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Title:
MULTI-PLATE CLUTCH COMPRISING AN INTEGRAL FLANGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/064181
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multi-plate clutch comprising an inner plate carrier (12) on which inner plates (22) are arranged in a rotationally fixed and axially displaceable manner, and an outer plate carrier (15) in which outer plates (23) are arranged in a rotationally fixed and axially displaceable manner. The inner plates and the outer plates are arranged in an axially alternating manner in order to form a set (24) of plates. A flange (14) is moulded onto the inner plate carrier (12) in such a way that it forms an integral part thereof.

Inventors:
SEIDL HOLGER (DE)
KATSNELSON ALEXEY (DE)
MERTENS RALPH (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/013932
Publication Date:
July 14, 2005
Filing Date:
December 09, 2003
Export Citation:
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Assignee:
GKN DRIVELINE INT GMBH (DE)
SEIDL HOLGER (DE)
KATSNELSON ALEXEY (DE)
MERTENS RALPH (DE)
International Classes:
F16D25/0638; F16D25/12; F16H48/30; F16H48/22; (IPC1-7): F16D25/0638; F16D25/12; F16H1/445
Foreign References:
US20030199359A12003-10-23
DE3815225A11989-11-16
EP0368140A21990-05-16
DE10033482A12001-10-18
Attorney, Agent or Firm:
Neumann, Ernst D. (Brandstrasse 10, Siegburg, DE)
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Claims:
Lamellenkupplung mit integralem Flansch Patentansprüche
1. Lamellenkupplung umfassend einen Innenlamellenträger (12), auf dem Innen lamellen (22) verdrehfest und axial verschieblich angeordnet sind, einen Au ßenlamellenträger (15), in dem Außenlamellen (23) verdrehfest und axial ver schieblich angeordnet sind, wobei die Innenlamellen und Außenlamellen axial abwechselnd angeordnet sind, um ein Lamellenpaket (24) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flansch (14) integral am Innenlamellenträger (12) angeformt ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Innenlamellenträger (12) ein Aktuator (31) angeordnet ist, der zwischen dem Lamellenpaket (25) und dem Flansch (14) angeordnet ist.
3. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Aktuator (31) und dem Flansch (14) ein Lager (13) ange ordnet ist, mit dem der Innenlamellenträger (12) in einem Kupplungsgehäuse (11) gelagert ist.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenlamellenträger (12) eine Lagerbohrung (19) hat, in der ein Wel lenzapfen lagerbar ist.
5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenlamellenträger (15) mit einer Nabe (17) verbunden ist, in die ein Wellenzapfen verdrehfest einsteckbar ist, welcher in der Lagerbohrung (19) des Innenlamellenträgers (12) lagerbar ist.
6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbohrung (19) ein Wälzlager (20) aufnimmt, in dem das freie Ende eines Wellenzapfens lagerbar ist.
7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (17) des Außenlamellenträger (15) eine innere Wellenverzah nung (18) trägt, in die ein Wellenzapfen mit einer Außenverzahnung radial spielfrei einsteckbar ist.
8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenlamellenträger (15) integral mit seiner Nabe (17) ausgeführt ist, wobei Außenlamellenträger (15) und Nabe (17) axial ineinanderliegen und über einen Deckel (16) miteinander verbunden sind.
9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator als Kugelrampenmechanismus (31) ausgebildet ist und eine verdrehfest gehaltene Scheibe (32) und eine drehend antreibbare Scheibe (33) umfaßt, in denen Kugelrillen ausgebildet sind, die paarweise jeweils eine Kugel (34) aufnehmen, wobei die Kugelrillen über dem Umfang veränderliche Tiefe haben, derart, daß die Kugeln (34) bei einem Verdrehen der Scheiben (32,33) zueinander von tieferen Kugelrillenbereichen zu flacheren Kugelrillenbereichen laufen, so daß die Scheiben (32,33) sich voneinander entfernen.
Description:
Lamellenkupplung mit integralem Flansch 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 an- geordnet sind, wobei die Innenlamellen und Außenlamellen axial abwechselnd ange- ordnet 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 lnnenla- mellenträger 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 Kupplung- korb oder dem anderen Seitenrad des Differentialgetriebes in drehmomentübertra- gende Verbindung gebracht wird. Das Differentialgetriebe kann dabei ein Achsdiffe- rential zwischen zwei Antriebsrädern oder ein Mittendifferential zwischen zwei An- triebsachsen sein.

Bei Lamellenkupplungen bekannter Art wird der Innenlamellenträger mit einer einge- steckten ersten Welle verbunden, während der Außenlamellenträger einstückig mit

einer zweiten Welle verbunden ist. Hierbei wird die Verbindung zwischen dem Innen- lamellenträger und der ersten Welle über ineinandergreifende Wellenverzahnungen dargestellt, während auf die zweite Welle ein Flansch aufgesetzt wird, über den eine Schraubverbindung zu einem Antriebsstrang hergestellt werden kann. Die drehfeste Verbindung zwischen der zweiten Welle und dem Flansch erfolgt hierbei ebenfalls über ineinandergreifende Wellenverzahnungen. Die vorstehend geschilderte-Bau- weise ist konstruktiv aufwendig und in der Herstellung kostenträchtig. (DE 100 33 482 A1) Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenkupp- lung der genannten Art bereitzustellen, die im Aufbau und in der Herstellung wesent- lich vereinfacht ist.

