WO2007000151A2 - Kupplungsaggregat - Google Patents

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WO2007000151A2 PCT/DE2006/001100 DE2006001100W WO2007000151A2 WO 2007000151 A2 WO2007000151 A2 WO 2007000151A2 DE 2006001100 W DE2006001100 W DE 2006001100W WO 2007000151 A2 WO2007000151 A2 WO 2007000151A2
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Definitions

  • the axial plug connection 1a is formed by a toothed connection 4 which has toothed profiles 5 and 6 which engage in one another.
  • the toothed profiles 5 are in the illustrated embodiment of a - A nem flange-like output part 10 of the damper 2 is worn and the splines 6 of a driver ring 7, which is part of the transmission side pre-assembled subunit 3.
  • the toothed profiles 5 form an internal toothing, whereas the toothed profiles 6 form a correspondingly adapted external toothing.
  • a bracing element 8 is provided, which is acted upon in the circumferential direction by at least one energy store 9, which is designed here as a helical compression spring.
  • the energy storage 9 may also be designed differently, for example, the clamping element 8 formed here in an annular manner may have beam-like arms which are elastically pretensioned and generate a circumferential force at least on the tensioning element 8. Such arms can be supported with appropriate bias on the component 10.
  • the energy storage 9 is installed braced between the components 10 and 8 in the circumferential direction.
  • the regions 11 initially form axially extending portions 12, the emanating from the annular body 13 of the Verspannele- element 8.
  • the sections 12 go in a direction extending in the circumferential direction Tab 13 over.
  • the tabs 13 ensure axial cohesion between the two components 8 and 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat das aus wenigstens zwei Untereinheiten besteht, wobei die eine Untereinheit mit der Abtriebswelle eines Motors verbindbar und die andere Untereinheit getriebeseitig vormontierbar ist und beide Untereinheiten über eine axiale Steckverbindung, die ineinander greifende Profilierungen und Gegenprofilierungen umfasst, miteinander koppelbar sind.

Description

Kupplungsaqqregat
Die Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat bzw. ein Kupplungssystem, das aus wenigstens zwei Untereinheiten besteht, wobei die eine Untereinheit mit der Abtriebswelle eines Motors verbindbar und die andere Untereinheit getriebeseitig vormontierbar ist und beide Untereinheiten über eine axiale Steckverbindung, die ineinander greifende Profilierungen und Gegenprofi- lierungen umfasst, miteinander koppelbar sind.
Kupplungsaggregate, die in zwei Untereinheiten aufgeteilt sind und erst beim Zusammenbau von Getriebe und Motor antriebsmäßig miteinander gekoppelt werden, sind beispielsweise durch die DE 10 2005 037514 A1 sowie die DE 10 2005 027608 A1 vorgeschlagen worden.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, zwischen den beiden Untereinheiten eine Verbindung zu schaffen, die eine einwandfreie Drehmomentübertragung gewährleistet und durch einfaches axiales Zusammenfügen der beiden Untereinheiten herstellbar ist. Durch die erfindungsgemäße Verbindung sollen Anschlags- bzw. Klappergeräusche, insbesondere aufgrund von Torsionsschwingungen, Taumelschwingungen sowie Axialschwingungen von Bauteilen vermieden werden.
