WO2010051796A1 - Nasskupplung - Google Patents

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WO2010051796A1
WO2010051796A1 PCT/DE2009/001535 DE2009001535W WO2010051796A1 WO 2010051796 A1 WO2010051796 A1 WO 2010051796A1 DE 2009001535 W DE2009001535 W DE 2009001535W WO 2010051796 A1 WO2010051796 A1 WO 2010051796A1
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friction
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sealing
sealing means
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Mario Degler
Stephan Maienschein
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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    • F16H2045/0284—Multiple disk type lock-up clutch

Definitions

  • the invention relates to a wet clutch with at least one acted upon by a piston relative to an end plate friction plate.
  • Such wet clutches have long been known as torque converter lockup clutches in hydrodynamic torque converters or as single or dual clutches in the drive train between drive units and transmissions of motor vehicles.
  • torque converter lockup clutches in hydrodynamic torque converters or as single or dual clutches in the drive train between drive units and transmissions of motor vehicles.
  • slip of the wet clutch frictional energy which leads to a heating of the friction surfaces, which can lead to damage or destruction of provided on the friction surfaces friction linings and possibly not in-flow pressure medium.
  • friction linings which have grooves with a radial component, so that, given a presumed pressure gradient between a region radially outside the friction surfaces and a radially inner region, a pressure medium flow is established which leads to cooling of the friction surfaces.
  • two pressure chambers can be formed on both sides of the friction surfaces, which are acted upon by different pressure of the pressure medium. Leakage flows, in particular in the case of friction surfaces that have not yet been completely compressed, during the slip of the wet clutch, in which a forced pressure medium flow is particularly important as a result of the increased heat input in this operating state, can reduce the pressure medium flow over the friction surfaces.
  • the object of the invention is therefore to propose a wet clutch, which has reduced leakage currents.
  • the object is by a wet clutch with at least one housed in a housing and acted upon by an axially displaceable piston against an abutment to the piston end fin friction plate, the radially inside of between the at least one friction plate, the piston and the end plate with closed wet clutch a frictional engagement forming friction surfaces by means of a profile such as external or internal teeth rotatably on a complementary to these complementary profile of an output part of the wet clutch, the friction surfaces at least in the non-open state of the wet clutch two pressure chambers so separated that a positively driven pressure medium flow by setting different pressures of the Pressure medium over the friction surfaces is guided, and a leakage flow between the two pressure chambers is limited by the profiles by at least one sealant.
  • a friction plate may have a metal surface and a complementary friction surface with a friction lining, wherein the friction lining may preferably be arranged on both sides on the friction plates arranged on the output side.
  • the friction linings are preferably so-called paper coverings, which can contain grooves with a radial component in order to achieve a pressure medium flow.
  • An open wet clutch is the operating state in which the wet clutch transmits no torque.
  • An unopened wet clutch therefore comprises the slipping state, in which a partial torque is already transmitted and the closed state without significant slippage.
  • leakage flows are in particular eliminated or at least reduced if a forced flow of pressure medium over the friction linings, in particular for cooling the friction linings and / or for protecting the pressure medium in slipping or closing wet clutch, is necessary.
  • the wet clutch is the input side driven by the housing, which is coupled to a drive unit such as internal combustion engine.
  • the output part of the wet clutch can deliver a torque metered by it to a further output part.
  • the wet clutch is used in a torque converter, wherein the torque is preferably given with a desired bridging of the torque converter with the interposition of a torsional vibration damper to an output hub and then to a transmission input shaft.
  • the input part of the torsional vibration damper and the output part of the wet clutch may be integrally formed.
  • the at least one friction plate and the output part can be rotationally coupled to each other, for example by means of a profile such as internal teeth or external teeth and a profile complementary thereto.
  • the output part and input part or another output member may be formed separately from each other and connected to each other as riveted, wherein the output part of the wet clutch is formed in this case as a plate carrier, which centers the at least one friction plate and rotatably receives.
  • the rotationally fixed entrainment of the at least one friction plate by the output part is subject to high leakage currents, so that the sealing means according to the invention between the output part and the at least one friction plate is arranged.
  • a sealing surface may be provided radially within the friction surfaces on the side facing the output part of the adjacent the output part of the friction plate, which is associated with a complementary sealing surface on the output part, wherein the sealing means is disposed between the two sealing surfaces.
  • the complementary sealing surface may be provided on this.
  • an input side friction disk connected radially outside the housing can have sealing means for the end disk and sealing means corresponding to radially inner friction disks with respect to each other or with the output part or input part.
  • an input side friction disk connected radially outside the housing can have sealing means for the end disk and sealing means corresponding to radially inner friction disks with respect to each other or with the output part or input part.
  • the housing end plate In order to further eliminate or eliminate leakage between the preferably axially fixed and rotationally fixed to the housing end plate, it may be compared to the housing, for example, axially and / or radially sealed.
  • the sealing means for sealing leakage flows may be radial and / or axial sealing means.
  • a sealing means may be provided which retains its sealing properties over at least part of this axial path.
  • Elasticity of the sealant can be designed accordingly and concentrated on the sealing function.
  • a sealing means may for example be formed from a plate spring and / or a sealing membrane under axial bias at least in the slipping and closed operating state of the wet clutch on the two sealing surfaces of the adjacent friction plate on the one hand and the output part of the wet clutch or the input part of the torsional vibration damper or other output component on the other hand.
