Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trockenkupplungsanordnung umfassend zumindest ein Reiblamellenpaar, wobei das Reiblamellenpaar eine Innenlamelle und eine Außenlamelle aufweist, wobei die Innenlamelle mit einem Innenlamellenträger und die Außenlamelle mit einem Außenlamel- lenträger verbunden ist, wobei der Außenlamellenträger im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und die Innenlamelle und die Außenlamelle innerhalb des Außenlamellenträgers angeordnet sind.

Stand der Technik

Bei Trockenkupplungen, beispielsweise Mehrscheibenkupplungen für Allradgetriebe, stellt sich das Problem, dass insbesondere bei kompakter Bauweise eine thermische Überlastung auftreten kann. Aus der DE 10 2007 036 1 15 AI ist eine Kupplungsvorrichtung bekannt, welche mindestens eine Leitschaufel aufweist, die sich aus der Ebene der Kupplungsscheibe heraus in axialer Richtung erstreckt. Die Leitschaufel dient zur Fluidumleitung in axiale Richtung, wodurch eine axiale Kraftkomponente erzeugt wird, welche ein schnelleres trennen der Kupplung ermöglicht.

In der EP 1 422 430 Bl wird ein KFZ-Getriebe mit Lamellenkupplung beschrieben, welche einen topfförmigen Außenlamellenträger mit einem zylindermantelförmigen Zylinderabschnitt aufweist, wobei um den Umfang verteilt wechselweise Axialstege und Axialnuten angeordnet sind. In den Axialnuten sind Öffnungen ausgebildet, welche zum radialen Durchströmen von Hydrauliköl vorgesehen sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Trockenkupplungsanordnungen der genannten Art in der Hinsicht zu verbessern, dass auf einfache Weise eine Kühlung der Trockenkupplungsanordnungen, insbesondere der Reibbeläge solcher Trockenkupplungsanordnungen ermöglicht wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Trockenkupplungsanordnung umfassend zumindest ein Reiblamellenpaar, wobei das Reiblamellenpaar eine Innenlamelle und eine Außenlamelle aufweist, wobei die Innenlamelle mit einem Innenlamellenträger und die Außenlamelle mit einem Außen- lamellenträger verbunden ist, wobei der Außenlamellenträger im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und die Innenlamelle und die Außenlamelle innerhalb des Außenlamellenträgers angeordnet sind, wobei der Außenlamellenträger an seinem Umfang mehrere erste Öffnungen aufweist und an seinem Boden mehrere zweite Öffnungen aufweist, wobei die Innenla- melle und/ oder die Außenlamelle jeweils mehrere dritte Öffnungen aufweisen, wobei der Außenlamellenträger, die Innenlamelle und die Außenlamelle derart zusammenwirken, dass über die ersten Öffnungen die zweiten Öffnungen und die dritten Öffnungen ein Kühlströmungspfad ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß wird durch die Anordnung der ersten, zweiten und dritten Öffnungen eine Zirkulation eines Kühlmediums, bevorzugt Umgebungsluft, ermöglich, wobei der Pfad des Kühlmediums im Wesentlichen durch die ersten, zweiten und dritten Öffnungen verläuft. Der durch die ersten, zweiten und dritten Öffnungen gebildete Pfad des Kühlmediums dient insbesondere der Kühlung des Reiblamellenpaares, bevorzugt von Reibbelägen der Innenlamellen und/ oder Außenlamellen. Bevorzugt bilden die zweiten und dritten Öffnungen einen Zulaufpfad für das Kühlmedium der sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt.

Vorteilhaft ist, dass keine zusätzlichen Bauteile zur aktiven Belüftung der Trockenkupplungsanordnung benötigt werden.

Der Bauraum als auch der Aufbau der erfindungsgemäßen Trockenkupplungsanordnung entspricht hierdurch teilweise einer Nasskupplung, wodurch auch die Anforderungen an eine Nasskupplung erfüllt sein können und eine solche beispielsweise substituiert werden kann.

Bevorzugt ist die Trockenkupplungsanordnung als Mehrscheibenkupplung ausgebildet.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Trockenkupplung liegt in minimalen Schleppverlusten im geöffneten Zustand der Kupplung.

Die Trockenkupplungsanordnung ist in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Gehäuse bevorzugt geschlossen ist. Das hat den Vorteil, dass die Reibflächen vor Verschmutzung und Feuchtigkeit geschützt sind und die Funktionalität der Trockenkupplungsanordnung nicht beeinträchtigt wird.