Gemäß der Erfindung wird dies unter anderem dadurch erzielt, dass zumindest einzelne der die Profilierungen und Gegenprofilierungen bildenden zahnförmigen Profile mittels eines Ver- spannungselementes in Umfangsrichtung verspannt sind, wobei das Verspannungselement zumindest einzelne Profilierungen aufweist und von einem der die Profilierungen oder Gegenprofilierungen der Steckverbindung bildenden Bauteile mittelbar oder unmittelbar getragen und gegenüber diesem in Umfangsrichtung mittels zumindest eines Energiespeichers verspannt ist und weiterhin mit seinen Profilierungen in Profilierungen oder Gegenprofilierungen des Bauteiles eingreift, von dem es nicht getragen ist, wobei zumindest nach Herstellung der axialen Steckverbindung die Profilierungen des Verspannungselementes und die Profilierungen oder Gegenprofilierungen des dieses tragenden Bauteiles in Umfangsrichtung entgegengerichtet verspannt sind. Durch eine solche in Umfangsrichtung entgegengerichtete Verspannung wird zumindest in eine Relativverdrehrichtung zwischen den beiden Untereinheiten eine Verspannung innerhalb der axialen Steckverbindung gewährleistet. Diese Verspannung kann in vorteilhafter Weise derart erfolgen, dass die Profilierungen und Gegenprofilierungen in Zugrichtung verspannt werden, also die bei Zugbetrieb die Drehmomentübertragung überneh- menden Flanken der Profilierungen und Gegenprofilierungen aneinander liegen. Für manche Anwendungsfälle kann es jedoch auch zweckmäßig sein, wenn die Verspannung derart erfolgt, dass die Profilierungen und Gegenprofilierungen in Schubrichtung verspannt sind. Unter Zugbetrieb bzw. Zugrichtung ist der Betriebszustand eines Kraftfahrzeuges zu verstehen, bei dem der Motor das Kraftfahrzeug antreibt, also der Motor ein Drehmoment in das Getriebe einleitet. Bei Schubbetrieb wird das Kraftfahrzeug durch den Motor abgebremst bzw. es findet eine Drehmomenteinleitung in den Motor mittels der Antriebsräder statt.
Obwohl die getriebeseitig vormontierbare Untereinheit lediglich eine Einfachkupplung aufweisen kann, ist es für viele Anwendungsfälle besonders zweckmäßig, wenn diese Untereinheit eine Doppelkupplung umfasst. Die beiden Kupplungen können dabei eine gemeinsame Zwischendruckplatte aufweisen, also axial beidseits einer solchen Zwischendruckplatte angeordnet sein. Eine solche Zwischendruckplatte kann in vorteilhafter Weise auf einer Getriebeeingangswelle zentriert gelagert sein.
Die motorseitige Untereinheit kann in vorteilhafter Weise einen Drehschwingungsdämpfer umfassen.
Die eine winkelmäßige Positionierung der Profilierungen und Gegenprofilierungen gewährleistenden Federmittel können eine Verdrehsteifigkeit erzeugen, die in der Größenordnung zwischen 10 und 60 Nm/0 liegen kann. Für manche Anwendungsfälle kann es auch zweckmäßig sein, wenn diese Verdrehsteifigkeit größer ausgelegt ist.
Das Verspannungselement kann in vorteilhafter Weise ringartig ausgebildet sein und lediglich einzelne, über den Umfang verteilte Profilierungen aufweisen. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn das Verspannungselement mehrere Gruppen von Profilierungen aufweist, die vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Die Profilierungen des Verspan- nungselementes können in einfacher Weise als zahnartige Anformungen bzw. laschenartige Vorsprünge ausgebildet sein. Zur Herstellung der axialen Steckverbindung kann es besonders zweckmäßig sein, wenn das Verspannungselement und das dieses mittelbar oder unmittelbar tragende Bauteil, welches Profilierungen oder Gegenprofilierungen aufweist, vor Herstellung der Steckverbindung zumindest mittels eines Verriegelungselementes entgegen der Wirkung des zumindest einen Energiespeichers in einer definierten winkelmäßigen Lage gehalten sind, die eine praktisch kraftfreie Herstellung der axialen Steckverbindung durch axiales Zusammenfügen der Profilierungen und Gegenprofilierungen ermöglicht. In vorteilhafter Weise kann das wenigstens eine Verriegelungselement einstückig mit dem Verspannungselement ausgebildet sein. Ein solches Verriegelungselement kann beispielsweise durch wenigstens eine in Umfangsrichtung sich erstreckende, längliche Zunge gebildet sein, die ein axial verlagerbares Ende aufweist, das sich an einem Abstützbereich eines das Verspannungselement tragenden Bauteiles abstützt. Der Abstützbereich kann dabei durch eine Zahnflanke einer Profilierung oder Gegenprofilierung gebildet sein. Ein solcher Abstützbereich kann jedoch auch außerhalb der Profilierungen oder Gegenprofilierungen vorgesehen werden.
