aufeinander zulaufend angestellt. Der Sockel ist im umfänglichen Schnitt damit insbesondere in der Form eines gleichschenkligen Trapezes gebildet, wobei die beiden Schenkel durch die beiden Teil-Gegenflächen gebildet sind. Die kürzere parallele Seite des Trapezes ist am Übertragungselement axial außenliegend.
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Gemäß einer vorteilhaften Abwandlung der Erfindung sind die Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und die Gegenfläche am Übertragungselement in der Art von Getriebeflächen z. B. eines Schraubengetriebes oder eines Kulissengetriebes oder eines Kugelrampengetriebes ausgebildet.
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Vorteilhafterweise sind die Führungsfläche am inneren Reibflächenelement und die Gegenfläche am Übertragungselement in der Art eines Schraubengewindes ausgebildet.
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Vorteilhaft ist eine Reibschluss-Verbindung der zwei konusförmigen Reibflächenpaare durch eine einseitige Kraftbetätigung lösbar. Bei einer Doppelkonuskupplung ist das Übertragungselement geringfügig axial verschiebbar gegenüber dem mit dem Übertragungselement drehfest verbundenen Rotor wie z. B. dem Abtriebsrotor. Damit kann über das Einwirken von außen auf das eine innere Reibflächenelement dieses axial unter geringfügigem Verdrehen zum Übertragungselement verschoben werden, womit das eine innere Reibflächenelement aus der Reibschluss-Verbindung zum dazugehörigen äußeren Reibflächenelement gebracht wird. Dabei wird auch das Übertragungselement axial zum Rotor verschoben. Das Zusammenwirken von Führungs- und Gegenfläche am anderen inneren Reibflächenelement und dem Übertragungselement und Anschläge bewirken, dass eine axiale Versetzung auch des anderen inneren Reibflächenelements, das nicht vom Kolben direkt beaufschlagt wird, in Richtung zum Übertragungselement hin stattfindet. Dabei kommt das kolbenbeaufschlagte innere Reibflächenelement zunächst aus der Reibschluss-Verbindung mit dem dazugehörigen äußeren Reibflächenelement frei. Sobald das kolbenbeaufschlagte innere Reibflächenelement einen äußeren ringförmigen Anschlag zwischen den beiden äußeren Reibflächenelementen durch die axiale Versetzbewegung erreicht, drückt das innere Reibflächenelement gegen diesen ringförmigen Anschlag und versetzt damit die beiden äußeren Reibflächenelemente so, dass damit auch das andere innere Reibflächenelement aus der Reibschluss-Verbindung zum dazugehörigen äußeren Reibflächenelement kommt. Das andere innere Reibflächenelement steht hierzu an einem dafür vorgesehenen axial festen Anschlag an.
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Das Übertragungselement weist demgemäß eine geringe axiale Verschiebbarkeit am dazugehörigen Rotor auf. Dadurch wird die Reibschluss-Verbindung zwischen beiden inneren Reibflächenelement und dem dazugehörigen äußeren Reibflächenelement geschwächt bzw. aufgehoben. Die Doppelkonuskupplung ist geöffnet und eine Drehmomentübertragung ist aufgehoben bzw. unterbrochen.
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Bei einer Einfachkonuskupplung ist es vorteilhaft, dass das Übertragungselement axial fixiert ist auf dem dazugehörigen Rotor bzw. z. B. der Abtriebswelle.
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Die erfindungsgemäße Reibflächenkupplung ist zum Beispiel vorteilhaft einsetzbar zum Zu- und Abschalten von Nebenaggregaten insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren.
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Vorteilhafterweise ist ein in axialer Richtung zur Rotationsachse wirkender mechanischer Anschlag vorhanden, gegen welchen das innere Reibflächenelement in Anlage kommt.
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Bei einer Doppelkonuskupplung ist ein erster mechanischer Anschlag für das erste innere Reibflächenelement vorhanden, welches von außen zum Aufheben der Reibschluss-Verbindung z. B. mit einem Kolben axial versetzbar ist. Der erste mechanische Anschlag ist mit den beiden äußeren Reibflächenelementen fest verbunden. Sobald das erste innere Reibflächenelement den ersten Anschlag erreicht werden unter der weiteren Kolbenbewegung die beiden äußeren Reibflächenelemente axial ebenfalls etwas verschoben. Damit kommt auch das andere bzw. zweite innere Reibflächenelement frei von dem dazugehörigen äußeren Reibflächenelement, so dass beide Reibflächenpaare außer Reibkontakt sind.
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Damit das zweite innere Reibflächenelement über das Übertragungselement nicht auch mitversetzt wird, ist ein weiterer mechanischer Anschlag für das zweite innere Reibflächenelement vorhanden.
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Bei einer Doppelkonus-Kupplung kann der erste Anschlag als umfängliche Ringscheibe ausgebildet sein, welche axial zwischen den beiden äußeren Reibflächenelementen fixiert ist. Der zweite Anschlag kann beispielsweise eine axial feststehende Scheibe sein, welche an einer dem Übertragungselement abgewandten Seite des zweiten inneren Reibflächenelement vorhanden ist.