  • the at least one sealing means may be an elastomeric seal arranged in the same way between these components.
  • a further advantageous embodiment of a sealing means provides a flow restrictor, for example a filter, a disk with a nozzle or the like. It is understood that for the other sealing positions as between the friction plates, between a friction plate and the end plate and the like, these sealing means can be advantageously provided in the same manner.
  • An advantageous embodiment with a driven member such as input part of a torsional vibration damper connected plate carrier may provide a sealant, which is formed of a sealing plate which is secured between the plate carrier and the output member, which forms a sealing surface to the at least one friction plate.
  • the sealing plate can be centered axially floating on the output member, wherein the sealing plate is clamped axially, for example against the output member by means of an axially effective energy storage such as plate spring and forms a sealing surface to the at least one friction plate.
  • the sealing surfaces of the sealing plates can be adjusted with respect to an axial bias to the sealing surface on the friction plate so that when the operating state of the wet clutch, a gap is formed and thus eliminates a negative in the operating state friction torque.
  • FIGs 1 to 7 alternative embodiments of wet clutches with between two pressure chambers on the friction surfaces of the wet clutch forced pressure medium flow in partial section.
  • Figure 1 shows the upper half of the arranged in a housing 2 about the rotation axis 3 wet clutch 1 in section.
  • the housing 2 is driven by a drive unit, not shown, for example, an internal combustion engine and passes torque over the firmly connected to the housing 2 end plate 4 and the non-rotatably and axially displaceable connected to the housing 2 piston 5 a.
  • the housing has three pressure chambers 6, 7, 8, which can be pressurized independently by a pressure supply device such as pump and corresponding switching valves.
  • a plurality of supply lines, not shown, and corresponding derivatives are provided between the transmission, not shown, and the pressure chambers 6, 7, 8.
  • a supply line or discharge is connected by means of the puncture 9 with the pressure chamber 7.
  • the friction plate 10 is non-rotatably mounted by means of a profile 17 such as internal teeth in a complementary to this profile 18 as external teeth.
  • the profile 18 is arranged on a driven part 19, which is the input part 20 of a torsional vibration damper 21 in the illustrated embodiment.
  • a sealing means 22 is provided in the embodiment shown, which seals at least in slipping or closed wet clutch caused by the profiles 17, 18 leakage point ,
  • annular sealing surfaces 23, 24 are provided, against which the plate spring 25 is biased.
  • the spring characteristic of centered on the profile 18 plate spring 25 may be designed so that when open wet clutch 1 no or little bias is applied. In this way, a load torque of the wet clutch caused by the friction of itself with open wet clutch 1 against each other twisting friction plate 10 and driven part 19 is reduced or eliminated.
  • the forced pressure medium flow can be generated by an overpressure in the pressure chamber 7 or the pressure chamber 8.
  • the pressure medium is first from radially inward over the Friction lining 15 is pressed into the intermediate space 27 and from there to radially inwardly over the friction lining 16 in the pressure chamber 7 and discharged via the puncture 9.
  • the pressure medium flow takes place in the opposite direction radially outward on the friction lining 16 in the intermediate space 27 and from there to radially inwardly over the friction lining 15 in the pressure chamber 8, which may be, for example, a converter chamber with a turbine and impeller can.
  • a mutual pressurization of the pressure chambers 7, 8 can be provided at a higher pressure.
  • FIG. 2 provides a wet clutch 1a, similarly configured to the wet clutch 1 of FIG. 1, which, in contrast to the sealing means 22 of FIG. 1, has a sealing means 22a formed from an elastomeric seal.
  • This may be a sealing ring 25a made of elastic plastic, for example Viton®, EPDM or the like, whose elasticity is advantageously designed so that when the wet clutch 1a is open, a gap is formed to one or both sealing surfaces 23a, 24a.
  • the sealing ring 25a for example in the form of an elastomeric seal is centered on the profile 18.
  • the end fin 4 can be sealed radially outward by the seal 28 or an axially effective seal 29 to the housing 2. In this way, the pressure chamber 8 is better sealed against the gap 27, so that a to maintain the pressure medium flow on the friction lining 15 necessary pressure gradient between the gap 27 and the pressure chamber 8 is maintained. It is understood that in a tight connection between the end plate 4 and the housing 2, a corresponding seal can be omitted.
  • the seal 30 which advantageously - as shown - in an embodiment of the output member 19 as centered on the output hub 26 and rotatably received input part 20 of the torsional vibration damper 21 may be designed as a sealing ring.
  • FIG 3 shows an embodiment of a wet clutch 1b, in which, in contrast to the wet clutches 1, 1a of Figures 1 and 2 more, here two output side friction plates 10a, 10b are provided, between which an input side, with the housing 2 rotatably and axially limited displaceable Friction blade 4a is arranged.
  • the two pressure chambers 7, 8 are as shown in Figure 1 by the plate spring 25 between the output member 19 with correspondingly for receiving two friction plates 10 a, 10 b axially widened profile 18 adjacent friction plate 10 b and the output member 19 sealed.
  • the plate spring 25c prevents a transition of the pressure medium between the friction plate 4a and the housing 2 in the intermediate space 27, so that the pressure medium is pressed by the intermediate space 27a via the friction lining 16a in the space 27b arranged radially within the friction linings.
  • the diaphragm spring 25 prevents direct transfer of the pressure medium into the pressure chamber 7. Therefore, the pressure medium flows from the gap 27b via the friction lining 15 into the intermediate space 27 and then via the friction lining 16 into the pressure chamber 7.