Die Lösung hierfür besteht darin, daß ein Flansch integral am Innenlamellenträger angeformt ist. Der im wesentlichen zylindrische Innenlamellenträger kann mit dem integral angeformten Flansch leicht und kostengünstig ausgebildet werden. Er kann hierbei ausgehend vom Flansch zunächst einen Absatz haben, gegen den sich ein Lager axial anlegen kann, sowie an dem dem Flansch entgegengesetzten Ende eine äußere Wellenverzahnung tragen, auf die die Innenlamellen verdrehfest aufgescho- ben werden können. Aus Gewichtsgründen ist der Innenlamellenträger bevorzugt als Hohlkörper auszuführen.

In bevorzugter Ausführung ist koaxial zum Innenlamellenträger ein Aktuator ange- ordnet, der zwischen dem Lamellenpaket und dem Flansch angeordnet ist. Je nach Ausgestaltung des Aktuators kann der Innenlamellenträger Lagerflächen für den Ak- tuator aufweisen oder gegenüber dem Aktuator berührungsfrei sein, wenn dieser unmittelbar in einem Kupplungsgehäuse gelagert ist.

In bevorzugter Ausgestaltung ist zwischen dem Aktuator und dem Flansch ein Lager angeordnet, mit dem der Innenlamellenträger in einem Kupplungsgehäuse radial ge- lagert ist.

In weiterhin günstiger Ausgestaltung hat der Innenlamellenträger eine Lagerbohrung, in der ein Wellenzapfen lagerbar ist, der den Außenlamellenträger trägt. Der Außen- lamellenträger kann mit einer Nabe integral verbunden sein, in die der genannte Wet- lenzapfen verdrehfest einsteckbar ist. Dieser Wellenzapfen kann mit einem zylindri- schen Zapfenende in der Lagerbohrung im Innenlamellenträger lagerbar sein. In der Lagerbohrung kann hierbei ein Wälzlager, insbesondere ein Nadellager vorgesehen sein, in dem das freie Ende des Wellenzapfens läuft. In dieser Ausgestaltung kommt es somit über den genannten Wellenzapfen, der in einem von der Lamellenkupplung unabhängigen Gehäuse gelagert sein kann, zu einer mittelbaren Lagerung zwischen Innenlamellenträger und Außenlamellenträger.

Die Nabe des Außenlamellenträgers kann eine innere Wellenverzahnung haben, in die der Wellenzapfen mit einer Außenverzahnung radial spielfrei einsteckbar ist, so daß Unwuchten des Außenlamellenträgers gegenüber dem Innenlamellenträger un- bedingt vermieden werden. Der Außenlamellenträger und seine Nabe können axial ineinander liegend bzw. in axialer Überdeckung angeordnet sein und über einen Deckel integral miteinander verbunden sein. Der Außenlamellenträger mit Deckel und Nabe ist als Umformteil spanlos günstig herstellbar.

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 Kugella- gers 13 drehbar radial gelagert. Über ein Axiallager 21 stützt sich der Innenlamellen- träger axial im Kupplungsgehäuse 11 ab. An dem Innenlamellenträger 12 ist ein An- triebsflansch 14 einstückig angeformt. Gegenüber dem Innenlamellenträger 12 dreh- bar 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 ausge- führt, 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 Wellenver- zahnung 18 mit einer Gegenverzahnung verdrehfest einsteckbare Wellenzapfen 40, der mit seinem zylindrischen Zapfenende 41 im Nadellager 20 gelagert ist, kann au- ßerhalb des Kupplungsgehäuses 11 in einem hier nicht dargestellten Getriebege- häuse gelagert werden, das über Stehbolzen 38 an das Kupplungsgehäuse 11 anschraubbar ist. Der Innenlamellenträger 12 trägt Innenlamellen 22, der Außenla- mellenträger 15 trägt Außenlamellen 23. Innenlamellen und Außenlamellen sind axial abwechselnd angeordnet und bilden gemeinsam ein Lamellenpaket 24. Das Lamel- lenpaket 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 Innenlamellen- träger 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 Kugelril- len, die über dem Umfang derart veränderliche Tiefe haben, daß die Kugeln beim relativen Verdrehen der Scheiben zueinander von tieferen Rillenbereichen zu flache- ren 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 Innenlamellen- träger 12 über das Nadellager 20 gegenüber dem Außenlamellenträger 15 abge- stützt werden.

Lamellenkupplung mit integralem Flansch Bezugszeichenliste 11 Kupplungsgehäuse 12 lnnenlamellenträger 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 32 Stützscheibe 33 Verstellscheibe 34 Kugei 35 Kugelkäfig 36 Untersetzungsstufe 37 E-Motor 38 Bolzen 39 Deckel 40 Wellenzapfen 41 Zapfenende