Zur Kühlung der Trockenkupplungsanordnung wird die im Gehäuse vorhandene Luft genutzt. Der Wärmetransport erfolgt somit von der Trockenkupplungsanordnung über die Luft auf das Gehäuse. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Gehäuse eine Verrippung, zur Vergrößerung der Kühlfläche des Gehäuses, an der dem Außenlamel- lenträger zugewandten Seite des Gehäuses aufweisen. Das Gehäuse kann aber zusätzlich oder alternativ an der dem Außenlamellenträger abge- wandten Seite des Gehäuses ebenfalls eine Verrippung aufweisen.

Falls erforderlich kann auch ein Wärmetauscher an der Gehäuseoberflä- che vorgesehen werden, wobei der Wärmetauscher ein beliebiges im Stand der Technik bekanntes Kühlmedium verwendet.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die ersten Öffnungen des Außenlamellenträgers an dem zylindermantelförmi- gen Zylinderabschnitt des Außenlamellenträgers im Wesentlichen in axialer Richtung, bilden also Langlöcher in axialer Richtung.

Der Außenlamellenträger ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und umfasst daher einen runden scheibenförmigen Boden und einen zylin- dermantelförmigen Zylinderabschnitt. Der Zylinderabschnitt weist bevorzugt radial an seiner Innenseite abwechselnd Nuten und Stege auf. Die ersten Öffnungen sind bevorzugt in den Nuten ausgebildet und ermöglichen eine radiale Durchströmung der Luft durch den Außenlamellenträger.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die ersten Öffnungen in jeder zweiten Nut des Außenlamellenträgers ausgebildet.

Die mit dem Außenlamellenträger verbundene Außenlamelle greift bevorzugt mit einem radial ausgebildeten Profil in die Nuten des Außenlamellenträgers ein. Das Profil der Außenlamelle ist bevorzugt so ausgebildet, dass die Außenlamelle in jede zweite Nut des Außenlamellenträgers ein- greift, besonders bevorzugt in solche Nuten die keine erste Öffnung aufweisen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die zweiten Öffnungen des Außenlamellenträgers regelmäßig verteilt angeordnet. Die zweiten Öffnungen sind im Boden des Außenlamellenträgers vorgesehen und erlauben eine axiale Durchströmung der Luft in Richtung der im topfförmi- gen Außenlamellenträger angeordneten Innen- und Außenlamellen. Die zweiten Öffnungen sind bevorzugt im Bereich des zylindermantelför- migen Zylinderabschnitts des Außenlamellenträgers ausgebildet.

Die Anzahl der dritten Öffnungen der Innenlamellen und/ oder Außenlamellen kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Anzahl der zweiten Öffnungen des Außenlamellenträgers entsprechen. Alternativ kann sich die Anzahl der zweiten Öffnungen von der Anzahl der dritten Öffnungen unterscheiden.

Die zweiten und dritten Öffnungen können im Wesentlichen die gleiche Geometrie aufweisen. Die dritten Öffnungen der Innenlamellen und/ oder Außenlamellen dienen ebenfalls einer axialen Durchströmung der Luft.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Außenlamelle im Wesentlichen eine Kreisringform mit einer Kreisringbreite auf, welche die dritten Öffnungen der Innenlamelle freigibt. Der Innenkreis des Kreisrings weist dabei einen Radius auf, der groß genug ist, so dass die Projektionen der dritten Öffnungen der Innenlamelle innerhalb dessen Durchmessers liegen. Bei dieser Ausführungsform weist die Außenlamelle keine dritten Öffnungen auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform fluchten die zweiten Öffnungen des Außenlamellenträgers mit den dritten Öffnungen der Außenlamelle. Bei dieser Ausführungsform weist die Außenlamelle dritte Öffnungen auf, wobei die Anzahl und Geometrie der dritten Öffnungen bevor- zugt jener der dritten Öffnungen der Innenlamelle entsprechen.

Die dritten Öffnungen der Innenlamelle können bei gleicher Anzahl und Geometrie in einer entsprechenden statischen Anordnung mit den zweiten und/ oder dritten Öffnungen des Außenlamellenträgers bzw. der Außenla- melle fluchten, sind jedoch aufgrund der Differentialdrehzahl zwischen

Außenlamellenträger und Innenlamelle im Betrieb in einer nicht bestimmten Position relativ zu den zweiten bzw. dritten Öffnungen des Außenlamellenträgers bzw. der Außenlamelle. Der Pfad für das Kühlmedium ist jedoch trotzdem gegeben, insbesondere dadurch, dass der Reibbelag der Innenlamelle und/ oder der Außenlamelle einen Zwischenraum bildet, durch welchen das Kühlmedium axial und/ oder radial in Richtung zu den dritten Öffnungen strömen kann. Zusätzlich kann durch einen derartigen Zwischenraum das Kühlmedium vorteilhaft radial in Richtung der Reibfläche des Reibbelags geführt werden.