  • the pressure medium takes the opposite route the gaps 27, 27a, 27b and the friction linings 15, 15a, 16, 16a.
  • FIG 4 shows a wet clutch 1 b of Figure 3 similar wet clutch 1 c with the difference that in the friction plate 4a at least one opening 31 is provided, which connects the gaps 27, 27a together.
  • the friction linings 15, 15a, 16, 16a are flowed through partly in series and partially in parallel.
  • the friction linings 15, 16 are flowed through in parallel after the friction lining 15a flows through, while the friction lining 16a is filled in series with the friction linings 15 by a partial flow of the pressure medium, which first flows through the friction lining 15 and the gap 27b , 15a is flown.
  • FIG. 5 shows a wet clutch 1d modified from the previous wet clutches 1, 1a, 1b, 1c, in which the output member 19 is formed from the disk carrier 32.
  • the disk carrier 32 is rotatably connected in the embodiment shown with the input part 20 of the torsional vibration damper 21, for example, as shown here riveted by means of the rivets 33.
  • the sealing means 22d between the two pressure chambers 7, 8 is formed in the embodiment shown by a sealing plate 25d, which is axially fixed between the input part 20 and the plate carrier 32 by means of the rivets 33 and radially outside a sealing surface 34 to the friction plate 10 which slips with slipping or closed wet clutch 1d under tension and seals a occurring on the profiles 17, 18 leakage.
  • FIG. 1 modified from the previous wet clutches 1, 1a, 1b, 1c, in which the output member 19 is formed from the disk carrier 32.
  • the disk carrier 32 is rotatably connected in the embodiment shown with the input part 20 of the torsional vibration damper
  • FIG. 6 shows a modified embodiment of a wet clutch 1e similar to the wet clutch 1d with the difference that the sealing means 22e in the form of the sealing plate 25e are centered floating on the axial extension 35 of the input part 20 and axially centered on the projection 35 effective energy storage 36 as plate spring at least when slipping or closed wet clutch 1e by means of the sealing surface 34 against which the friction plate 10 is biased.
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment of a wet clutch 1f, in which the disk part 20b connected to the input part 20a, which is riveted to the indicated turbine wheel 38 of a torque converter, is centered on the drive hub 26, so that the input part 20a is in contrast to the input parts 20 of Figures 1, 5 and 6 can be shown radially shortened.
  • An axial projection 37 of the input part 20a carries the profile 18, in which the friction plate 10 is mounted rotatably and thus forms the output part 19.
  • the sealing of the two pressure chambers 7, 8 on the profile 18 forms the plate spring 25 according to the embodiments of Figure 1
  • the seal in the region of the output part 19 and the output hub 26 is taken over by a sealing plate 39, which is connected to the output part 19 by means of the rivets 40, which simultaneously take over the centering of the plate spring 25 and axially applied to the flange 41.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nasskupplung mit zumindest einer von einem Kolben (5) gegenüber einer Endlamelle (4) beaufschlagten Reiblamelle (10). Um einen zwangsweisen Druckmittelstrom über die Reibflächen (11, 12) der Nasskupplung zu leiten, werden zwei Druckkammern (7, 8), die eine Verbindung im Bereich der Reibflächen aufweisen, mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt. Zur Verbesserung derartiger Anordnungen wird vorgeschlagen, einen über die Aufnahmen der Reiblamellen fließenden Leckagestrom zu begrenzen.

Description

Nasskupplung
Die Erfindung betrifft eine Nasskupplung mit zumindest einer von einem Kolben gegenüber einer Endlamelle beaufschlagten Reiblamelle.
Derartige Nasskupplungen sind seit langem als Wandlerüberbrückungskupplungen in hydrodynamischen Drehmomentwandlern oder als Einfach- oder Doppeikupplungen im Antriebsstrang zwischen Antriebseinheiten und Getrieben von Kraftfahrzeugen bekannt. An den den Reibeingriff der Nasskupplung bildenden Reibflächen entsteht insbesondere bei Schlupf der Nasskupplung Reibenergie, die zu einer Erhitzung der Reibflächen führt, die zur Schädigung oder Zerstörung von an den Reibflächen vorgesehenen Reibbelägen und gegebenenfalls nicht im Fluss befindlichem Druckmittel führen kann.
Es werden daher Reibbeläge vorgeschlagen, die Nuten mit einem Radialanteil aufweisen, so dass sich bei einem vorausgesetzten Druckgradienten zwischen einem Bereich radial außerhalb der Reibflächen und einem radial inneren Bereich einen Druckmittelstrom einstellt, der zur Kühlung der Reibflächen führt. Zur Einstellung eines Druckgradienten können beidseits der Reibflächen zwei Druckkammern ausgebildet werden, die mit unterschiedlichem Druck des Druckmittels beaufschlagt werden. Dabei können Leckageströme insbesondere bei noch nicht vollkommen verpressten Reibflächen während des Schlupfs der Nasskupplung, bei der ein erzwungener Druckmittelstrom infolge des in diesem Betriebszustand erhöhten Wärmeeintrags besonders wichtig ist, den Druckmittelstrom über die Reibflächen vermindern.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Nasskupplung vorzuschlagen, die verminderte Leckageströme aufweist.
