DE10031635A1 - Anpreßplatte für eine Reibungskupplung - Google Patents
Anpreßplatte für eine ReibungskupplungInfo
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Abstract
Es wird eine Anpreßplatte (30) für eine Reibungskupplung beschrieben, wobei die Anpreßplatte (30) wenigstens einen gegen eine Reibbelaganordnung einer Kupplungsscheibe oder dergleichen preßbaren Reibflächenbereich (32) aufweist und wobei die Anpreßplatte (30) teilweise aus einem ersten Material (100) gebildet ist und wobei in der Anpreßplatte (30) wenigstens bereichsweise ein zweites Material (200) vorgesehen ist, das mit dem ersten Material (100) in thermischem Kontakt steht. Um eine aufgrund von Reibungswärme während des Betriebs der Kupplung entstehende negative Schirmung der Anpreßplatte (30) kompensieren zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das zweite Material (200) eine im Vergleich zum ersten Material (100) unterschiedliche thermische Ausdehnung, insbesondere eine größere thermische Ausdehnung, aufweist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anpreßplatte für eine Reibungskupplung,
wobei die Anpreßplatte wenigstens einen gegen eine Reibbelaganordnung einer
Kupplungsscheibe oder dergleichen preßbaren Reibflächenbereich aufweist und
wobei die Anpreßplatte wenigstens teilweise aus einem ersten Material gebildet ist
und wobei in der Anpreßplatte wenigstens bereichsweise ein zweites Material
vorgesehen ist, das mit dem ersten Material in thermischem Kontakt steht.
In Reibungskupplungen dienen Anpreßplatten dazu, die Reibbeläge einer
Kupplungsscheibe zwischen einem Schwungrad und der Anpreßplatte zu klemmen.
Auf diese Weise wird bei geschlossener Kupplung ein Drehmomentübertragungs-
Zustand hergestellt. Zur Erzielung dieses Effekts werden die Anpreßplatten durch
einen Kraftspeicher, beispielsweise durch eine Membranfeder, beaufschlagt und in
Richtung auf die Reibbeläge beziehungsweise das Schwungrad vorgespannt.
Während der Einrück- und Ausrückvorgänge kommen die verschiedenen
Oberflächenbereiche der Reibbeläge sowie der Anpreßplatte beziehungsweise des
Schwungrads miteinander in reibenden Eingriff, was zur Folge hat, daß
Reibungswärme entsteht.
Insbesondere dann, wenn die Reibungskupplung in einem Fahrzeug eingesetzt wird,
wird der Anpreßplatte während des Anfahrvorgangs auf deren Reibfläche einseitig
Wärme zugeführt. Ebenso wird auch das Schwungrad einseitig erwärmt, so daß sich
die nachfolgend beschriebenen Effekte, Nachteile und Maßnahmen auch auf das
Schwungrad übertragen lassen.
Durch die einseitige Erwärmung entsteht eine Temperaturdifferenz zur anderen, der
Reibfläche abgewandten Seite der Anpreßplatte. Diese Temperaturdifferenz bewirkt
zunächst eine elastische Verformung der Anpreßplatte derart, daß der radial äußere
Bereich der Anpreßplatte von der Reibfläche zurückweicht, wodurch der mittlere
Reibradius abnimmt. Dies wird als "Schirmung" bezeichnet. Bei diesem
"Schirmungseffekt" verformt sich die Anpreßplatte nach Art eines Schirms derart, daß
ihr radial innerer Bereich in Richtung auf das Schwungrad gedrückt wird, was
bedeutet, daß dieser bezüglich des radial äußeren Bereichs der Anpreßplatte in
axialer Richtung vorstehen kann.
Dadurch sinkt jedoch die Übertragungssicherheit der Kupplung, da diese
unerwünscht in einen Schlupfzustand kommen kann. Darüber hinaus kann beim
folgenden Abkühlen eine bleibende Verformung des radial äußeren Bereichs der
Anpreßplatte entstehen, wodurch die Reibbeläge konisch verschleißen
(üblicherweise radial außen mehr als radial innen).
Bisher wurde diesem Problem begegnet, indem die Dicke der Anpreßplatte möglichst
groß gewählt wurde. Dadurch wurde die Anpreßplatte jedoch unverhältnismäßig
schwer und auch teuer. Zum anderen war ein großer Bauraumbedarf erforderlich.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, die Anpreßplatte mit einer im kalten Zustand
konkaven Form vorzusehen. Auch diese Lösung weist eine Reihe von Nachteilen
auf. So entsteht beispielsweise ein ungleiches Tragen im kalten Zustand. Ebenso
wurde vorgeschlagen, die Anpreßplatte zur Kühlung mit einem Belüftungssystem zu
versehen. Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Anpreßplatten üblicherweise aus
Grauguß hergestellt sind und daß ein schlechter Wärmeübergang zwischen Grauguß
und Luft herrscht. Ein schwerwiegender Nachteil ist weiterhin, daß die Kühlung
zeitlich zu spät einsetzt, um die Schirmung zu verhindern. Es ist auch vorgeschlagen
worden, die Kupplung mit einem größeren Durchmesser herzustellen. Diese Lösung
hat jedoch den Nachteil, daß Kupplungen mit größerem Durchmesser zum einen
schwerer und teurer sind und andererseits einen großen Bauraumbedarf aufweisen.
Weiterhin erhält eine vergrößerte Kupplung ein zu großes Massenträgheitsmoment,
was wiederum schlecht für die Motorbeschleunigung ist.
Um solche durch Erhöhung der Temperatur im Reibbereich induzierte negative
Auswirkungen vermeiden zu können, ist in der von der Anmelderin ebenfalls
eingereichten DE 199 50 369 eine Anpreßplatte für eine Reibungskupplung
vorgeschlagen worden, die zunächst wenigstens einen gegen eine
Reibbelaganordnung einer Kupplungsscheibe oder dergleichen preßbaren
Reibflächenbereich aufweist. Die Anpreßplatte ist im Reibflächenbereich wenigstens
teilweise aus einem ersten Material gebildet, das eine schnelle Ableitung der durch
Reibung erzeugten Wärme vorsieht. In einem an den Reibflächenbereich
anschließenden Körperbereich weist die Anpreßplatte ein zweites Material auf, das
eine hohe Wärmeaufnahmefähigkeit für die von dem Reibflächenbereich abgeleitete
Wärme besitzt.