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Das Lösen der Kupplung kann beispielsweise durch einen hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetriebenen Kolben erfolgen.
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Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Nebenaggregat eines Kraftfahrzeuges wie ein Luftkompressor oder eine Hydraulikpumpe, wobei eine wie oben ausgebildete erfindungsgemäße Reibflächenkupplung vorhanden ist, über welche das Nebenaggregat mit einem Antrieb verbindbar ist. Das Nebenaggregat weist insbesondere eine Abtriebswelle auf, welche mittels des anzutreibenden Elements bzw. einer Antriebswelle, die mit Hilfe eines Verbrennungs- oder Elektromotor des Kraftfahrzeugs rotiert, antreibbar ist.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand unterschiedlicher schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Anordnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Reibflächenkupplung, welche als Doppelkonuskupplung ausgebildet ist,
- 2 eine Draufsicht auf die Reibflächenkupplung gemäß 1,
- 3 eine Schnittansicht der Reibflächenkupplung gemäß Linie A-A in 2 bei eingerichteter Reibschlussverbindung,
- 4 die Reibflächenkupplung gemäß 1 ohne vorderen Innenkonus und ohne Mittelteil,
- 5 ein perspektivisch dargestelltes Mittelteil der Reibflächenkupplung gemäß 1,
- 6 die Reibflächenkupplung gemäß 1 in Explosionsdarstellung,
- 7 in Explosionsdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibflächenkupplung, welche als Doppelkonuskupplung ausgebildet ist,
- 8 die Reibflächenkupplung gemäß 7 im Schnitt mit Mitnehmer ohne Innenteil,
- 9 die offene Reibflächenkupplung gemäß 7 im Schnitt,
- 10 die geschlossene Reibflächenkupplung gemäß 7 in Draufsicht,
- 11 eine Schnittdarstellung durch die geschlossene Reibflächenkupplung aus 7 gemäß dem Schnitt B-B in 10,
- 12 eine erfindungsgemäße Hydraulikpumpe,
- 13 ein Flansch für einen erfindungsgemäßen Luftkompressor mit einem Endabschnitt einer Kurbelwelle,
- 14. eine als Einfachkonuskupplung ausgestaltete erfindungsgemäße Reibflächenkupplung in Explosionsdarstellung und
- 15 die zusammengebaute Einfachkonuskupplung im Schnitt.
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1 zeigt eine Baueinheit mit einer als Doppelkonuskupplung 2 ausgebildeten erfindungsgemäßen Reibschaltkupplung 1.
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Nachfolgend ist auf eine zentrische Symmetrie- bzw. Rotationsachse R Bezug genommen, um welche Elemente der Reibschaltkupplung 1 im Antriebszustand rotieren, so dass nachfolgend unter axial bzw. einer axialen Richtung eine Richtung parallel zur Rotationsachse R und unter radial bzw. einer radialen Richtung eine Richtung quer zur Rotationsachse bedeutet. Wen von umfänglich gesprochen wird, ist dies, wenn nichts anderes gesagt ist, ebenfalls auf die Rotationsachse R bezogen.
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Die Doppelkonuskupplung 2 umfasst in axialer Richtung nacheinander einen Konusmitnehmer 3, ein erstes äußeres Reibflächenelement bzw. einen ersten Außenkonus 4, ein erstes inneres Reibflächenelement bzw. einen ersten Innenkonus 6 mit einem Reibbelag 6a, ein Übertragungselement bzw. ein Mittelteil 10 mit vier durchgreifenden identischen Druckfedern 9, ein Ausrückblech 8, ein zweites inneres Reibflächenelement bzw. einen zweiten Innenkonus 7 mit einem Reibbelag 7a, ein zweites äußeres Reibflächenelement bzw. einen zweiten Außenkonus 5 und sechs Schrauben 11. Mit den Schrauben 11, die durch umfänglich gleich beabstandet verteilte axiale Bohrungen im Außenkonus 4 und dem Ausrückblech 8 durchgreifen und in Innengewindebohrungen 12 des Außenkonus 5 eingeschraubt sind, werden die positionsrichtig zueinander angeordneten Elemente 4 bis 12 von einer Seite aus zusammengebaut. Der Konusmitnehmer 3 und die beiden Außenkonen 4, 5 und das dazwischen eingeklemmte Ausrückblech 8 sind drehfest miteinander verbunden und rotieren gemeinsam um die Rotationsachse R. Die Außenkonen 4, 5 und das Ausrückblech 8 sind geringfügig axial relativ zum Konusmitnehmer 3 verschiebbar.
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Das Mittelteil 10 ist geringfügig über einen begrenzt vorgegebenen Weg entlang der Rotationsachse bzw. axial beweglich und gemeinsam mit den Innenkonen 6, 7 rotierbar um die Rotationsachse R.
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Beide Innenkonen 6 und 7 sind identische Bauteile. Die beiden Außenkonen 4 und 5 können ebenfalls identisch sein, sind jedoch gegebenenfalls in der Art der Durchgangslöcher für die Schrauben 11 unterschiedlich. Die Durchgangslöcher in dem Außenkonus 4 weisen kein Innengewinde auf.
