DE102018007853A1

DE102018007853A1 - Kegelkupplung und Antriebsstrang mit einer solchen Kegelkupplung

Info

Publication number: DE102018007853A1
Application number: DE102018007853.2A
Authority: DE
Inventors: Denis Majer; Stefan PASTOORS
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2020-04-09

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kegelkupplung (4) mit einer Eingangsseite, die ein mittelbar oder unmittelbar an einer Kurbelwelle (8) eines Verbrennungsmotors (6) drehfest befestigbares oder befestigtes Drehmomentübertragungselement (36) und ein drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement (36) verbundenes erstes Kegelelement (50) aufweist, und einer Ausgangsseite, die ein zweites Kegelelement (52) aufweist, wobei die Kegelkupplung (4) von einer Schließstellung, in der das erste und zweite Kegelelement (50, 52) unter Erzielung einer Drehmitnahmeverbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite miteinander in Reibeingriff stehen, in eine Öffnungsstellung überführbar ist, in der das erste und zweite Kegelelement (50, 52) außer Reibeingriff gebracht sind und umgekehrt. Das Drehmomentübertragungselement (36) ist als biege- oder/und taumelweiches Drehmomentübertragungselement (36) ausgebildet. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang (2) mit einer solchen Kegelkupplung (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kegelkupplung mit einer Eingangsseite, die ein mittelbar oder unmittelbar an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors drehfest befestigbares oder befestigtes Drehmomentübertragungselement und ein drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement verbundenes erstes Kegelelement aufweist, und einer Ausgangsseite, die ein zweites Kegelelement aufweist, wobei die Kegelkupplung von einer Schließstellung, in der das erste und zweite Kegelelement unter Erzielung einer Drehmitnahmeverbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite miteinander in Reibeingriff stehen, in eine Öffnungsstellung überführbar ist, in der das erste und zweite Kegelelement außer Reibeingriff gebracht sind, und umgekehrt. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kegelkupplung.
Aus der Praxis sind Kegelkupplungen bekannt, die eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite aufweisen. Die Eingangsseite weist ein mittelbar oder unmittelbar an einer Welle, beispielsweise einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, drehfest befestigbares oder befestigtes Drehmomentübertragungselement und ein drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement verbundenes erstes Kegelelement auf. Bei dem Drehmomentübertragungselement kann es sich beispielsweise um eine Nabe handeln, die das Drehmoment auf das erste Kegelelement übertragt, wobei die drehfeste Verbindung zwischen einem solchen Drehmomentübertragungselement und dem ersten Kegelelement beispielsweise über eine Verzahnung erreicht werden kann, die überdies eine Axialverschiebung des ersten Kegelelements gegenüber dem Drehmomentübertragungselement in Form der Nabe ermöglicht. Unter einem Kegelelement ist dabei hier wie auch nachstehend ein Element zu verstehen, das eine konische oder kegelförmige Reibfläche aufweist. Die Ausgangsseite weist hingegen ein zweites Kegelelement auf. So kann die Kegelkupplung von einer Schließstellung, in der das erste und zweite Kegelelement unter Erzielung einer Drehmitnahmeverbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite miteinander in Reibeingriff stehen, also über die einander zugeordneten konischen oder kegelförmigen Reibflächen, in eine Öffnungsstellung überführt werden, in der das erste und zweite Kegelelement außer Reinbeingriff gebracht sind, und umgekehrt. Dabei kann die Schließ- bzw. Öffnungsstellung der Kegelkupplung beispielsweise durch das zuvor erwähnte Verschieben des ersten Kegelelements in axialer Richtung relativ zu dem Drehmomentübertragungselement bzw. relativ zu dem zweiten Kegelelement erfolgen.
Die bekannten Kegelkupplungen haben sich in der Praxis bewährt, sind jedoch insofern von Nachteil, als dass diese störanfällig und einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind, wenn es beispielsweise zu Axialverschiebungen oder einem Taumeln des eingangsseitigen Drehmomentübertragungselements kommt, wobei diese Verschiebungen oder Taumelbewegungen von der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors herrühren können, an dem die Eingangsseite vermittels des Drehmomentübertragungselements mittelbar oder unmittelbar drehfest befestigbar oder befestigt ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kegelkupplung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass deren Funktionsweise beim Betrieb innerhalb eines Antriebsstrangs sichergestellt ist und das diese besonders sicher vor Verschleiß und sonstigen Beschädigungen geschützt ist, um einen einfachen Aufbau und eine hohe Lebensdauer der Kegelkupplung zu gewährleisten. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen vorteilhaften Kegelkupplung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 10 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Kegelkupplung weist eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite auf. Die Eingangsseite dient dabei der Aufnahme eines Drehmoments, das je nach Stellung der Kegelkupplung wahlweise auf die Ausgangsseite übertragbar ist. So weist die Eingangsseite ein mittelbar oder unmittelbar an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors drehfest befestigbares oder befestigtes Drehmomentübertragungselement auf. Das Drehmomentübertragungselement ist wiederum drehfest mit einem ersten Kegelelement der Eingangsseite verbunden, so dass das eingangsseitige Drehmoment, vorzugsweise ausschließlich, über das Drehmomentübertragungselement auf das erste Kegelelement übertragbar ist. Die Ausgangsseite der Kegelkupplung weist hingegen ein zweites Kegelelement auf, das dem ersten Kegelelement der Eingangsseite zugeordnet ist. Unter einem Kegelelement ist in diesem Zusammenhang ein Element zu verstehen, das eine kegelförmige oder konische Reibfläche aufweist. So sind die kegelförmigen oder konischen Reibflächen des ersten und zweiten Kegelelements einander zugeordnet, um in Reibeingriff oder außer Reibeingriff gebracht werden zu können. Mithin kann die Kegelkupplung von einer Schließstellung, in der das erste und zweite Kegelelement unter Erzielung einer Drehmitnahmeverbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite miteinander in Reibeingriff stehen, in eine Öffnungsstellung überführt werden, in der das erste und zweite Kegelelement außer Reibeingriff gebracht sind, und umgekehrt. Während bei bekannten Kegelkupplungen ein steifes bzw. starres Drehmomentübertragungselement zum Einsatz kommt, ist das Drehmomentübertragungselement erfindungsgemäß als biege- oder/und taumelweiches Drehmomentübertragungselement ausgebildet. Mithin ist das Drehmomentübertragungselement geeignet, Axialbewegungen oder/und Taumelbewegungen eines mit der Eingangsseite verbundenen Elements, also beispielsweise dem Ende einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, durch entsprechende Verformung des biege- oder/und taumelweichen Drehmomentübertragungselements auszugleichen und damit die Kegelkupplung zu entlasten, die mithin einem geringeren Verschleiß unterworfen ist und aufgrund der geringeren Beanspruchung eine erhöhte Lebensdauer aufweist. Durch die Integration eines solchen biege- oder/und taumelweichen Drehmomentübertragungselements in die Eingangsseite der Kegelkupplung kann überdies auf ähnliche Mittel zum Ausgleichen von Axial- oder/und Taumelbewegungen auf bauraumsparende Weise verzichtet werden. Überdies hat sich gezeigt, dass durch das Drehmomentübertragungselement, das als biege- oder/und taumelweiches Drehmomentübertragungselement ausgebildet ist, eine besonders sichere Funktionsweise der Kegelkupplung sowohl in der Schließ- als auch in der Öffnungsstellung erzielt werden kann.