Der Effekt der in der DE 199 50 369 beschriebenen Lösung besteht darin, daß
während der Ein- und Ausrückvorgänge, die im allgemeinen nur sehr kurze
Zeitdauern beanspruchen (das bedeutet, daß auch die Erzeugung von
Wärmeenergie oder die Umwandlung von kinetischer Energie in Wärmeenergie nur
für einen sehr begrenzten Zeitraum stattfinden wird) sichergestellt werden kann, daß
ausreichend Energie aus demjenigen Bereich abgeleitet wird, der mit den
Reibbelägen in Kontakt steht. Diese Energie wird zeitweilig im Körperbereich
zwischengespeichert und anschließend vom Körperbereich weiter nach außen hin
abgeführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Lösung in Form
einer wie eingangs beschriebenen Anpreßplatte für Reibungskupplungen
bereitzustellen, mit der auf einfache und dennoch zuverlässige Weise eine
wärmebedingte, nachteilige Verformung der Anpreßplatte verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Anpreßplatte gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere
Vorteile, Merkmale, Wirkungen und Effekte der erfindungsgemäßen Anpreßplatte
ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Es wird eine Anpreßplatte für eine Reibungskupplung vorgeschlagen, wobei die
Anpreßplatte wenigstens einen gegen eine Reibbelaganordnung einer
Kupplungsscheibe oder dergleichen preßbaren Reibflächenbereich aufweist und
wobei die Anpreßplatte teilweise aus einem ersten Material gebildet ist und wobei in
der Anpreßplatte wenigstens bereichsweise ein zweites Material vorgesehen ist, das
mit dem ersten Material in thermischem Kontakt steht. Die Anpreßplatte ist
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material eine im
Vergleich zum ersten Material unterschiedliche thermische Ausdehnung,
insbesondere eine größere thermische Ausdehnung, aufweist.
Dadurch kann eine Schirmung der Anpreßplatte unter thermischer Belastung
verhindert werden. Aus diesem Grund können die Anpreßplatten dünner ausgebildet
werden, was in Bezug auf die Kosten und den Bauraumbedarf von erheblichem
Vorteil ist. Weiterhin ist zu jedem Zeitpunkt eine optimale Übertragungssicherheit der
Kupplung gewährleistet.
Durch das zweite Material mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten, das im
weiteren Verlauf der Beschreibung verschiedentlich auch als Gegendehnmasse
bezeichnet ist, wird bei mehreren aufeinanderfolgenden Anfahrvorgängen der
Reibradius angehoben, beziehungsweise sein Absinken verhindert. Die
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anpreßplatte läßt sich bauraumneutral
realisieren. Darüber hinaus können im Maschinenbau übliche Verfahren und
Werkstoffe verwendet werden.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Bereich der
Anpreßplatte aus einem zweiten Material ausgeführt ist, das im Vergleich zum ersten
Material, aus dem die Anpreßplatte teilweise besteht, zum Beispiel Grauguß, einen
unterschiedlichen, vorzugsweise einen größeren, thermischen
Ausdehnungskoeffizienten aufweist (z. B. Aluminium).
Im Vergleich zur DE 199 50 369 wird somit ein anderer Lösungsweg beschritten. Bei
der Lösung gemäß DE 199 50 369 geht es darum, die entstehende Reibwärme
möglichst schnell abzuführen und zwischenzuspeichern, damit Verformungen
verhindert werden. Dazu umfaßt das in dieser Lösung beschriebene erste Material
ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Der aus diesem Material bestehende
Reibflächenbereich steht mit den Reibbelägen der Kupplungsscheibe während der
Ein- und Ausrückvorgänge in Reibkontakt. Durch das wärmeleitfähige Material des
Reibflächenbereichs wird die Wärme schnell in das zweite Material, das mit dem
ersten Material in thermischem Kontakt steht, abgeleitet. Das zweite Material umfaßt
ein Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität. Es ist somit geeignet, Wärme
besonders gut zu speichern, ohne daß negative Verformungswirkungen auftreten.
Das zweite Material muß geeignet sein, die während der Ein- und Ausrückvorgänge
kurzzeitig entstehenden hohen Wärmemengen zwischenspeichern zu können, ohne
daß Verformungen in der Anpreßplatte auftreten. Nach Beendigung des Ein- oder
Ausrückvorgangs kann die Wärme dann nach außen hin abgegeben werden.
Nach der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird eine Verformung aufgrund
der entstehenden Reibwärme nicht unterbunden. Stattdessen wird durch das zweite
Material der Effekt erreicht, daß eine Gegenausdehnung auftritt, die über die
Anordnung, Masse und Ausgestaltung des zweiten Material derart gesteuert wird,
daß sie der Verformung des ersten Material entgegenwirkt. Dadurch wird erreicht,
daß sich der Reibradius der Anpreßplatte insgesamt nicht ändert oder zumindest
nicht sinkt. Beim zweiten Material handelt es sich somit um eine sogenannte
Gegendehnmasse zum ersten Material.
Die Erfindung ist grundsätzlich nicht auf bestimmte Materialien für das zweite
Material beschränkt. Wichtig ist lediglich, daß das zweite Material bei Aufnahme der
Wärmeenergie derart zur Ausdehnung gebracht wird, daß die nachteilige Schirmung
der gesamten Anpreßplatte sicher verhindert wird.
Vorteilhaft kann das zweite Material einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als
das erste Material haben. Es ist jedoch auch denkbar, daß das zweite Material
entweder einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten oder im Vergleich zum
ersten Material einen vom Betrag her kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweist. In einem solchen Fall wird die Schirmung dadurch verhindert oder
kompensiert, daß sich das zweite Material bei Einleitung von Wärme zusammenzieht
und bei entsprechender Anordnung ein zurückbiegendes Moment erzeugt.
