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1. (WO2005064179) EMBRAYAGE A DISQUES MUNI D'UN PALIER INTERMEDIAIRE
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Lamellenkupplung mit Zwischenlager

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung, umfassend einen Innenlamellenträger, auf dem Innenlamellen verdrehfest und axial verschieblich angeordnet sind, einen Außenlamellenträger, in dem Außenlamellen verdrehfest und axial verschieblich angeordnet sind, wobei die Innenlamellen und Außenlamellen axial abwechselnd angeordnet sind, um ein Lamellenpaket zu bilden.

Lamellenkupplungen dieser Art weisen einen Aktuator auf, der das sich an einem der Lamellenträger abstützende Lamellenpaket axial beaufschlagen kann, um Innenlamellenträger und Außenlamellenträger durch Aufbau eines Sperrmomentes zwischen den Innenlamellen und den Außenlamellen drehfest miteinander zu koppeln.

Ein Anwendungsgebiet solcher Lamellenkupplungen ist ihr Einsatz als hang-on Kupplung in einem Kraftfahrzeug, wobei durch Schließen der Lamellenkupplung eine zusätzliche Antriebsachse an einen Antriebsstrang für eine primäre Antriebsachse angekoppelt wird. Ein anderer Anwendungsfall solcher Lamellenkupplungen ist die Verwendung als Sperrkupplung in einem Differentialgetriebe, wobei durch Schließen der Lamellenkupplung ein Seitenrad des Differentialgetriebes mit dem Kupplungs- korb oder dem anderen Seitenrad des Differentialgetriebes in drehmomentübertragende Verbindung gebracht wird. Das Differentialgetriebe kann dabei ein Achsdifferential zwischen zwei Antriebsrädern oder ein Mittendifferential zwischen zwei Antriebsachsen sein.

Je nach Bauart des Aktuators können sich bei Lamellenkupplungen der genannten Art ungünstige oder eingeschränkte Lagerungsbedingungen für Innenlamellenträger und Außenlamellenträger ergeben. (DE 100 33 482 A1)

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenkupplung der genannten Art bereitzustellen, die bei günstiger Lagerung von Innenlamellenträger und Außenlamellenträger kurz baut.

Die Lösung hierfür besteht darin, daß der Innenlamellenträger eine Lagerbohrung hat, in der ein Wellenzapfen lagerbar ist, und der Außenlamellenträger mit einer Nabe verbunden ist, in die ein Wellenzapfen verdrehfest einsteckbar ist, der in der Lagerbohrung des Innenlamellenträger lagerbar ist. Auf diese Weise ist eine unmittelbare Lagerung zwischen Innenlamellenträger und Außenlamellenträger darstellbar, die sich im axialen Bereich der beiden Lamellenträger befindet und damit keine zu-sätzliche Baulänge erfordert. Durch die gegenseitige Lagerung mittels des genannten Wellenzapfens ist eine sichere Zentrierung der beiden Lamellenträger zueinander im Bereich ihres gegenseitigen Eingriffs möglich. Zusätzlich zu der genannten gegenseitigen Lagerung ist nur eine zusätzliche Lagerung für den Innenlamellenträger und eine zusätzliche Lagerung für den Wellenzapfen, der den Außenlamellenträger trägt, erforderlich. Die Lagerung des Innenlamellenträgers kann hierbei über ein weiteres Lager im Kupplungsgehäuse der Lamellenkupplung erfolgen. Der genannte Wellenzapfen kann in einem Getriebegehäuse gelagert sein, an den das Kupplungsgehäuse anflanschbar ist.

In bevorzugter Ausführung nimmt die Lagerbohrung des Innenlamellenträgers ein Wälzlager auf, in dem das freie Ende des genannten Wellenzapfens lagerbar ist, das als zylindrischer Zapfen auszuführen ist.