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Der Konusmitnehmer 3 wird über einen nicht dargestellten Antrieb, wie beispielsweise ein Antriebsrotor eines Kraftfahrzeugs, um die Rotationsachse R in Rotation versetzt. Bei nicht geschalteter Doppelkonuskupplung 2 wird ein mit dem Mittelteil 10 drehfest verbundenes nicht gezeigtes anzutreibendes Element bzw. ein Abtriebsrotor bzw. eine zu R konzentrische Abtriebswelle entsprechend in Rotation versetzt, um mit der Abtriebswelle zum Beispiel ein Nebenaggregat des Kraftfahrzeuges anzutreiben. Bei geschalteter bzw. gelöster Doppelkonuskupplung 2, wobei mit dem Schaltvorgang von außen aktiv eine Kraft F3 axial auf das innere Reibflächenelement 7 aufgebracht wird (s. 3) rotiert der Konusmitnehmer 3 gemeinsam mit den Außenkonen 4, 5 und dem Ausrückblech 8, ohne dass ein Drehmoment auf die Innenkonen 6, 7 und das Mittelteil 10 mit der Abtriebswelle übertragen wird.
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Zur Drehmomentübertragung vom Konusmitnehmer 3 auf den Außenkonus 4 ist eine ineinandergreifende Verzahnungsstruktur zwischen der radial außenliegenden umfänglich verlaufenden Außenseite des Außenkonus 4 und einer umfänglich ausgebildeten radial innenliegenden Seite des Konusmitnehmers 3 vorgesehen.
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Je nach axialer Stellung der beiden Innenkonen 6, 7 sind diese bei nicht geschalteter Doppelkonuskupplung 2 entweder reibschlüssig mit den Außenkonen 4, 5 verbunden (s. beispielsweise 11) oder bei geöffneter bzw. geschalteter Doppelkonuskupplung 2 von diesen über einen Luftspalt getrennt, was zum Beispiel 9 zeigt.
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Zur Drehmomentübertragung auf die Abtriebswelle bei nicht geschalteter Doppelkonuskupplung 2 ist eine Reibschluss-Verbindung durch Reibschluss zwischen dem Reibbelag 6a und einer umfänglichen Reibfläche 4a radial innen am Außenkonus 4 und zwischen dem Reibbelag 7a und einer umfänglichen Reibfläche 5a radial innen am Außenkonus 5 eingerichtet.
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Im geschalteten Zustand der Doppelkonuskupplung 2 ist diese Reibschluss-Verbindung aufgehoben, indem der umfängliche Luftspalt zwischen dem Reibbelag 6a und der Reibfläche 4a und ein umfänglicher Luftspalt L zwischen dem Reibbelag 7a und der Reibfläche 5a existiert.
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Ausgehend von der nicht von außen geschalteten Doppelkonuskupplung 2, ohne Luftspalt, wenn also ein Zustand „Kupplung geschlossen“ vorliegt, wobei von außen keine Kraft auf die Innenkonen 6, 7 wirkt, welche diese in Richtung zum Mittelteil 10 hin drückt, was weiter unten noch erläutert ist, kommen die als Schraubenfedern ausgebildeten vier Druckfedern 9 zur Wirkung.
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Jede der vier Druckfedern 9 greift in ihrer Längsrichtung jeweils axial durch ein dazugehöriges Durchgangs- bzw. Langloch 13 im Mittelteil 10. Jedes Langloch 13 hat eine zu R umfänglich gebogene Kontur. Die beiden freien Enden jeder Druckfeder 9 greifen jeweils in ein passend vorhandenes Sackloch 14 auf Innenseiten der beiden Innenkonen 6, 7. Damit sind die Druckfedern 9 in der Doppelkonuskupplung definiert positioniert und gehalten. Zusätzlich oder alternativ zu den Langlöchern 13 können im Mittelteil 10 Durchgangslöcher in axialer Richtung durch vier Sockel 24 für die Durchführung der Druckfedern 9 bzw. weiterer Druckfedern vorhanden sein.
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Die Druckfedern 9 sind so abgestimmt, dass jede einzeln vorgespannt eine Druckkraft F1 auf den Innenkonus 6 und eine zur Druckkraft F1 identische Druckkraft F2 auf den Innenkonus 7 ausüben und diese axial auseinanderdrücken bzw. vom Mittelteil 10 weg drücken in Richtung zu den jeweiligen Außenkonen 4, 5. Dabei wird der Luftspalt L zwischen beiden konusförmigen Reibflächenpaaren 6a, 4a und 7a, 5a verringert bzw. geschlossen. Dabei kommt der ringkonusförmige Reibbelag 6a in einen Reibkontakt mit der abgestimmt gestalteten ringkonusförmigen Reibfläche 4a. Ebenso kommt gleichzeitig der ringkonusförmige Reibbelag 7a in Reibkontakt mit der abgestimmt gestalteten ringkonusförmigen Reibfläche 5a.