Als erstes Material kann beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, Grauguß, Stahl
und dergleichen verwendet werden. Als zweites Material kann beispielsweise, jedoch
nicht ausschließlich, Aluminium verwendet werden. Aluminium ist relativ billig und hat
einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α, der mit 24.10-6/K gegenüber
Grauguß (α = 10-12.10-6 /K) etwa doppelt so groß ist. Aber auch Magnesium (α =
26.10-6 /K), Kupfer (α = 17.10-6 /K), Zink (α = 39.10-6 /K) oder andere Metalle sind
denkbar. Ein weiterer Vorteil der genannten Werkstoffe liegt darin, daß sie die
Reibwärme gegenüber Grauguß wegen ihrer höheren Wärmeleitfähigkeit schnell
aufnehmen und sich rasch ausdehnen. Die hohe Wärmeleitfähigkeit kann auch
gezielt zur besseren Wärmeabfuhr von der Reibfläche genutzt werden.
Die Massenverteilung zwischen erstem Material und zweitem Material ergibt sich je
nach Bedarf und Anwendungsfall und hängt beispielsweise von der Kontur der
Anpreßplatte und dem sich daraus ergebenden Wärmeausdehnungsverhalten ab.
Vorteilhaft kann die Anpreßplatte im wesentlichen ringartig ausgebildet sein.
Nachfolgend werden nun verschiedene Möglichkeiten beschrieben, wie eine
erfindungsgemäße Anpreßplatte ausgebildet sein kann, damit eine negative
Schirmung verhindert wird. Je nachdem, was für eine Gegendehnung durch das
zweite Material (Gegendehnmasse) erreicht werden soll, kann das zweite Material
auf unterschiedliche Weise in der Anpreßplatte vorgesehen sein.
Vorzugsweise kann das zweite Material in Form von wenigstens einem
Zusatzelement in der Anpreßplatte vorgesehen sein. Nicht ausschließliche Beispiele
für geeignete Zusatzelemente werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher
erläutert.
In weiterer Ausgestaltung ist es denkbar, daß das zweite Material als Bereich der
Anpreßplatte ausgebildet ist.
Je nach Ausführungsform kann der Reibflächenbereich der Anpreßplatte
hauptsächlich oder vollständig aus erstem oder zweitem Material gebildet sein.
Das zweite Material kann derart in der Anpreßplatte vorgesehen sein, daß sich diese
vornehmlich in radialer Richtung ausdehnt oder ausdehnen kann. Ebenso ist es
denkbar, daß das zweite Material derart in der Anpreßplatte vorgesehen ist, daß sich
diese in axialer Richtung ausdehnt oder ausdehnen kann. Natürlich ist auch eine
Kombination der beiden Merkmale möglich. Als radiale Richtung wird dabei eine
Richtung senkrecht zur Hauptdrehachse der Anpreßplatte verstanden. Als axiale
Richtung wird eine Richtung parallel zur Hauptdrehachse der Anpreßplatte
verstanden.
Vorteilhafterweise kann das zweite Material am radial äußeren Umfang der
Anpreßplatte vorgesehen sein. In weiterer Ausgestaltung kann das zweite Material
natürlich auch radial innen von der Anpreßplatte vorgesehen sein. Selbstverständlich
sind auch Kombinationen der vorgenannten Merkmale denkbar.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, am radial äußeren Umfang der
Anpreßplatte eine stärkere thermische Ausdehnung hervorzurufen als am radial
inneren Umfang. Sowohl der radiale, als auch der axiale Anteil der Ausdehnung sind
je nach Ausführungsform günstig, um das Zurückspringen des äußeren Umfangs von
der Reibfläche zu kompensieren.
In weiterer Ausgestaltung kann das zweite Material zumindest bereichsweise auf der
der Reibfläche gegenüberliegenden, nicht erwärmten Seite der Anpreßplatte
vorgesehen sein.
Um das zweite Material in der Anpreßplatte zu plazieren, kann die Anpreßplatte
wenigstens eine Nut zur Aufnahme des zweiten Materials aufweisen. Dabei kann die
wenigstens eine Nut radial außen und/oder radial innen von der Anpreßplatte
ausgebildet sein. Auch ist es denkbar, daß die wenigstens eine Nut auf der der
Reibfläche gegenüberliegenden, nicht erwärmten Seite der Anpreßplatte vorgesehen
ist. In diesem Fall könnte der der Reibfläche gegenüberliegende Bereich der
Anpreßplatte beispielsweise in geeigneter Weise ausgefräst werden und das zweite
Material anschließend in diesen ausgefrästen Bereich eingegossen werden.
Selbstverständlich sind auch beliebige Kombinationen und Varianten der Anordnung
sowie der Anzahl von Nuten möglich.
Vorzugsweise kann die wenigstens eine Nut schräggestellt ausgebildet sein. Durch
die Schrägstellung der Nut ist das darin befindliche zweite Material, das
beispielsweise in einer nachfolgend näher beschriebenen Kreisringform vorliegt,
gegen ein ungewolltes Herausrutschen, beispielsweise unter Fliehkraft, gesichert.
Vorteilhaft kann das zweite Material in Form wenigstens eines Kreisrings ausgebildet
sein. Dieser Kreisring kann entweder einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Wenn
der Kreisring mehrteilig ausgebildet ist, kann dieser beispielsweise in Segmenten
von 3.120°, 6.60° oder dergleichen vorliegen. Wenn das zweite Material in Form
eines Kreisrings vorliegt, kann es beispielsweise in einer entsprechenden Nut, wie
sie weiter oben beschrieben wurde, vorgesehen sein. Der Kreisring kann zunächst
separat in einteiliger oder mehrteiliger Form hergestellt werden und anschließend in
die Nut eingebracht werden. Ebenso kann der Kreisring in die Nut eingegossen
werden. Zur Fixierung kann der Kreisring beispielsweise durch entsprechende
Fixierelemente, etwa geeignete Paßstifte oder dergleichen, durch Verlöten
(vorzugsweise bei Kupfer, Zink als zweitem Material) und dergleichen radial
beziehungsweise bei entsprechender Ausgestaltung axial fest mit der Anpreßplatte
verbunden werden.