Um einen besonders kompakten und platzsparenden Aufbau der Kegelkupplung zu erzielen, ist das erste Kegelelement in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung unmittelbar drehfest an dem Drehmomentübertragungselement befestigt.
Grundsätzlich könnte das erste Kegelelement verschiebbar an dem biege- oder/und taumelweichen Drehmomentübertragungselement befestigt sein. Um hierbei jedoch Anbindungsprobleme zu vermeiden, die insbesondere beim Verformen des biege- oder/und taumelweichen Drehmomentübertragungselements auftreten könnten, ist das erste Kegelelement in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung feststehend an dem Drehmomentübertragungselement befestigt. Mit anderen Worten ist eine Bewegung des ersten Kegelelements relativ zu dem Drehmomentübertragungselement - beispielsweise in axialer Richtung - unterbunden, so dass eine Bewegung des ersten Kegelelements zwangsweise auch zu einer Bewegung des Drehmomentübertragungselements oder einer Verformung des biege- oder/und taumelweichen Drehmomentübertragungselements führt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung ist das an dem Drehmomentübertragungselement feststehend befestigte erste Kegelelement durch Vernieten oder Verschrauben an dem Drehmomentübertragungselement befestigt, um eine sichere und einfach zu fertigende Befestigung zu erzielen, die überdies den unterschiedlichen Funktionen von erstem Kegelelement und Drehmomentübertragungselement Rechnung trägt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung weist die Eingangsseite ferner eine drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement verbundene Eingangsnabe auf, die mittelbar oder unmittelbar an der Kurbelwelle befestigbar oder befestigt ist. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Eingangsnabe unmittelbar drehfest an dem Drehmomentübertragungselement befestigt ist. Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, wenn die Eingangsnabe feststehend an dem Drehmomentübertragungselement befestigt ist, so dass eine Bewegung der Eingangsnabe - beispielsweise in axialer Richtung -zwangsläufig auch zu einer Bewegung oder Verformung des Drehmomentübertragungselements führt. Auch bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die Eingangsnabe durch Vernieten oder Verschrauben an dem Drehmomentübertragungselement befestigt ist, um eine sichere, einfach zu fertigende und eine die unterschiedliche Funktionen von Eingangsnabe und Drehmomentübertragungselement berücksichtigende Befestigung zu erzielen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung ist das erste Kegelelement von einer Schließposition, in der die Kegelkupplung in die Schließstellung überführt ist, in eine Öffnungsposition bewegbar, in der die Kegelkupplung in die Öffnungsstellung überführt ist, und umgekehrt. Dabei ist es bevorzugt, wenn das erste Kegelelement unter Verformung des Drehmomentübertragungselements in die Schließposition oder/und die Öffnungsposition bewegt werden kann, wobei dies beispielsweise durch die zuvor erwähnte feststehende Befestigung des ersten Kegelelements an dem biege- oder/und taumelweichen Drehmomentübertragungselement erreicht werden kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung ist das erste Kegelelement in die Schließposition vorgespannt, so dass es sich bei dieser Ausführungsform der Kegelkupplung um eine normalerweise geschlossene Kegelkupplung handelt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Vorspannung des ersten Kegelelements durch eine Federeinrichtung erfolgt. So kann die Federeinrichtung beispielsweise eine oder mehrere Schraubenfedern oder eine oder mehrere Tellerfedern aufweisen. Die Federeinrichtung selbst ist vorzugsweise derart angeordnet, dass diese - im Gegensatz zum Drehmomentübertragungselement - nicht der Übertragung eines eingangsseitigen Drehmoments auf das erste Kegelelement dient. Alternativ oder ergänzend zu der Federeinrichtung ist das erste Kegelelement vorzugsweise durch das elastisch ausgebildete biege- oder/und taumelweiche Drehmomentübertragungselement in die Schließposition vorgespannt. So kann die Rückstellkraft des elastisch verformten Drehmomentübertragungselements die Federeinrichtung beispielsweise unterstützen, um das erste Kegelelement in dessen Schließposition vorzuspannen, so dass eine weniger steife Federeinrichtung zum Einsatz kommen kann, wodurch der Aufbau vereinfacht und kompakter wird. Alternativ hierzu kann auf die Federeinrichtung auch gänzlich verzichtet werden, so dass das erste Kegelelement ausschließlich durch das elastisch ausgebildete Drehmomentübertragungselement in die Schließposition vorgespannt ist. Hierdurch würde ein kompakter, einfacher und platzsparender Aufbau geschaffen, jedoch ist die vorstehend genannte Kombination aus Federeinrichtung und elastisch ausgebildetem Drehmomentübertragungselement zum Vorspannen des ersten Kegelelements in die Schließposition bevorzugt, um unabhängig von etwaigen Axial- oder/und Taumelbewegungen der Eingangsseite ein sicheres Halten der Kegelkupplung in der Schließstellung bzw. ein sicheres Halten des ersten Kegelelements in der Schließposition zu gewährleisten, ohne dass das biege- oder/und taumelweiche Drehmomentübertragungselement zu steif ausgelegt werden müsste.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung weist die Eingangsseite ferner ein mittelbar oder unmittelbar an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors drehfest befestigbares oder befestigtes und biege- oder/und taumelweiches zweites Drehmomentübertragungselement und ein drehfest mit dem zweiten Drehmomentübertragungselement verbundenes drittes Kegelelement auf, während die Ausgangsseite ein dem dritten Kegelelement zugeordnetes viertes Kegelelement aufweist. Die Kegelkupplung kann von einer Schließstellung, in der das dritte und vierte Kegelelement unter Erzielung einer Drehmitnahmeverbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite miteinander in Reibeingriff stehen, in eine Öffnungsstellung überführt werden, in der das dritte und vierte Kegelelement außer Reibeingriff gebracht sind und umgekehrt. Mit anderen Worten sind bei dieser Ausführungsform zwei Reibpaare vorhanden, nämlich das eine Reibpaar aus erstem und zweitem Kegelelement und das andere Reibpaar aus drittem und viertem Kegelelement. Mithin weist diese Ausführungsform der Kegelkupplung eine deutlich erhöhte Drehmomentübertragungskapazität auf, wenn die Kegelkupplung die Schließstellung einnimmt, in der sowohl das erste und zweite Kegelelement als auch das dritte und vierte Kegelelement miteinander in Reibeingriff stehen.
Um einen geschlossenen Kraftfluss innerhalb der Kegelkupplung zu erzielen und eine externe Abstützung der auftretenden Kräfte entbehrlich zu machen, weisen das erste Kegelelement und das dritte Kegelelement sowie das zweite und vierte Kegelelement eine entgegengesetzte Kegelform auf, während das dritte Kegelelement und das erste Kegelelement in einander entgegengesetzte Bewegungsrichtungen von einer Schließposition, in der die Kegelkupplung in die Schließstellung überführt ist, in eine Öffnungsposition bewegbar sind, in der die Kegelkupplung in die Öffnungsstellung überführt ist, und umgekehrt.
