DE102018119581A1 - Cone coupling for a vehicle - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/24—Friction clutches with axially-movable clutching members with conical friction surfaces cone clutches
    • F16D13/26—Friction clutches with axially-movable clutching members with conical friction surfaces cone clutches in which the or each axially-movable member is pressed exclusively against an axially-located member
    • F16D13/28—Friction clutches with axially-movable clutching members with conical friction surfaces cone clutches in which the or each axially-movable member is pressed exclusively against an axially-located member with means for increasing the effective force between the actuating sleeve or equivalent member and the pressure member

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kegelkupplung für ein Fahrzeug, umfassend zwei, konisch angeordnete Reibflächen (14) aufweisende Kupplungselemente (2, 3), wobei ein erstes Kupplungselement (2) axial verschieblich zu dem zweiten Kupplungselement (3) gelagert ist, wobei das erste Kupplungselement (2) zur Betätigung mit einer Betätigungseinheit und das zweite Kupplungselement (3) mit einem Getriebe verbunden ist. Um die Antriebskraft der Kegelkupplung zu erhöhen, ist ein Blattfederkern (6) zur Verstärkung der Anpresskraft an dem axial beweglichen ersten Kupplungselement (2) befestigt.The invention relates to a cone clutch for a vehicle, comprising two conically arranged friction surfaces (14) having coupling elements (2, 3), a first coupling element (2) being axially displaceable relative to the second coupling element (3), the first coupling element ( 2) for actuation with an actuation unit and the second coupling element (3) is connected to a transmission. In order to increase the driving force of the cone clutch, a leaf spring core (6) is attached to the axially movable first coupling element (2) to increase the contact pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kegelkupplung für ein Fahrzeug, umfassend zwei, konisch angeordnete Reibflächen aufweisende Kupplungselemente, wobei ein erstes Kupplungselement axial verschieblich zu dem zweiten Kupplungselement gelagert ist, wobei das erste Kupplungselement zur Betätigung mit einer Betätigungseinheit und das zweite Kupplungselement mit einem Getriebe verbunden ist.The invention relates to a cone clutch for a vehicle, comprising two conically arranged clutch surfaces with clutch elements, a first clutch element being axially displaceably mounted to the second clutch element, the first clutch element being connected to an actuation unit for actuation and the second clutch element being connected to a transmission.

Aus der WO 2014/139526 A1 ist eine Kupplungseinrichtung bekannt, welche als Lamellenkupplung ausgebildet ist. Diese Kupplungseinrichtung ist insbesondere für Krafträder geeignet. Die Kupplungseinrichtung umfasst eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, die drehbar um eine Drehachse angeordnet sind. Ferner umfasst die Kupplungseinrichtung wenigstens einen ersten Reibpartner und wenigstens einen zweiten Reibpartner. Der erste Reibpartner ist drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite verbunden, der zweite Reibpartner ist drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite verbunden. Der erste Reibpartner und der zweite Reibpartner sind durch eine Anpresskraft in Reibeingriff bringbar, um ein Drehmoment zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite zu übertragen. Ferner ist ein Federmittel in Form von Blattfedern vorgesehen, um die Anpresskraft zu verstärken.From the WO 2014/139526 A1 a clutch device is known which is designed as a multi-plate clutch. This coupling device is particularly suitable for motorcycles. The coupling device comprises an input side and an output side, which are arranged rotatably about an axis of rotation. Furthermore, the clutch device comprises at least a first friction partner and at least a second friction partner. The first friction partner is torque-locked to the input side, the second friction partner is torque-locked to the output side. The first friction partner and the second friction partner can be brought into frictional engagement by a pressing force in order to transmit a torque between the input side and the output side. A spring means in the form of leaf springs is also provided in order to increase the contact pressure.