Die Aufgabe wird durch eine Nasskupplung mit zumindest einer in einem Gehäuse untergebrachten und von einem axial verlagerbaren Kolben gegen eine ein Widerlager zum Kolben bildende Endlamelle beaufschlagten Reiblamelle, die radial innerhalb von zwischen der zumindest eine Reiblamelle, dem Kolben und der Endlamelle bei geschlossener Nasskupplung einen Reibeingriff bildenden Reibflächen mittels eines Profils wie Außen- oder Innenverzahnung drehfest an einem zu diesen komplementären Profil eines Ausgangsteils der Nasskupplung aufgenommen ist, gelöst, wobei die Reibflächen zumindest im nicht geöffneten Zustand der Nasskupplung zwei Druckkammern derart abtrennen, dass ein zwangsgeführter Druckmittelstrom durch Einstellung unterschiedlicher Drücke des Druckmittels über die Reibflächen geführt wird, und ein Leckagestrom zwischen den beiden Druckkammern über die Profile durch zumindest ein Dichtmittel begrenzt wird. Bei der Verwendung mehrerer Reiblamellen sind diese vorzugsweise eingangsseitig und ausgangsseitig abwechselnd angeordnet, wobei die eingangsseitigen Reiblamellen jeweils drehfest und axial begrenzt verlagerbar an dem Gehäuse eingehängt sein können. Jeweils eine Reiblamelle kann eine Me- talloberf lache und eine komplementäre Reibfläche mit einem Reibbelag aufweisen, wobei die Reibbeläge bevorzugt beidseitig an den ausgangsseitig angeordneten Reiblamellen angeordnet sein können. Die Reibbeläge sind bevorzugt sogenannte Papierbeläge, die zur Erzielung eines Druckmittelstroms Nuten mit Radialanteil enthalten können. Unter einer geöffneten Nasskupplung ist der Betriebszustand zu verstehen, bei der die Nasskupplung kein Drehmoment überträgt. Eine nicht geöffnete Nasskupplung umfasst daher den schlupfenden Zustand, bei dem bereits ein Teilmoment übertragen wird und den geschlossenen Zustand ohne wesentlichen Schlupf. Da bei der geöffneten Nasskupplung keine Reibungswärme anfällt, kann in diesem Zustand ein Leckagestrom toleriert werden und/oder die Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammer abgestellt werden, so dass weder ein erzwungener Druckmittelstrom über die Reibflächen noch Leckageströme generiert werden. Erfindungsgemäß werden Leckageströme insbesondere dann eliminiert oder zumindest vermindert, wenn ein erzwungener Druckmittelstrom über die Reibbeläge insbesondere zur Kühlung der Reibbeläge und/oder zum Schutz des Druckmittels bei schlupfender oder geschlossener Nasskupplung notwendig ist.
Die Nasskupplung wird eingangsseitig durch das Gehäuse, das mit einer Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine gekoppelt ist, angetrieben. Das Ausgangsteil der Nasskupplung kann an ein weiteres Abtriebsteil je nach Betriebszustand ein von dieser dosiertes Drehmoment abgeben. Bevorzugt wird die Nasskupplung in einem Drehmomentwandler eingesetzt, wobei das Drehmoment bei erwünschter Überbrückung des Drehmomentwandlers bevorzugt unter Zwischenschaltung eines Drehschwingungsdämpfers an eine Ausgangsnabe und danach an eine Getriebeeingangswelle angegeben wird. Hierzu können das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers und das Ausgangsteil der Nasskupplung einteilig ausgebildet sein. Zur Drehmomentübertragung können die zumindest eine Reiblamelle und das Ausgangsteil drehschlüssig miteinander gekoppelt sein, beispielsweise mittels eines Profils wie Innenverzahnung oder Außenverzahnung und eines hierzu komplementären Profils.
Alternativ können Ausgangsteil und Eingangsteil beziehungsweise ein anderes Abtriebsbauteil getrennt voneinander ausgebildet und miteinander verbunden wie vernietet sein, wobei das Ausgangsteil der Nasskupplung in diesem Falle als Lamellenträger ausgebildet ist, der die zumindest eine Reiblamelle zentriert und drehfest aufnimmt.
Insbesondere die drehfeste Mitnahme der zumindest einen Reiblamelle durch das Ausgangsteil ist mit hohen Leckageströmen behaftet, so dass das erfindungsgemäße Dichtmittel zwischen dem Ausgangsteil und der zumindest einen Reiblamelle angeordnet ist. Dabei kann radial innerhalb der Reibflächen an der dem Ausgangsteil zugewandten Seite der dem Ausgangsteil benachbarten Reiblamelle eine Dichtfläche vorgesehen sein, der eine komplementäre Dichtfläche am Ausgangsteil zugeordnet ist, wobei das Dichtmittel zwischen beiden Dichtflächen angeordnet ist. Bei einer zweiteiligen Ausführung des Ausgangsteils der Nasskupplung und dem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers beziehungsweise des anderen Abtriebsteils kann die komplementäre Dichtfläche an diesen vorgesehen sein.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, bei mehreren Reiblamellen eine serielle Durchströmung der Reibflächen zwischen den einzelnen Reiblamellen beziehungsweise bei den äußeren Reiblamellen zwischen Kolben und Reiblamelle beziehungsweise Endlamelle und Reiblamelle vorzusehen. Hierzu kann bei mehreren, beispielsweise abwechselnd eingangs- seitig und ausgangsseitig angeordneten Reiblamellen eine radial außen drehfest mit dem Gehäuse verbundene eingangsseitige Reiblamelle ein Dichtmittel zur Endlamelle und die radial inneren Reiblamellen entsprechende Dichtmittel zueinander beziehungsweise zum Ausgangsteil oder Eingangsteil aufweisen. Bei Verwendung mehrerer eingangsseitiger Reiblamellen können dabei zwischen diesen ebenfalls Dichtmittel vorgesehen sein.