Anhand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Figur 1 einen Halbschnitt durch ein Kupplungsaggregat,
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung der bei Figur 1 vorhandenen Steckverbindung,
Figur 3 die Bauteileanordnung mittels der die Verspannung zwischen den Profilierungen und Gegenprofilierungen realisierbar ist,
Figuren 4 und 5 Einzelheiten der Bauteileanordnung gemäß Figur 3,
Figuren 6 und 7 eine Ausführungsvariante der in Figur 4 und 5 gezeigten Einzelheiten.
In Figur 1 ist eine Antriebsverbindung 1 erkennbar, die als axiale Steckverbindung 1a ausgebildet ist. Über diese axiale Steckverbindung 1a sind zwei Untereinheiten 2 und 3 miteinander verbindbar, von denen die Untereinheit 2 einen Dämpfer bildet, der mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbindbar ist, und die Untereinheit 3 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Doppelkupplung beinhaltet, die getriebeseitig vormontierbar ist.
Die axiale Steckverbindung 1a ist, wie in Zusammenhang mit Figur 2 erkennbar, durch eine Verzahnungsverbindung 4 gebildet, welche Verzahnungsprofile 5 und 6 aufweist, die ineinander greifen. Die Verzahnungsprofile 5 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von ei- - A - nem flanschartigen Ausgangsteil 10 des Dämpfers 2 getragen und die Verzahnungsprofile 6 von einem Mitnehmerring 7, der Bestandteil der getriebeseitig vormontierten Untereinheit 3 ist. Die Verzahnungsprofile 5 bilden eine Innenverzahnung, wohingegen die Verzahnungsprofile 6 eine entsprechend angepasste Außenverzahnung bilden.
Um eine umfangsmäßige Verspannung der Verzahnungsprofile 5 und 6 zu gewährleisten, ist ein Verspannungselement 8 vorgesehen, das in Umfangsrichtung durch wenigstens einen Energiespeicher 9, der hier als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, beaufschlagt wird. Der Energiespeicher 9 kann jedoch auch anders ausgebildet sein, beispielsweise könnte das hier ringförmig ausgebildete Verspannungselement 8 biegebalkenähnliche Arme aufweisen, die elastisch vorgespannt sind und eine Umfangskraft zumindest auf das Verspannungselement 8 erzeugen. Derartige Arme können mit entsprechender Vorspannung an dem Bauteil 10 abgestützt werden. Der Energiespeicher 9 ist zwischen den Bauteilen 10 und 8 in Umfangsrichtung verspannt verbaut.
Das Verspannungselement 8 bildet bzw. trägt, wie dies insbesondere aus den Figuren 3 bis 5 entnehmbar ist, zumindest einzelne Profilierungen bzw. Bereiche 11 , die geeignet sind, mit Profilen bzw. Zähnen des Verzahnungsprofiles 6 zusammenzuwirken, indem sie mit Vorspannung an Flanken derartiger Profile bzw. Zähne zur Anlage kommen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Bereiche 11 zunächst axial verlaufende Abschnitte 12, die ausgehen von dem ringförmigen Grundkörper 13 des Verspannungsele- mentes 8. Auf der dem Grundkörper 13 abgewandten Seite des die Verzahnungsprofile 5 aufweisenden Bauteils 10 gehen die Abschnitte 12 in eine in Umfangsrichtung verlaufende Lasche 13 über. Die Laschen 13 gewährleisten einen axialen Zusammenhalt zwischen den beiden Bauteilen 8 und 10.
