Anordnung zur axialen Abstützung einer Endlamelle eines Lamellenpaketes mittels eines Sprengringes

(Beschreibung)

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Sicherung eines Sprengringes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Stand der Technik

Es sind bereits Anordnungen zu axialen Abstützungen von Endlamellen von Lamellenpaketen mittels Sprengringen bekannt, z. B. DE 10 2005 007 384 A1 , bei denen zwischen einem Sprengring, welcher in einer Sicherungsnut eines Lamellenträgers sitzt, und einer Endlamelle eines Lamellenpaketes ein Sicherungselement sitzt. Die offenbarten Sicherungselemente weisen hierbei elastische Abschnitte auf, welche schräg nach radial außen ausgebildet sind und weiterhin federnd ausgebildet sind. Zur Montage des Sprengringes wird dieser in üblicher Weise zusammengezogen, so dass sich sein Außenumfang verringert, um in die Ringnut eingeführt werden zu können. Bei der Montage drückt der Sprengring die elastischen Bereiche des Si- cherungselementes axial in die Ebene des Sicherungselementes zurück und erst nach Aufschnappen des Sprengringes in die Ringnut federn die elastischen Elemente am Innenumfang des Sprengringes zurück in die Ebene des Sprengringes und sichern diesen nach radial innen. Nachteilig hierbei ist, dass durch die schräg nach radial außen ausgebildete Ausstellung ein Höhenverlust im Abstützdurch- messer der elastischen Elemente systematisch auftritt. Hierdurch ist die radiale Sicherung des Sprengringes nicht mehr unter allen Betriebszuständen gewährleistet. Als weiterer Nachteil der bekannten Lösung hat sich herausgestellt, dass sich durch Lüftspiel und Verschleiß der Belaglamellen, die Endlamelle und somit auch die Sicherungslamelle sich axial vom Sprengring entfernen können. Hierdurch ent- fernen sich auch die, den Sprengring sichernden axialen Elemente axial von diesem, so dass sie nicht mehr radial unterhalb des Sprengringes stehen und diesen somit nicht mehr nach radial innen sichern können.

Darstellung der Erfindung

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung eine Anordnung zur Sicherung eines Sprengringes zu schaffen, welche die Nachteile gegenüber dem Stand der Technik behebt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Sicherungs- lamelle so auszubilden, dass weiterhin ein axiales Lüftspiel zwischen der Endlamelle und dem Sprengring möglich ist, aber zusätzlich die radiale Sicherung des Sprengringes gewährleistet bleibt. Vorteilhaft bei dieser Lösung ist, dass im Vergleich zu anderen möglichen Lösungen des Problems, bei welchen mechanisch ein Lüftspiel zwischen der Endlamelle und dem Sprengring verhindert werden könnte, keine weiteren Baueinheiten, welche ihrerseits Bauraum beanspruchen und Kosten verursachen, benötigt werden.

Eine erste spezielle Ausgestaltung der Erfindung sieht hierbei vor, dass die elastischen Elemente integral mit der Sicherungslamelle ausgebildet sind und in Um- fangshchtung axial aus der Ebene der Sicherungslamelle in einem Winkel herausstehen. Vorteilhaft hierbei ist, dass der Außendurchmesser der elastischen Elemente, unabhängig vom Winkel, in welchem diese aus der Sicherungslamelle herausstehen, sich nicht verändert. Hierdurch können die elastischen Elemente in einem weit größeren Winkel im Vergleich zum bekannten Stand der Technik her- ausgestellt werden, ohne dass ein radiales Lüftspiel zwischen den elastischen E- lementen und dem Sprengring auftritt. Dieser Vorteil ist sowohl bei einem Sprengring gegeben, der in einer Sicherungsnut am Innenumfang eines Lamellenträgers sitzt und von radial innen durch das Sicherungselement gehalten wird, als auch bei einem Sprengring gegeben, der an einem Außenumfang in einer Nut sitzt und von radial außen von den elastischen Elementen radial gesichert wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der elastischen Elemente ist, dass sie sich über den gesamten axialen Bauraum des Sprengringes und auch möglicherweise darüber hinaus axial erstrecken können. Hierdurch wird auch bei einem axialen Lüftspiel zwischen der Endlamelle und dem Sprengring, bei welchem sich das Sicherungselement axial vom Sprengring entfernen kann, gewährleistet, dass das elastische Element weiterhin den Sprengring von radial innen oder von radial außen sichert. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der elastischen Elemente