In weiterer Ausgestaltung kann der wenigstens eine Kreisring zumindest einen
stiftförmigen Fortsatz aufweisen, der vom Kreisring abragt. Dieser stiftförmige
Fortsatz kann optional ebenfalls aus zweitem Material bestehen.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Kreisring beispielsweise in einer
Nut vorgesehen sein, die sich auf der der Reibfläche gegenüberliegenden, nicht
erwärmten Seite der Anpreßplatte befindet. In diese Nut kann der Kreisring aus
zweitem Material als sogenannte Gegendehnmasse eingelegt sein. An der der
Reibfläche der Anpreßplatte zugewandten Seite kann der Kreisring die stiftförmigen
Fortsätze aufweisen. Diese können mit Hilfe eines Fixierelements, beispielsweise
eines Schließkopfes, gegen Herausfallen gesichert sein. Wenn das Fixierelement
bündig mit der Reibfläche abschließt, so ist dessen Stirnfläche am Reibvorgang
beteiligt. Die Wärme wird über den stiftförmigen Fortsatz in den Kreisring geleitet.
Dieser dient somit zur schnelleren Wärmeleitung zum zweiten Material und zu
dessen Aufheizung und damit Ausdehnung.
In weiterer Ausgestaltung kann die Anpreßplatte wenigstens eine Bohrung
aufweisen. In der Bohrung kann vorzugsweise zweites Material in Form wenigstens
eines Zusatzelements vorgesehen sein. Dabei kann das Zusatzelement
beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, als Stift, Bolzen, Schraube oder
dergleichen ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, daß die Bohrung mit
zweitem Material ausgegossen ist. Vorteilhaft sind mehrere Bohrungen vorgesehen,
die am Umfang der Anpreßplatte verteilt angeordnet sind.
Je nach Bedarf und Anwendungsfall kann die wenigstens eine Bohrung in bezug auf
die Anpreßplatte tangential und/oder axial und/oder radial ausgerichtet sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform sind mehrere Bolzen aus zweitem Material
tangential in die mit entsprechenden Bohrungen versehene Anpreßplatte gesteckt
und beispielsweise durch Verstemmen gegen Herausfallen gesichert. Es ist auch
denkbar, alternativ oder zusätzlich Bolzen axial in die Anpreßplatte einzubringen und
ausschließlich deren radiale Ausdehnung zu nutzen. Bei einer geeigneten Fixierung,
etwa durch Löten, Verstemmen, die Ausgestaltung des Bolzens als Schraube oder
dergleichen kann zusätzlich auch deren axiale Ausdehnung genutzt werden.
Vorteilhaft kann die Anpreßplatte an ihrem radial äußeren Umfang wenigstens einen
Einstich aufweisen, in dem zumindest teilweise zweites Material vorgesehen ist. Der
Einstich kann beispielsweise keilförmig ausgebildet sein.
Hierzu kann das zweite Material beispielsweise am äußeren radialen Rand des
Einstichs in Form eines die Einstichschenkel verbindenden Stegs ausgebildet sein.
Der Steg kann etwa in Form eines Kreisrings ausgebildet sein und in den Einstich
eingefügt werden. Dies kann zum Beispiel mittels Verlöten, Verstemmen, einem
formschlüssigen Eingießen oder dergleichen geschehen. Bei dieser
Ausgestaltungsvariante liegt der Steg nur in einem kleinen ringförmigen Bereich an
der Anpreßplatte an. Da die Anpreßplatte jedoch tiefer eingeschnitten ist, kann sich
der radial äußere Bereich axial elastisch aufbiegen.
Vorteilhaft kann das zweite Material auch in Form wenigstens eines als Bolzen
ausgebildeten Zusatzelements ausgebildet sein, der den Einstich axial und/oder
radial durchdringt. Insbesondere, wenn die Bolzen den Einstich axial durchdringen
und im radial äußeren Bereich des Einstichs und damit der Anpreßplatte angeordnet
sind, ist eine elastische Ausdehnung der Anpreßplatte in diesem Bereich möglich.
Durch geeignete Auslegung des Einstichs sowie des diesen durchdringenden
Zusatzelements aus zweitem Material ist es möglich, daß die Anpreßplatte von innen
belüftet wird. Dazu begrenzen die Seitenwände des Einstichs und das
Zusatzelement eine Art Belüftungskammer. Hierdurch und durch die Elemente aus
zweitem Material kann eine verbesserte Wärmeabfuhr realisiert werden. Dazu kann
das Zusatzelement aus zweitem Material zur Luftförderung beispielsweise
entsprechende Löcher, schaufelartige Ausprägungen und dergleichen aufweisen.
In weiterer Ausgestaltung kann die Anpreßplatte aus dem Reibflächenbereich und
einem sich axial daran anschließenden Körperbereich ausgebildet sein. In diesem
Fall ist die Anpreßplatte in zwei Materialbereiche getrennt.
In einer beispielhaften Ausgestaltung kann der Reibflächenbereich beispielsweise
zumindest teilweise aus herkömmlichem Material, etwa Grauguß oder dergleichen
bestehen. Der Körperbereich hingegen kann zumindest teilweise aus zweitem
Material gebildet sein und/oder ein oder mehrere Zusatzelemente aus zweitem
Material aufweisen. Bei Wärmeeintrag auf die Reibfläche infolge des Reibvorgangs,
beispielsweise während eines Anfahrvorgangs, stellt sich eine Temperaturdifferenz
ein, die zunächst dafür sorgt, daß der radial äußere Bereich des Reibflächenbereichs
zurückweicht, so daß der Reibradius nach radial innen wandert und die
Übertragungssicherheit der Kupplung aufgrund des Schirmungseffekts abnimmt. Bei
anhaltendem Wärmeeintrag wird die gesamte Anpreßplatte und damit auch der
Körperbereich zunehmend durchwärmt. Das zweite Material im Körperbereich dehnt
sich stärker aus als das erste Material, so daß bei entsprechend gewählter
Plazierung des zweiten Material eine gerichtete Ausdehnung in Form eines
rückstellenden Biegemoments erzielt werden kann, die dem Schirmungseffekt
entgegenwirkt und diesen kompensiert.