Um weiterhin eine Leckage zwischen der vorzugsweise axial fest und drehfest am Gehäuse aufgenommenen Endlamelle zu eliminieren oder auszuschließen, kann diese gegenüber dem Gehäuse, beispielsweise axial und/oder radial abgedichtet sein.
Die Dichtmittel zur Abdichtung von Leckageströmen können radial und/oder axial dichtende Mittel sein. Dabei kann insbesondere zur Abdichtung von gegeneinander axial begrenzt verlagerbaren Bauteilen ein Dichtmittel vorgesehen sein, das über zumindest einen Teil dieses Axialweges seine Dichteigenschaften beibehält. Beispielsweise kann zum Ausgleich des Axialweges der zumindest einen Reiblamelle zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Betriebszustand der Nasskupplung ein Dichtmittel vorgesehen sein, das axial elastische Eigenschaften aufweist, die zumindest eine Dichtfunktion im geschlossenen und schlupfenden Betriebszustand der Nasskupplung ermöglichen, wobei die Dichtfunktion im geschlossenen Zustand aufgehoben werden kann, so dass die Anforderungen an die axiale - A -
Elastizität des Dichtmittels entsprechend ausgelegt und auf die Dichtfunktion konzentriert werden können. Ein derartiges Dichtmittel kann beispielsweise aus einer Tellerfeder und/ oder einer Dichtmembran gebildet sein, die unter axialer Vorspannung zumindest im schlupfenden und geschlossenen Betriebszustand der Nasskupplung an den beiden Dichtflächen der benachbarten Reiblamelle einerseits und dem Ausgangsteil der Nasskupplung beziehungsweise dem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers oder einem anderen Abtriebsbauteil andererseits anliegt. Alternativ kann das zumindest eine Dichtmittel eine Elastomerdichtung sein, die in gleicher Weise zwischen diesen Bauteilen angeordnet ist. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines Dichtmittels sieht einen Durchflussbegrenzer, beispielsweise ein Filter, eine Scheibe mit einer Düse oder dergleichen vor. Es versteht sich, dass für die anderen Dichtpositionen wie zwischen den Reiblamellen, zwischen einer Reiblamelle und der Endlamelle und dergleichen diese Dichtmittel in derselben Weise vorteilhaft vorgesehen werden können.
Eine vorteilhafte Ausführungsform mit einem Abtriebsbauteil wie Eingangsteil eines Drehschwingungsdämpfers verbundenen Lamellenträger kann ein Dichtmittel vorsehen, das aus einem Dichtblech gebildet ist, das zwischen dem Lamellenträger und dem Abtriebsbauteil befestigt ist, wobei dieses eine Dichtfläche zu der zumindest einen Reiblamelle bildet. Alternativ kann das Dichtblech auf dem Abtriebsbauteil axial schwimmend zentriert sein, wobei das Dichtblech axial beispielsweise gegen das Abtriebsbauteil mittels eines axial wirksamen Energiespeichers wie Tellerfeder verspannt ist und eine Dichtfläche zu der zumindest einen Reiblamelle bildet. Die Dichtflächen der Dichtbleche können dabei bezüglich einer axialen Vorspannung zur der Dichtfläche an der Reiblamelle so eingestellt sein, dass bei geöffnetem Betriebszustand der Nasskupplung ein Spalt entsteht und damit ein im geöffneten Betriebszustand nachteiliges Reibmoment entfällt.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
Figuren 1 bis 7 alternative Ausgestaltungen von Nasskupplungen mit zwischen zwei Druckräumen über die Reibflächen der Nasskupplung erzwungenem Druckmittelstrom im Teilschnitt.
Figur 1 zeigt die obere Hälfte der in einem Gehäuse 2 um die Drehachse 3 angeordneten Nasskupplung 1 im Schnitt. Das Gehäuse 2 wird von einer nicht dargestellten Antriebseinheit, beispielsweise einer Brennkraftmaschine angetrieben und leitet Drehmoment über die fest mit dem Gehäuse 2 verbundene Endlamelle 4 und den drehfest und axial verlagerbar mit dem Gehäuse 2 verbundenen Kolben 5 ein. Das Gehäuse weist drei Druckkammern 6, 7, 8 auf, die durch eine Druckversorgungseinrichtung wie Pumpe und entsprechende Schaltventile unabhängig voneinander druckbeaufschlagbar sind. Hierzu sind zwischen dem nicht dargestellten Getriebe und den Druckkammern 6, 7, 8 mehrere nicht dargestellte Versorgungsleitungen und entsprechende Ableitungen vorgesehen. Beispielsweise ist eine Versorgungsleitung beziehungsweise Ableitung mittels des Durchstichs 9 mit der Druckkammer 7 verbunden. Bei einer Erhöhung des Drucks der Druckkammer 6 gegenüber der Druckkammer 7 wird der Kolben 5 axial verlagert und beaufschlagt die - wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt - einzige Reiblamelle 10 gegen die Endlamelle 4. Infolgedessen entsteht ein Reibeingriff zwischen den Reibflächen 11 , 12 und den Reibflächen 13, 14 des Kolbens 5 und der Endlamelle 4. Dabei werden die Reibflächen 11 , 12 der Reiblamelle 10 durch Reibbeläge 15, 16 gebildet, die beidseitig auf die Reiblamelle 10 aufgebracht sind und nicht dargestellte Nuten mit Radialanteil aufweisen, durch die bei einer Druckdifferenz zwischen den Druckkammern 7, 8 ein erzwungener Druckmittelstrom fließt.
