DE19738596C1 - Lamellenkupplung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lamellenkupplung entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Lamellenkupplungen dieser Bauart sind beispielsweise aus der deutschen Patentanmel­ dung 195 45 972.5 bekannt. Bei dieser bekannten Lamellenkupplung handelt es sich um eine Rennsportkupplung, die mit Lamellen aus Carbon-Material bestückt ist. Kupp­ lungen dieser Bauart sind hohen thermischen und mechanischen Belastungen unterwor­ fen. Dabei treten große Belastungen im Verzahnungsbereich zwischen den Lamellen und den entsprechenden Verzahnungen auf. Die Flächenpressung an diesen Stellen wird durch die Anzahl der Zähne und die Dimensionierung der Zähne bestimmt. Durch eine hohe Anzahl von Zähnen wird zwar die Flächenpressung in diesem Bereich abge­ senkt, die möglichen Belüftungsquerschnitte im Kupplungsgehäuse werden jedoch da­ durch reduziert. Zumindest vorübergehende Temperaturstaus sind dadurch vorpro­ grammiert.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wärmeabfuhr der betreffenden Lamellenkupplungen deutlich zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst. Durch das Ein­ bringen von Längsöffnungen in die zweiten Zähne, die mit radialen Öffnungen in Ver­ bindung stehen, kann sowohl der Belüftungsquerschnitt als auch die Oberfläche der Lamellenkupplung deutlich erhöht werden, so daß einerseits die Wärmeabfuhr wesent­ lich verbessert wird und andererseits die Masse und das Massenträgheitsmoment redu­ ziert werden. Gleichzeitig wird über den Umfang des Kupplungsgehäuses gesehen die Temperaturverteilung gleichmäßiger.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die radialen Öffnungen im wesent­ lichen die gleiche axiale Erstreckung auf wie die radialen Durchtrittsöffnungen. Damit ist für eine optimale Durchlüftung gesorgt.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die radialen Öffnungen nach radial innen hin vor­ zugsweise innerhalb des Kopfbereichs der zweiten Zähne münden. Eine solche Ausbil­ dung ist im Hinblick auf die mechanische Festigkeit des Gehäuses vorteilhaft. Es ist je­ doch auch ohne weiteres möglich, die radialen Öffnungen größer auszubilden als den Kopfbereich der zweiten Zähne, wobei in einem solchen Fall allerdings eine Abstim­ mung mit den Längsöffnungen im Hinblick auf die Festigkeit zu treffen ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Durchtrittsöffnungen und die ra­ dialen Öffnungen in Achsrichtung in zumindest zwei Reihen aufgeteilt und durch zu­ mindest einen umlaufenden, nicht unterbrochenen Steg voneinander getrennt. Eine solche axiale Aufteilung in zumindest zwei Reihen ermöglicht die Herstellung eines be­ sonders steifen Gehäuses.

Dabei ist dieser zumindest eine Steg axial derart angeordnet, daß er sich in radialer Flucht mit einer Außenlamelle befindet. Eine solche Anordnung ermöglicht es, die Luft­ durchführung und die Abfuhr von Abrieb ohne große Widerstände zu verbessern.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, die Befestigungsschrauben nach Art von Dehnschrau­ ben auszubilden, mit Führungsbereichen in den axialen Endbereichen der Längsbohrun­ gen und dazwischen reduziertem Durchmesser, wobei im Bereich des reduzierten Durchmessers ebenfalls radiale Öffnungen in den ersten Zähnen angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird nicht nur das Gehäuse auch in diesem Bereich belüftet sondern auch die Befestigungsschrauben, welche ja auch vom Schwungrad her mit Wärme be­ aufschlagt werden.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen in einzelnen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine komplette Kupplung;

Fig. 2 die Ansicht des Kupplungsgehäuses;

Fig. 3 den Schnitt A-A durch das Kupplungsgehäuse gemäß Fig. 2;

Fig. 4 Teilansicht und Teilschnitt B-B durch das Gehäuse;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch das Gehäuse im Bereich einer Längsbohrung mit Befesti­ gungsschraube.