In zwei beispielhaften, nicht ausschließlichen Ausführungsformen können ein oder
mehrere Kreisringe vorgesehen sein, der/die im Körperbereich, insbesondere auf der
der Reibfläche gegenüberliegenden, nicht erwärmten Seite der Anpreßplatte
vorgesehen ist/sind. In anderer Ausgestaltung ist es denkbar, daß der Körperbereich
in seiner Gesamtheit aus zweitem Material gebildet ist.
Vorteilhaft können der Reibflächenbereich und der Körperbereich über eine
Nutverbindung miteinander verbunden sein. Die Nutverbindung, die beispielsweise
als Schwalbenschwanz-Nutverbindung ausgebildet sein kann, dient zu einer
besseren Verbindung der beiden Bereiche.
In weiterer Ausgestaltung kann die Anpreßplatte eine Schneide zur Abstützung eines
Kraftspeichers aufweisen. Bei einem solchen Kraftspeicher handelt es sich
beispielsweise um eine Membranfeder der Reibungskupplung. Die Schneide weist
vorteilhaft Mittel zur Vermeidung von Abrieb auf. Dazu kann die Schneide
beispielsweise in geeigneter Weise beschichtet oder gehärtet sein. Auch ist es
denkbar, auf der Schneide einen Drahtring einzulegen, der in geeigneter Weise -
etwa durch Verstemmen - gegen Herausrutschen gesichert ist und das Entstehen von
Abrieb verhindert. Selbstverständlich sind auch andere Maßnahmen denkbar, um die
Schneide gegen unerwünschten Abrieb zu sichern. Außerdem kann das Schneideteil
ein Teil einer Belagverschleißeinrichtung sein. Bei der Beschlagverschleißeinrichtung
kann es sich beispielsweise um einen Rampenring oder dergleichen handeln.
Vorzugsweise kann die Kontur des aus erstem Material bestehenden Bereichs der
Anpreßplatte an die Kontur des aus zweitem Material bestehenden Bereichs der
Anpreßplatte angepaßt sein.
In weiterer Ausgestaltung ist es denkbar, daß das zweite Material in einer in der
Anpreßplatte vorgesehenen Kammer vorgesehen ist und diese zumindest teilweise
ausfüllt. Dabei kann die Kammer allseitig von Bereichen aus erstem Material
begrenzt sein. In anderer Ausgestaltung ist es denkbar, daß die Kammer von
Bereichen aus erstem Material sowie teilweise von Bereichen aus einem dritten
Material begrenzt ist. Dabei kann das dritte Material die Kammer an der der
Reibfläche gegenüberliegenden Seite der Anpreßplatte und/oder radial innen
und/oder radial außen begrenzen. Das dritte Material kann beispielsweise in Form
von zweitem Material oder in Form eines vom ersten und zweiten Material
verschiedenen Material vorliegen. Die Auswahl des dritten Materials hängt von der
Art und Weise ab, wie die an der Reibfläche der Anpreßplatte erzeugte Wärme
abgeleitet und wie eine daraus resultierende Wärmeausdehnung im zweiten Material
gerichtet werden soll, um der Schirmung entgegenzuwirken.
Vorteilhaft kann die Anpreßplatte einen Bereich aus erstem Material sowie einen sich
daran anschließenden Bereich aus zweitem Material aufweisen, wobei die Trennlinie
zwischen beiden Bereichen in bezug auf die Anpreßplatte von radial innen nach
radial außen verläuft. Insbesondere kann die Trennlinie zwischen den beiden
Bereichen derart verlaufen, daß radial außen mehr zweites Material vorhanden ist als
radial innen. Dadurch kann die Wärmeausdehnung des zweiten Materials genau und
definiert gesteuert werden. Dies bewirkt, daß die Reibfläche der Anpreßplatte
aufgrund der Reibwärme nicht zurückweicht (Schirmung) und dadurch der
Reibradius für die Übertragungssicherheit hinreichend groß bleibt.
In weiterer Ausgestaltung kann die Anpreßplatte einen Bereich aus erstem Material
sowie einen sich daran anschließenden Bereich aus zweitem Material aufweisen,
wobei die Trennlinie zwischen beiden Bereichen in bezug auf die Anpreßplatte axial
verläuft, so daß das zweite Material im Vergleich zum ersten Material radial außen
vorgesehen ist. Hierdurch läßt sich besonders gut erreichen, daß sich der radial
äußere Bereich der Anpreßplatte ausdehnt und damit der Schirmung entgegenwirkt.
Vorteilhaft kann das zweite Material in Form von Druckguß auf oder in den Bereich
aus erstem Material aufgebracht beziehungsweise eingebracht werden. Damit ist es
möglich, einen großen Verzug im Bauteil selbst zu vermeiden. Um das Druckgießen
bewerkstelligen zu können ist es vorteilhaft, an dem Bereich aus erstem Material
eine entsprechende Dichtfläche vorzusehen. Besonders einfach läßt sich Druckguß
realisieren, wenn das zweite Material in Form eines Kreisrings in eine entsprechende
Nut mit Rechteckquerschnitt eingebracht wird. Der Bereich aus erstem Material sollte
vor dem Druckgießen erwärmt werden, um die Verbindung zwischen erstem und
zweitem Material zu verbessern und Wärmeeigenspannungen zu reduzieren.
Das erste Material und das zweite Material können stoffschlüssig und/oder
formschlüssig miteinander verbunden werden oder sein. Als stoffschlüssige
Verbindung kann beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, eine Lötung, Klebung,
Schweißung, eine Durchdringung des zweiten Materials zur Reibfläche oder
dergleichen in Frage kommen. Eine formschlüssige Verbindung, die alternativ oder
zusätzlich zur stoffschlüssigen Verbindung erfolgen kann, kann beispielsweise durch
ein entsprechendes "Waffelmuster", eine Verschraubung, eine Vernietung, ein
Umgreifen des ersten Materials mit zweitem Material und dergleichen realisiert
werden.
In weiterer Ausgestaltung kann radial außen wenigstens eine Aufnahmenut,
insbesondere eine Ringnut, zur Aufnahme wenigstens eines Stützelements
vorgesehen sein. Das Stützelement kann beispielsweise in Form eines Stützrings
ausgebildet sein. Dieser kann etwa durch Aufwickeln eines hochfesten Fadens, zum
Beispiel Kohlefaser, oder eines Drahtes hergestellt werden. Er sorgt dafür, daß bei
Wärmedehnung die Anpreßplatte radial festgehalten wird und nur der radial
innenliegende Bereich von der Reibfläche abheben, beziehungsweise ausweichen
kann.