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Die Versetzung der Innenkonen 6, 7 aufgrund der Wirkung der Druckfedern 9 erfolgt definiert bzw. geführt in einem Anlagekontakt am Mittelteil 10. Demgemäß sind beide Innenkonen 6, 7 mit ihrer Innenseite mit der jeweiligen Seite des Mittelteils 10 in Anlagekontakt. Der Anlagekontakt ist auf der einen Seite des Mittelteils 10 über eine mehrteilige Führungsfläche 15 am Innenkonus 6 und einer mehrteiligen Gegenfläche 16 am Mittelteil 10 realisiert und auf der anderen Seite des Mittelteils 10 über eine mehrteilige Führungsfläche 17 am Innenkonus 7 mit einer mehrteiligen Gegenfläche 18 am Mittelteil 10 realisiert (siehe 4-6).
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Die Zentrierung zwischen dem Innenkonus 6 und dem Mittelteil 10 wie auch die Zentrierung zwischen dem Innenkonus 7 und dem Mittelteil 10 findet über zur Rotationsachse R jeweils konzentrische schmale außenumfängliche Zylinderflächen 10a an gegenüberliegenden Zapfenabschnitten beidseitig am Mittelteil 10 statt. Die Zylinderflächen 10a sind gleitend in Kontakt mit jeweils einer konzentrischen innenumfänglichen Bohrungsfläche 6b am Innenkonus 6 und einer konzentrischen innenumfänglichen Bohrungsfläche 7b am Innenkonus 7.
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Die als Keilwinkelflächen bzw. Gleitflächen gebildeten Führungsflächen 15, 17 und Gegenflächen 16, 18 ermöglichen eine geführte Relativbewegung zwischen dem jeweiligen Innenkonus 6, 7 und dem Mittelteil 10. Dabei ist eine Zwangsführung vorgegeben, wobei eine Relativ-Drehbewegung zwischen Mittelteil 10 und Innenkonus 6, 7 mit einer Relativ-Axialbewegung zwischen Mittelteil 10 und Innenkonus 6, 7 überlagert ist bzw. sich umgekehrt bedingt.
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Mit beginnendem Reibkontakt zwischen dem Reibbelag 6a und der Reibfläche 4a und simultan zwischen dem Reibbelag 7a und der Reibfläche 5a beginnt eine Drehmomentübertragung von den identisch gemeinsam rotierenden Außenkonen 4, 5 auf die Innenkonen 6, 7. Die beiden Innenkonen 6, 7 übertragen ihrerseits ein Drehmoment auf das Mittelteil 10 über den Anlagekontakt. Dabei sind die Führungsflächen 15, 17 und die Gegenflächen 16, 18 so abgestimmt, dass mit einer Relativ-Drehbewegung der Innenkonen 6, 7 zum Mittelteil 10 zwangsweise eine axiale Bewegung der beiden Innenkonen 6, 7 weg vom Mittelteil 10 hin zu den jeweiligen Außenkonen 4, 5 erfolgt. Im Ergebnis führt dies zu einer selbsttätigen Verstärkung der Reibschluss-Verbindung des Innenkonus 6 mit dem Außenkonus 4 sowie des Innenkonus 7 mit dem Außenkonus 5. Über die Keilwinkelflächen bzw. Führungsflächen 15, 17 und Gegenflächen 16, 18 wird eine zur Federkraft der Druckfedern 9 zusätzliche axiale Kraft bereitgestellt, die in die gleiche Richtung wie die Druckkraft der Druckfedern 9 wirkt, also verstärkend was die Reibschluss-Verbindung angeht. Der Relativ-Dreh- und die Relativ-Axialbewegung zwischen dem jeweiligen Innenkonus 6, 7 und dem Mittelteil 10 erfolgt abgestimmt bzw. ist begrenzt über Anschläge an diesen Bauteilen und/oder über die in axialer Richtung weg vom Mittelteil 10 blockierende Verkeilung der konusförmigen Reibflächen 6a und 4a bzw. 7a und 5a.
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Bei geschlossener Doppelkonuskupplung 2 wird über den Anlagekontakt der Führungsflächen 16, 18 und der Gegenflächen 15, 17 das Mittelteil 10 von den beiden Innenkonen 6, 7 mit gleicher Drehzahl angetrieben und damit die mit dem Mittelteil 10 drehfest verbundene Abtriebswelle um die Rotationsachse R rotierend angetrieben.
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Zur Aufhebung des Antriebs der Abtriebswelle bei angetrieben rotierendem Konusmitnehmer 3 samt Außenkonen 4, 5 wird die Drehmomentübertragung unterbrochen, indem die Reibschluss-Verbindung zwischen den Außenkonen 4, 5 und den Innenkonen 6, 7 gelöst wird. Hierbei ergibt sich wieder der Luftspalt L bzw. es müssen die axial nach außen versetzten Innenkonen 6, 7 axial nach innen näher zum Mittelteil 10 hin versetzt werden, bei gleichzeitigem Zusammendrücken der Druckfedern 9 und einer Dreh-Relativbewegung. Diese Rückstellung geschieht umgekehrt zur Einrichtung des Reibschlusses geführt gemäß dem Gleit- bzw. Anlagekontakt der Führungsflächen 16, 18 und der Gegenflächen 15, 17.