Ist die zuvor erwähnte Federeinrichtung zum Vorspannen des ersten Kegelelements in dessen Schließposition vorgesehen, so sind in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung das erste und dritte Kegelelement durch dieselbe Federeinrichtung in deren Schließpositionen vorgespannt, um einen besonders einfachen und kompakten Aufbau zu erzielen. Sollte sich die Federeinrichtung aus mehreren Federelementen zusammensetzen, so sind das erste und dritte Kegelelement durch mindestens eines der Federelemente der Federeinrichtung in die jeweilige Schließposition vorgespannt. Dabei ist es bevorzugt, wenn das erste und dritte Kegelelement durch alle Federelemente der Federeinrichtung in die Schließposition vorgespannt sind.
Um den Aufbau der Kegelkupplung weiter zu vereinfachen, ist die Federeinrichtung, die das erste und dritte Kegelelement in die Schließpositionen vorspannt, in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung in einem Zwischenraum zwischen dem ersten und dritten Kegelelement angeordnet, wobei der Zwischenraum ergänzend auch zwischen den beiden Drehmomentübertragungselementen ausgebildet sein kann, so dass sich die Federeinrichtung auch in diesen Bereich erstrecken kann. Der genannte Zwischenraum ist vorzugsweise in axialer Richtung zwischen dem ersten und dritten Kegelelement, gegebenenfalls auch in axialer Richtung zwischen den beiden Drehmomentübertragungselementen, ausgebildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung ist das zweite Drehmomentübertragungselement drehfest mit derselben Eingangsnabe verbunden, mit der bereits das Drehmomentübertragungselement, das dem ersten Kegelelement zugeordnet ist, verbunden ist. Auch hierbei ist es bevorzugt, wenn die genannte Eingangsnabe unmittelbar drehfest oder/und feststehend an dem zweiten Drehmomentübertragungselement befestigt ist. So ist es auch hier bevorzugt, wenn das zweite Drehmomentübertragungselement durch Vernieten oder Verschrauben an der Eingangsnabe befestigt ist. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das dem ersten Kegelelement zugeordnete Drehmomentübertragungselement und das dem dritten Kegelelement zugeordnete zweite Drehmomentübertragungselement durch gemeinsame Befestigungsmittel an der Eingangsnabe befestigt sind. So umfasst diese Ausführungsvariante mindestens ein Befestigungsmittel, über welches sowohl das Drehmomentübertragungselement als auch das zweite Drehmomentübertragungselement an der Eingangsnabe befestigt ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung ist mindestens eine feststehende Betätigungseinrichtung zum Überführen der Kegelkupplung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung vorgesehen. Unter einer feststehenden Betätigungseinrichtung ist hierbei eine Betätigungseinrichtung zu verstehen, die im Gegensatz zu der Ein- oder Ausgangsseite der Kegelkupplung keine Drehbewegung vollzieht. Dabei kann die Betätigungseinrichtung beispielsweise an einem benachbarten Gehäuse, wie beispielsweise einem feststehenden Kupplungsgehäuse, Antriebsgehäuse oder Getriebegehäuse, befestigt oder angeordnet sein. Bei der Betätigungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine hydraulische Betätigungseinrichtung, wenngleich grundsätzlich auch elektromotorische Betätigungseinrichtungen oder Ähnliches in Frage kommt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung sind ferner ein erstes Kraftbeaufschlagungselement zur Beaufschlagung des ersten Kegelelements mit einer Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung und ein zweites Kraftbeaufschlagungselement zur Beaufschlagung des dritten Kegelelements mit einer Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung vorgesehen, wobei das erste und zweite Kraftbeaufschlagungselement von der Betätigungseinrichtung drehmitnahmeentkoppelt sind. Mit anderen Worten können die beiden Kraftbeaufschlagungselemente hier zum Beispiel gemeinsam mit der Eingangsseite der Kegelkupplung drehbar oder rotierbar sein, mithin ein Teil der Kegelkupplung ausbilden, das mit der Kegelkupplung unabhängig von der Betätigungseinrichtung montierbar ist.
Um einen besonders kompakten Aufbau der Kegelkupplung zu erzielen, überbrückt oder/und durchgreift das zweite Kraftbeaufschlagungselement in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung ein anderes Bauteil der Kegelkupplung, vorzugsweise in axialer Richtung. Hierbei ist insbesondere ein durchgreifendes zweites Kraftbeaufschlagungselement bevorzugt, bei dem das zweite Kraftbeaufschlagungselement sich durch eine Öffnung in dem jeweils anderen Bauteil der Kegelkupplung erstreckt. So ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn das zweite Kraftbeaufschlagungselement das dem ersten Kegelelement zugeordnete Drehmomentübertragungselement oder/und das erste Kegelelement oder/und das erste Kraftbeaufschlagungselement oder/und die Federeinrichtung überbrückt oder/und durchgreift, um zum einen einen kompakten Aufbau zu erzielen und zum anderen gegebenenfalls ein gegenseitige Führung aneinander zu bewirken. In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere ein zweites Kraftbeaufschlagungselement als vorteilhaft erwiesen, das die Federeinrichtung derart überbrückt oder/und durchgreift, dass das Federelement an dem zweiten Kraftbeaufschlagungselement gehalten oder abgestützt ist, um eine sichere Positionierung der Federeinrichtung zu bewirken. So kann das zweite Kraftbeaufschlagungselement beispielsweise eine Strebe umfassen, die sich durch eine Öffnung in einem Federelement der Federeinrichtung erstreckt, um dieses Federelement der Federeinrichtung abzustützen, wodurch weitere Maßnahmen zum Stützen oder Halten des Federelements bzw. der Federeinrichtung entbehrlich sind und ein vereinfachter Aufbau erzielt werden kann. So kann sich das zweite Kraftbeaufschlagungselement beispielsweise in axialer Richtung durch den von den Windungen einer Schraubenfeder umgebenen Innenraum erstrecken, um das Federelement der Federeinrichtung in Form der Schraubenfeder sicher zu positionieren. Entsprechendes gilt jedoch auch für ein Federelement der Federeinrichtung in Form einer Tellerfeder, wobei sich das zweite Kraftbeaufschlagungselement hier beispielsweise durch eine Öffnung oder Aussparung in der Tellerfeder erstrecken könnte, um die Tellerfeder gleichermaßen abzustützen oder zu halten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung ist das Drehmomentübertragungselement, gegebenenfalls auch das zweite Drehmomentübertragungselement, von einer biege- oder/und taumelweichen Blechscheibe gebildet. Auch können in dieser biege- oder/und taumelweichen Blechscheibe beispielsweise Aussparungen vorgesehen sein, um die Biege- oder/und Taumelfestigkeit der Blechscheibe herabzusetzen und überdies das Gewicht der Kupplung zu reduzieren.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegelkupplung ist das erste Kegelelement, gegebenenfalls auch das dritte Kegelelement, von einem Blechformteil gebildet, das eine größere Blechdicke als die zuvor erwähnte, jeweils zugehörige biege- oder/und taumelweiche Blechscheibe aufweist. Sollte das jeweilige Kegelelement nicht von einem Blechteil, sondern von einem Gussteil o. ä. gebildet sein, so ist es dennoch bevorzugt, wenn die Materialdicke größer als die Blechdicke der zugehörigen Blechscheibe ist.