Die Reiblamelle 10 ist mittels eines Profils 17 wie Innenverzahnung in einem zu diesem komplementären Profil 18 wie Außenverzahnung drehfest eingehängt. Das Profil 18 ist an einem Abtriebsteil 19 angeordnet, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Eingangsteil 20 eines Drehschwingungsdämpfers 21 ist. Um einen Leckagestrom und damit eine Schwächung des erzwungenen Druckmittelstroms über die Reibflächen 11 , 12, 13, 14 zu vermeiden, ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Dichtmittel 22 vorgesehen, das zumindest bei schlupfender oder geschlossener Nasskupplung die durch die Profile 17, 18 bedingte Leckagestelle abdichtet. Hierzu sind radial innerhalb der Reibbeläge 15, 16 an der Reiblamelle 10 und an dem Abtriebsteil 19 ringförmige Dichtflächen 23, 24 vorgesehen, an denen die Tellerfeder 25 vorgespannt anliegt. Die Federcharakteristik der an dem Profil 18 zentrierten Tellerfeder 25 kann dabei so ausgelegt sein, dass bei offener Nasskupplung 1 keine oder nur geringe Vorspannung anliegt. Auf diese Weise wird ein durch die Reibung von sich bei offener Nasskupplung 1 gegeneinander verdrehender Reiblamelle 10 und Abtriebsteil 19 verursachtes Lastmoment der Nasskupplung verringert beziehungsweise eliminiert.
Im Weiteren sind die beiden Druckkammern 7, 8 durch die Endlamelle 4, das Abtriebsteil 19 und die Abtriebsnabe 26 voneinander getrennt. Der erzwungene Druckmittelfluss kann durch einen Überdruck in der Druckkammer 7 oder der Druckkammer 8 erzeugt werden. Bei einem Überdruck in der Druckkammer 8 wird das Druckmittel zuerst von radial innen über den Reibbelag 15 in den Zwischenraum 27 und von dort nach radial innen über den Reibbelag 16 in die Druckkammer 7 gedrückt und über den Durchstich 9 abgeleitet. Bei einem Überdruck in der Druckkammer 7 erfolgt der Druckmittelfluss in entgegengesetzte Richtung nach radial außen über den Reibbelag 16 in den Zwischenraum 27 und von dort nach radial innen über den Reibbelag 15 in die Druckkammer 8, die beispielsweise eine Wandlerkammer mit einem Turbinen- und Pumpenrad sein kann. Um gleichmäßige Kühleffekte beider seriell beströmter Reibbeläge zu erzielen, kann eine wechselseitige Druckbeaufschlagung der Druckkammern 7, 8 mit höherem Druck vorgesehen werden.
Figur 2 sieht eine zu der Nasskupplung 1 der Figur 1 ähnlich ausgestaltete Nasskupplung 1a vor, die im Unterschied zum Dichtmittel 22 der Figur 1 ein aus einer Elastomerdichtung gebildetes Dichtmittel 22a aufweist. Es kann sich hier um einen Dichtring 25a aus elastischem Kunststoff, beispielsweise Viton®, EPDM oder dergleichen handeln, dessen Elastizität vorteilhafter Weise so ausgebildet ist, dass bei geöffneter Nasskupplung 1a ein Spalt zu einer oder beiden Dichtflächen 23a, 24a gebildet wird. Der Dichtring 25a beispielsweise in Form einer Elastomerdichtung ist auf dem Profil 18 zentriert.
Zur Steigerung des erzwungenen Druckmittelstroms über die Reibbeläge 15, 16 kann die Endlamelle 4 radial außen durch die Dichtung 28 oder eine axial wirksame Dichtung 29 zum Gehäuse 2 abgedichtet werden. Auf diese Weise wird die Druckkammer 8 besser gegenüber dem Zwischenraum 27 abgedichtet, so dass ein zur Aufrechterhaltung des Druckmittelstroms über den Reibbelag 15 notwendiger Druckgradient zwischen dem Zwischenraum 27 und der Druckkammer 8 gewahrt bleibt. Es versteht sich, dass bei einer dichten Verbindung zwischen Endlamelle 4 und dem Gehäuse 2 eine entsprechende Dichtung entfallen kann. Zur Erhöhung der Abdichtung zwischen den beiden Druckkammern 7, 8 kann weiterhin zwischen dem Abtriebsteil 19 und der Abtriebsnabe 26 die Dichtung 30, die vorteilhafterweise - wie gezeigt - bei einer Ausgestaltung des Abtriebsteils 19 als auf der Abtriebnabe 26 zentriert und verdrehbar aufgenommenes Eingangsteil 20 des Drehschwingungsdämpfers 21 als WeI- lendichtring ausgeführt sein kann.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Nasskupplung 1b, bei der im Gegensatz zu den Nasskupplungen 1 , 1a der Figuren 1 und 2 mehrere, hier zwei ausgangsseitige Reiblamellen 10a, 10b vorgesehen sind, zwischen denen eine eingangsseitige, mit dem Gehäuse 2 drehfest und axial beschränkt verlagerbare Reiblamelle 4a angeordnet ist. Die beiden Druckkammern 7, 8 sind wie in Figur 1 gezeigt durch die Tellerfeder 25 zwischen der zum Abtriebsteil 19 mit entsprechend zur Aufnahme zweier Reiblamellen 10a, 10b axial verbreitertem Profil 18 benachbarten Reiblamelle 10b und dem Abtriebsteil 19 abgedichtet. Um eine serielle Durchströmung der Reibbeläge 15, 15a, 16, 16a zu erzielen, ist weiterhin ein Dichtmittel 22b zwischen den beiden Reiblamellen 10a, 10b sowie ein weiteres Dichtmittel 22c zwischen der Endlamelle 4 und der Reiblamelle 4a radial außerhalb der Reibbeläge 15, 15a, 16, 16a vorgesehen, so dass zwei Zwischenräume 27, 27a gebildet werden.