Insbesondere bei der Hybridisierung der Antriebsstränge sind immer mehr Kupplungen und Kupplungsaktorik erforderlich, was eine Auswirkung auf die Kosten hat. Bei der Verwendung der beschriebenen Kupplungsvorrichtung treten nicht nur erhöhte Kosten, sondern auch ein erhöhter Anspruch an die Montage der Kupplung auf.In the hybridization of the drive trains in particular, more and more clutches and clutch actuators are required, which has an impact on costs. When using the coupling device described, there are not only increased costs, but also increased demands on the assembly of the coupling.

Kegelkupplungen sind als solche bekannt, wobei die einfachste Ausführung nur eine Reibfläche aufweist, was zu einer geringen Momentenkapazität führt.Cone clutches are known as such, the simplest version having only one friction surface, which leads to a low torque capacity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kegelkupplung für ein Fahrzeug anzugeben, bei welcher ohne Erhöhung der Anzahl der Reibflächen und ohne Erhöhung der Ausrückkraft die Momentenkapazität der Kegelkupplung verbessert wird.The invention has for its object to provide a cone clutch for a vehicle, in which the torque capacity of the cone clutch is improved without increasing the number of friction surfaces and without increasing the release force.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Blattfederkern zur Verstärkung der Anpresskraft an dem axial verschiebbaren ersten Kupplungselement befestigt ist. Durch diesen Blattfederkern wird ohne eine Erhöhung der Anzahl der Reibflächen eine Verstärkung der Anpresskraft der Kegelkupplung ermöglicht, wodurch die Momentenkapazität der Kegelkupplung erhöht wird. Eine solche Kegelkupplung hat den Vorteil, dass sie ein hohes Moment übertragen kann und trotzdem einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die Blattfedern generieren in jedem Fall die Anpresskraft der Kegelkupplung und realisieren so eine Selbstverstärkung je nach Momentenrichtung, so dass die Momentenkapazität der Kegelkupplung stark erhöht wirdAccording to the invention, the object is achieved in that a leaf spring core is attached to the axially displaceable first coupling element to increase the contact pressure. This leaf spring core makes it possible to increase the contact force of the cone clutch without increasing the number of friction surfaces, as a result of which the torque capacity of the cone clutch is increased. Such a cone coupling has the advantage that it can transmit a high torque and is nevertheless easy and inexpensive to manufacture. The leaf springs always generate the contact pressure of the cone clutch and thus implement self-amplification depending on the direction of the torque, so that the torque capacity of the cone clutch is greatly increased

Vorteilhafterweise ist der Blattfederkern fest einerseits mit einer Nabe und andererseits mit dem axial beweglichen ersten Kupplungselement verbunden. Dadurch lässt sich einfach eine gedrückte Kegelkupplung realisieren.The leaf spring core is advantageously connected on the one hand to a hub and on the other hand to the axially movable first coupling element. This makes it easy to implement a pressed cone clutch.

In einer Alternative ist der Blattfederkern fest einerseits mit der Nabe und andererseits mit einer mit der Betätigungseinheit gekoppelten Ausrückplatte verbunden, wobei die Ausrückplatte an dem axial beweglichen ersten Kupplungselement befestigt ist. Dadurch ist eine Ausführung der Kegelkupplung mit gezogenen Blattfedern des Blattfederkerns möglich.In an alternative, the leaf spring core is firmly connected on the one hand to the hub and on the other hand to a release plate coupled to the actuating unit, the release plate being fastened to the axially movable first coupling element. This enables the taper coupling to be designed with the leaf springs of the leaf spring core drawn.

In einer Ausgestaltung ist ein Reibbelag auf der konischen Reibfläche einer der beiden Kupplungselemente befestigt, wobei der Reibbelag der konischen Reibfläche des anderen Reibbelag-freien Kupplungselementes gegenüberliegt. Durch das Aufbringen eines Reibbelages lassen sich die Reibflächen der Kegelkupplung kostengünstig realisieren.In one configuration, a friction lining is fastened on the conical friction surface of one of the two clutch elements, the friction lining lying opposite the conical friction surface of the other clutch lining-free. By applying a friction lining, the friction surfaces of the cone clutch can be realized inexpensively.