Die vorstehend beschriebenen, unterschiedlichen Merkmale zur Realisierung der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte können sowohl jeweils einzeln, als auch in jeder
beliebigen Kombination realisiert werden.
Zusätzlich zu den beschriebenen Merkmalen ist es möglich, das Schirmverhalten der
Anpreßplatte durch eine entsprechende geometrische Gestaltung der Anpreßplatte
zu beeinflussen. Durch eine Variation von radialer Dicke, axialer Länge, Material,
Einfügen von Unterbrechungen in den Innen- und/oder Außenbereich der
Anpreßplatte und dergleichen läßt sich deren Steifigkeitsverhältnis von Innen- zu
Außenbereich einstellen. Über diese Einstellung läßt sich zusätzlich verhindern, daß
es zu einer temperaturgradientenabhängigen Verformung und damit zu einer
Veränderung des Reibradius kommen kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine
Druckplattenbaugruppe, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung.
Diese Druckplattenbaugruppe weist erfindungsgemäß wenigstens eine wie
vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Anpreßplatte auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Schwungrad oder eine
Sekundärmasse eines Zwei-Massen-Schwungrads bereitgestellt, welches
erfindungsgemäß die wie vorstehend beschriebenen anpreßplattenspezifischen
Merkmale aufweist.
Die Erfindung wird nun exemplarisch anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Teil-Längsschnittansicht einer Kraftfahrzeug-
Reibungskupplung;
Fig. 2 eine Teil-Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 3 eine Teil-Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 4 eine Teil-Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 5 einen Kreisring aus zweitem Material gemäß Fig. 4 vor dem Einbau in die
Anpreßplatte;
Fig. 6 eine Teil-Längsschnittansicht einer vierten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 7 die Einzelelemente der Anpreßplatte gemäß Fig. 6 vor deren Montage;
Fig. 8 eine Teil-Längsschnittansicht einer fünften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 9 eine Teil-Längsschnittansicht einer sechsten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 10 eine Teil-Längsschnittansicht einer siebten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 11 eine Teil-Längsschnittansicht einer achten Ausführungsform ddr
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 12 eine Teil-Längsschnittansicht einer neunten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 13 eine Teil-Längsschnittansicht einer zehnten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 14 eine Teil-Längsschnittansicht einer elften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 15a, 15b eine Teil-Draufsicht sowie eine Teil-Längsschnittansicht einer
zwölften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 16 eine Teil-Längsschnittansicht einer dreizehnten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 17a, 17b, 17c verschiedene Ansichten einer vierzehnten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 18 eine Teil-Längsschnittansicht einer fünfzehnten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 19 eine Teil-Längsschnittansicht einer sechzehnten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte;
Fig. 20 eine Teil-Längsschnittansicht einer siebzehnten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte; und
Fig. 21 eine Teil-Längsschnittansicht einer achtzehnten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anpreßplatte.
In Fig. 1 ist zunächst eine Reibungskupplung 10 für ein Kraftfahrzeug dargestellt.
Die Kupplung 10 weist ein Schwungrad 11 auf, das mit seinem radial inneren Bereich
in an sich bekannter Weise mit einer Kurbelwelle 12 oder einer sonstigen
Antriebswelle verbunden ist. "Radial innen" sowie später auch "radial außen" sind
dabei jeweils auf die Haupt-Drehachse A bezogen. Die Verbindung des
Schwungrads 11 an der Kurbelwelle 12 ist beispielsweise über Schraubbolzen 13
realisiert. Radial außen trägt das Schwungrad 11 ein Gehäuse 14. Im Gehäuse 14 ist
eine Anpreßplatte 30 drehfest, jedoch in Richtung der Drehachse A axial verlagerbar
gehalten. Ein Kraftspeicher, beispielsweise in Form einer Membranfeder 16, ist über
Distanzbolzen 15 mit dem Gehäuse 14 verbunden und kann über einen nicht
dargestellten Ausrückmechanismus parallel zur Drehachse A verschoben werden.
Dadurch kann sich die Anpreßplatte 30 vom Schwungrad 11 weg oder zu diesem
hinbewegen, was einem Ausrück- oder Einrückvorgang der Kupplung 10 entspricht.
Zwischen einer Reibfläche 31 der Anpreßplatte 30 und einer entsprechenden
Reibfläche 17 des Schwungrads 11 sind Reibbeläge 18 einer mit 19 bezeichneten
Kupplungsscheibe klemmbar. Die Kupplungsscheibe 19 ist - möglicherweise über
einen geeigneten Torsionsdämpfer (nicht dargestellt) - mit einer Nabe 20 verbunden.
Die Nabe 20 wiederum ist über eine Verzahnung mit einer Abtriebswelle,
beispielsweise einer Getriebeabtriebswelle 21, drehfest gekoppelt.
Bei derartigen Kupplungen 10 entstehen bei Durchführung von Einrück- und
Ausrückvorgängen im Bereich der Reiboberflächen 17, 31 relativ hohe
Temperaturen. Diese werden durch den bei den Kupplungsvorgängen zwischen den
Reibbelägen 18 und dem Schwungrad 11 beziehungsweise der Anpreßplatte 30
entstehenden Schlupf erzeugt. Durch die hohen Temperaturen kann es zu
Verformungen der Anpreßplatte 30 und des Schwungrads 17 kommen, was als
"Schirmung" bezeichnet wird. Diese "Schirmung" ist jedoch sehr nachteilig, da
hierdurch die Übertragungssicherheit der Kupplung 10 durch Abnahme des
Reibradius erheblich reduziert wird.
Um diese Nachteile zu umgehen, werden nachfolgend verschiedene Möglichkeiten
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anpreßplatte 30 beschrieben. Ebenso könnte
auch das Schwungrad 11 mit den erfindungsspezifischen Merkmalen der
Anpreßplatte 30 ausgerüstet sein.