Um eine erhöhte Verschleißfestigkeit bei gleichermaßen hoher Drehmomentübertragungskapazität in der Schließstellung der Kegelkupplung zu erzielen, ist an dem ersten oder zweiten Kegelelement, gegebenenfalls auch dem dritten oder vierten Kegelelement, ein Reibbelag zur Ausbildung einer Reibfläche angebracht. Bei dem Reibbelag handelt es sich vorzugsweise um einen Papierreibbelag. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, wenn der Reibbelag an dem jeweiligen Kegelelement angeklebt ist.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug weist eine Kegelkupplung der vorangehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Art auf. Innerhalb des Antriebsstrangs ist das Drehmomentübertragungselement, gegebenenfalls auch das zweite Drehmomentübertragungselement, der Kegelkupplung mittelbar oder unmittelbar an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors drehfest befestigt. Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sei auf die vorangehend beschriebenen Vorteile der verschiedenen Ausführungsformen der Kegelkupplung verwiesen, die in entsprechender Weise für den Antriebsstrang gelten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen, der in Drehmomentübertragungsrichtung vor oder hinter der Kegelkupplung angeordnet ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist die Kegelkupplung, gegebenenfalls zumindest das erste und zweite Kegelelement, in radialer Richtung mit einer Federanordnung des Torsionsschwingungsdämpfers zur drehelastischen Kopplung von einem Primärelement und eine Sekundärelement des Torsionsschwingungsdämpfers geschachtelt angeordnet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist die Kegelkupplung derart in den Torsionsschwingungsdämpfer integriert, dass die Kegelkupplung das Primärelement oder das Sekundärelement des Torsionsschwingungsdämpfers ausbildet, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn die zuvor erwähnte Eingangsnabe der Kegelkupplung gleichermaßen die Eingangsnabe des Primärelements bzw. des Torsionsschwingungsdämpfers ausbildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist der Antriebsstrang als Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug in Form eines Hybridfahrzeugs ausgebildet. So ist dem Antriebsstrang vorzugsweise eine elektrische Maschine zugeordnet, über die wahlweise entweder Strom generiert werden kann oder die dem Antreiben des Antriebsstrangs dienen kann, während die zuvor erwähnte Kegelkupplung vorzugsweise als Trennkupplung zum Abtrennen des Verbrennungsmotors dient, wenn die elektrische Maschine als Elektromotor zum Antreiben des Antriebsstrangs betrieben wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Kegelkupplung innerhalb eines Antriebsstrangs in geschnittener Darstellung und
2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Kegelkupplung innerhalb eines Antriebsstrangs in geschnittener Darstellung.

1 zeigt einen Antriebsstrang 2 für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Ausführungsform einer Kegelkupplung 4. Der Antriebsstrang 2 weist einen schematisch angedeuteten Verbrennungsmotor 6 auf, von dem das ausgangsseitige Ende einer Kurbelwelle 8 und ein feststehendes Gehäuse 10 zumindest teilweise angedeutet ist. In Drehmomentübertragungsrichtung folgt auf die Kurbelwelle 8 die Kegelkupplung 4, auf die Kegelkupplung 4 ein Torsionsschwingungsdämpfer 12, auf den Torsionsschwingungsdämpfer 12 eine Doppelkupplung 14 und auf die Doppelkupplung 14 ein Doppelkupplungsgetriebe 16. Der Antriebsstrang 2 ist dabei als Antriebsstrang 2 für ein Hybridfahrzeug ausgebildet, so dass ferner eine elektrische Maschine 18 vorgesehen ist, die sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden kann. In der dargestellten Ausführungsform wirkt die elektrische Maschine 18 zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer 12 und der Doppelkupplung 14 mit dem Drehmomentübertragungsweg zusammen, es ist jedoch ebenso möglich, wenn die elektrische Maschine 18 im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Doppelkupplung 14 und dem Doppelkupplungsgetriebe 16 innerhalb des Drehmomentübertragungsweges wirkt.
In den Figuren sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 20, 22, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 24, 26 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 28, 30 der Kegelkupplung 4 sowie des Torsionsschwingungsdämpfers 12 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Kegelkupplung 4 und der Torsionsschwingungsdämpfer 12 eine gemeinsame Drehachse 32 aufweisen.
Die Kegelkupplung 4 weist eine Eingangsseite auf, auf die ein Drehmoment des Verbrennungsmotors 6 aufbringbar ist. Die Eingangsseite der Kegelkupplung 4 weist eine Eingangsnabe 34 auf, die mittelbar oder unmittelbar an der Kurbelwelle 8 drehfest befestigt ist, wobei die Eingangsnabe 34 in der dargestellten Ausführungsform unmittelbar vermittels Schrauben an der Kurbelwelle 8 drehfest befestigt ist.
Darüber hinaus weist die Eingangsseite der Kegelkupplung 4 ein erstes Drehmomentübertragungselement 36 und ein zweites Drehmomentübertragungselement 38 auf, die in radialer Richtung 26 innen an der Eingangsnabe 34 drehfest befestigt sind. Genauer gesagt weist die Eingangsnabe 34 einen in radialer Richtung 24 nach außen hervorstehenden Flansch 40 auf, wobei das erste Drehmomentübertragungselement 36 an der in axiale Richtung 20 weisenden Seite des Flansches 40 und das zweite Drehmomentübertragungselement 38 an der in axiale Richtung 22 weisenden Seite des Flansches 40 befestigt ist, wobei die beiden Drehmomentübertragungselemente 36, 38 unter Beabstandung derselben voneinander in axialer Richtung 22, 22 an der Eingangsnabe 34 befestigt sind.
Wie aus 1 ersichtlich, sind die beiden Drehmomentübertragungselemente 36, 38 unmittelbar drehfest an dem Flansch 40 der Eingangsnabe 34 befestigt. Überdies sind die beiden Drehmomentübertragungselemente 36, 38 auch feststehend an der Eingangsnabe 34 befestigt, so dass jedwede Bewegung der Eingangsnabe 34 - beispielsweise in den axialen Richtungen 20, 22 - notgedrungen auch zu einer Bewegung oder Verformung der Drehmomentübertragungselemente 36, 38 führt. Auch sind die beiden Drehmomentübertragungselemente 36, 38 vorzugsweise durch Vernieten oder Verschrauben, hier durch Vernieten, mit dem Flansch 40 der Eingangsnabe 34 verbunden, wobei das erste Drehmomentübertragungselement 36 und das zweite Drehmomentübertragungselement 38 über mindestens ein gemeinsames Befestigungsmittel, hier mindestens einen gemeinsamen Niet 42, an der Eingangsnabe 34 befestigt sind.