sieht vor, dass die elastischen Elemente in Form von Kreissegmenten ausgebildet sind, deren Außen- bzw. Innendurchmesser dem Außen- bzw. Innendurchmessers des zu sichernden Sprengringes angepasst sind.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die elastischen Elemente in Umfangshchtung entgegen der Drehrichtung der Lamellen ausgestellt, damit im Falle einer Kollision mit anderen Bauteilen die Zungen elastisch zurückgedrückt werden können, in Richtung der Ebene der Sicherungslamelle, und nicht auf evtl. kollidierende Bauteile auflaufend sind.

Nach einer zweiten erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen, dass die elastischen Elemente integral mit der Sicherungslamelle ausgebildet sind und im eingebauten Zustand der Sprengring axial beidseitig umfasst wird.

Vorteilhaft hierbei ist, dass sich dadurch die Sicherungslamelle, auch bei einem Lüftspiel zwischen Endlamelle und dem Sprengring, nicht vom Sprengring axial entfernen kann, und somit die radiale Sicherung des Sprengringes weiterhin unabhängig eines eventuellen Lüftspiels der Endlamelle gewährleistet ist.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht hierbei vor, dass die elastischen Elemente, welche zur Sicherung eines Sprengringes, welcher gegen eine Verschiebung nach radial innen gesichert werden soll, U-förmig ausgebildet sind, welche nach radial innen sowie axial elastisch verschwenkbar sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 : Eine erfindungsgemäße Radialsicherung eines Sprengringes in einer Lamellenkupplungseinrichtung.

Figur 2: Die erfindungsgemäße Sicherungslamelle in einer seitlichen Aufsicht.

Figur 3: Die erfindungsgemäße Sicherungslamelle in einer Draufsicht

Figur 4a, 4b: zwei alternative Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Sicherungslamelle im Schnitt

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung In Fig. 1 ist eine Lamellenkupplungseinrichtung 14 dargestellt, welche aus zwei koaxial angeordneten radial gestaffelten Lamellenkupplungen besteht. Hierbei ist die äußere Lamellenkupplung der inneren Getriebeeingangswelle 48 zugeordnet und die innere Lamellenkupplung der äußeren, als Hohlwelle ausgebildeten, Getriebeeingangswelle 50. Zur Drehmomentübertragung des Drehmoments, welches von einer Antriebseinheit erzeugt wird, auf eine der beiden Getriebewellen, wird die zugehörige Kupplung mittels eines Betätigungskolbens 26, 42 geschlossen. Das Drehmoment wird über die Eingangsnabe 32 auf den Mitnehmer 34 übertragen, von wo aus es in seinem radial äußeren Bereich in den Lamellenträger 2 eingeleitet wird. Im Falle der Betätigung der äußeren Lamellenkupplung mittels des Betäti- gungskolbens 26 wird hierzu der Druckraum 46 mit Drucköl befüllt, wodurch sich der Kolben 26 nach rechts bewegt und somit das Lamellenpaket 24, welches aus den Außenlamellen 18 und Innenlamellen 19 besteht, kraftschlüssig schließt. Hierdurch wird das Drehmoment vom Lamellenträger 2 über das Lamellenpaket auf den inneren Lamellenträger 30 übertragen, von wo aus es nach radial innen über eine Nabe bzw. deren Innenverzahnung auf die innere Getriebeeingangswelle 48 übertragen wird. Im Falle der Drehmomentübertragung über die radial innere Kupplungseinrichtung wird das Drehmoment über den Lamellenträger 2 weiter nach radial innen auf die ölzuführnabe 36 übertragen und von dort aus auf den Außenla- mellenträger 38, welcher mit der ölzuführnabe drehfest verbunden ist. Zur Dreh- momentübertragung wird jetzt der Betätigungskolben 42 geschlossen in dem der zugehörige Druckraum 44 mit Drucköl befüllt wird. Hierdurch wird wiederum das Lamellenpaket der inneren Kupplungseinrichtung geschlossen, wodurch das