Dies ergibt bei einem gegenüber der Druckkammer 7 höheren Druck in der Druckkammer 8 einen erzwungenen Druckmittelstrom über den Reibbelag 15a in den Zwischenraum 27a. Die Tellerfeder 25c verhindert einen Übergang des Druckmittels zwischen der Reiblamelle 4a und dem Gehäuse 2 in den Zwischenraum 27, so dass vom Zwischenraum 27a das Druckmittel über den Reibbelag 16a in den radial innerhalb der Reibbeläge angeordneten Zwischenraum 27b gedrückt wird. Die Tellerfeder 25 verhindert einen direkten Übertritt des Druckmittels in die Druckkammer 7. Daher strömt das Druckmittel vom Zwischenraum 27b über den Reibbelag 15 in den Zwischenraum 27 und danach über den Reibbelag 16 in die Druckkammer 7. Bei einer Druckumkehr nimmt das Druckmittel den umgekehrten Weg über die Zwischenräume 27, 27a, 27b und die Reibbeläge 15, 15a, 16, 16a.
Figur 4 zeigt eine der Nasskupplung 1 b der Figur 3 ähnliche Nasskupplung 1 c mit dem Unterschied, dass in der Reiblamelle 4a zumindest eine Öffnung 31 vorgesehen ist, die die Zwischenräume 27, 27a miteinander verbindet. Infolgedessen werden die Reibbeläge 15, 15a, 16, 16a teilweise seriell und teilweise parallel durchströmt. Beispielsweise können bei einem Überdruck in der Druckkammer 8 nach einem Durchströmen des Reibbelags 15a die Reibbeläge 15, 16 parallel durchströmt werden, während der Reibbelag 16a durch einen Teilstrom des Druckmittels, das zuerst den Reibbelag 15 durchströmt und den Zwischenraum 27b befüllt seriell nach den Reibbelägen 15, 15a angeströmt wird.
Figur 5 zeigt eine gegenüber den vorigen Nasskupplungen 1 , 1a, 1b, 1c geänderte Nasskupplung 1d, bei der das Abtriebsteil 19 aus dem Lamellenträger 32 gebildet ist. Der Lamellenträger 32 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Eingangsteil 20 des Drehschwingungsdämpfers 21 drehfest verbunden, beispielsweise wie hier gezeigt mittels der Nieten 33 vernietet. Das Dichtmittel 22d zwischen den beiden Druckkammern 7, 8 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein Dichtblech 25d gebildet, das axial zwischen dem Eingangsteil 20 und dem Lamellenträger 32 mittels der Nieten 33 befestigt ist und radial außen eine Dichtfläche 34 zu der Reiblamelle 10 aufweist, die bei schlupfender oder geschlossener Nasskupplung 1d unter Vorspannung anliegt und eine über die Profile 17, 18 auftretende Leckage abdichtet. Figur 6 zeigt hierzu eine geänderte Ausführungsform einer der Nasskupplung 1d der Figur 5 ähnlichen Nasskupplung 1e mit dem Unterschied, dass das Dichtmittel 22e in Form des Dichtblechs 25e schwimmend auf dem axialen Ansatz 35 des Eingangsteils 20 zentriert und mittels des ebenfalls auf dem Ansatz 35 zentrierten axial wirksamen Energiespeichers 36 wie Tellerfeder zumindest bei schlupfender oder geschlossener Nasskupplung 1e mittels der Dichtfläche 34 gegen die die Reiblamelle 10 vorgespannt ist.
Figur 7 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Nasskupplung 1f, bei der das mit dem Eingangsteil 20a verbundene Scheibenteil 20b, das mit dem nur angedeuteten Turbinenrad 38 eines Drehmomentwandlers vernietet ist, auf der Antriebsnabe 26 zentriert ist, so dass das Eingangsteil 20a im Gegensatz zu den Eingangsteilen 20 der Figuren 1 , 5 und 6 radial verkürzt dargestellt werden kann. Ein axialer Ansatz 37 des Eingangsteils 20a trägt dabei das Profil 18, in dem die Reiblamelle 10 drehfest eingehängt ist und bildet damit das Abtriebsteil 19. Die Abdichtung der beiden Druckkammern 7, 8 über das Profil 18 bildet die Tellerfeder 25 entsprechend der Ausführungen unter Figur 1. Die Abdichtung im Bereich des Abtriebsteils 19 und der Abtriebsnabe 26 wird von einem Dichtblech 39 übernommen, das mit dem Abtriebsteil 19 mittels der Nieten 40, die gleichzeitig die Zentrierung der Tellerfeder 25 übernehmen, verbunden und axial an den Flansch 41 angelegt ist.