Die beiden Drehmomentübertragungselemente 36, 38 sind biege- oder/und taumelweich ausgebildet und in der dargestellten Ausführungsform von zwei im Wesentlichen ringscheibenförmigen biege- oder/und taumelweichen Blechscheiben gebildet. So erstrecken sich die beiden Drehmomentübertragungselemente 36, 38 ausgehend von ihrer Befestigungsstelle an der Eingangsnabe 34 in radialer Richtung 24 nach außen. Dabei weisen die beiden Drehmomentübertragungselemente 36, 38 jeweils einen sich in einer Radialebene erstreckenden ersten Abschnitt 44, einen sich in radialer Richtung 24 anschließenden zweiten Abschnitt 46 und einen sich in radialer Richtung 24 an den zweiten Abschnitt 46 anschließenden dritten Abschnitt 48 auf, wobei sich die dritten Abschnitte 48, 48 wiederum jeweils in einer Radialebene erstrecken. Die beiden zweiten Abschnitte 46, 46 sind hingegen derart geneigt oder geformt, dass sich der Abstand zwischen den Drehmomentübertragungselementen 36, 38 in axialer Richtung 20, 22 in radialer Richtung 24 nach außen hin vergrößert. Allgemein kann davon gesprochen werden, dass die Drehmomentübertragungselemente 36, 38 derart geformt sind, dass sich deren Axialabstand in radialer Richtung 24 nach außen zumindest teilweise vergrößert.
Darüber hinaus weist die Eingangsseite der Kegelkupplung 4 ein erstes Kegelelement 50 auf, das drehfest mit dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 verbunden und einem zweiten Kegelelement 52 der Ausgangsseite der Kegelkupplung 4 zugeordnet ist, während die Eingangsseite ein drittes Kegelelement 54 aufweist, das drehfest mit dem zweiten Drehmomentübertragungselement 38 verbunden und einem vierten Kegelelement 56 der Ausgangsseite der Kegelkupplung 4 zugeordnet ist. Dabei ist das erste Kegelelement 50 unmittelbar drehfest an dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 befestigt, vorzugsweise durch Vernieten oder Verschrauben, hier durch Vernieten. Entsprechendes gilt für das dritte Kegelelement 54, das unmittelbar drehfest an dem zweiten Drehmomentübertragungselement 38 befestigt ist, wiederum vorzugsweise durch Vernieten oder Verschrauben, hier durch Vernieten. Auch sind beide eingangsseitigen Kegelelemente 50, 54 feststehend an dem jeweils zugehörigen Drehmomentübertragungselement 36 bzw. 38 befestigt, so dass eine Bewegung der Kegelelemente 50, 54 - beispielsweise in axialer Richtung 20, 22 - auch zu einer Bewegung des zugehörigen Drehmomentübertragungselements 36, 38 oder einer Verformung desselben führt.
Konkret weisen die in Umfangsrichtung 28, 30 ringförmig umlaufenden Kegelelemente 50, 54 jeweils einen sich in einer Radialebene erstreckenden Befestigungsabschnitt 58 und einen sich in radialer Richtung 24 an dem Befestigungsabschnitt 58 anschließenden Reibflächenabschnitt 60 auf. Der Reibflächenabschnitt 60 des jeweiligen Kegelelements 50, 54 ist jedoch gegenüber einer Radialebene geneigt bzw. schräggestellt, so dass auch von einem konischen Reibflächenabschnitt 60 gesprochen werden kann. So ist der Reibflächenabschnitt 60 des ersten Kegelelements 50 in axialer Richtung 22 geneigt, während der Reibflächenabschnitt 60 des dritten Kegelelements 54 in axialer Richtung 20 geneigt ist. Auf ihren in radialer Richtung 24 nach außen weisenden Seiten bilden die Reibflächenabschnitte 60 jeweils eine konische oder kegelförmige Reibfläche 62 aus, die - wie später näher beschrieben - mit einer Reibfläche des jeweils zugeordneten zweiten bzw. vierten Kegelelements 52, 56 der Ausgangsseite der Kegelkupplung 4 in Reibeingriff und außer Reibeingriff bringbar ist. Wie bereits vorangehend dargelegt, sind das erste Kegelelement 50 und das dritte Kegelelement 54 drehfest an den Drehmomentübertragungselementen 36 bzw. 38 befestigt, wobei dies durch Vernieten des jeweiligen dritten Abschnitts 48 des Drehmomentübertragungselements 36 bzw. 38 mit dem Befestigungsabschnitt 58 des jeweiligen Kegelelements 50 bzw. 54 erfolgt. So ist in axialer Richtung 20, 22 zwischen den beiden Kegelelementen 50, 54 ein Zwischenraum 64 ausgebildet.
Sowohl das erste Kegelelement 50 als auch das dritte Kegelelement 54 sind vorzugsweise von einem Blechformteil gebildet, wobei die beiden Blechformteile eine größere Blechdicke aufweisen als die Blechscheibe, die das jeweils zugehörige Drehmomentübertragungselement 36 bzw. 38 ausbildet. In diesem Zusammenhang hat sich eine Blechdicke der Kegelelemente 50 bzw. 54 als vorteilhaft herausgestellt, die mindestens das Doppelte, besonders bevorzugt mindestens das Dreifache, der Blechdicke des zugehörigen Drehmomentübertragungselements 36 bzw. 38 beträgt. Selbst wenn das erste Kegelelement 50 und das dritte Kegelelement 54 nicht von einem Blechformteil gebildet sein sollten, so sind die genannten Verhältnisse zwischen der Dicke der Kegelelemente 50, 54 und den Drehmomentübertragungselementen 36, 38 dennoch bevorzugt.
Die bereits vorangehend erwähnte Ausgangsseite der Kegelkupplung 4 weist die beiden Kegelelemente 52, 56, genauer gesagt das zweite und vierte Kegelelement 52, 56, auf. Die beiden Kegelelemente 52, 56 weisen wiederum jeweils einen Reibflächenabschnitt 66 und einen sich in radialer Richtung 24 anschließenden Befestigungsabschnitt 68 auf, wobei sich die beiden Befestigungsabschnitte 68 wiederum jeweils in einer Radialebene erstrecken. Demgegenüber sind die Reibflächenabschnitte 66 gegenüber einer Radialebene geneigt. So ist der Reibflächenabschnitt 66 des zweiten Kegelelements 52 ausgehend von dessen Befestigungsabschnitt 68 in axialer Richtung 20 geneigt, während der Reibflächenabschnitt 66 des vierten Kegelelements 56 ausgehend von dessen Befestigungsabschnitt 68 in die entgegengesetzte axiale Richtung 22 geneigt ist. So ist auf der in radiale Richtung 26 weisende Seite des Reibflächenabschnitts 66 des zweiten Kegelelements 52 eine konische oder kegelförmige Reibfläche 70 ausgebildet, die der Reibfläche 62 des ersten Kegelelements 50 zugeordnet ist, während an der in radialer Richtung 26 nach innen weisenden Seite des Reibflächenabschnitts 66 des vierten Kegelelements 56 eine Reibfläche 70 ausgebildet ist, die der Reibfläche 62 des dritten Kegelelements 54 zugeordnet ist. Wie aus 1 ersichtlich, sind die beiden Reibflächen 70 dabei von einem an dem Reibflächenabschnitt 66 angebrachten Reibbelag 72 gebildet, wobei es sich bei dem Reibbelag 72 vorzugsweise um einen angeklebten Papierreibbelag handelt. Alternativ kann der Reibbelag 72 jedoch auch an dem Reibflächenabschnitt 60 des ersten Kegelelements 50 bzw. an dem Reibflächenabschnitt 60 des dritten Kegelelements 54 angeordnet sein.
