Kraftübertragungsaggregat mit gewelltem Sicherungsring

Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 1 382 872 Al ist eine Mitnehmereinheit für Kraft¬ übertragungsaggregate bekannt. Eine solche Mitnehmereinheit findet insbesondere, aber nicht ausschließlich, zur Antriebs¬ oder Abtriebsanbindung von Lamellenkupplungssystemen in Dop¬ pelkupplungen Verwendung.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Mitnehmereinheiten be- stehen im Wesentlichen aus einer Mitnehmerscheibe und einem Lamellenträger. In der EP 1 382 872 Al ist eine formschlüssige Kombination aus Mitnehmerscheibe und Außenlamellenträger ge¬ zeigt. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein Innenlamellenträ- ger formschlüssig, antriebs- oder abtriebsseitig mittels einer Mitnehmerscheibe angebunden ist. Zur Herstellung einer form¬ schlüssigen Verbindung zwischen Mitnehmerscheibe und Lamellen¬ träger ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Mitneh¬ merscheibe mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Außenver¬ zahnung zu versehen. Am Lamellenträger ist eine zur Außenver- zahnung der Mitnehmerscheibe zumindest abschnittsweise form- und funktionskomplementäre Innenverzahnung vorgesehen. Zur Montage der Mitnehmereinheit wird die Mitnehmerscheibe mit der Außenverzahnung in die Innenverzahnung des Lamellenträgers eingesetzt .

Die formschlüssige Verbindung zwischen Mitnehmerscheibe und Lamellenträger ist üblicherweise aus Montagegründen und wegen einer wirtschaftlichen Herstellung spielbehaftet. Hierdurch kommt es zu erhöhten Verschleißerscheinungen, insbesondere durch Einhämmern der Verbindung von Mitnehmerscheibe und La¬ mellenträger. Weiterhin nachteilig ist eine Leerlauf- Geräuschentwicklung durch die spielbehaftete formschlüssige Verbindung.

Die Nachteile könnten durch eine spielfreie Verbindung zwi¬ schen Mitnehmerscheibe und Außenlamellenträger beseitigt wer¬ den. Eine Spielfreiheit kann jedoch nicht in jedem Fall ge- währleistet werden, da durch Verschleißerscheinungen, ungüns¬ tige Toleranzlagen, etc. im Betrieb dennoch ein Spiel in der formschlüssigen Verbindung auftreten kann. Insbesondere durch den Einbau von Kupplung mit Mitnehmerscheibe zwischen Getriebe und Motor im Antriebsstrang eines Fahrzeugs kann durch radiale Fluchtungsfehler zwischen Getriebeeinganswelle und Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ein Biegemoment (Umlaufbiegung) über die Mitnehmerscheibe auf die Kupplung geleitet werden. Dies hat zur Folge, dass sich die Mitnehmerscheibe relativ zum Au¬ ßenlamellenträger in axialer Richtung, innerhalb der form- schlüssigen Verbindung, bewegen möchte.

Aus"der EP 1 496 287 Al ist ein gattungsgemäßes Kraftübertra¬ gungsaggregat bekannt. Bei dem bekannten Kraftübertragungsag¬ gregat ist eine Halbschale eines Torsionsschwingungsdämpfers axial mit einem weiteren Bauteil des Kraftübertragungsaggrega¬ tes verbunden. Zu diesem Zweck ist ein ebener Sicherungsring vorgesehen, der innerhalb einer Sicherungsringnut angeordnet ist und sich einerseits an einer Nutwand und andererseits an der Halbschale abstützt und so die Halbschale axial fest gegen das weitere Bauteil drückt. Bei Kraftübertragungsaggregaten kommen eine Vielzahl solcher oder ähnlicher axialer Verbindun¬ gen von mindestens zwei Bauteilen unter Zuhilfenahme eines Si¬ cherungsrings vor. Die Sicherungsringe müssen u.a. aus Gründen des Toleranzausgleichs, der Spielreduzierung oder der Ge¬ räuschreduzierung passgenau ausgelegt werden. Damit sind für jeden Einzelfall eine Vielzahl von Sicherungsringen mit fein abgestuften Breiten vorrätig zu halten, die dann nach dem je- weiligen Ausmessen des sich ergebenden Bauraums in der korrek¬ ten Breite ausgewählt und verbaut werden müssen. Prinzipbe¬ dingt lässt sich aufgrund dieser Problematik keine absolute Spielfreiheit erreichen, da aus Logistik- und Handhabungsgrün¬ den nicht jede denkbare Breite vorgehalten werden kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Kraftübertragungsaggregat vorzuschlagen, bei dem mindestens zwei Bauteile axial spiel¬ frei miteinander verbunden sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter¬ ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zumindest bei der axialen Verbindung von zwei Bauteilen eines Kupplungsaggrega¬ tes den bisher üblichen ebenen Sicherungsring durch einen, insbesondere in Umfangsriehtung, gewellten und damit federnd ausgebildeten Sicherungsring zu ersetzen. Durch die Verwendung eines gewellten Sicherungsrings werden die zu verbindenden Bauteile in axialer Richtung gegeneinander vorgespannt . Da sich der gewellte Sicherungsring in gewissen Grenzen dem zur Verfügung stehenden Bauraum anpassen kann, wird eine spiel- freie Axialverbindung sichergestellt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftübertra¬ gungsaggregates ergeben sich neben der Bereitstellung einer spielfreien Verbindung eine Vielzahl von weiteren Vorteilen, wie eine einfachere Logistik, eine geringere Lagerhaltung, so¬ wie reduzierte Kosten.