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Das Lösen der Doppelkonuskupplung 2 bzw. der reibschlüssig verbundenen Komponenten 6 und 4 bzw. 7 und 5 erfolgt durch Aufbringen der axial wirkenden Kraft F3 (s. 3) auf eine axiale Flächen-Außenseite von einem der beiden Innenkonen 6 oder 7. Der nicht kraftbeaufschlagte Innenkonus stützt sich hierbei axial an einem Anschlag ab. 3 zeigt die geschlossene Doppelkonuskupplung 2, bevor die Kraft F3 wirkt. Es existiert kein Luftspalt zwischen den Reibflächen und beide Innenkonen 6, 7 sind axial geringfügig beabstandet zum Ausrückblech 8. Die Kraftaufbringung kann mit einem hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch gesteuert axial hin- und herbeweglichen Kolben (nicht dargestellt) geschehen. Der im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 3 von außen kraftbeaufschlagte Innenkonus 7 wird im Weiteren dabei axial in Richtung S1 versetzt und kommt in Anlage an dem radial nach innen vorstehenden Ausrückblech 8. Beim weiteren Versetzen des Innenkonus 7 durch die Kraft F3 werden beide Außenkonen 4, 5 mit dem Ausrückblech 8 in Richtung S1 bewegt. Da der andere Innenkonus 6 an einem nicht dargestellten Anschlag axial ansteht und nicht in Richtung S1 bewegt werden kann, wird mit der Bewegung der beiden Außenkonen 4, 5 in Richtung S1 auch die Reibschlussverbindung zwischen dem Außenkonus 4 und dem Innenkonus 6 aufgehoben. Die Doppelkonuskupplung 2 ist offen, es findet kein Drehantrieb von den Außenkonen 4, 5 auf die Innenkonen 6, 7 statt. Mit dem von außen aufgezwängten axialen Versetzen werden durch die Keilwinkelflächen 15 bis 18 vorgegeben die beiden Innenkonen 6, 7 gleichzeitig bzw. überlagert etwas zur Rotationsachse R verdreht, womit das Lösen der Reibschluss-Verbindung unterstützt wird. Die Kraft F3 muss dann nur gegen die Federkraft der Druckfedern 9 wirken bzw. diese überwinden.
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Mit der von außen axial wirkenden Kraft auf einen der Innenkonen 6, 7 wird auf das rotierende Mittelteil 10 eine Kraftkomponente in axialer Richtung aufgenommen, so dass das Mittelteil 10 über eine Verzahnung 19 innen an einer Wellenaufnahme 20 geringfügig axial zum anderen Innenkonus hin versetzt wird, womit der andere Innenkonus über die Führungs- und Gegenfläche zwangsweise ebenfalls axial zum Mittelteil 10 hin versetzt wird, gegen die Kraft der Druckfedern 9.
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Im Ergebnis ist der Reibschluss von beide Innenkonen 6, 7 mit dem dazugehörigen Außenkonus 4,5 aufgehoben.
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Das Mittelteil 10 weist eine zentrische Öffnung auf, welche die Wellenaufnahme 20 zum Durchgreifen der Abtriebswelle bereitstellt, wobei das Mittelteil 10 drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist.
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Die axiale Versetzung der beiden Innenkonen 6, 7 zum Mittelteil 10 hin ist durch einen mechanischen Anschlag bzw. durch das axial positionsfeste Ausrückblech 8 begrenzt, das an den beiden Innenkonen 6, 7 auf deren zum Mittelteil 10 gerichteten Seite am radial außenliegend Rand wirkt.
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Wie insbesondere aus 4 und 6 ersichtlich ist die Führungsfläche 17 am Innenkonus 7 aus acht Teil-Führungsflächen 17a, 17b gebildet, wobei je zwei Teil-Führungsflächen 17a und 17b an einem gemeinsamen, axial ebenen Sockel 21 mit einer kreisringsegment-förmigen Erhöhung vorhanden sind. Die vier Sockel weisen also insgesamt acht Teil-Führungsflächen 17a, 17b auf, welche jeweils an gegenüberliegenden Rändern der Erhöhung anschließen.
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Die Teil-Führungsflächen 17a, 17b reichen bis zu ebenen Grundflächen 23 von Vertiefungen 22, die jeweils umfänglich zwischen zwei benachbarten Sockeln 21 ausgebildet sind.
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Die beiden axial gegenüberliegenden Seiten des Mittelteils 10 sind als zu den Sockeln 21 und den Vertiefungen 22 passende Gegenform ausgebildet mit vier Sockeln 24 und vier Vertiefungen 25 (s. 5). Die vier Sockel 24 weisen jeweils zwei Teil-Gegenflächen 18a, 18b, womit acht Teil-Gegenflächen 18a, 18b die Gegenfläche 18 bilden. Jede Teil-Gegenfläche 18a ist im Anlagekontakt an einer Teil-Führungsfläche 17a und jede Teil-Gegenfläche 18b ist im Anlagekontakt an einer Teil-Führungsfläche 17b. Die Gegenfläche 16 weist entsprechende Teil-Gegenflächen 18a, 18b auf.
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Die Keilwinkelflächen bzw. die Teil-Führungsflächen 17a, 17b und die Teil-Gegenflächen 18a, 18b weisen einen Keilwinkel α von ca. 50 Winkelgrade auf (s. 6).