Bezuqszeichenliste
Nasskupplung a Nasskupplung b Nasskupplung c Nasskupplung d Nasskupplung e Nasskupplung f Nasskupplung
Gehäuse
Drehachse
Endlamelle a Reiblamelle
Kolben
Druckkammer
Druckkammer
Druckkammer
Durchstich 0 Reiblamelle 0a Reiblamelle 0b Reiblamelle 1 Reibfläche 2 Reibfläche 3 Reibfläche 4 Reibfläche 5 Reibbelag 5a Reibbelag 6 Reibbelag 6a Reibbelag 7 Profil 8 Profil 9 Abtriebsteil 0 Eingangsteil 0a Eingangsteil 0b Scheibenteil 1 Drehschwingungsdämpfer Dichtmittela Dichtmittelb Dichtmittelc Dichtmitteld Dichtmittele Dichtmittel
Dichtflächea Dichtfläche
Dichtflächea Dichtfläche
Tellerfedera Dichtringb Tellerfederc Tellerfederd Dichtbleche Dichtblech
Abtriebsnabe
Zwischenrauma Zwischenraumb Zwischenraum
Dichtung
Dichtung
Dichtung
Öffnung
Lamellenträger
Niet
Dichtfläche
Ansatz
Energiespeicher
Ansatz
Turbinenrad
Dichtblech
Niet
Flansch

Claims

Patentansprüche
1. Nasskupplung (1 , 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) mit zumindest einer in einem Gehäuse (2) untergebrachten und von einem axial verlagerbaren Kolben (5) gegen eine ein Widerlager zum Kolben (5) bildende Endlamelle (4) beaufschlagten Reiblamelle (10, 10a, 10b), die radial innerhalb von einen zwischen der zumindest einen Reiblamelle (10, 10a, 10b), dem Kolben (5) und der Endlamelle (4) und gegebenenfalls einer eingangs- seitigen Reiblamelle (4a) bei geschlossener Nasskupplung (1 , 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) einen Reibeingriff bildenden Reibflächen (11 , 12, 13, 14) mittels eines Profils (17) drehfest an einer zu diesen komplementären Profil (18) eines Abtriebsteils (19) der Nasskupplung aufgenommen ist, wobei die Reibflächen (11 , 12, 13, 14) zumindest im nicht geöffneten Zustand der Nasskupplung (1 , 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) zwei Druckkammern (7, 8) derart abtrennen, dass ein zwangsgeführter Druckmittelstrom durch Einstellung unterschiedlicher Drücke des Druckmittels über die Reibflächen (11 , 12, 13, 14) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leckagestrom zwischen den beiden Druckkammern (7, 8) über die Profile (17, 18) durch zumindest ein Dichtmittel (22, 22a, 22d, 22e) begrenzt wird.
2. Nasskupplung (1 , 1a, 1b, 1c, 1f) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (19) durch ein Eingangsteil (20, 20a) eines Drehschwingungsdämpfers (21) gebildet ist.
3. Nasskupplung (1d, 1e) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (19) durch einen Lamellenträger (32) gebildet ist.
4. Nasskupplung (1 , 1a, 1b, 1c, 1f) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dichtmittel (22, 22a, 22d, 22e) zwischen dem Abtriebsteil (19) und der zumindest einen Reiblamelle (10, 10b) angeordnet ist.
5. Nasskupplung (1 , 1a, 1b, 1c, 1f) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dichtmittel zwischen dem Eingangsteil (20, 20a) und der zumindest einen Reiblamelle (10, 10b) angeordnet ist.
6. Nasskupplung (1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren eingangsseitig und ausgangsseitig der Nasskupplung (1b, 1c) angeordneten Reiblamellen (4a, 10a, 10b) die zumindest eine radial außen drehfest mit dem Gehäuse (2) verbundene eingangsseitige Reiblamelle (4a) ein Dichtmittel (22c) zur Endlamelle (4) und die radial inneren Reiblamellen (10a, 10b) Dichtmittel (22b) zueinander beziehungsweise zum Abtriebsteil (19) aufweisen.
7. Nasskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren ein- gangsseitigen Reiblamellen zwischen diesen Dichtmittel vorgesehen sind.
8. Nasskupplung (1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlamelle (4) gegenüber dem Gehäuse (2) abgedichtet ist.
9. Nasskupplung (1d) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dichtmittel (22d) aus einem Dichtblech (25d) gebildet ist, das zwischen Lamellenträger (32) und Eingangsteil (20) befestigt ist und eine Dichtfläche (34) zu der zumindest einen Reiblamelle (10) bildet.
10. Nasskupplung (1e) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dichtmittel (22e) aus einem Dichtblech (25e) gebildet ist, das auf dem Eingangsteil (20) zentriert und axial gegen diesen verspannt ist sowie eine Dichtfläche (34) zu der zumindest einen Reiblamelle (10) bildet.
11. Nasskupplung (1f) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (20a) des Drehschwingungsdämpfers (21) radial nach innen verkürzt ausgebildet ist und zwischen dem Eingangsteil (20a) und einer Abtriebsnabe (26) ein mit dem Eingangsteil (20a) verbundenes Dichtblech (39) vorgesehen ist.
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