DE102008005227A1

DE102008005227A1 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE102008005227A1
Application number: DE102008005227A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reisser; Arne Krüger; Thorsten Böger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-01-19
Filing date: 2008-01-19
Publication date: 2009-07-23
Also published as: US20090183965A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung in einem Kraftfahrzeug, mit primärseitigen Lamellen, die mit einem Antriebsaggregat verbunden sind, und mit sekundärseitigen Lamellen, die mit einem Antriebsstrang, insbesondere mit einem Getriebeeingang, verbunden sind. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die primärseitigen und/oder die sekundärseitigen Lamellen jeweils bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen so zueinander ausgerichtet sind, das heißt in Umfangsrichtung verdreht zueinander angeordnet sind, dass zumindest die Ebenheitsabweichungen benachbarter Lamellen in axialer Richtung nicht aufeinander treffen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen Lamellenkupplung ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Aus der DE 102 55 537 A1 ist eine gattungsgemäße Lamellenkupplung bekannt, welche hydraulisch betätigt und als Anfahrkupplung für automatische Getriebe in Kraftfahrzeugen ausgebildet ist. Die Lamellenkupplung weist mehrere, alternierend aneinander gereihte, ringförmige Stahl- und Belaglamellen auf, die jeweils radial außen bzw. innen drehschlüssig mit Antriebselementen verbunden sind und die einerseits über ein axial unverschiebbares Stützteil abgestützt und andererseits mittels eines axial verschiebbaren Stellkolbens beaufschlagt sind. Zwischen dem Stützteil einerseits und dem Stellkolben andererseits ist dabei zumindest eine ringförmige, federnd nachgiebige Scheibe vorgesehen, welche eine gleichmäßigere Momentenübertragung und dadurch ein verbessertes Dämpfungsverhalten der Lamellenkupplung bewirken soll.
Generell tritt bei der Herstellung von Lamellenkupplungen immer wieder das Problem auf, dass einzelne bzw. mehrere Lamellen aufgrund von Ebenheitsschwankungen Drehmomentschwankungen in der schlupfenden Kupplung auslösen können. Diese Drehmomentschwankungen werden beim Anfahren als störend empfunden und äußern sich als unerwünschte Änderungen in der Fahrzeugbeschleunigung bzw. Vibrationen am Fahrzeug.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine gattungsgemäße Lamellenkupplung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche sich insbesondere durch äußerst geringe Drehmomentschwankungen auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die bisher unsortierten Lamellen, zumindest einige davon, zueinander auszurichten, und zwar so, dass die Ebenheitsabweichungen der ausgerichteten oder verdrehten Lamellen in ihrer örtlichen Lage nicht axial aufeinander treffen, das heißt in Umfangsrichtung nicht gleich angeordnet sind. Die Lamellenkupplung weist dabei primärseitige Lamellen auf, welche mit einem Antriebsaggregat, beispielsweise dem Motor eines Kraftfahrzeugs, verbunden sind, und sekundärseitige Lamellen, die mit einem Antriebsstrang, insbesondere mit einem Getriebeeingang verbunden sind. Durch die Ausrichtung der primärseitigen und/oder sekundärseitigen Lamellen jeweils bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen kann zuverlässig vermieden werden, dass die Ebenheitsabweichungen in axialer Richtung aufeinander treffen und dadurch zu den als störend empfundenen Drehmomentschwankungen führen können.
Die Ausrichtung einer oder mehreren Lamellen erfolgt dabei während bzw. vor dem Zusammenbau der Lamellenkupplung, wozu die einzelnen Lamellen bezüglich ihrer Ebenheit exakt vermessen werden. Die Lamellen an sich sind im Wesentlichen ringförmige Scheiben, wobei die Ebenheitsabweichungen als aus der Scheibenebene hervortretenden Abweichungen definiert sind. Durch das Vermessen der einzelnen Lamellen, bei welchem die Ebenheitsabweichungen genau lokalisiert werden können, ist ein Ausrichten der einzelnen Lamellen in Umfangsrichtung zueinander derart möglich, dass, sofern Ebenheitsabweichungen vorhanden sind, diese bei einem zusammengebauten Lamellenpaket nicht in axialer Richtung aufeinander zu liegen kommen. Hierdurch kann eine Lamellenkupplung geschaffen werden, welche das typische Anfahrzittern bzw. Kupplungsrupfen, welches durch Drehmomentschwankungen während des Anfahrens hervorgerufen wird, nicht aufweist, wodurch also insbesondere der Fahrkomfort deutlich erhöht werden kann.