Das Verspannungselement 8 ist vor und während der Bildung der Steckverbindung 1a entgegen der zum Beispiel mittels Energiespeichern 9 erzeugten umfangsmäßigen Verspannkraft in einer winkelmäßig zurückgezogenen Lage gegenüber den Verzahnungsprofilen 5 gesichert. Diese zurückgezogene Lage gewährleistet, dass die Verzahnungsprofile 5 und 6, welche die Antriebsverbindung 1 bilden, frei axial ineinander geschoben werden können. Wie aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich ist, wird diese winkelmäßig zurückgezogene Lage des Verspan- nungselementes 8 mittels zumindest eines Verriegelungselementes bzw. eines Verriegelungsbereiches 14 gewährleistet. Der Verriegelungsbereich 14 ist bei dem dargestellten Aus- führungsbeispiel durch eine axial verformbare, vorzugsweise elastisch ausgebildete Zunge 15 gebildet, die hier einstückig mit dem ringförmigen Verspannungselement 8 ausgebildet ist und sich zumindest im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt. Vor und während der Montage der durch eine Steckverbindung 1a gebildeten Antriebsverbindung 1 stützt sich das freie Ende 16 der Zungen 15 an dem Bauteil 10 ab und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Seitenflanke 17 eines Verzahnungsprofils 5. Es kann jedoch auch zumindest ein spezieller Abstützbereich für die Zunge 15 am Bauteil 10 vorgesehen werden.
Während oder erst nach der Bildung der Antriebsverbindung 1 wird der Verriegelungsbereich 14 bzw. die Zunge 15 in eine Lage gedrängt oder aber aufgrund einer Eigenelastizität in eine Lage zurückgefedert, die bewirkt, dass das Verspannungselement 8 infolge der Vorspannung der Energiespeicher 9 verdreht wird gegenüber dem Bauteil 10. Aufgrund dieser Verdrehung kommen die Bereiche 11 bzw. die axialen Abschnitte 12 dieser Bereiche an einer Flanke einer Profilierung 6 zur Anlage und infolge dessen werden die Verzahnungsprofile 5 und 6 um- fangsmäßig verspannt. Die Aufhebung der in Figur 4 noch vorhandenen Verriegelung zwischen den beiden Bauteilen 8 und 10 kann in vorteilhafter weise nach der Montage bzw. der Bildung der Antriebsverbindung 1 erfolgen. Dies kann durch die Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine, welche Drehmomentschwingungen auf das Kupplungsaggregat überträgt, bewirkt werden. Die durch Momentenschwankungen erzeugten Drehschwingungen bewirken, dass die Abschnitte 12 entgegen der Vorspannung der wenigstens einen Feder 9 gegenüber dem Bauteil 10 zumindest geringfügig verdreht werden, wodurch die umfangsmäßige Abstützung bzw. Verriegelung zwischen dem freien Ende 16 der Zunge 15 und der Flanke 17 eines Verzahnungsprofils 5 verringert bzw. aufgehoben wird. Dadurch kann die axial federnde Zunge 15 in eine Entriegelungsposition zurückfedern, welche in Figur 5 dargestellt ist.
Die ineinander greifenden Verzahnungsprofile 5, 6 bzw. die Bauteile 8 und 10 können jedoch auch derart ausgebildet werden, dass beim axialen Zusammenfügen der beiden Untereinheiten 2 und 3 die Zungen 15 zwangsweise in die in Figur 5 dargestellte Position gedrängt werden. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann dann die Zunge 15 auch eine unverspannte Lage besitzen, die der Figur 4 entspricht, und während der Bildung der Antriebsverbindung 1 bzw. der Steckverbindung in die in Figur 5 gezeigte axiale Lage gedrängt werden.
Sofern die Entriegelung zwischen den beiden Bauteilen 8 und 10 erst durch Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine bzw. des Motors erfolgt, kann es zweckmäßig sein, wenn, wie dies in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, ein Rückhaltebereich 117 bzw. ein axialer Abstützbereich 117 vorgesehen wird, der die entsprechend federnd vorgespannte Zunge 115 zurückhält. Dadurch wird gewährleistet, dass auch während des Transportes eine Entriegelung des verspannten Zustandes zwischen den beiden Bauteilen 108 und 110 zum Beispiel aufgrund von Erschütterungen oder äußeren Einwirkungen sicher vermieden wird. Erst bei einer entsprechenden Verdrehung des Bauteiles 108 gegenüber dem Bauteil 110 gibt die Abstütznase 117 die axial federnd verspannte Zunge 115 frei, so dass diese die in Figur 7 dargestellte Position einnehmen kann. In dieser Position ist die Arretierung bzw. Verriegelung zwischen den beiden Bauteilen 108 und 110 aufgehoben, so dass das durch die Energiespeicher 9 erzeugte Verspannmoment eine umfangsmäßige Verspannung der Verzahnungsverbindung 4 bzw. der Verzahnungsprofile 5 und 6 bewirkt.