Weiterhin trägt die mit dem Außenlamellenträger verbundene Nabe eine innere Wel-lenverzahnung, in die der genannte Wellenzapfen mit einer entsprechenden Außenverzahnung einsteckbar ist. Hierbei wird eine radiale Spielfreiheit durch eine Kopfkreiszentrierung zwischen der Wellenverzahnung der Nabe und der Wellenverzahnung des Wellenzapfens möglich.

Der Außenlamellenträger ist bevorzugt mit der genannten Nabe einstückig ausgeführt, wobei Außenlamellenträger und Nabe axial ineinanderliegen und über ein Dek-kelelement miteinander verbunden sind. Ein Aktuator zur axialen Beaufschlagung des Lamellenpaketes ist bevorzugt koaxial zum Innenlamellenträger angeordnet und zwar - bezogen auf das Lamellenpaket - axial entgegengesetzt zum Deckel des Au-ßenlamellenträgers.

Der Innenlamellenträger kann über ein einziges Radiallager in einem Kupplungsge-häuse der Lamellenkupplung gelagert sein. Der Aktuator für das Lamellenpaket kann axial zwischen dem Lamellenpaket und der genannten Lagerung für den Innenlamellenträger angeordnet sein.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Innenlamellenträger einstückig mit einem Flansch verbunden, der mit einer Antriebswelle verschraubbar ist, während das Kupplungsgehäuse an ein weiteres Gehäuseteil anschraubbar ist, in dem der Wellenzapfen gelagert ist, der in die Nabe des Außenlamellenträgers einsteckbar ist.

Der Aktuator zur axialen Beaufschlagung des Lamellenpaketes kann als Kugelram-penmechanismus ausgebildet sein. Derartige Mechanismen umfassen zwei gegeneinander verdrehbare Scheiben, von denen die eine axial abgestützt und die andere axial verschiebbar ist. Eine der Scheiben ist drehfest gegenüber dem Kupplungsgehäuse gehalten, die andere ist drehend antreibbar. In den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Scheiben sind Kugelrillen mit über dem Umfang veränderli-eher Tiefe ausgeführt, die paarweise jeweils eine Kugel aufnehmen. Zumindest drei Kugeln sind über dem Umfang verteilt und werden von einem Kugelkäfig abstands-gleich gehalten. Bei einer gegenseitigen Verdrehung der Scheiben laufen die Kugeln von tieferen Rillenbereichen zu flacheren Rillenbereichen, so daß sich die axial verschiebbare Scheibe von der axial abgestützten Scheibe wegdrückt und das Lamel-lenpaket axial beaufschlagt. Bei einem Rückdrehen der Scheiben relativ zueinander laufen die Kugeln entsprechend von den flacheren Rillenbereichen wieder in die tieferen Rillenbereiche, so daß das Lamellenpaket entlastet wird. Der Kugelrampenme- chanismus kann auf dem Innenlamellenträger gelagert sein oder vorzugsweise unmittelbar im Kupplungsgehäuse abgestützt sein.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nach-stehend beschrieben.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Lamellenkupplung im Längsschnitt;

Figur 2 zeigt eine Lamellenkupplung nach Figur 1 mit eingestecktem Wellenzapfen.

Die Figuren werden gemeinsam beschrieben.