Alternativ kann das Lammellenpaket zuerst komplettiert werden, so dass im komplettierten Zustand eine oder mehrere Lamellen so lange verdreht werden, bis die Drehmomentschwankung des gesamten Lamellenpaketes möglichst gering ist bzw. einen definierten Grenzwert nicht mehr überschreitet. Hierdurch wird ein vorheriges exaktes Ausmessen bzw. Dokumentieren der Ebenheitsabweichungen aller Lamellen vermieden. D. h., eine Dokumentation der genauen örtlichen Lage der Ebenheitsabweichung bei den Lamellen wird hinfällig.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die einzelnen Lamellen eines Lamellenpakets so zueinander ausgerichtet, dass die jeweils maximalen Ebenheitsabweichungen einzelner Lamellen im Wesentlichen gleichmäßig in Umfangsrichtung des Lamellenpakets verteilt sind. Sowohl die primärseitigen als auch die sekundärseitigen Lamellen sind üblicherweise in sog. Lamellenpaketen zusammengefasst, welche beispielsweise fünf bis sechs Lamellen aufweisen. Beim Vermessen der einzelnen Lamellen werden dabei jeweils die maximale Ebenheitsabweichung detektiert bzw. gemessen und die Lamellen des jeweiligen Lamellenpakets so angeordnet, dass beispielsweise bei fünf Lamellen je Lamellenpaket die einzelnen maximalen Ebenheitsabweichungen zueinander um ca. 72° verdreht angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung kann eine besonders hohe Reduzierung der als störend empfundenen Drehmomentschwankungen erreicht werden, was von einem Fahrer des mit einer derartigen Lamellenkupplung ausgestatteten Kraftfahrzeugs als äußerst angenehm empfunden wird.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Darstellung insgesamt sechs Lamellen eines Lamellenpakets, wobei jede Lamelle eine stark übertrieben dargestellte Ebenheitsabweichung aufweist,
2 eine Darstellung wie in 1, jedoch aus einer anderen Perspektive.
Entsprechend 1 weisen einzelne Lamellen 1 bis 6 jeweils eine stark übertrieben dargestellte Ebenheitsabweichung 7 bis 12 auf. Selbstverständlich ist dabei auch denkbar, dass nicht wie in 1 dargestellt, jede Lamelle 1 bis 6 lediglich eine Ebenheitsabweichung 7 bis 12 aufweist, sondern mehrere. Die Lamellen 1 bis 6 können dabei als sog. primärseitige Lamellen ausgebildet sein, welche mit einem Antriebsaggregat verbunden sind, oder als sekundärseitige Lamellen, welche mit einem Antriebsstrang, insbesondere mit einem Getriebeeingang verbunden sind. Erfindungsgemäß sind nun die einzelnen Lamellen 1 bis 6 eines Lamellenpakets 13 jeweils bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 so zueinander ausgerichtet, das heißt in Umfangsrichtung verdreht zueinander angeordnet, dass zumindest die Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 benachbarter Lamellen, beispielsweise der Lamellen 1 und 2, in axialer Richtung 14 nicht aufeinandertreffen. Dabei ist selbstverständlich auch denkbar, dass nicht nur die jeweils benachbart zueinander liegenden Lamellen, beispielsweise die Lamellen 1 und 2 oder 3 und 4, sondern sämtliche Lamellen 1 bis 6 eines Lamellenpakets 13 bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 so zueinander verdreht angeordnet sind, dass die Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 nicht in axialer Richtung aufeinander liegen, das heißt fluchten. Dies ist insbesondere auch noch mal sehr deutlich aus 2 zu erkennen.
Die Ausrichtung der einzelnen Lamellen 1 bis 6 bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 reduziert insbesondere beim Anfahren auftretende Drehmomentschwankungen, welche von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs als störendes Anfahrzittern empfunden werden. Bisher wurden die Lamellen 1 bis 6 unsortiert, das heißt unausgerichtet zueinander im Lamellenpaket 13 verbaut, sodass es vorkommen konnte, dass im ungünstigsten Fall die Ebenheitsabweichungen zweier benachbarter Lamellen, beispielsweise der Lamellen 1 und 2, in axialer Richtung fluchtend zueinander angeordnet waren und dies zu als unangenehm empfundenen Drehmomentschwankungen führen konnte. Mit der erfindungsgemäßen Ausrichtung der einzelnen Lamellen 1 bis 6 bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 kann dieser störende Effekt vorzugsweise gänzlich eliminiert werden, wodurch eine hohe Steigerung des Fahrkomforts erzielbar ist.
Dabei können die gemäß den 1 bzw. 2 dargestellten Lamellen 1 bis 6 als primärseitige Lamellen oder als sekundärseitige Lamellen ausgebildet sein. Die primärseitigen Lamellen sind üblicherweise als sog. Stahllamellen ausgebildet, während die sekundärseitigen Lamellen als sog. Belaglamellen ausgebildet sind. Eine mit derartigen Lamellen 1 bis 6 ausgestattete Lamellenkupplung bietet den großen Vorteil, dass sie unter Last schaltbar ist und äußerst kompakt aufgebaut ist. Zudem sind derartige Lamellenkupplungen preisgünstig herzustellen. Insbesondere in sog. ölgeschmierten (nass laufenden) Lamellenkupplungen können bei ausreichender Schmierung sowohl die primärseitigen als auch die sekundärseitigen Lamellen 1 bis 6 als sog. Stahllamellen ausgebildet sein und beispielsweise einen Legierungszusatz, wie Molybdän aufweisen. Üblicherweise werden aber die sekundärseitigen Lamellen oftmals beschichtet, wodurch sich deren Reibbeiwerte erhöhen und die Temperaturfestigkeit verbessert sowie ein sanfteres Ansprechverhalten oder eine Verminderung der Betriebsgeräusche erreicht werden können. Gängige Reib- bzw. Belagmaterialien sind beispielsweise Papier- oder Kohlenstofffaserbeläge.