Bei folgenden Einsatzgebieten ist die Verwendung eines gewell¬ ten Sicherungsrings zur Herstellung einer spielfreien Axial¬ verbindung besonderes vorteilhaft:

• Axiale Festlegung eines Torsionsschwingungsdämpfers an einem Bauteil des Kraftübertragungsaggregates, insbeson¬ dere an einem Gehäuses des Kraftübertragungsaggregates

• Anbindung von Lamellenträgern, insbesondere von mehrtei¬ ligen Lamellenträgern, an ein Bauteil des Kraftübertra- gungsaggregates

• Anbindung eines Pumpenantriebsrades oder funktionsähnli¬ chen Bauteilen an ein Bauteil des Kraftübertragungsaggre¬ gates

• Anbindung eines Verschlussdeckels oder funktionsähnlichen Bauteilen an ein Bauteil des Kraftübertragungsaggregates

• Anbindung eines Kolbens, insbesondere von mehrteiligen Kolben, an ein Bauteil des Kraftübertragungsaggregates

Weiterhin kann der gewellte Sicherungsring zur axialen Fest¬ setzung einer Mitnehmerscheibe an einem Lamellenträger einge¬ setzt werden. Durch das Vorsehen eines gewellten Sicherungs- rings zu diesem Zweck wird eine axiale Bewegung der Mitnehmer¬ scheibe innerhalb der nun teilweisen kraftschlüssigen Verbin¬ dung zum Lamellenträger vermieden. Insbesondere wird zusätz- lieh, im Bereich kleiner Drehmomente, durch die axiale Vor¬ spannung eine Bewegung in Umfangsriehtung innerhalb eines e- ventuell vorhandenen Spiels verhindert, weil auch hier auf¬ grund von Reibungskräften für kleinere Drehmomente eine kraft- schlüssige Verbindung vorliegt. Somit kann eine Geräuschent¬ wicklung im Leerlauf unterbunden werden.

Der gewellte Sicherungsring ist dabei so auszulegen, dass die resultierende Vorspannkraft so groß ist, dass die Axialkraft aufgrund des maximalen Umlaufbiegemoments immer kleiner bleibt als diese Vorspannkraft. Nur hierdurch kann ein „Abheben" der Mitnehmerscheibe und somit auch eine Relativbewegung in axia¬ ler Richtung vermieden werden. Weiterhin sollte die mit der Vorspannkraft erzeugte Haftreibung in Umfangsrichtung groß ge- nug sein, um insbesondere bei kleinen Drehmomenten im Leerlauf eine Bewegung der Mitnehmerscheibe in Umfangsrichtung zu ver¬ hindern. Hierdurch werden Geräusche, wie ein Leerlaufrasseln, sicher verhindert. Weiterhin wird ein Verschleiß an der Ver¬ bindungsstelle ebenfalls verhindert.

