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Title:
CLUTCH ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/068062
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention proposes a clutch assembly (1) which is intended for coupling a drive to a unit of a motor vehicle and comprises a housing (3, 6), in which an inner ring (2), a friction lining (4), a spring set (11) and a bearing (7, 8) are arranged, wherein, in an operating position of the inner ring (2), it is possible to establish a frictional connection between the inner ring, friction lining and housing by means of the spring force of the spring set (11) and the inner ring can be displaced axially into a release position, in which the housing is rotatably mounted in relation to the inner ring via the bearing. According to the invention, the housing is designed in two parts and is made up of an outer ring and an outer-ring carrier, wherein the outer ring and the outer-ring carrier are designed such that, once the housing has been put together, the inner ring, the friction lining, the spring set and the bearing are fixed in the housing.

Inventors:
JORKE ANDRÉ (DE)
PÖNITZ JONNY (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/067528
Publication Date:
April 04, 2024
Filing Date:
June 27, 2023
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
F16D13/71; F16D25/0632
Foreign References:
US20110259699A12011-10-27
US20140014457A12014-01-16
DE102017114325A12018-01-11
DE102019135350B42021-12-23
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH - PATENTABTEILUNG (DE)
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Claims:
Akte: 26702 WO / AVS Patentansprüche 1. Kupplungsbaugruppe (1) zur Kopplung eines Antriebs mit einem Aggregat eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Gehäuse (3, 6) in dem ein Innenring (2), ein Reibbelag (4), ein Federpaket (11) und ein Lager (7, 8) angeordnet sind, wobei in einer Betriebsstellung des Innenrings (2) mittels der Federkraft des Federpaketes (11) eine Reibverbindung zwischen Innenring (2), Reibbelag (4) und Gehäuse (3, 6) herstellbar ist und der Innenring (2) axial in eine Ausrückstellung verschiebbar ist, in der das Gehäuse (3, 6) über das Lager (7, 8, 9) gegenüber dem Innenring (2) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3, 6) zweiteilig ausgeführt ist und aus einem Außenring (3) und einem Außenringträger (6) zusammengesetzt ist, wobei der Außenring (3) und der Außenringträger (6) derart ausgeführt sind, dass der Innenring (2), der Reibbelag (4), das Federpaket (11) und das Lager (7, 8, 9) nach dem Zusammensetzen des Gehäuses (3, 6) in dem Gehäuse fixiert sind. 2. Kupplungsbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (3) und der Außenringträger (6) nach der Montage unlösbar verbunden werden. 3. Kupplungsbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (2) mit einer Zwischenhülse (17) drehfest gekoppelt ist, die eine Innenverzahnung aufweist, die derart ausgelegt ist, dass die Zwischenhülse (17) axial auf einer welle mit Gegenverzahnung bewegbar ist. 4. Kupplungsbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Akte: 26702 WO / AVS dass das Lager (7, 8, 9) aus einer Wellenhülse (9), auf der eine Bundbuchse (8) montiert ist, und einem Axiallager (7), das zwischen Federpaket und Außenringträger angeordnet ist, bestehen, wobei die Wellenhülse (9) derart ausgeführt ist, dass diese auf einem Wellenzapfen (18) axial verschiebbar ist. 5. Kupplungsbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (4) auf dem Innenring (2) aufgebracht ist, und gegen eine Innenfläche (16) am Außenring (3) in Kontakt bringbar ist. 6. Aggregat mit Kupplungsbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsbaugruppe (1) auf einer Antriebswelle (12) des Aggregates aufschiebbar ist und eine axiale Position der Kupplungsbaugruppe (1) gegenüber dem Aggregat mittels eines Anschlages (14) einstellbar ist. 7. Aggregat nach Anspruche 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat einen Betätiger (10) umfasst, mittels dem der Innenring (2) in Axialrichtung gegen das Federpaket (11) in die Ausrückstellung verschoben werden kann.