Die Befestigungsabschnitte 68 der beiden Kegelelemente 52, 56 sind wiederum drehfest aneinander befestigt, vorzugsweise durch Verschrauben oder - wie in 1 gezeigt - durch Vernieten. Auch das zweite und vierte Kegelelement 52, 56 sind vorzugsweise als Blechformteile ausgebildet.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist zunächst ersichtlich, dass das erste Kegelelement 50 und das dritte Kegelelement 54 eine entgegengesetzte Kegelform aufweisen, was auf die einander entgegengesetzten Neigungen der Reibflächenabschnitte 60, 60 bzw. die einander entgegengesetzte Neigungen der Reibflächen 62, 62 zurückzuführen ist. Entsprechendes gilt für das zweite und vierte Kegelelement 52, 56. So weisen das zweite und vierte Kegelelement 52, 56 eine entgegengesetzte Kegelform auf, was wiederum auf die einander entgegengesetzten Neigungen der Reibflächenabschnitte 66, 66 bzw. der zugehörigen Reibflächen 70, 70 zurückzuführen ist. Dies hat den Vorteil, dass bei Betätigung der Kegelkupplung 4 ein weitgehend geschlossener Kraftfluss erzielt werden kann, worauf später nochmals näher eingegangen werden soll.
Die Kegelkupplung 4 ist derart ausgebildet, dass diese von einer Schließstellung, in der sowohl das erste und zweite Kegelelement 50, 52 als auch das dritte und vierte Kegelelement 54, 56 unter Erzielung einer Drehmitnahmeverbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Kegelkupplung 4 miteinander in Reibeingriff stehen, in eine Öffnungsstellung (nicht dargestellt) überführt werden kann, in der das erste und zweite Kegelelement 50, 52 sowie das dritte und vierte Kegelelement 54, 56 außer Reibeingriff gebracht sind, und umgekehrt. So kann das erste Kegelelement 50 von der in 1 gezeigten Schließposition, in der die Kegelkupplung 4 in die Schließstellung überführt ist, in axialer Richtung 22 relativ zu dem zweiten Kegelelement 52 in eine Öffnungsposition bewegt werden, in der die Kegelkupplung 4 in die Öffnungsstellung überführt ist, und umgekehrt. Demgegenüber kann das dritte Kegelelement 54 von der Schließposition nach 1, in der die Kegelkupplung 4 in die Schließstellung überführt ist, in axialer Richtung 20 relativ zu dem vierten Kegelelement 56 in eine Öffnungsposition bewegt werden, in der die Kegelkupplung 4 in die Öffnungsstellung überführt ist. Mithin können das erste Kegelelement 50 und das dritte Kegelelement 54 in einander entgegengesetzte Bewegungsrichtungen von der Schließposition in die Öffnungsposition bewegt werden, und umgekehrt.
Da das erste Kegelelement 50 feststehend an dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 und das dritte 54 feststehend an dem zweiten Drehmomentübertragungselement 38 befestigt ist, erfolgt das Bewegen des ersten Kegelelements 50 von der Schließposition in die Öffnungsposition und umgekehrt unter Verformung des ersten Drehmomentübertragungselements 36, während die Bewegung des dritten Kegelelements 54 von der Schließposition in die Öffnungsposition und umgekehrt unter Verformung des zweiten Drehmomentübertragungselements 38 erfolgt, sofern die jeweilige Bewegung nicht durch eine entsprechende Axialbewegung der Eingangsnabe 34 bzw. der Kurbelwelle 8 zum Teil oder gänzlich ausgeglichen wird.
Die Kegelkupplung 4 ist als normalerweise geschlossene Kupplung ausgebildet. Zu diesem Zweck ist das erste Kegelelement 50 durch eine Federeinrichtung 74 in axialer Richtung 20 in dessen Schließposition vorgespannt. Entsprechendes gilt auch für das dritte Kegelelement 54, das durch dieselbe Federeinrichtung 74 in axialer Richtung 22 in dessen Schließposition vorgespannt ist. Es kann mithin allgemein davon gesprochen werden, dass die beiden Kegelelemente 50, 54 durch eine gemeinsame Federeinrichtung 74 in deren Schließpositionen vorgespannt sind. Die Federeinrichtung 74 kann ein Federelement 76 oder mehrere Federelemente 76 aufweisen. Bei dem Federelement 76 kann es sich beispielsweise um eine Tellerfeder handeln. In der dargestellten Ausführungsform ist das Federelement 76 von einer Schraubenfeder gebildet, wobei mehrere in Umfangsrichtung 28, 30 voneinander beabstandete Federelemente 76 in Form von Schraubenfedern vorgesehen sind, die die Federeinrichtung 74 ausbilden, wenngleich in 1 lediglich eines der Federelemente 76 angedeutet ist. Die Federeinrichtung 74 ist in dem zuvor erwähnten Zwischenraum 64 in axialer Richtung 20, 22 zwischen den beiden Kegelelementen 50, 54 angeordnet, wobei zumindest eines der Federelemente 76 der Federeinrichtung 74 in axialer Richtung 20 an dem Befestigungsabschnitt 58 des ersten Kegelelements 50 und in axialer Richtung 22 an dem Befestigungsabschnitt 58 des dritten Kegelelements 54 abgestützt ist, um die beiden Kegelelemente 50, 54 in axialer Richtung 20, 22 auseinander zu drücken und somit in deren Schließposition vorzuspannen.
Ergänzend hierzu können das erste und zweite Drehmomentübertragungselement 36, 38 derart elastisch ausgebildet sein, dass die Kegelelemente 50, 54 bereits durch die elastischen Drehmomentübertragungselemente 36, 38 in axialer Richtung 20, 22 auseinander gedrückt und in deren Schließposition vorgespannt sind. Überdies ist es grundsätzlich auch möglich, auf die Federeinrichtung 74 gänzlich zu verzichten, um die Kegelelemente 50, 54 ausschließlich durch die elastischen Drehmomentübertragungselemente 36, 38 in deren Schließposition vorzuspannen.
Um die Kegelkupplung 4 von deren Schließstellung in die nicht näher dargestellte Öffnungsstellung zu überführen, ist eine Betätigungseinrichtung 78 vorgesehen, bei der es sich um eine hydraulische Betätigungseinrichtung handelt. Dabei ist die Betätigungseinrichtung 78 feststehend ausgebildet, so dass diese keinerlei Drehbewegung um die Drehachse 32 vollzieht. Die Betätigungseinrichtung 78 ist vielmehr an dem zuvor erwähnten Gehäuse 10 des Verbrennungsmotors 6 oder an einem anderen feststehenden Gehäuse befestigt.