In einer Ausführungsform ist der Reibbelag stoffschlüssig mit der konischen Reibfläche verbunden. Bei der stoffschlüssigen Verbindung, beispielsweise durch Aufkleben, lässt sich eine kostengünstige und sehr schnelle Montage des Reibbelages auf der Reibfläche realisieren, wodurch die Herstellungskosten der Kegelkupplung reduziert werden.In one embodiment, the friction lining is integrally connected to the conical friction surface. In the case of the integral connection, for example by gluing, an inexpensive and very quick assembly of the friction lining on the friction surface can be realized, as a result of which the manufacturing costs of the cone clutch are reduced.

In einer Variante sind das erste und das zweite Kupplungselement topfförmig ausgebildet. Durch diese topfförmige Ausbildung ist ein besonders schlüssiges Eingreifen des ersten Kupplungselementes in das zweite Kupplungselement und somit eine besonders zuverlässige Kontaktierung der Reibflächen der beiden Kupplungselemente bei einem Schließen der Kegelkupplung gewährleistet.In a variant, the first and the second coupling element are cup-shaped. This cup-shaped design ensures a particularly coherent engagement of the first clutch element in the second clutch element and thus a particularly reliable contacting of the friction surfaces of the two clutch elements when the cone clutch is closed.

In einer Weiterbildung ist das zweite Kupplungselement kraftschlüssig mit einem Dämpfer verbunden und von einem axialen Lager abgestützt. Eine solche axiale Lagerung verbessert die Übernahme der Differenzdrehzahl zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungselement.In a further development, the second coupling element is non-positively connected to a damper and is supported by an axial bearing. Such an axial bearing improves the transfer of the differential speed between the first and the second coupling element.

Vorteilhafterweise wird die Kegelkupplung als Motorradkupplung verwendet.The cone clutch is advantageously used as a motorcycle clutch.

Alternativ wird die Kegelkupplung als Hybridtrennkupplung in einem Hybridfahrzeug eingesetzt, was die Kosten gegenüber konventionellen Kupplungseinrichtungen stark reduziert.Alternatively, the cone clutch is used as a hybrid disconnect clutch in a hybrid vehicle, which greatly reduces the costs compared to conventional clutch devices.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. The invention permits numerous embodiments. Two of these will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.

Es zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kegelkupplung,
  • 2 eine Betätigungseinrichtung der Kegelkupplung nach 1,
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kegelkupplung.
Show it:
  • 1 a first embodiment of the cone coupling according to the invention,
  • 2 an actuator of the cone clutch after 1 .
  • 3 a second embodiment of the cone clutch according to the invention.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kegelkupplung 1 dargestellt, bei welcher es sich um eine gezogene Kupplung handelt, bei der die Ausrückkraft von unten nach oben wirkt und die als normally-closed bezeichnet wird (2). Eine solche Kegelkupplung 1 weist zwei topfförmig ausgestaltete, konische Reibflächen 15 aufweisende Kupplungselemente 2, 3 auf. Das Kupplungselement 2 trägt auf einem Boden 4 einen aus Blattfedern 5 bestehenden Blattfederkern 6. Der Blattfederkern 6 ist einerseits mit einer Nabe 7 vernietet und auf der anderen Seite mit dem Boden 4 des ersten Kupplungselementes 2 verbunden. Das erste Kupplungselement 2 ist mit seinem freien Ende über einen Sicherungsring 9 axial an einer Ausrückplatte 8 befestigt. Die Ausrückplatte 8 steht in einem Wirkkontakt mit einem Ausrücklager 10, welches mit einem nicht weiter dargestellten Betätigungselement gekoppelt ist.In 1 is a first embodiment of the cone clutch according to the invention 1 shown, which is a drawn clutch, in which the disengagement force acts from bottom to top and which is referred to as normally closed ( 2 ). Such a cone clutch 1 has two cup-shaped, conical friction surfaces 15 having coupling elements 2 . 3 on. The coupling element 2 carries on a floor 4 one made of leaf springs 5 existing leaf spring core 6 , The leaf spring core 6 is on the one hand with a hub 7 riveted and on the other side to the floor 4 of the first coupling element 2 connected. The first coupling element 2 is with its free end over a locking ring 9 axially on a release plate 8th attached. The release plate 8th is in active contact with a release bearing 10 , which is coupled to an actuating element, not shown.