Eine optimale kraft-/formschlüssige Verbindung zwischen Mit¬ nehmerscheibe und Lamellenträger wird dadurch gewährleistet, dass die Mitnehmerscheibe mit einer Außenverzahnung versehen ist, und der Lamellenträger mit einer zur Außenverzahnung der Mitnehmerscheibe zumindest abschnittsweise formkomplementären Innenverzahnung versehen ist. Dabei ist es sinnvoll, aber nicht notwendig, dass sich in eingesetztem Zustand die Innen¬ verzahnung und die Außenverzahnung zumindest abschnittsweise hintergreifen.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn sicher der gewellte Siche¬ rungsring einerseits an der Mitnehmerscheibe und andererseits am Lamellenträger, vorzugsweise in einer Sicherungsringnut im Lamellenträger, abstützt. Da bei einigen Konstruktionsvarian¬ ten von Mitnehmereinheiten bereits ein Sicherungsring zur axi¬ alen Fixierung der Mitnehmerscheibe vorgesehen ist, ist es von Vorteil, diesen herkömmlichen Sicherungsring durch einen bei- spielsweise gewellten, federnd ausgebildeten Sicherungsring zu ersetzen. Mit einem solchen gefederten Sicherungsring sind be¬ reits relativ hohe Vorspannkräfte zu verwirklichen. Montage- seitig bzw. logistisch resultiert aus der Wahl eines gewellten Sicherungsrings als Mittel zur axialen Vorspannung ein erheb- licher Vorteil, da die bisher notwendigen dickenmäßig gestuf¬ ten Sperrringe durch einen einzigen, gewellten Ring ersetzt werden können. Je nach Toleranzlage waren bis zu elf verschie¬ dene Dickenstufungen notwendig. Dieser Toleranzausgleich wird nun von einem einzigen, gewellten Ring innerhalb des Federwe- ges übernommen.

Die federnde Eigenschaft des gewellten Sicherungsrings hat den Vorteil die dynamische Belastung auf die im Lamellenträger eingebrachte Sicherungsringnut zumindest vermindert wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen, die verschiedene Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Mitnehmer¬ scheibe und eines Außenlamellenträgers in unmontier- tem Zustand,

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Mitnehmereinheit,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Mitnehmereinheit mit gewelltem Sicherungsring, Fig. 4 einen Ausschnitt einer Lamellen-Doppelkupplung mit Torsionsschwingungsdärnpfer,

Fig. 5 einen Ausschnitt einer anderen Ausführungsform einer Lamellen-Doppelkupplung und

Fig. 6 einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Lamellen-Doppelkupplung.

In den Figuren sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit glei¬ cher Funktion mit den identischen Bezugszeichen gekennzeich¬ net.

Die Figur 1 zeigt in perspektivischer und unvollständiger Dar¬ stellung eine Mitnehmereinheit 1. Insbesondere zeigt Fig. 1 keine Mittel zur axialen Vorspannung der Mitnehmerscheibe 3. Gezeigt sind lediglich eine Mitnehmerscheibe 3 sowie beispiel¬ haft ein Außenlamellenträger 2. Die Mitnehmerscheibe 3 ist mit einer umlaufenden Außenverzahnung 4 ausgestattet. Der Außenla¬ mellenträger 2 weist eine Innenverzahnung 5 auf. Im vorliegen¬ den Ausführungsbeispiel weist der Außenlamellenträger 2 im Be¬ reich jedes Zahns 6 eine schlitzartige Ausnehmung 7 auf, wobei jede schlitzartige Ausnehmung im montierten Zustand jeweils von einem Zahn 8 der Außenverzahnung 4 durchgriffen wird. Durch die spezielle Ausgestaltung der Zähne 8 und der schlitz¬ artigen Ausnehmungen 7 wird eine Hintergreifung von Außenver¬ zahnung 4 und Innenverzahnung 5 erreicht. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die dargestellte Ausbildung der form- schlüssigen Verbindung zwischen Mitnehmerscheibe und Lamellen¬ träger nur beispielhaft dargestellt ist . Die Erfindung kann mit auch mit anders ausgebildeten Verbindungen realisiert wer¬ den. Es reicht beispielsweise eine Außenverzahnung am Umfang der Mitnehmerscheibe 3 aus, welche in Ausnehmungen des Lamel- lenträgers aufgenommen wird. Ein spezieller Hintergriff, oder beispielsweise das Vorsehen einer Innenverzahnung am Lamellen¬ träger sind nicht zwingend notwendig.

Aus Übersichtlichkeitsgründen wurden die in dem Lamellenträger in bekannter Weise vorgesehenen, axial verschieblichen Reibla¬ mellen in keinem Ausführungsbeispiel dargestellt.