In Fig. 1 ist der Längsschnitt durch eine komplette Lamellenkupplung 1 dargestellt, die Kupplung ist konzentrisch zu einer Drehachse 4 angeordnet und über hier nicht darge­ stellte Befestigungsschrauben, welche durch das Kupplungsgehäuse 5 und durch die Längsbohrungen 15 des Kupplungsgehäuses 13 verlaufen, an einem Schwungrad befe­ stigt, welches sich auf der Zeichnung links direkt anschließt. Die Kupplung weist eine Nabe 2 auf, die über eine Verzahnung 3 drehfest aber axial verlagerbar auf einer ent­ sprechenden Gegenverzahnung einer nicht dargestellten Getriebewelle drehfest ange­ ordnet ist. In ihrem radial äußeren Bereich weist die Nabe 2 eine Außenverzahnung 8 auf, in welche Innenlamellen 10 mit entsprechender Gegenverzahnung drehfest eingrei­ fen. Im Kupplungsgehäuse 13 ist eine Innenverzahnung 9 angeordnet, in die Außenla­ mellen 11 mit einer entsprechenden Verzahnung drehfest eingreifen. Außenlamellen 11 und Innenlamellen 10 wechseln sich in Achsrichtung gesehen jeweils ab. Ferner ist im Kupplungsdeckel 5 eine Membranfeder 7 über Distanzbolzen 8 schwenkbeweglich ge­ lagert, welche in ihrem radial äußeren Bereich über eine Anpreßplatte 12 eine Anpreß­ kraft aufbringen kann, die sämtliche Lamellen 10, 11 gegenüber dem Schwungrad kraft­ schlüssig zur Anlage bringt um ein Drehmoment zu übertragen. Die Kupplung wird ge­ lüftet, indem auf den radial inneren Endbereich der Membranfeder 7 ein Ausrücksystem einwirkt, so daß die Membranfeder 7 um die Lagerung der Distanzbolzen 6 geschwenkt werden kann und so in ihrem radial äußeren Bereich ihre Einspannkraft gegenüber der Anpreßplatte 12 aufgehoben wird. Das ringförmige Kupplungsgehäuse 13 ist sowohl am Kupplungsdeckel 5 als auch am Schwungrad über entsprechende Zentrierbunde zentriert. Es weist radiale Durchtrittsöffnungen 18 auf, die eine Belüftung des Innen­ raums der Lamellenkupplung 1 ermöglichen, so daß das Temperaturniveau innerhalb der Lamellenkupplung begrenzt werden kann und der an den Oberflächen der Lamellen entstehende Abrieb abgeführt werden kann.