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Am Grund jeder Vertiefung 25 tritt ein Langloch 13 durch.
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Damit ergibt sich eine axial wirkende Verzahnung mit radialer und axialer Relativbeweglichkeit zwischen der beiden jeweiligen Seiten des Mittelteils 10 und den Innenkonen 6, 7.
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Die Doppelkonuskupplung 2 ist mit den Führungsflächen 15, 17 und den Gegenflächen 16, 18 so abgestimmt gestaltet, dass unabhängig von der Rotationsrichtung der Außenkonen 4, 5 um die Rotationsachse R, bezogen auf eine angenommene feste Drehposition um die Rotationsachse R des Mittelteils 10, die axiale Druckkraft der Druckfedern 9 bei offener Reibflächenkupplung, also axial zum Mittelteil 10 heranbewegten Innenkonen 6, 7, die beiden Innenkonen 6, 7 sich in entgegengesetzter Richtung um R drehen und beide axial nach außen bzw. vom Mittelteil 10 wegbewegt werden. Der durch die Keilwinkelflächen bzw. Führungsflächen 15, 17 und Gegenflächen 16, 18 verstärkte Effekt führt zum selbsttätigen Einrichten des maximalen Reibschlusses der Innenkonen 6, 7 mit den Außenkonen 4, 5.
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Beim Lösen der Doppelkonuskupplung 2 mit der axialen Gegenkraft F3 von außen, gegen die Druckkraft der Druckfedern 9, werden beide Innenkonen 6, 7 axial zurückversetzt zum Mittelteil 10 hin und dabei in zueinander entgegengesetzter Richtung um R zurückverdreht, so dass der Reibschluss beider Innenkonen 6, 7 zu den Außenkonen 4, 5 simultan aufgehoben wird.
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Bei der Doppelkonuskupplung 2 sind wie oben erläutert die Führungs- 15, 17 und Gegenflächen 16, 18 in beiden Rotationsrichtungen gleich gestaltet.
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Die 7 bis 11 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibschaltkupplung, die als Doppelkonuskupplung 26 ausgebildet ist.
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Bei der Doppelkonuskupplung 26 sind die Führungs- und Gegenflächen in einer Hauptdrehrichtung des angetriebenen Elements und in einer dazu entgegengesetzten Gegendrehrichtung unterschiedlich ausgeführt. Dadurch lässt sich abhängig von der Drehrichtung des angetriebenen Elements um die Rotationsachse R eine andere Wirkung erzielen, was den Kupplungszustand betrifft. Der Grundsatz des selbstverstärkenden Effekts beim Zusammenwirken der Führungs-und Gegenflächen ist bei der Doppelkonuskupplung 26 ebenfalls erfüllt.
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Bei der Doppelkonuskupplung 26 ist in einer Drehrichtung des angetriebenen Elements ein Freilauf realisiert, womit keine Drehmomentübertragung vom angetriebenen auf das anzutreibende Element stattfindet. In der anderen Drehrichtung des angetriebenen Elements bzw. der Hauptdrehrichtung findet eine Drehmomentübertragung durch Reibschluss zwischen konusförmigen Reibflächen statt.
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Die Doppelkonuskupplung 26 umfasst neben einem in 7 ausschnittsweise dargestellten Konusmitnehmer 27, zwei Außenkonen 28, 29, zwei Innenkonen 30, 31 mit je einem Kupplungsbelag 30a, 31a, vier als Schraubenfedern ausgebildeten Druckfedern 32, ein Mittelteil 33, ein Ausrückblech 34 und sechs Schrauben 35, mit welchen die Doppelkonuskupplung 26 zusammengebaut ist. Der Außenkonus 28 ist in den axial feststehende Konusmitnehmer 27 eingeschoben und mit diesem durch Formschluss drehfest verbunden. Der Außenkonus 28 ist in geringem Maß axial verschiebbar zum Konusmitnehmer 27.
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Die Kupplungsbeläge 30a, 31a sind ringscheibenförmig fest an einem Grundkörper der Innenkonen 30, 31 außen befestigt. Bezüglich des Innenkonus 30 sind zur Darstellung des Kupplungsbelags 30a und eines Grundkörpers 30b diese in 7 separat dargestellt.
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Das Mittelteil 33 ist in einer zentrischen Aufnahmeöffnung mit einer Verzahnungskontur 40 versehen, die passend auf eine Gegen-Zahnkontur der Abtriebswelle (nicht dargestellt) abgestimmt ist, womit das Mittelteil 33 drehfest verbindbar ist mit der Abtriebswelle.
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Die vier Druckfedern 32 sind jeweils beidseitig mit ihren Schraubenenden in gegenüberliegenden Sacklöchern 41 auf den Innenseiten der Innenkonen 30, 31 lose eingesteckt vorgespannt aufgenommen und drücken die beiden Innenkonen 30, 31 axial nach außen, weg vom Mittelteil 33.
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Zum Lösen bzw. Öffnen der geschlossenen Doppelkonuskupplung 26 bzw. zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung kann die Drehrichtung des Konusmitnehmers 27 umgekehrt werden. Eine kraftbetätigte Öffnung der Doppelkonuskupplung 26 z. B. über einen Kolben ist drehrichtungsunabhängig möglich.