Um die Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung 78 auf die Kegelelemente 50, 54 übertragen zu können, sind Kraftbeaufschlagungselemente vorgesehen, die auch als Kraftübertragungselemente bezeichnet werden können. So ist ein erstes Kraftbeaufschlagungselement 80 zur Beaufschlagung des ersten Kegelelements 50 mit einer in axialer Richtung 22 wirkenden ersten Betätigungskraft 82 und ein zweites Kraftbeaufschlagungselement 84 zur Beaufschlagung des dritten Kegelelements 54 mit einer in axialer Richtung 20 wirkenden zweiten Betätigungskraft 86 vorgesehen. Wie aus der Figur ersichtlich, sind die beiden Kraftbeaufschlagungselemente 80, 84 von der Betätigungseinrichtung 78 drehmitnahmeentkoppelt, was beispielsweise durch ein Wälzlager oder - wie in 1 gezeigt - durch ein reibungsarmes Gleitlager bewirkt werden kann.
Das erste Kraftbeaufschlagungselement 80 weist einen Beaufschlagungsarm 88 auf, der sich im Wesentlichen in den radialen Richtungen 24, 26 zwischen der Betätigungseinrichtung 78 und dem ersten Kegelelement 50 erstreckt, wobei der Beaufschlagungsarm 88 unter Aufbringung der ersten Betätigungskraft 82 gegen die in axiale Richtung 22 weisende Seite des Befestigungsabschnitts 58 des ersten Kegelelements 50 gedrückt werden kann. Auch das zweite Kraftbeaufschlagungselement 84 weist einen Beaufschlagungsarm 90 auf, der den Abstand zwischen der Betätigungseinrichtung 78 und dem dritten Kegelelement 54 in radialer Richtung 24, 26 überbrückt, wobei an dem Beaufschlagungsarm 90 ferner mindestens eine sich im Wesentlichen in axialer Richtung 20, 22 erstreckende Beaufschlagungsstrebe 92 angeordnet ist. Diese Beaufschlagungsstrebe 92 erstreckt sich ausgehend von dem Beaufschlagungsarm 90 in axialer Richtung 22, um das erste Drehmomentübertragungselement 36, das erste Kegelelement 50, das erste Kraftbeaufschlagungselement 80 und die Federeinrichtung 74 zu überbrücken und das dritte Kegelelement 54 auf dessen in axiale Richtung 22 weisender Seite zu hintergreifen. Genauer gesagt handelt es sich bei dem zweiten Kraftbeaufschlagungselement 84 um ein durchgreifendes Kraftbeaufschlagungselement, dessen Beaufschlagungsstrebe 92 sich in axialer Richtung 22 durch eine Öffnung in dem Beaufschlagungsarm 88, eine Öffnung in dem Befestigungsabschnitt 58 des ersten Kegelelements 50, einen Innenraum des Federelements 76 und einen Öffnung in dem Befestigungsabschnitt 58 des dritten Kegelelements 54 erstreckt, um in axialer Richtung 20 gegen die in axiale Richtung 22 weisende Seite des dritten Kegelelements 54 gedrückt zu werden und somit die zweite Betätigungskraft 86 aufzubringen. Diese das Federelement 76 durchgreifende Beaufschlagungsstrebe 92 hat ferner den Vorteil, dass das Federelement 76 bzw. die Federeinrichtung 74 daran gehalten oder abgestützt ist, so dass eine sichere Positionierung der Federeinrichtung 76 ohne größeren Aufwand erzielt werden kann.
Bei der dargestellten Ausführungsform des Antriebsstrangs 2 ist die Kegelkupplung 4 überdies in vorteilhafter Weise in den Torsionsschwingungsdämpfer 12 integriert. So bilden die Eingangsnabe 34 zusammen mit den weiteren vorangehend beschriebenen Bestandteilen der Kegelkupplung 4 gleichermaßen die Eingangsseite bzw. das Primärelement des Torsionsschwingungsdämpfers 12 aus, das über eine Federanordnung 94 drehelastisch mit dem Sekundärelement 96 gekoppelt ist. In diesem Zusammenhang können insbesondere die Befestigungsabschnitte 68 der Kegelelemente 52, 56 abschnittsweise derart in radialer Richtung 24 verlängert sein, dass diese die mit der Federanordnung 94 zusammenwirkenden Mitnehmer ausbilden, wie dies in 1 angedeutet ist. Auch ist zumindest das erste und zweite Kegelelement 50, 52 oder das dritte und vierte Kegelelement 54, 56 in radialer Richtung 24, 26 mit der Federanordnung 94 des Torsionsschwingungsdämpfers 12 geschachtelt angeordnet, um einen besonders kompakten Aufbau der Kombination aus Kegelkupplung 4 und Torsionsschwingungsdämpfer 12 zu erzielen. Auch die beiden Drehmomentübertragungselemente 36, 38 sind mit der Federanordnung 94 radial geschachtelt angeordnet.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Kegelkupplung 4 in Kombination mit einem Torsionsschwingungsdämpfer 12 zur Verwendung in dem bereits unter 1 beschriebenen Antriebsstrang 2, wobei die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsform im Wesentlichen entspricht, so dass nachstehend lediglich auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen wird, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
Wie aus 2 ersichtlich, wird bei der zweiten Ausführungsform lediglich eine einfache Kegelkupplung 4 verwendet, bei der mithin auf ein zweites Drehmomentübertragungselement 38, ein drittes Kegelelement 54 und ein viertes Kegelelement 56 verzichtet wird. Auch kommt als Federeinrichtung 74 ein Federelement 76 in Form einer Tellerfeder zum Einsatz, die einerseits an dem ersten Kegelelement 50 in axialer Richtung 20 und andererseits an dem Sekundärelement 96 des Torsionsschwingungsdämpfers 12 in axialer Richtung 22 abgestützt ist, wobei die Abstützung des Federelements 76 in Form der Tellerfeder über ein drehmitnahmeentkoppelndes Lager 98 erfolgt.
Bezugszeichenliste

2: Antriebsstrang
4: Kegelkupplung
6: Verbrennungsmotor
8: Kurbelwelle
10: Gehäuse
12: Torsionsschwingungsdämpfer
14: Doppelkupplung
16: Doppelkupplungsgetriebe
18: elektrische Maschine
20: axiale Richtung
22: axiale Richtung
24: radiale Richtung
26: radiale Richtung
28: Umfangsrichtung
30: Umfangsrichtung
32: Drehachse
34: Eingangsnabe
36: erstes Drehmomentübertragungselement
38: zweites Drehmomentübertragungselement
40: Flansch
42: Niet
44: erster Abschnitt
46: zweiter Abschnitt
48: dritter Abschnitt
50: erstes Kegelelement
52: zweites Kegelelement
54: drittes Kegelelement
56: viertes Kegelelement
58: Befestigungsabschnitt
60: Reibflächenabschnitt
62: Reibfläche
64: Zwischenraum
66: Reibflächenabschnitt
68: Befestigungsabschnitt
70: Reibfläche
72: Reibbelag
74: Federeinrichtung
76: Federelement
78: Betätigungseinrichtung
80: erstes Kraftbeaufschlagungselement
82: erste Betätigungskraft
84: zweites Kraftbeaufschlagungselement
86: zweite Betätigungskraft
88: Beaufschlagungsarm
90: Beaufschlagungsarm
92: Beaufschlagungsstrebe
94: Federanordnung
96: Sekundärelement
98: Lager

Claims

Kegelkupplung (4) mit einer Eingangsseite, die ein mittelbar oder unmittelbar an einer Kurbelwelle (8) eines Verbrennungsmotors (6) drehfest befestigbares oder befestigtes Drehmomentübertragungselement (36) und ein drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement (36) verbundenes erstes Kegelelement (50) aufweist, und einer Ausgangsseite, die ein zweites Kegelelement (52) aufweist, wobei die Kegelkupplung (4) von einer Schließstellung, in der das erste und zweite Kegelelement (50, 52) unter Erzielung einer Drehmitnahmeverbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite miteinander in Reibeingriff stehen, in eine Öffnungsstellung überführbar ist, in der das erste und zweite Kegelelement (50, 52) außer Reibeingriff gebracht sind und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentübertragungselement (36) als biege- oder/und taumelweiches Drehmomentübertragungselement (36) ausgebildet ist.