Das zweite Kupplungselement 3 ist mit einem Dämpfer 11 vernietet und axial von einem Nadelkranz 12 abgestützt. Dadurch wird die Differenzdrehzahl zwischen dem zweiten Kupplungselement 3, das mit dem Motor verbunden ist und einer Buchse 13, die mit dem Getriebe gekoppelt ist, übernommen. Die Buchse 13 umfasst den Dämpfer 11 mittels radialer Vorsprünge 17.The second coupling element 3 is with a damper 11 riveted and axially from a needle ring 12 supported. As a result, the differential speed between the second coupling element 3 which is connected to the motor and a socket 13 , which is coupled to the transmission. The socket 13 includes the damper 11 by means of radial projections 17 ,

Ein Reibbelag 14 ist auf die konische Reibfläche 15 des axial beweglichen Kupplungselementes 2 geklebt.A friction lining 14 is on the conical friction surface 15 of the axially movable coupling element 2 glued.

In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kegelkupplung 16 gezeigt, bei welcher die Blattfedern 5 bei der Betätigung der Kegelkupplung 16 gezogen werden. Im Unterschied zu 1 ist der Blattfederkern 6 einerseits mit der Nabe 7 und andererseits direkt mit der Ausrückplatte 8 vernietet. Auch in diesem Fall erfolgt die Betätigung des Blattfederkerns 6 mit der Ausrückplatte 8.In 3 is a second embodiment of the cone clutch according to the invention 16 shown, in which the leaf springs 5 when actuating the cone clutch 16 to be pulled. In contrast to 1 is the leaf spring core 6 on the one hand with the hub 7 and on the other hand directly with the release plate 8th riveted. In this case, too, the leaf spring core is actuated 6 with the release plate 8th ,

Die Blattfedern 5 generieren in jedem Fall die Anpresskraft der Kegelkupplung 1,16 und realisieren so eine Selbstverstärkung je nach Momentenrichtung, so dass die Momentenkapazität der Kegelkupplung 1, 16 stark erhöht wird. Die Blattfedern 5 können die Verstärkung der Momentenkapazität je nach Anordnung mit Zugbelastung oder mit Druckbelastung erzeugen. Es handelt sich in beiden Fällen um gezogene Kupplungen, wobei das erste Kupplungselement 2 mit dem Getriebe und das zweite Kupplungselement 3 mit dem Antriebsmotor des Fahrzeuges verbunden ist.The leaf springs 5 generate the contact force of the cone coupling in any case 1 . 16 and realize a self-amplification depending on the torque direction, so that the torque capacity of the cone clutch 1 . 16 is greatly increased. The leaf springs 5 can generate the torque capacity depending on the arrangement with tensile or compressive load. In both cases, the couplings are drawn, the first coupling element 2 with the gearbox and the second coupling element 3 is connected to the drive motor of the vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kegelkupplungcone clutch
22
Kupplungselementcoupling member
33
Kupplungselementcoupling member
44
Bodenground
55
Blattfederleaf spring
66
BlattfederkernLeaf-spring
77
Nabehub
88th
Ausrückplatterelease plate
99
Sicherungsringcirclip
1010
Ausrücklagerrelease bearing
1111
Dämpferdamper
1212
Nadelkranzneedle bearing
1313
BuchseRifle
1414
Reibbelagfriction lining
1515
Reibflächefriction surface
1616
Kegelkupplungcone clutch
1717
radialer Vorsprung der Buchseradial projection of the bush