Drehmoment vom Außenlamellenträger 38 auf den Innenlamellenträger 40 der inneren Kupplungseinrichtung übertragen wird und von dort aus nach radial innen über eine Verzahnung auf die äußere Getriebeeingangswelle 50. Die beiden Lamellenpakete 24, 124 werden bei Betätigung der beiden Betätigungskolben 26, 42 jeweils am äußeren Lamellenträger 2, 38 axial abgestützt. Hierzu ist jeweils ein Sprengring 6, 106 in einer Ringnut 8, 108 angeordnet. Die beiden Endlamellen 22, 122 sind axial dicker ausgestaltet als die jeweiligen anderen Außenlamellen, um eine genügend axiale Steifigkeit aufzuweisen. Um einen Kraftschluss zur Drehmomentübertragung zu erlangen, wird jeweils die Endlamelle über den Sprengring 6, 106 axial abgestützt. Zwischen der Endlamelle 22 der äußeren Lamellenkupplung und dem Sprengring 6 ist die Sicherungslamelle 10 angeordnet, welche an ihrem Außenumfang ein Verzahnungsprofil aufweist, womit es im Innenverzahnungsprofil des Außenlamellenträgers 2 drehfest aufgenommen ist. Die axiale Dicke der Sicherungslamelle 10 ist hier vergleichsweise dünn gegenüber der Endlamelle 22. Die Sicherungslamelle 10 weist elastische Elemente 12 auf, welche als federnde Zungen ausgebildet sind und axial aus der Ebene des Sicherungselementes herausstehen. Die axiale Erstreckung des Außenbereichs der elastischen Elemente 12 ist hierbei so groß gewählt, dass der axiale Bereich des Sprengringes 6 mehr als ü- berdeckt wird. Der Sprengring 6 liegt mit seinem Außenumfang passgenau in der Ringnut 8 des Außenlamellenträgers 2 an. Hierbei sitzt der Sprengring nicht lose in der Ringnut, sondern ist, durch seine Federvorspannung, vorgespannt eingebaut. Am Innenumfang des Sprengringes 6 sind in unmittelbarer Nähe die elastischen Elemente 12 angeordnet. Bei eventuellen Torsionsschwingungen, welche von der Antriebseinheit auf den Außenlamellenträger 2 übertragen werden, kann der Sprengring 6 im ungünstigsten Fall in Resonanz geraten, zu schwingen anfangen und ohne eine Radialsicherung nach radial innen aus seiner Ringnut heraustreten. Durch die Anordnung der elastischen Elemente 12, direkt radial innerhalb des Sprengringes 6, stößt dieser bei Radialschwingungen gegen den Außenumfang der elastischen Elemente und kann sich somit radial nicht genügend verkleinern, um die Ringnut 8 verlassen zu können.