Die Innenlamelle und/ oder die Außenlamelle weisen in einer bevorzugten Ausführungsform radiale Ausnehmungen auf, wobei die Anzahl der radia- len Ausnehmungen der Anzahl der dritten Öffnungen der Innenlamelle und/ oder der Außenlamelle entspricht.

Die radialen Ausnehmungen der Innenlamelle und/ oder der Außenlamelle sind in einer bevorzugten Ausführungsform am Außenumfang der Innen- lamelle und/ oder der Außenlamelle ausgebildet. Die radialen Ausnehmungen der Innenlamelle und/ oder der Außenlamelle sind zu den dritten Öffnungen der Innenlamelle und/ oder der Außenlamelle derart versetzt angeordnet, dass eine radiale Ausnehmung jeweils im Wesentlichen mittig zwischen zwei benachbarten dritten Öffnungen der Innenlamelle und der Außenlamelle ausgebildet ist.

Die radialen Ausnehmungen der Innenlamelle und/ oder der Außenlamelle sind vorgesehen, um die Luft in axiale Richtung umzulenken und die Luft in Richtung der ersten Öffnungen des Außenlamellenträgers zu leiten.

Bevorzugt bilden die radialen Ausnehmungen einen Teil eines Ablaufpfades für das Kühlmedium, wobei das an den Reibflächen erwärmte Kühlmedium durch die ersten Öffnungen des Außenlamellenträgers in Rich- tung Gehäuse zur Abkühlung des Kühlmediums strömen kann.

Das abgekühlte Kühlmedium wird danach bevorzugt wieder über die zweiten und dritten Öffnungen dem Reibbelag der Innenlamelle und/ oder Außenlamelle zugeführt.

Die Innenlamelle und/ oder die Außenlamelle weisen in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einen Reibbelag auf, wobei der Reibbelag im Wesentlichen am Außenumfang der Innenlamelle und/ oder der Außenlamelle angeordnet ist und durch die radialen Ausnehmungen der Innen- lamelle und/ oder der Außenlamelle unterbrochen ist.

Der Reibbelag kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine Reibfläche aufweisen, welche nicht 360° geschlossen ist, sondern durch die radialen Ausnehmungen unterbrochen wird. Das hat den Nachteil, dass die Reib- fläche verkleinert wird, dafür den Vorteil, dass mehr Luft und somit mehr Kühlung an den Reibbelag gelangt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Tro- ckenkupplungsanordnung. zeigt eine perspektivische Ansicht einer Innenlamelle einer erfindungsgemäßen Trockenkupplungsanord- nung. zeigt eine Seitenansicht einer Außenlamelle einer erfindungsgemäßen Trockenkupplungsanordnung. zeigt eine perspektivische Ansicht eines Außenlamel- lenträgers einer erfindungsgemäßen Trockenkupplungsanordnung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Trockenkupplungsanordnung 1 in einer Schnittansicht, wobei die Trockenkupplungsanordnung 1 in einem geschlossenen Gehäuse 2 angeordnet ist. Die Trockenkupplungsanordnung 1 umfasst einen Außenlamellenträger 3, sowie zumindest ein Reiblamellenpaar, welches eine Innenlamelle 4 und eine Außenlamelle 5 aufweist. Die Außenlamelle 5 ist mit dem Außenlamellenträger 3 verbunden, die Innenlamelle 4 mit einem Innenlamellenträger. Der Außenlamellenträger 3 weist mehrere erste Öffnungen 3.1 und mehrere zweite Öffnungen 3.2 auf. Die Innenlamelle 4 und/oder die Außenlamelle 5 weisen jeweils dritte Öffnungen 4.1 auf. Der Außenlamellenträger 3 die Innenlamelle 4 und die Außenlamelle 5 wirken dabei derart zusammen, dass die erste Öffnungen 3.1 die zweiten Öffnungen 3.2 und die dritten Öffnungen 4.1 auch einen Pfad für das Kühlmedium, wie durch die Pfeile in Fig. 1 dargestellt, ausbilden.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Innenlamelle 4. Die Innenlamelle 4 weist fünf gleichmäßig verteilte dritte Öffnungen 4.1 auf durch welche Luft axial durchströmen kann. Die Innenlamelle 4 weist weiter radiale Ausnehmungen 4.2 auf welche am Außenumfang der Innenlamelle 4 ausgebildet sind. Die radialen Ausnehmungen 4.2 sind dabei so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen mittig versetzt zu zwei benachbarten dritten Öffnungen 4.1 angeordnet sind. In Fig. 2 sind fünf dritte Öffnungen dargestellt, d.h., dass sie in einem Winkel von 72° zueinander versetzt angeordnet sind. Die radialen Ausnehmungen 4.2 weisen daher einen mittigen Versatz von 36° zu den benachbarten dritten Öffnungen 4.1 auf. Die Geometrie der dritten Öffnungen 4.1 ist so ausgebildet, dass ein optimaler Luftstrom ermöglicht wird. Durch die radialen Ausnehmungen 4.1 wird der am Außenumfang der Innenlamelle 4 umlaufende Reibbelag 5 unterbrochen. Die Reibfläche des Reibbelags 6 wird dadurch reduziert die Kühlung der Reibfläche erhöht. Die Kerbverzahnung der Innenlamelle 4 dient zur Verbindung der Innenlamelle mit einem Innenlamellenträger.