In Fig. 2 ist eine Anpreßplatte 30 dargestellt, die zunächst eine Reibfläche 31 zum
Kontaktieren der Reibbeläge 18 (siehe Fig. 1) und eine Schneide 36 zur Abstützung
der Membranfeder 16 aufweist. Die Anpreßplatte 30 weist einen
Anpreßplattengrundkörper 40 auf, der in zwei Materialbereiche getrennt ist. Der erste
Materialbereich bildet den Reibflächenbereich 31 und ist aus einem ersten Material
100, beispielsweise Grauguß, hergestellt. Der sich axial an den Reibflächenbereich
31 anschließende Körperbereich 33, der sich auf der der Reibfläche 31
abgewandten, nicht erwärmten Seite 35 der Anpreßplatte 30 befindet, besteht aus
einem zweiten Material 200. Die "axiale Ausrichtung" liegt dabei parallel zur
Drehachse A. Das zweite Material 200 weist einen größeren Wärmeausdehnungs-
Koeffizienten auf als das erste Material 100 und besteht beispielsweise aus
Magnesium, Aluminium, Kupfer, Zink oder dergleichen. Verbunden sind beide
Bereiche 32, 33 an ihrer Trennlinie 34 durch eine stoffschlüssige Verbindung, die
beispielsweise eine Lötung, Klebung, Schweißung oder Vernietung sein kann.
Zusätzlich kann noch eine formschlüssige Verbindung vorgesehen sein.
Bei Wärmeeintrag auf die Reibfläche 31 infolge eines Reibvorgangs, beispielsweise
während des Anfahrens, stellt sich eine Temperaturdifferenz zwischen dem
Reibflächenbereich 32 aus erstem Material 100 und dem Körperbereich 33 aus
zweitem Material 200 ein. Die Temperaturdifferenz sorgt zunächst dafür, daß der
radial äußere Bereich 38 von der Reibfläche 31 zurückweicht, so daß der Reibradius
nach radial innen 37 wandert und die Übertragungssicherheit der Kupplung abnimmt.
Bei anhaltendem Wärmeeintrag wird die Anpreßplatte 30 zunehmend durchwärmt.
Dabei dehnt sich der Körperbereich 33 aus zweitem Material 200 stärker aus als der
Reibflächenbereich 32 aus erstem Material 100. Durch die Verbindung der beiden
Bereiche 32, 33 an der Trennlinie 34 wird diese Ausdehnung in Form eines
rückstellenden Biegemoments wieder auf den Reibflächenbereich 32 übertragen,
wodurch die Anpreßplatte 30 radial außen 38 wieder in Richtung der Reibfläche 31
zurückbiegt und sich der Reibradius wieder vergrößert.
Dieser Vorgang läuft je nach Größe der Massen und der davon abhängigen Zeit der
Durchwärmung während eines oder mehrerer Anfahrvorgänge ab.
Das hier beschriebene Prinzip liegt auch den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
zugrunde. Im Folgenden wird zur Vermeidung von Wiederholungen deshalb nur noch
deren spezieller konstruktiver Aufbau beschrieben. Gleiche Bauelemente sind dabei
jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen worden. Zu allen
Ausführungsformen ist anzumerken, daß die erforderliche mechanische Steifigkeit
gegen das "Schirmen" insbesondere durch die aus erstem Material 100 bestehenden
Materialbereiche der Anpreßplatte 30 bereitgestellt wird.
Die Trennlinie 34 und damit die Verbindung des Reibflächenbereichs 32 mit dem
Körperbereich 33 kann auch geneigt sein oder eine beliebige Kontur aufweisen, wie
beispielsweise aus Fig. 3 ersichtlich wird. Durch die spezielle Ausgestaltung der
Trennlinie 34 läßt sich das Wärmeausdehnungsverhalten der beiden Bereiche 32, 33
gezielt beeinflussen.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel besteht der Reibflächenbereich 32 aus
zweitem Material 200, das sich bei Wärmeeintrag stärker ausdehnt. Der
Körperbereich 33 besteht aus sich im Vergleich dazu weniger ausdehnendem erstem
Material 100. Wesentlich bei dieser Ausführungsform ist, daß die Trennlinie 34
zwischen den Materialien 100, 200 dergestalt verläuft, daß radial außen 38 mehr von
dem stark dehnenden Material 200 vorhanden ist als radial innen 37. Da der
Wärmeausdehnungskoeffizient linear ist, dehnt sich das Volumen des
Reibflächenbereichs 32 radial außen 38 stärker aus und sorgt dafür, daß die
Reibfläche 31 nicht zurückweicht. Dadurch bleibt der Reibradius für die
Übertragungssicherheit ausreichend groß, selbst wenn das erste Material 100 des
Körperbereichs 33 der Anpreßplatte 30 infolge Schirmens die mit 39 bezeichnete
Kontur annimmt. Da der Reibflächenbereich 32 aus zweitem Material 200 aus einem
üblicherweise stark wärmeleitfähigen Material besteht, sorgt er obendrein für eine
rasche Wärmeleitung und eine baldige Durchwärmung der Anpreßplatte 30.
Der Anpreßplattengrundkörper 40 der in Fig. 4 dargestellten Anpreßplatte 30
besteht beispielsweise aus als Grauguß ausgebildetem erstem Material 100. In einer
Ringnut 41 ist das zweite Material 200 in Form eines umlaufenden Kreisrings 42
eingebettet. Der Kreisring 42 kann als fertiges Bauteil in die Nut 41 eingelegt oder in
diese eingegossen werden. An der der Reibfläche 31 zugewandten Seite weist der
Kreisring 42 stiftförmige Fortsätze 43 auf, die mit Hilfe von Schließköpfen 44 gegen
Herausfallen gesichert sind. Wenn die Schließköpfe 44 bündig mit der Reibfläche 31
abschließen, so sind deren Stirnflächen am Reibvorgang beteiligt. Dadurch wird
Wärme in die Schließköpfe 44 und damit in die Fortsätze 43 eingetragen. Da der
Kreisring 42 aus zweitem Material 200 mit sehr hoher Wärmeausdehnung besteht,
das oft auch einen sehr hohen Wärmeleitkoeffizienten aufweist, dienen die
stiftförmigen Fortsätze 43 zur schnelleren Wärmeleitung und zur Aufheizung des
zweiten Materials 200. Durch seine Ausdehnung wirkt der Kreisring 42 schon nach
wenigen Anfahrvorgängen der oben beschriebenen Schirmung entgegen.