In den Fig. 2 bis 5 sind Details der Lamellenkupplung 1 dargestellt, die zusätzliche Mög­ lichkeiten der Belüftung einer Lamellenkupplung zeigen. Fig. 2 und 3 zeigten die Seiten­ ansicht sowie einen Schnitt A-A durch das Kupplungsgehäuse 13. Das Kupplungsge­ häuse 13 ist ein ringförmiges Bauteil, welches nach radial innen hin mit ersten und zwei­ ten Zähnen 14 bzw. 17 versehen ist, welche mit entsprechenden Zähnen der Außenla­ mellen 11 korrespondieren. Dabei sind die ersten Zähne 14 mit Längsbohrungen 15 versehen, die zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 16 vorgesehen sind. Zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung angeordneten ersten Zähnen 14 ist zumindest jeweils ein zweiter Zahn 17 angeordnet, der nicht für die Aufnahme einer Befestigungsschrau­ be vorgesehen ist, der jedoch ebenfalls mit einer Längsöffnung 19 versehen ist. Diese Längsöffnungen 19 stehen mit radialen Öffnungen 20 in Verbindung, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind. Diese radialen Öffnungen 20 ergänzen somit umfangsmäßig die bereits vorhandenen radialen Durchtrittsöffnungen 18, welche jeweils zwischen den ersten Zähnen 14 und den zweiten Zähnen 17 angeordnet sind. Weiterhin ist aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen, daß die radialen Durchtrittsöffnungen 18 und die radialen Öffnungen 20 in Achsrichtung gesehen zweigeteilt sind derart, daß zwischen ihnen ein umlaufender, nicht unterbrochener Steg 21 erhalten bleibt. Dieser Steg 21 erhöht die Stabilität des Kupplungsgehäuses 13. Es ist in Achsrichtung gesehen derart angeordnet, daß es sich in radialer Flucht mit einer Außenlamelle 11 befindet. Weiterhin geht aus den Fig. 3 und 4 in Verbindung mit Fig. 5 hervor, daß im Bereich der Längsbohrun­ gen 15 der ersten Zähne 14 ebenfalls radiale Öffnungen 22 angeordnet werden kön­ nen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Befestigungsschrauben 16 entspre­ chend Fig. 5 als Dehnschrauben ausgebildet sind, die in ihren axialen Endbereichen der Längsbohrungen 15 über Führungsbereiche geführt sind und axial zwischen diesen Füh­ rungsbereichen 23 einen reduzierten Durchmesser 24 aufweisen. Dadurch ist es mög­ lich, auch in diesem Bereich des Kupplungsgehäuses 13 eine Wärmeabfuhr zu ermögli­ chen, die im vorliegenden Fall auch der Temperaturstabilisierung der Befestigungs­ schrauben 16 dient, die ja vom Schwungrad her auch mit Wärme beaufschlagt werden.

Die in den Figuren beschriebenen Maßnahmen dienen dazu, die Belüftungsquerschnitte von hochbelasteten Kupplungen zu vergrößern, wodurch einerseits die radiale Belüf­ tung verbessert wird und andererseits die Oberfläche erhöht wird. Dadurch wird eine verbesserte Wärmeabfuhr erzielt, sowohl durch Konvektion als auch durch Strahlung. Damit einher geht eine deutliche Reduzierung der Masse und des Trägheitsmomentes, was insbesondere bei Rennsportkupplungen sehr wünschenswert ist.

Claims (6)

1. Lamellenkupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Innenlamellen und Au­ ßenlamellen und einem Gehäuse mit Innenverzahnung zur Drehmomentübertragung auf die Außenlamellen, wobei die Zähne der Innenverzahnung in axialer Richtung über die gesamte axiale Breite des Gehäuses verlaufen und umfangsmäßig verteilt mehrere erste Zähne mit Längsbohrungen zum Durchstecken der Befestigungs­ schrauben vorgesehen sind und dazwischen mindestens jeweils ein zweiter Zahn an­ geordnet ist, und zwischen den ersten und zweiten Zähnen radiale Durchtrittsöff­ nungen vorgesehen sind, die axial kleiner sind als die axiale Breite des Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß in den zweiten Zähnen (17) Längsöffnungen (19) angebracht sind, die mit radia­ len Öffnungen (20) in Verbindung stehen.

2. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Öffnungen (20) im wesentlichen die gleiche axiale Erstreckung auf­ weisen wie die radialen Durchtrittsöffnungen (18).

3. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Öffnungen (20) nach radial innen hin vorzugsweise innerhalb des Kopfbereiches der zweiten Zähne (17) münden.

4. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (18) und die radialen Öffnungen (20) in Achsrichtung in zumindest zwei Reihen aufgeteilt sind, und durch zumindest einen umlaufenden, nicht unterbrochenen Steg (21) voneinander getrennt sind.

5. Lamellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (21) axial derart angeordnet ist, daß er sich in radialer Flucht mit einer Außenlamelle (11) befindet.

6. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsschrauben nach Art von Dehnschrauben ausgebildet sind, mit Führungsbereichen in den axialen Endbereichen der Längsbohrungen und dazwischen reduziertem Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen im Bereich der reduzierten Durchmesser (24) ebenfalls radiale Öffnungen (22) in den ersten Zähnen (14) angeordnet sind.