In Fig. 2 ist eine Mitnehmereinheit im montierten Zustand an¬ gedeutet, wobei auch hier keine Mittel zur axialen Vorspannung der Mitnehmerscheibe 3 eingezeichnet sind. Es wird deutlich, dass die Mitnehmerscheibe 3 und der Lamellenträger 2 im mon¬ tierten Zustand eine gemeinsame Drehachse 9 aufweisen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die formschlüssige Verbin¬ dung zwischen Mitnehmerscheibe 3 und Außenlamellenträger 2 durch eine Außenverzahnung 4 an der Mitnehmerscheibe 3 sowie einer Innenverzahnung 5 am Lamellenträger 2 gebildet, wobei die Zähne 8 der Außenverzahnung 4 in schlitzartige Ausnehmun- gen 7 des Lamellenträgers 2 eingreifen. Besonders bei der dar¬ gestellten formschlüssigen Verbindung ist, dass sich Außenver¬ zahnung 4 und Innenverzahnung 5 hintergreifen. Wie bereits er¬ wähnt, ist die gewellte kraftschlüssige Verbindung nur bei¬ spielhaft zu verstehen. In einer wesentlich einfacheren Aus- gestaltungsform ist gar keine Innenverzahnung vorgesehen und die Außenverzahnung 4 ist in Ausnehmungen im Lamellenträger 2 aufgenommen.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Mitnehmerein- heit 1, bestehend aus einem Lamellenträger 2 mit nicht darge¬ stellten Außenlamellen, sowie einer antriebsseitigen Mitneh¬ merscheibe 3. Die Mitnehmerscheibe 3 ist umfangsseitig kraft¬ schlüssig mit dem Außenlamellenträger 2 verbunden. Dabei grei- fen Zähne 8 der Mitnehmerscheibe 3 in schlitzartige Ausnehmun¬ gen 7 im Lamellenträger 2. Die Mitnehmerscheibe stützt sich in axialer Richtung am Ende 10 der schlitzartigen Ausnehmung 7 am Lamellenträger 2 ab. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein in Umfangsrichtung gewellter Sicherungsring 12 zur axialen Vorspannung vorgesehen. Der gewellte Sicherungsring 12 ist um¬ laufend ausgebildet und stützt sich wiederum am Lamellenträger 2 in einer Sicherungsringnut 13 ab. Die Sicherungsringnut 13 ist in den Lamellenträger 2 umlaufend eingebracht. In Fig. 1 ist eine Sicherungsringnut 13 zur Aufnahme eines herkömmlichen Sicherungsrings 15 dargestellt.

Aus einer Radialkraft FR resultiert ein Biegemoment M. Die Ra¬ dialkraft FR ist beispielsweise auf einen nicht exakt fluchten- den Einbau des Kraftübertragungsaggregats im Antriebsstrang zurückzuführen. Aus dem Biegemoment M resultiert eine Axial- kraft Fa, aufgrund derer sich die Mitnehmerscheibe 3 in axialer Richtung bewegen möchte. Mit Hilfe des gewellten Sicherungs¬ rings zur axialen Vorspannung wird die Axialkraft Fa kompen- siert. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel er¬ folgt auch der axiale Toleranzausgleich mittels des gewellten Sicherungsringes 12. Dabei ist der gewellte Sicherungsring 12 so auszulegen, dass die Axialkraft Fa aufgrund des Biegemo¬ ments M immer kleiner ist als die Vorspannkraft. Nur so wird ein „Abheben" der Mitnehmerscheibe 3 verhindert. Außerdem muss die mit der. Vorspannkraft erzeugte Reibkraft in Umfangsrich- tung groß genug sein, um bei zumindest kleinen Drehmomenten eine Bewegung der Mitnehmerscheibe in Umlaufrichtung zu ver¬ hindern. Montageseitig bzw. logistisch resultiert aus der Ver- wendung eines gewellten Sicherungsrings 12 anstelle von ebenen Sicherungsringen ein erheblicher Vorteil, da die bisher not¬ wendigen dickenmäßig gestuften Sperrringe durch einen einzi¬ gen, gewellten Ring ersetzt werden können. Je nach Toleranzla- ge waren bis zu elf verschiedene Dickenstufungen notwendig. Dieser Toleranzausgleich wird nun von einem einzigen, gewell¬ ten Ring innerhalb des Federweges übernommen.