Die Außenlamelle 5 ist im Prinzip gleich aufgebaut wie die Innenlamelle 4 weist jedoch statt einer Kerb Verzahnung ein Profil am Außenumfang der Außenlamelle 5 auf, welches sich radial nach außen erstreckt und so aus- gebildet ist, dass ein Eingriff mit der Nut 3.5 des Außenlamellenträgers 3 realisierbar ist.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Außenlamelle 5. Die kreisförmige Au- ßenlamelle 5 weist im Wesentlichen eine Kreisringbreite A auf, welche die dritten Öffnungen der Innenlamelle 4 freigibt. Der Reibbelag 6 der Innenlamelle 4 weist im Wesentlichen die gleiche Kreisringbreite auf wie die Kreisringbreite A der Außenlamelle 5 und ist dieser gegenüberliegend angeordnet. Am Außenumfang der Außenlamelle 5 ist ein radial nach außen erstreckendes Profil zum Eingreifen in Außenlamellenträger 3 ausgebildet.

Bei dieser Ausführungsvariante weist nur die Innenlamelle 4 einen Reibbelag 6 sowie die radialen Ausnehmungen 4.2 auf. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Außenlamellenträgers 3, wobei der Außenlamellenträger 3 topfförmig ausgebildet ist. Im Boden 3.3 des Außenlamellenträgers 3 sind fünf zweite Öffnungen 3.2 ausgebildet, die einen axialen Lufteintritt ermöglichen, wobei die zweiten Öffnungen 3.2 im Wesentlichen die gleiche Geometrie wie die dritte Öffnung 4.1 der Innenlamelle 4 und/ oder der Außenlamelle (nicht dargestellt) aufweisen. Im zylindermantelförmigen Zylinderabschnitt 3.4 sind mehrere erste Öffnungen 3.1 vorgesehen, die sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstrecken und einen radialen Luftaustritt ermöglichen. Der zylindermantel- förmige Zylinderabschnitt 3.4 weist an der Innenseite Nuten 3.5 und Stege 3.6 auf, die abwechselnd angeordnet sind und sich in axialer Richtung erstrecken. Die erste Öffnungen 3.1 sind dabei in jeder zweiten Nut 3.5 ausgebildet. Die Außenlamelle greift über das am Außenumfang der Außenlamelle ausgebildete Profil in jede Nut 3.5 des Außenlamellenträgers 3 ein, nämlich in jene Nuten 3.5, welche keine ersten Öffnungen 3.1 aufwei- sen. Die dritte Öffnungen 4.1 der Außenlamelle fluchten dabei mit den zweiten Öffnungen 3.2 des Außenlamellenträgers 3.

Bezugszeichenliste

1 Trockenkupplungsanordnung

2 Gehäuse

3 Außenlamellenträger

3.1 erste Öffnung

3.2 zweite Öffnung

3.3 Boden

3.4 zylindermantelförmiger Zylinderabschnitt

3.5 Nut

3.6 Steg

4 Innenlamelle

4.1 dritte Öffnung

4.2 radiale Ausnehmung

5 Außenlamelle

6 Reibbelag

A Kreisringbreite