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Die Zusammenhänge der Reibschluss-Funktion der Doppelkonuskupplung 26 entsprechen der Reibschluss-Funktion der Doppelkonuskupplung 2 und werden daher nicht näher erläutert.
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Der Unterschied der Doppelkonuskupplung 26 gegenüber der Doppelkonuskupplung 12 liegt in der Gestaltung der Keilwinkelflächen bzw. der Führungs- und Gegenflächen an den Innenkonen 30, 31 und dem Mittelteil 33.
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Bei der Doppelkonuskupplung 26 ist am Innenkonus 30 an einer zentralen Durchgangsöffnung des Grundkörpers 30b eine umfänglich ausgebildete Führungsfläche 36 und eine dazugehörige Gegenfläche 37 am Mittelteil 33 vorhanden, die radial außen, umfänglich auf der einen Mittelteil-Seite ausgebildet ist. Außerdem ist am Innenkonus 31 an einer zentralen Durchgangsöffnung eine umfänglich ausgebildete Führungsfläche 38 und eine dazugehörige Gegenfläche 39 am Mittelteil 33 vorhanden, die radial außen, umfänglich auf der anderen Mittelteil-Seite ausgebildet ist.
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Die Führungsflächen 36, 38 und die Gegenflächen 37, 39 sind in der Art eines mehrgängigen Rechtsgewindes und eines mehrgängigen Linksgewindes ausgebildet. Damit erfolgt bei einer Rotation des angetriebenen Konusmitnehmers 27 bzw. der Außenkonen 28, 29 in eine erste Drehrichtung eine Drehmomentübertragung auf das anzutreibende Element bzw. auf die drehfest mit dem Mittelteil 33 verbundene Abtriebswelle, womit das Mittelteil 33 bzw. die Abtriebswelle in die erste Drehrichtung rotierend angetrieben wird.
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Bei einer Rotation des angetriebenen Konusmitnehmers 27 bzw. der Außenkonen 28, 29 in die andere bzw. zweite Drehrichtung erfolgt keine Drehmomentübertragung auf das anzutreibende Element bzw. auf das Mittelteil 33 mit der Abtriebswelle, so dass diese nicht angetrieben wird bzw. stillsteht, wodurch eine abtriebseitige Freilauffunktion eingerichtet ist.
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Anders ausgedrückt werden die beiden Innenkonen 30, 31 in der ersten Drehrichtung der Außenkonen 28, 29 axial nach außen in die Reibschluss-Verbindung gedrängt und in der zweiten Drehrichtung der Außenkonen 28, 29 werden die beiden Innenkonen 30, 31 nach innen zum Mittelteil hin gedrängt, womit sich ein Luftspalt zwischen den konusförmigen Reibflächen der beiden Reibflächenpaare einstellt, also kein Antriebskontakt zur Abtriebseite bzw. zum Mittelteil 33 mit der Abtriebswelle herrscht. Es herrscht eine Freilauffunktion mit geringem Radialspiel zwischen den Innenkonen 30, 31 und dem Mittelteil 33.
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Wie insbesondere 10 mit der Doppelkonuskupplung 26 ohne Konusmitnehmer 27 in Draufsicht verdeutlicht, wird über die Führungsflächen 36, 38 und die Gegenflächen 37, 39 bzw. deren gegenseitiger Anlagekontakt, die einerseits als mehrgängiges Rechts- und andererseits als mehrgängiges Linksgewinde ausgestaltet sind, eine drehfeste Verbindung zwischen den Innenkonen 30, 31 und dem Mittelteil 33 realisiert.
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8 zeigt die Doppelkonuskupplung 26 im Schnitt mit Konusmitnehmer 27 ohne Mittelteil 33.
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In 9 ist die Doppelkonuskupplung 26 offen, so dass ein gleichmäßiger umfänglich durchgehender Luftspalt L zwischen den Reibflächen der beiden Reibflächenpaare 30, 28 und 31, 29 ausgebildet ist. Die beiden Innenkonen 30, 31 stehen axial an dem Ausrückblech 34 an.
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Bei geschlossener bzw. von außen nicht geschalteter Doppelkonuskupplung 26 gemäß 11 existiert kein Luftspalt zwischen den Reibflächen der beiden Reibflächenpaare 30, 28 und 31, 29 und die beiden axial nach außen vom Mittelteil 33 wegbewegten Innenkonen 30, 31 sind axial vom Ausrückblech 34 beabstandet.
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12 zeigt eine erfindungsgemäße hydraulische Zahnradpumpe 42 mit einer um eine Rotationsachse R rotierbaren Antriebswelle 43, einem Kugellager 44, einem Gehäuse 45, einer Pumpenwelle 46 mit Wellenrad 47 und einer antreibbaren Gegenwelle 48.
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Die Zahnradpumpe 42 wird mit einer erfindungsgemäßen selbstverstärkenden Doppelkonuskupplung 49 mit einem Konusmitnehmer 50 wahlweise angetrieben oder nicht angetrieben. Hierzu wird über eine Hydraulikleitung 51 ein Betätigungskolben 52 hydraulisch betätigt bzw. axial bewegt, der auf einen Innenkonus 53 einwirkt.