In Figur 4 ist eine an sich bekannte Lamellen-Doppelkupplung 16 mit einem ebenfalls an sich bekannten Torsionsschwingungs- dämpfer 17 dargestellt. Eine Schale 19 des Torsionsschwin- gungsdämpfers 17 ist in axialer Richtung mittels eines gewell¬ ten Sicherungsrings 18 an einem Gehäuseteil 20 der Lamellen- Doppelkupplung 16 festgelegt. Der gewellte Sicherungsring 12 ist in einer in dem Gehäuseteil 20 umlaufend eingebrachten Si¬ cherungsringnut 13 angeordnet und ragt radial nach innen über diese hinaus. Der gewellte Sicherungsring 12 stützt sich axial mit einer Seite an einer Nutwand 18 der Sicherungsringnut 13 ab. Mit seiner gegenüberliegenden Seite stützt sich der ge¬ wellte Sicherungsring 12 axial an der Außenseite der Schale 19 des Torsiorisschwingungsdämpfers 17 ab. Die Schale 19 und das Gehäuseteil 20 stützen sich wiederum axial an einem weiteren Gehäuseteil 21 ab. Durch das Vorsehen des gewellten Siche- rungsrings 12 wird die Schale 19 des Torsionsschwingungsdämp- fers 17 in axialer Richtung gegen das weitere Gehäuseteil 21 vorgespannt.

In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform einer an sich be- kannten Lammellen-Doppelkupplung 16 dargestellt. Es ist wei¬ terhin gezeigt, dass ein äußerer Lamellenträger 22 mittels ei¬ nes gewellten Sicherungsrings 12 axial gegen ein schalenförmi¬ ges Gehäuseteil 23 vorgespannt ist. Der gewellte Sicherungs¬ ring 12 stützt sich zum einen an einer Schulter 24 des Gehäu- seteils 23 und zum anderen an dem Lammellenträger 22 ab. Der Lamellenträger greift radial verzahnungsartig in axial verlau¬ fenden Ausnehmungen 25 des Gehäuseteils 23 ein. Durch den ge- wellten Sicherungsring 23 wird der Lamellenträger 22 axial ge¬ gen das äußere Gehäuseteil 23 vorgespannt.

In Figur 6 ist ein Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer an sich bekannten Lamellen-Doppelkupplung 16 gezeigt. In der linken Zeichnungshälfte ist zu erkennen, dass ein Ver¬ schlussdeckel 26 axial mittels eines in einer Sicherungs¬ ringnut 13 angeordneten gewellten Sicherungsrings 12 gegen ei¬ nen Lamellenträger 22 vorgespannt ist. Der Verschlussdeckel 26 greift radial in über den Umfang verteilte axial verlaufende Ausnehmungen 27 im Lamellenträger 22 ein. Der gewellte Siche¬ rungsring 12 stützt sich axial zum einen an einer Nutwand 18 und zum anderen an dem Verschlussdeckel 26 ab, wodurch der Verschlussdeckel 26 axial gegen einen Boden 28 der Ausnehmun- . gen 27 gedrückt wird.

In der rechten Zeichnungshälfte der Figur 6 ist die axiale Verbindung eines Kolbens 29 mit einem Gehäuseteil 30 gezeigt. Der Kolben 29 greift radial zwischen einen ebenen Sicherungs- ring 15 und einen gewellten Sicherungsring 12. Der ebene Si¬ cherungsring 15 ist in einer umlaufenden Nut 31 im Gehäuseteil 30 angeordnet. Der gewellte Sicherungsring 12 ist in einer Si¬ cherungsringnut 13 angeordnet und ragt radial nach innen über diese hervor. Der Kolben 29 stützt sich zum einen an dem eben Sicherungsring 15 und zum anderen an dem gewellten Sicherungs¬ ring 12 ab. Der gewellte Sicherungsring 12 liegt axial an ei¬ ner Nutwand 18 an, so dass der Kolben 29 in axialer Richtung gegen den ebenen Sicherungsring 15 vorgespannt wird. Hierdurch wird eine spielfreie AxialVerbindung erhalten. Bezugszeichenliste

1 Mitnehmereinheit 2 Außenlamellenträger 3 MitnehmerScheibe 4 Außenverzahnung 5 Innenverzahnung 6 Zähne der Innenverzahnung 7 schlitzartige Ausnehmungen 8 Zähne der Außenverzahnung 9 gemeinsame Drehachse 10 Ende der Ausnehmung 12 gewellter Sicherungsring 13 Sieherungsringnut 15 Sicherungsring 16 Kraftübertragungsaggregat (Lamellen-Doppelkupplung) 17 TorsionsSchwingungsdämpfer 18 Nutwand 19 Schale 20 Gehäuseteil 21 Gehäuseteil 22 äußerer Lamellenträger 23 schalenförmiges Gehäuseteil 24 Schulter 25 Ausnehmung 26 Verschlussdeckel 27 Ausnehmungen 28 Boden 29 Kolben 30 Gehäuseteil 31 Nut FR Radialkraft M Biegemoment Fa Axialkraft