Bezuqszeichenliste
Antriebsverbindung
Steckverbindung
Untereinheit
Untereinheit
Verzahnungsverbindung
Verzahnungsprofile
Verzahnungsprofiie
Mitnehmerring
Verspannungselement
Energiespeicher
Ausgangsteil
Profilierungen bzw. Bereiche axial verlaufende Abschnitte ringförmiger Grundkörper
Verriegelungsbereich elastisch ausgebildete Zunge freies Ende
Flanke
Bauteil
Bauteil
Zunge axiale Abstütznase

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungsaggregat das aus wenigstens zwei Untereinheiten besteht, wobei die eine Untereinheit mit der Abtriebswelle eines Motors verbindbar und die andere Untereinheit getriebeseitig vormontierbar ist und beide Untereinheiten über eine axiale Steckverbindung, die ineinander greifende Profilierungen und Gegenprofilierungen umfasst, miteinander koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der die Profilierungen und Gegenprofilierungen bildenden zahnförmigen Profile mittels eines Ver- spannungselementes in Umfangsrichtung verspannt sind, wobei das Verspannungsele- ment zumindest einzelne Profilierungen aufweist und von einem der die Profilierungen oder Gegenprofilierungen der Steckverbindung bildenden Bauteile getragen ist und gegenüber diesem in Umfangsrichtung mittels zumindest eines Energiespeichers verspannt ist und weiterhin mit seinen Profilierungen in Profilierungen oder Gegenprofilierungen des Bauteiles eingreift, von dem es nicht getragen ist, wobei zumindest nach Herstellung der axialen Steckverbindung die Profilierungen des Verspannungselemen- tes und die Profilierungen oder Gegenprofilierungen des dieses tragenden Bauteiles in Umfangsrichtung entgegengerichtet verspannt sind.
2. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die getriebeseitige Untereinheit eine Doppelkupplung umfasst und auf einer Getriebeeingangswelle zentriert gelagert ist.
3. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die motor- seitige Untereinheit einen Drehschwingungsdämpfer umfasst.
4. Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel innerhalb der axialen Steckverbindung eine Verspannung erzeugen, die eine Verdrehsteifigkeit in der Größenordnung zwischen 10 und 60 Nm/° erzeugt.
5. Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verspannungselement ringartig ausgebildet ist und mehrere Gruppen von Profilierungen über den Umfang verteilt aufweist.
6. Kupplungsaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen von Profilierungen mehrere zahnartige oder laschenartige Vorsprünge bilden.
7. Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verspannungselement und das dieses tragende Bauteil, welches Profilierungen oder Gegenprofilierungen aufweist, vor Herstellung der Steckverbindung zumindest mittels eines Verriegelungselementes entgegen der Wirkung des zumindest einen Energiespeichers in einer definierten, winkelmäßigen Lage gehalten sind, die eine praktisch kraftfreie Herstellung der axialen Steckverbindung durch axiales Zusammenfügen der Profiiierungen und Gegenprofilierungen ermöglicht.
8. Kupplungsaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement einstückig mit dem Verspannungselement ausgebildet ist.
9. Kupplungsaggregat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement wenigstens durch eine in Umfangsrichtung sich erstreckende, längliche Zunge gebildet ist, die ein axial verlagerbares Ende aufweist, das sich an einem Abstützbereich eines das Verspannungselement tragenden Bauteiles abstützt.
10. Kupplungsaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützbereich durch eine Zahnflanke einer Profilierung oder Gegenprofiiierung gebildet ist.
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