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13 zeigt einen Bildausschnitt eines erfindungsgemäßen Luftkompressors 54 mit einem Anbauflansch mit einem Abschnitt einer Antriebseite einer Kurbelwelle. Der Luftkompressor 54 ist mit einer Doppelkonuskupplung 55 gemäß der Doppelkonuskupplung 26 je nach Drehrichtung einer Antriebswelle zu- und abschaltbar.
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Eine in den Grundzügen gemäß der Doppelkonuskupplung 2 arbeitende erfindungsgemäße Einfachkonuskupplung 56 mit Drehmomentverstärkung zeigen die 14 und 15. Die Einfachkonuskupplung 56 umfasst in axialer Richtung einen Rotor 57, eine Welle 58, vier Druckfedern 59 zwischen der Welle 58 und einem Innenkonus 60 mit Reibbelag 60a, einen Außenkonus 61 mit Reibbelag 61a und einen Kolben 62 mit einem Zylinder 63, zwischen denen Ring-Dichtungen 64, 65 vorgesehen sind. Außerdem sind am Rotor 57 sechs Schrauben 66 und an einer Seite ein axialer Sicherungsring 67 und eine Axiallagerung 68 und an der anderen zur Welle 58 gerichteten Seite eine Radiallagerung 69 und eine Axiallagerung 70 vorhanden. Die Schrauben 66 greifen durch den Rotor 57 und den Außenkonus 61.
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Der Kolben 62 dient zum von außen gesteuerten Schalten der Einfachkonuskupplung 56, indem der Kolben 62 in axialer Richtung gegen den Innenkonus 60 drückt, um diesen aus der Reibschluss-Verbindung zu bringen.
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Die Einfachkonuskupplung 56 weist mehrere rampenförmige Teil-Führungsflächen an der Welle 58 und mehrere dazugehörige Teil-Gegenflächen an einer Innenseite des Innenkonus 60 auf, welche entsprechend der Doppelkonuskupplung 2 für eine selbstverstärkende Drehmomentübertragung in beide Drehrichtungen ohne Freilauffunktion aber mit Radialspiel zwischen Innenkonus 60 und Welle 58 wirken.
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Eine Ausführungsform der Einfachkonuskupplung 56 mit Freilauffunktion gemäß der Doppelkonuskupplung 26 ist ebenso möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibschaltkupplung
- 2
- Doppelkonuskupplung
- 3
- Konusmitnehmer
- 4
- Außenkonus
- 4a
- Reibfläche
- 5
- Außenkonus
- 5a
- Reibfläche
- 6
- Innenkonus
- 6a
- Reibbelag
- 6b
- Bohrungsfläche
- 7
- Innenkonus
- 7a
- Reibbelag
- 7b
- Bohrungsfläche
- 8
- Ausrückblech
- 9
- Druckfeder
- 10
- Mittelteil
- 10a
- Zylinderfläche
- 11
- Schraube
- 12
- Innengewindebohrung
- 13
- Langloch
- 14
- Sackloch
- 15
- Führungsfläche
- 16
- Gegenfläche
- 17
- Führungsfläche
- 17a
- Teil-Führungsfläche
- 17b
- Teil-Führungsfläche
- 18
- Gegenfläche
- 18a
- Teil-Gegenfläche
- 18b
- Teil-Gegenfläche
- 19
- Verzahnung
- 20
- Wellenaufnahme
- 21
- Sockel
- 22
- Vertiefung
- 23
- Grundfläche
- 24
- Sockel
- 25
- Vertiefung
- 26
- Doppelkonuskupplung
- 27
- Konusmitnehmer
- 28
- Außenkonus
- 29
- Außenkonus
- 30
- Innenkonus
- 30a
- Kupplungsbelag
- 30b
- Grundkörper
- 31
- Innenkonus
- 31a
- Kupplungsbelag
- 32
- Druckfeder
- 33
- Mittelteil
- 34
- Ausrückblech
- 35
- Schraube
- 36
- Führungsfläche
- 37
- Gegenfläche
- 38
- Führungsfläche
- 39
- Gegenfläche
- 40
- Verzahnungskontur
- 41
- Sackloch
- 42
- Zahnradpumpe
- 43
- Antriebswelle
- 44
- Kugellager
- 45
- Gehäuse
- 46
- Pumpenwelle
- 47
- Wellenrad
- 48
- Gegenwelle
- 49
- Doppelkonuskupplung
- 50
- Konusmitnehmer
- 51
- Hydraulikleitung
- 52
- Betätigungskolben
- 53
- Innenkonus
- 54
- Luftkompressor
- 55
- Doppelkonuskupplung
- 56
- Einfachkonuskupplung
- 57
- Rotor
- 58
- Welle
- 59
- Druckfeder
- 60
- Innenkonus
- 61
- Außenkonus
- 61a
- Reibbelag
- 62
- Kolben
- 63
- Zylinder
- 64
- Ring-Dichtung
- 65
- Ring-Dichtung
- 66
- Schraube
- 67
- Sicherungsring
- 68
- Axiallagerung
- 69
- Radiallagerung
- 70
- Axiallagerung