Description:
Akte: 26702 WO / AVS Kupplungsbaugruppe Die Erfindung betrifft eine Kupplungsbaugruppe zur Verbindung eines Antriebs mit einem Aggregat eines Kraftfahrzeuges. Das Aggregat kann beispielsweise ein Kompressor oder ein Retarder sein. Der Antrieb derartiger Aggregate ist nicht während des gesamten Betriebes erforderlich, so dass es aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist, zwischen dem Antrieb und dem Aggregat eine Kupplung anzuordnen. Die Kraftübertragung bei schaltbaren Kupplungen erfolgt in der Regel über Reibbeläge, die nur für eine bestimmte Anzahl von Schaltzyklen ausgelegt sind. Gerade bei sicherheitsrelevanten Nebenaggregaten, wie zum Beispiel dem Luftkompressor bei Kraftfahrzeugen, der die Druckluft für das Betriebsbremssystem bereitstellt, darf eine zwischen Antrieb und Aggregat geschaltete Kupplung nicht versagen. Aus der DE 10 2017 114 325 A1 ist beispielsweise eine konisch ausgeführte Reibkupplung bekannt, die mittels eines Federelementes in die Betriebsstellung bewegt wird und mittels des Betätigungselementes in eine Ausrückstellung schaltbar ist. Aus der DE102019135350 B1 ist eine weitere Kupplungsvorrichtung bekannt. Die wesentlichen Kupplungsbauteile sind die Reibbeläge die einer Abnutzung unterliegen. Um die Funktion des Nebenaggregates sicher zu stellen, muss die Kupplung sich in der Schließstellung befinden, wenn die Kupplung nicht geschaltet ist. Als zusätzliche Sicherung gegen zu viel Verschleiß wird ein Verriegelungselement vorgeschlagen, das bei zu viel Verschleiß ein Durchrutschen der Kupplung verhindert. Für den Wartungsfall können die Kupplungsvorrichtungen demontiert werden, um z.B. die Reibbeläge auszutauschen. Der Monteur ist dann für die korrekte Einstellung der Schaltkräfte und /oder Schaltwege verantwortlich was zu Fehleinstellungen führen kann. Akte: 26702 WO / AVS Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplungsbaugruppe zur Kopplung eines Antriebsstranges mit einem Aggregat vorzuschlagen, dass einen sicheren Betrieb gewährleistet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. Es wird eine Kupplungsbaugruppe zur Kopplung eines Antriebs mit einem Aggregat eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, die ein Gehäuse in dem ein Innenring, ein Reibbelag, ein Federpaket und ein Lager angeordnet sind umfasst, wobei in einer Betriebsstellung des Innenrings mittels der Federkraft des Federpaketes eine Reibverbindung zwischen Innenring, Reibbelag und Gehäuse herstellbar ist und der Innenring axial in eine Ausrückstellung verschiebbar ist, in der das Gehäuse über das Lager gegenüber dem Innenring drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse zweiteilig ausgeführt und aus einem Außenring und einem Außenringträger zusammengesetzt, wobei der Außenring und der Außenringträger derart ausgeführt sind, dass der Innenring, der Reibbelag, das Federpaket und das Lager nach dem Zusammensetzen des Gehäuses in dem Gehäuse fixiert sind. Durch diese Bauweise kann die Kupplungsbaugruppe vorab aufgebaut werden und als Einheit auf einer Welle eines Aggregates montiert werden. Durch die fixe Einstellung der Federkräfte können enge Toleranzen gewährleistet werden, durch die die Funktionssicherheit verbessert wird. In einer bevorzugten Ausführung kann weiterhin der Außenring und der Außenringträger nach der Montage unlösbar verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch Verschweißen, Verkleben oder einer anderen dauerhaften Verbindung erfolgen. Vorzugsweise ist der Innenring mit einer Zwischenhülse drehfest gekoppelt, z. B. Akte: 26702 WO / AVS verschweißt, wobei die Zwischenhülse eine Innenverzahnung aufweist, die derart ausgelegt ist, dass die Zwischenhülse axial auf einer Welle mit einer Gegenverzahnung bewegbar ist. Über die Verzahnung wird das Drehmoment von der Kupplung auf das Aggregat übertragen. Die axiale Verschiebbarkeit gewährleistet das Verschieben von der Betriebsstellung in die Ausrückstellung, dem Leerlauf. Weiterhin kann das Lager aus einer Wellenhülse, auf der eine Bundbuchse montiert ist, und einem Axiallager, das zwischen Federpaket und Außenringträger angeordnet ist, bestehen, wobei die Wellenhülse derart ausgeführt ist, dass diese auf einem Wellenzapfen axial verschiebbar ist. In einer bevorzugten Ausführung kann der Reibbelag auf dem Innenring aufgebracht sein, der gegen eine Innenfläche am Außenring in Kontakt bringbar ist. Denkbar ist auch ein an der Innenfläche des Außenrings aufgebrachter Reibbelag oder beidseitig aufgebrachte Reibringe. Weiterhin wird ein Aggregat mit einer entsprechenden Kupplungsbaugruppe vorgeschlagen, wobei die Kupplungsbaugruppe auf eine Antriebswelle des Aggregates aufschiebbar ist und eine axiale Position der Kupplungsbaugruppe gegenüber dem Aggregat mittels eines Anschlages einstellbar ist. Der Anschlag kann eine Anschlagmutter oder Spannmutter sein, die auf den Wellenzapfen aufschraubbar ist. Das Aggregat umfasst zudem einen Betätiger, mittels dem der Innenring in Axialrichtung gegen das Federpaket in die Ausrückstellung verschoben werden kann. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figur 1 näher erläutert. Diese zeigt die Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Kupplungsbaugruppe 1. Die wesentlichen Kupplungsbauteile sind der Innenring 2 und der Außenring 3, die in der dargestellten Offenstellung der Kupplung zueinander verdrehbar gelagert sind, so dass kein Drehmoment vom Außenring 3 auf den Innenring 2 übertragbar ist. Zwischen den Innenring 2 und dem Außenring 3 ist der Reibbelag 4 oder Kupplungsbelag angeordnet, Akte: 26702 WO / AVS wobei dieser in der dargestellten Ausführung auf dem Innenring 2 befestigt ist und gegen die Innenfläche 16 des Außenrings 3 bewegbar ist. Diese allgemeine Kupplungsflächenanordnung ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Der Innenring 2 ist mit der Zwischenhülse 17 verbunden, in dieser Ausführung verschweißt. Der Zwischenraum zwischen Zwischenhülse 17 und Innenring 2 ist derart gestaltet, dass das Federpaket dort eingebaut werden kann. Die Welle 12 weist eine Innenverzahnung 5 auf, auf der die Zwischenhülse 17 axial verschiebbar und radial drehfest positioniert ist. Somit ist eine Drehmomentübertragung vom Reibbelag 4 über die Zwischenhülse 17 auf die Welle 12 gewährleistet. Im vorderen Bereich der Welle 12 ist als Wellenzapfen 18 ausgeführt. Auf dem Wellenzapfen 18 ist die Wellenhülse 9 angeordnet und mit einer Spannmutter 14 axial gesichert, so dass eine genaue axiale Position der Wellenhülse 9 auf dem Wellenzapfen 18 definierbar ist, die einen Anschlag für die Zwischenhülse 17 in der Ausrückstellung bildet. Die axiale Verschiebung der Zwischenhülse 17 in die Ausrückstellung erfolgt mittels dem Betätiger 10, der hier als Kolben 10 ausgeführt ist und, wie aus dem StdT bekannt, pneumatisch betätigbar ist. Die dargestellte Arbeitsposition ist die Ausrückstellung oder Entkopplungsstellung, bei der der Kolben 10 mit Druckluft beaufschlagt ist, so dass eine axiale Kraft auf das Federpaket 11 wirkt und dieses zusammengedrückt wird. Dabei stützt sich das Federpaket 11 an dem Axiallager 7 ab. Der Außenringträger 6 ist auf der Welle 12 beziehungsweise dem Wellenzapfen 18 frei drehbar gelagert angeordnet, wobei die Lagerung über die Bundbuchse 8 erfolgt. Nicht dargestellt ist die Kopplung zum Antrieb, wobei der Außenringträger 6 direkt mit dem Antrieb gekoppelt sein kann. Die Kupplungsbaugruppe 1 ist eine Baugruppe, die alle Kupplungsteile umfasst, dazu gehört Zwischenhülse 17 und die Wellenhülse 9, die auf die Welle 12 beziehungsweise den Wellenzapfen 18 aufgeschoben werden können. Akte: 26702 WO / AVS Die wesentliche Außenstruktur der Kupplungsbaugruppe 1 wird durch den Außenring 3 und den Außenringträger 6 gebildet, die über die Schweißnaht 15 zusammengeschweißt sind, so dass ein Gehäuse für die dazwischen angeordneten Bauteile 2, 7, 8, 9, 11 und 17 entsteht, die vor dem Zusammenfügen und Verschweißen von Außenring 3 und Außenringträger 6 montiert werden müssen und dann nicht mehr entnehmbar sind. Die Kupplungsbaugruppe 1 kann nur als Ganzes auf das Wellenende aufgeschoben werden, wobei mittels der Spannmutter 14 eine axiale Position der Kupplungsbaugruppe 1 festgelegt werden kann. Im nicht betätigten Zustand, also bei geschlossener Reibkupplung, kann ein Drehmoment vom Außenringträger 6 über den Außenring 3, den Reibbelag 4, denn Innenring 2 und die Zwischenhülse 17 auf die Welle 12 übertragen werden. Sollte der Reibbelag 4 verschlissen sein, kann durch den einfachen Austausch der gesamten Kupplungsbaugruppe 1 der Betriebszustand wiederhergestellt werden. Diese geschlossene Bauweise der Kupplungsbaugruppe 1 stellt sicher, dass beim Zusammenbau der Kupplung definierte Spaltmaße eingestellt werden können.

Akte: 26702 WO / AVS Bezugszeichenliste 1 Kupplungsbaugruppe 2 Innenring 3 Außenring 4 Reibbelag 5 Innenverzahnung 6 Außenringträger 7 Axiallager 8 Bundbuchse 9 Wellenhülse 10 Betätiger 11 Federpaket 12 Welle 13 Ölkanal 14 Spannmutter 15 Schweißnaht 16 Innenfläche 17 Zwischenhülse 18 Wellenzapfen