Im Betrieb der Lamellenkupplungseinrichtung kommt es vor, dass die Innenlamellen 19, welche als Belaglamellen ausgebildet sind, verschleißen, so dass sich insgesamt die axiale Dicke des Lamellenpakets 24, 124 verringert. Man spricht hier von einem Setzen des Lamellenpakets. Die Drehmomentübertragungsfähigkeit wird hier nicht relevant beeinflusst. Durch dieses Setzen des Lamellenpaketes kann es jedoch vorkommen, dass bei geöffneter Kupplung sich ein gewisses Lüftspiel im Lamellenpaket einstellt. Dadurch bedingt, kann die Endlamelle 22 bzw. 122 sich axial nach links vom Sprengring 6 bzw. 106 entfernen. Die Sicherungslamelle 10, 101 weist somit ein axiales Spiel auf und kann sich axial vom Sprengring 6 bzw. 106 entfernen. Dadurch, dass die elastischen Elemente in Umfangshchtung aus der Ebene der Sicherungslamelle herausgebogen sind, wird der Sprengring 6 bzw. 106 auch bei einem axialen Abwandern des Sicherungselementes von axial innen gesichert. Die axiale Erstreckung der heraus geklappten Sicherungselemente 12, 1 12 ist hierbei so groß gewählt, dass der Sprengring 6, 106 vorzugsweise im- mer auf seiner gesamten axialen Breite von radial innen überdeckt wird.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Sicherungslamelle 10 in einer dreidimensionalen Darstellung offenbart. Deutlich zu erkennen sind hierbei die elastischen Elemente 12, welche in Umfangsrichtung aus der Ebene der Sicherungslamelle her- ausgeklappt sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Sicherungslamelle beträgt der Winkel zwischen den ausgestellten Elementen 12 und der ebene der Sicherungslamelle 10 in etwa 45 °. Die axiale Erstreckung der elastischen Elemente 12, ist gegeben durch den sin des Ausstellwinkels multipliziert mit der Länge der elastischen Elemente 12. Wird ein kleinerer Winkel als 45 ° gewählt, sind entsprechend die elastischen Elemente 12 in Umfangsrichtung der Sicherungslamelle länger auszugestalten um eine entsprechende axiale Erstreckung zu erlangen, welche gewährleistet, dass beim Verschieben der Sicherungslamelle weg vom Sprengring dieser weiterhin radial gesichert wird.

In Fig. 3 ist die Sicherungslamelle aus Fig. 2 in Draufsicht dargestellt. Deutlich zu erkennen sind die ausgestanzten Bereiche, durch welche die elastischen Elemente 12 entlang den Biegelinien B elastisch ausgestellt sind. Die elastischen Elemente

12 sind hierbei in Umfangsrichtung nicht gekrümmt ausgebildet und erstrecken sich in Tangentialrichtung der Lamelle. Bei in Umfangsrichtung sich länger erstreckenden Elementen 12 ist es hingegen sinnvoll, diese entsprechend gekrümmt dem Verlauf der Sicherungslamelle auszubilden. Der Krümmungsradius entspricht hier- bei im Wesentlichen dem Innenradius des eingesetzten Sprengringes, welcher zu sichern ist, mit einem zur Montage entsprechendem eventuell notwendigem Lüftspiel.

In den Fig. 4a, 4b sind schematisch alternative Ausführungsbeispiele von Siche- rungslamellen 1 10 dargestellt, bei welchen die elastischen Elemente 1 12 den Sprengring 106 axial umfassen. Hierdurch ist gewährleistet, dass beim Lüftspiel des Lamellenpaketes die Sicherungslamelle sich nicht vom axial festgelegten Sprengring 106 entfernen kann. Der Sprengring ist hierbei zwischen der Sicherungslamelle und den elastischen Elementen am Innenumfang eingeklemmt oder zumindest axial in seinem Freiraum begrenzt.

In Fig. 4b ist in gestrichelter Darstellung das elastische Element 1 12 beim Einbauvorgang dargestellt. Das elastische Element ist hierbei nicht in Umfangsrichtung ausgestellt, sondern nach radial innen. Beim axialen Verfahren des Sprengringes gegen die elastischen Elemente 1 12, werden diese radial nach innen geschwenkt, wodurch der Sprengring an der Sicherungslamelle anliegen kann. Anschließend federn die elastischen Element 1 12 wieder frei nach radial außen wodurch der Sprengring axial beidseitig gefasst ist.

Bezugszeichenliste

2. abstützendes Bauteil; Lamellenträger

4. abstützendes Bauteil

6. Sprengring

8. Ringnut

10. Sicherungslamelle

12. elastische Elemente

14. Lamellenkupplungseinrichtung

16. Verzahnungsprofil

18. Lamellen

19. Innenlamellen

20. Verzahnungsprofil

22. Endlamelle

24. Lamellenpaket

26. Betätigungskolben

28. Rückstellfeder

30- Innenlamellenträger

32. Eingangsnabe

34. Mitnehmer

36. ölzuführnabe

38. Außenlamellenträger

40. Innenlamellenträger

42. Betätigungskolben

44. Druckraum

46. Druckraum

48. Getriebeeingangswelle

50. Getriebeeingangswelle

106. Sprengring

108. Ringnut

110. Sicherungslamelle

112. elastische Elemente