In einem Kupplungsgehäuse 11 ist ein Innenlamellenträger 12 mittels eines Kugellagers 13 drehbar radial gelagert. Über ein Axiallager 21 stützt sich der Innenlamellen-träger axial im Kupplungsgehäuse 11 ab. An dem Innenlamellenträger 12 ist ein Antriebsflansch 14 einstückig angeformt. Gegenüber dem Innenlamellenträger 12 drehbar angeordnet ist ein Außenlamellenträger 15, der über einen Deckel 16 mit einer Nabe 17 verbunden ist. Die Nabe 17 hat eine innere Wellenverzahnung 18, in die ein Wellenzapfen mit einer entsprechenden Außenverzahnung verdrehfest und radial spielfrei einsteckbar ist. Im Innenlamellenträger 12 ist eine Lagerbohrung 19 ausgeführt, in die ein Nadellager 20 eingesetzt ist. Das freie zylindrische Ende eines in die Wellenverzahnung 18 der Nabe 17 eingesteckten Wellenzapfens kann mittels des Nadellagers 20 gegenüber dem Innenlamellenträger 12 gelagert werden. Auf diese Weise kommt eine zweifache Lagerung des Innenlamellenträgers 12 innerhalb des Kupplungsgehäuses 11 zustande. Der nur in Figur 2 dargestellte in die Wellenverzahnung 18 mit einer Gegenverzahnung verdrehfest einsteckbare Wellenzapfen 40, der mit seinem zylindrischen Zapfenende 41 im Nadellager 20 gelagert ist, kann außerhalb des Kupplungsgehäuses 11 in einem hier nicht dargestellten Getriebegehäuse gelagert werden, das über Stehbolzen 38 an das Kupplungsgehäuse 11 anschraubbar ist. Der Innenlamellenträger 12 trägt Innenlamellen 22, der Außenlamellenträger 15 trägt Außenlamellen 23. Innenlamellen und Außenlamellen sind axial abwechselnd angeordnet und bilden gemeinsam ein Lamellenpaket 24. Das Lamellenpaket 24 stützt sich axial an einer auf dem Innenlamellenträger 12 mittels eines Sicherungsringes 25 festgelegten Scheibe 26 ab. Das Lamellenpaket 26 wird zur Axialverstellung von einer Druckplatte 27 axial beaufschlagt. Die Druckplatte 27 stützt sich über Tellerfedern 28 und einen Sicherungsring 29 auf dem Innenlamellenträger 12 ab. Die Druckplatte 27 ist über ein Nadellager 30 von einer Kugelrampen-verstellvorrichtung 31 beaufschlagbar, die eine im Kupplungsgehäuse 11 verdrehfest abgestützte Stützscheibe 32, eine drehend antreibbare Verstellscheibe 33 sowie zwischen beiden liegende Kugeln 34 hat, die in einem Kugelkäfig 35 abstandsgleich gehalten sind. Die Kugeln 34 laufen in nicht näher bezeichneten Paaren von Kugelrillen, die über dem Umfang derart veränderliche Tiefe haben, daß die Kugein beim relativen Verdrehen der Scheiben zueinander von tieferen Rillenbereichen zu flacheren Rillenbereichen laufen, so daß sich die Verstellscheibe 33 von der Stützscheibe 32 axial wegdrückt und über die Druckplatte 27 das Lamellenpaket beaufschlagt. Hierdurch wird ein Sperrmoment aufgebaut, das die Lamellenträger miteinander koppelt. Der Drehmomentfluß kann hierbei vom Innenlamellenträger zum Außenla-mellenträger erfolgen oder umgekehrt.

Der Kugelrampenmechanismus 31 ist über ein Untersetzungsgetriebe 36 von einem E-Motor 37 antreibbar, der in einem in das Kupplungsgehäuse 11 eingesetzten Dek-kel 39 gelagert ist. Der Flansch 14 ist mit einer Antriebswelle verbindbar. Das Kupp-lungsgehäuse 11 ist an ein Getriebegehäuse anflanschbar, in dem der Wellenzapfen gelagert ist. Über diesen nicht dargestellten Wellenzapfen kann der Innenlamellenträger 12 über das Nadellager 20 gegenüber dem Außenlamellenträger 15 abgestützt werden.

Bezugszeichenliste

11 Kupplungsgehäuse

12 Innenlamellenträger

13 Kugellager
14 Flansch
15 Außenlamellenträger

16 Deckel
17 Nabe
18 Wellenverzahnung

19 Lagerbohrung
20 Nadellager
21 Axiallager
22 Innenlamelle
23 Außenlamelle
24 Lamellenpaket
25 Sicherungsring
26 Stützscheibe
27 Druckscheibe
28 Tellerfeder
29 Sicherungsring
30 Nadellager
31 Kugelrampenanordnung Stützscheibe

Verstellscheibe

Kugel
Kugelkäfig
Untersetzungsstufe

E-Motor
Bolzen
Deckel
Wellenzapfen

Zapfenende