Denkbar ist auch, dass die Lamellenkupplung Bestandteil eines sogenannten Doppelkupplungsgetriebes ist, welches aus zwei automatisierten Teilgetrieben mit jeweils einer Kupplung besteht. Ein Teilgetriebe trägt dabei die geraden Gänge, während das andere Teilgetriebe die ungeraden Gänge trägt. Ein Rückwärtsgang kann je nach Getriebekonzept entweder dem geraden oder den ungeraden Teilgetriebe zugeordnet werden. Eine Besonderheit besteht dabei insbesondere darin, dass beide Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes auf einen gemeinsamen Getriebeausgang bzw. auf ein gemeinsames Differenzial arbeiten.
Zum Herstellen der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung werden somit zunächst die einzelnen Lamellen 1 bis 6 bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 exakt vermessen und dann zueinander ausgerichtet. Eine Ausrichtung kann dabei beispielsweise auch so erfolgen, dass die jeweils maximalen Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 einzelner Lamellen 1 bis 6 im Wesentlichen gleichmäßig in Umfangsrichtung des Lamellenpakets 13 verteilt sind. Dies ermöglicht eine besonders leichtgängige und drehmomentschwankungsarme Lamellenkupplung.
Da die einzelnen Lamellen 1 bis 6 üblicherweise mehrere Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 aufweisen, kann auch ein spezielles EDV-Programm vorgesehen sein, welches die einzelnen Ebenheitsabweichungen 7 bis 12 der jeweiligen Lamellen 1 bis 6 erfasst und diese so zueinander ausrichtet, dass lediglich minimale Drehmomentschwankungen beim Anfahren zu erwarten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10255537 A1 [0002]

Claims

Lamellenkupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung in einem Kraftfahrzeug, mit primärseitigen Lamellen (1–6), die mit einem Antriebsaggregat verbunden sind und mit sekundärseitigen Lamellen (1–6), die mit einem Antriebsstrang, insbesondere mit einem Getriebeeingang verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der primärseitigen und/oder der sekundärseitigen Lamellen (1–6) jeweils bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen (7–12) so zueinander ausgerichtet, das heißt in Umfangsrichtung verdreht zueinander angeordnet sind, dass zumindest die Ebenheitsabweichungen (7–12) der jeweils ausgerichteten und benachbarten Lamellen (1, 2) in axialer Richtung (14) nicht aufeinander treffen.
Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die primärseitigen Lamellen (1–6) als Stahllamellen ausgebildet sind.
Lamellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundärseitigen Lamellen (1–6) als Belaglamellen ausgebildet sind.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die primärseitigen und/oder die sekundärseitigen Lamellen (1–6) jeweils zu Lamellenpaketen (13) zusammengefasst sind.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung Bestandteil eines Doppelkupplungsgetriebes ist.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lamellen (1–6) eines Lamellenpaketes (13) so zueinander ausgerichtet sind, dass die jeweils maximalen Ebenheitsabweichungen (7–12) einzelner Lamellen (1–6) im wesentlichen gleichmäßig in Umfangsrichtung des Lamellenpaketes (13) verteilt sind.
Kraftfahrzeug mit einer Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Verfahren zur Herstellung einer Lamellenkupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung in einem Kraftfahrzeug, mit primärseitigen Lamellen (1–6), die mit einem Antriebsaggregat verbunden sind und mit sekundärseitigen Lamellen (1–6), die mit einem Antriebsstrang, insbesondere mit einem Getriebeeingang verbunden sind, bei dem mindestens zwei der primärseitigen und/oder der sekundärseitigen Lamellen (1–6) jeweils bezüglich ihrer Ebenheitsabweichungen (7–12) so zueinander ausgerichtet werden, das heißt in Umfangsrichtung verdreht zueinander angeordnet werden, dass zumindest die Ebenheitsabweichungen (7–12) der ausgerichteten und benachbarten Lamellen (1, 2) in axialer Richtung (14) nicht aufeinander treffen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lammellenpaket der primärseitigen und/oder der sekundärseitigen Lamellen zuerst komplettiert wird, so dass im komplettierten Zustand eine oder mehrere Lamellen so lange verdreht werden, bis eine Drehmomentschwankung des Lamellenpaketes möglichst gering ist oder einen definierten Grenzwert nicht mehr überschreitet.