Kegelkupplung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kegelelement (50) unmittelbar drehfest oder/und feststehend an dem Drehmomentübertragungselement (36) befestigt ist, vorzugsweise durch Vernieten oder Verschrauben.
Kegelkupplung (4) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite ferner eine drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement (36) verbundene Eingangsnabe (34) aufweist, die mittelbar oder unmittelbar an der Kurbelwelle (8) befestigbar oder befestigt ist, wobei die Eingangsnabe (34) vorzugsweise unmittelbar drehfest oder/und feststehend an dem Drehmomentübertragungselement (36) befestigt ist, besonders bevorzugt durch Vernieten oder Verschrauben.
Kegelkupplung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kegelelement (50) von einer Schließposition, in der die Kegelkupplung (4) in die Schließstellung überführt ist, in eine Öffnungsposition bewegbar ist, in der die Kegelkupplung (4) in die Öffnungsstellung überführt ist, und umgekehrt, wobei das erste Kegelelement (50) vorzugsweise unter Verformung des Drehmomentübertragungselements (36) in die Schließposition oder/und die Öffnungsposition bewegbar ist.
Kegelkupplung (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kegelelement (50) in die Schließposition vorgespannt ist, vorzugsweise durch eine Federeinrichtung (74) oder/und das elastisch ausgebildete Drehmomentübertragungselement (36), wobei die Federeinrichtung (74) besonders bevorzugt mindestens eine Schraubenfeder oder Tellerfeder aufweist.
Kegelkupplung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite ferner ein mittelbar oder unmittelbar an einer Kurbelwelle (8) eines Verbrennungsmotors (6) drehfest befestigbares oder befestigtes und biege- oder/und taumelweiches zweites Drehmomentübertragungselement (38) und ein drehfest mit dem zweiten Drehmomentübertragungselement (38) verbundenes drittes Kegelelement (54) und die Ausgangsseite ein viertes Kegelelement (56) aufweist, wobei die Kegelkupplung (4) von einer Schließstellung, in der das dritte und vierte Kegelelement (54, 56) unter Erzielung einer Drehmitnahmeverbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite miteinander in Reibeingriff stehen, in eine Öffnungsstellung überführbar ist, in der das dritte und vierte Kegelelement (54, 56) außer Reibeingriff gebracht sind, und umgekehrt, wobei das erste Kegelelement (50) und das dritte Kegelelement (54) sowie das zweite und vierte Kegelelement (52, 56) vorzugsweise eine entgegengesetzte Kegelform aufweisen und das dritte Kegelelement (54) und das erste Kegelelement (50) in einander entgegengesetzte Bewegungsrichtungen von einer Schließposition, in der die Kegelkupplung (4) in die Schließstellung überführt ist, in eine Öffnungsposition bewegbar sind, in der die Kegelkupplung (4) in die Öffnungsstellung überführt ist, und umgekehrt.
Kegelkupplung (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und dritte Kegelelement (50, 54) durch dieselbe Federeinrichtung (74) in die Schließpositionen vorgespannt sind, die vorzugsweise in einem Zwischenraum (64) zwischen dem ersten und dritten Kegelelement (50, 54) angeordnet ist, oder/und das zweite Drehmomentübertragungselement (38) drehfest mit derselben Eingangsnabe (34) verbunden ist, die vorzugsweise unmittelbar drehfest oder/und feststehend an dem zweiten Drehmomentübertragungselement (38) befestigt ist, besonders bevorzugt durch Vernieten oder Verschrauben, gegebenenfalls durch mindestens ein mit dem Drehmomentübertragungselement (38) gemeinsames Befestigungsmittel.
Kegelkupplung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine feststehende, gegebenenfalls hydraulische, Betätigungseinrichtung (78) zum Überführen der Kegelkupplung (4) von der Schließstellung in die Öffnungsstellung vorgesehen ist, wobei vorzugsweise ein erstes Kraftbeaufschlagungselement (80) zur Beaufschlagung des ersten Kegelelements (50) mit einer Betätigungskraft (82) und ein zweites Kraftbeaufschlagungselement (84) zur Beaufschlagung des dritten Kegelelements (54) mit einer Betätigungskraft (86) vorgesehen ist, die von der Betätigungseinrichtung (78) drehmitnahmeentkoppelt sind, und das zweite Kraftbeaufschlagungselement (84) besonders bevorzugt ein das Drehmomentübertragungselement (36) oder/und das erste Kegelelement (50) oder/und das erste Kraftbeaufschlagungselement (80) oder/und die Federeinrichtung (74) überbrückendes oder/und durchgreifendes Kraftbeaufschlagungselement (84) ist, an dem gegebenenfalls die Federeinrichtung (74) gehalten ist.
Kegelkupplung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentübertragungselement (36), gegebenenfalls auch das zweite Drehmomentübertragungselement (38), von einer biege- oder/und taumelweichen Blechscheibe gebildet ist, wobei das erste Kegelelement (50), gegebenenfalls auch das dritte Kegelelement (54), vorzugsweise von einem Blechformteil gebildet ist, das eine größere Blechdicke als die zugehörige Blechscheibe aufweist, oder/und an dem ersten oder zweiten Kegelelement (50; 52), vorzugsweise auch an dem dritten oder vierten Kegelelement (54; 56), ein Reibbelag (72), gegebenenfalls ein Papierreibbelag, zur Ausbildung einer Reibfläche (70) angebracht oder angeklebt ist.
Antriebsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug mit einer Kegelkupplung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Drehmomentübertragungselement (36), gegebenenfalls auch das zweite Drehmomentübertragungselement (38), der Kegelkupplung (4) mittelbar oder unmittelbar an einer Kurbelwelle (8) eines Verbrennungsmotors (6) drehfest befestigt ist, wobei vorzugsweise ein Torsionsschwingungsdämpfer (12) vorgesehen ist, der in Drehmomentübertragungsrichtung vor oder hinter der Kegelkupplung (4) angeordnet ist und die Kegelkupplung (4), gegebenenfalls zumindest das erste und zweite Kegelelement (50, 52), besonders bevorzugt in radialer Richtung (24, 26) mit einer Federanordnung (94) des Torsionsschwingungsdämpfers (12) zur drehelastischen Kopplung von einem Primär- und Sekundärelement (96) des Torsionsschwingungsdämpfers (12) geschachtelt angeordnet ist.