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2014/139526 A1 [0002]WO 2014/139526 A1 [0002]

Claims (9)

Kegelkupplung für ein Fahrzeug, umfassend zwei, konisch angeordnete Reibflächen (15) aufweisende Kupplungselemente (2, 3), wobei ein erstes Kupplungselement (2) axial verschieblich zu dem zweiten Kupplungselement (3) gelagert ist, wobei das erste Kupplungselement (2) zur Betätigung mit einer Betätigungseinheit und das zweite Kupplungselement (3) mit einem Getriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blattfederkern (6) zur Verstärkung der Anpresskraft an dem axial beweglichen ersten Kupplungselement (2) befestigt ist.Cone clutch for a vehicle, comprising two conically arranged friction surfaces (15) having coupling elements (2, 3), a first coupling element (2) being axially displaceable relative to the second coupling element (3), the first coupling element (2) being actuated is connected to an actuating unit and the second coupling element (3) to a gear, characterized in that a leaf spring core (6) is attached to the axially movable first coupling element (2) to increase the contact pressure. Kegelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blattfederkern (6) fest einerseits mit einer Nabe (7) und andererseits mit dem axial beweglichen ersten Kupplungselement (2) verbunden ist.Cone clutch after Claim 1 , characterized in that the leaf spring core (6) is firmly connected on the one hand to a hub (7) and on the other hand to the axially movable first coupling element (2). Kegelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blattfederkern (6) fest einerseits mit der Nabe (7) und andererseits mit einer mit der Betätigungseinheit gekoppelten Ausrückplatte (8) verbunden ist, wobei die Ausrückplatte (8) an dem axial beweglichen ersten Kupplungselement (2) befestigt ist.Cone clutch after Claim 1 , characterized in that the leaf spring core (6) is firmly connected on the one hand to the hub (7) and on the other hand to a disengagement plate (8) coupled to the actuating unit, the disengagement plate (8) being fastened to the axially movable first coupling element (2) , Kegelkupplung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibbelag (14) auf der konischen Reibfläche (15) einer der beiden Kupplungselemente (2, 3) befestigt ist, wobei der Reibbelag (14) der konischen Reibfläche (15) des anderen, reibbelag-freien Kupplungselementes (3) gegenüberliegt.Cone clutch after Claim 1 . 2 or 3 , characterized in that a friction lining (14) is fastened on the conical friction surface (15) of one of the two clutch elements (2, 3), the friction lining (14) of the conical friction surface (15) of the other, friction lining-free coupling element (3 ) is opposite. Kegelkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (14) stoffschlüssig mit der konischen Reibfläche (15) verbunden ist.Cone clutch after Claim 4 , characterized in that the friction lining (14) is integrally connected to the conical friction surface (15). Kegelkupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Kupplungselement (2, 3) topfförmig ausgebildet sind.Cone coupling according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and the second coupling element (2, 3) are cup-shaped. Kegelkupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kupplungselement (3) kraftschlüssig mit einem Dämpfer (11) verbunden und von einem axialen Lager (12) abgestützt ist.Cone clutch according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second coupling element (3) is non-positively connected to a damper (11) and is supported by an axial bearing (12). Kegelkupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelkupplung (1, 16) als Motorradkupplung verwendet wird.Cone clutch according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cone clutch (1, 16) is used as a motorcycle clutch. Kegelkupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelkupplung (1, 16) als Hybridtrennkupplung in einem Hybridfahrzeug verwendet wird.Taper coupling according to at least one of the preceding Claims 1 to 7 , characterized in that the cone clutch (1, 16) is used as a hybrid separating clutch in a hybrid vehicle.
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