In Fig. 5 ist ein Kreisring 42 gemäß Fig. 4 dargestellt, wie er vor der Montage an
die Anpreßplatte 30 aussieht. Neben den in Fig. 4 dargestellten stiftförmigen
Fortsätzen 43 können weitere stiftförmige Fortsätze 45 auch auf einem oder
mehreren anderen Teilkreisen (durch strichpunktierte Linien dargestellt) vorhanden
sein. Die Kontur 46 des aus zweitem Material 200 bestehenden Kreisrings 42 kann
der Rückseite der hier nicht explizit dargestellten Anpreßplatte 30 angepaßt sein. Die
Querschnittsform der Fortsätze 43, 45 kann, muß aber nicht kreisförmig sein.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Anpreßplatte 30 ist der Anpreßplattengrundkörper 40
an der Trennlinie 34 in einen Reibflächenbereich 32 aus erstem Material 100 und
einen reibflächenabgewandten Körperbereich 33 aufgeteilt. Der Körperbereich 33
kann aus erstem Material 100 oder einem dritten Material 300 bestehen. Bei
Verwendung eines dritten Materials kann dieses ein im Vergleich zum ersten 100
und zweiten 200 Material unterschiedliches Material sein. Der Reibflächenbereich 32
und der Körperbereich 33 bilden eine Kammer 47, in der zweites Material 200 mit
hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten eingeschlossen ist. Dabei ist es
Auslegungssache, wie die Massenverteilung ist. Diese hängt von der Kontur der
Anpreßplatte 30 und dem sich daraus ergebenden Wärmeausdehnungsverhalten ab.
Zur Fixierung des zweiten Materials 200 sind Clip-Verbindungen 48 vorgesehen.
Diese verkrallen den Reibflächenbereich 32 und den Körperbereich 33 im zweiten
Material 200 und halten dadurch die Anpreßplatte 30 zusammen. Die Clip-
Verbindungen 48 können entweder als umlaufende Kante oder auch unterbrochen
als einzelne Haken ausgebildet sein.
In Fig. 7 ist der Montagevorgang der in Fig. 6 dargestellten Anpreßplatte 30
beschrieben. Das zweite Material 200 kann im Ausgangszustand beispielsweise im
wesentlichen die Form eines Hohlzylinders 49 aufweisen. Wenn erforderlich, kann
der Hohlzylinder 49 mit Einführungsschrägen 50 für die Clip-Verbindungen 48
ausgerüstet sein. Beim Fügen, beispielsweise in einer geeigneten Presse unter
hohem Druck senkrecht zur Reibfläche 31 formen sich die Clip-Verbindungen 48 in
das zweite Material 200 elastisch oder plastisch ein und verbinden die einzelnen
Bestandteile fest miteinander. Statt hakenförmiger Clip-Verbindungen 48 können die
einzelnen Bestandteile beispielsweise auch über einen Schrumpfverband verbunden
sein, der so ausgelegt werden muß, daß das weiter oben beschriebene
Rückstellmoment des zweiten Materials 200 auf den Reibflächenbereich 32
übertragen werden kann.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Anpreßplatte 30 ist das zweite Material 200 in Form
eines geteilten Kreisrings 53, der in Segmenten, beispielsweise 3.120°, 6.60° oder
dergleichen, in eine entsprechende Ringnut 51 in den Anpreßplattengrundkörper 40
aus erstem Material 100 eingesetzt ist. Durch die Schrägstellung der Nut 51 ist der
Kreisring 53 gegen ungewolltes Herausrutschen, etwa unter Fliehkraft, gesichert. Mit
Bezugsziffer 52 ist eine alternative oder zusätzliche Nut dargestellt.
Die in Fig. 9 dargestellte Anpreßplatte 30 weist einen Anpreßplattengrundkörper 40
auf, der radial außen 38 eine Aufnahmenut 54 aufweist, in die ein Stützelement, hier
ein Stützring 55, eingelegt ist. Der Stützring kann beispielsweise durch Aufwickeln
eines hochfesten Fadens, zum Beispiel Kohlefaser, oder eines Drahtes hergestellt
werden. Idealerweise hat dieser Stützring einen niedrigen
Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen hohen E-Modul. Das Stützelement sorgt
dafür, daß bei Wärmeausdehnung die Anpreßplatte 30 radial festgehalten wird und
nur der radial innenliegende Bereich 37 von der Reibfläche 31 abheben
beziehungsweise ausweichen kann.
Zusätzlich ist ein in seiner Wirkung bereits mehrfach beschriebener Kreisring 56 aus
zweitem Material 200 vorgesehen, der an der der Reibfläche 31 abgewandten, nicht
erwärmten Seite 35 des Anpreßplattengrundkörpers 40 vorgesehen ist. Der
Anpreßplattengrundkörper 40 besteht in diesem Beispiel nur aus einem einzigen
Reibflächenbereich 32 aus erstem Material 100.
Der Kreisring 56 trägt ebenfalls die Schneide 36 für eine nicht dargestellte
Membranfeder. Gegebenenfalls muß die Schneide 36 durch an sich bekannte
Maßnahmen wie Härten oder Beschichten widerstandsfähig gegen Verschleiß
gemacht werden.
Als weitere Möglichkeit kann der Stützring 55 einen negativen
Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Das heißt, die Schirmung wird dadurch
verhindert oder kompensiert, daß sich der Ring bei Einleitung von Wärme
zusammenzieht und ein zurückbiegendes Moment erzeugt.
In Fig. 10 ist eine Abwandlung der Anpreßplatte 30 gemäß Fig. 9 dargestellt, bei
der ein Zugring 57 die Funktion des Stützrings 55 übernimmt. Er ist vom Querschnitt
her größer ausgebildet und kann sich über die gesamte axiale Breite der
Anpreßplatte 30 erstrecken. Er besteht aus zweitem Material 200 mit größerer
Wärmeausdehnung als der restliche Anpreßplattengrundkörper 40, der aus erstem
Material 100 gebildet ist. Der Zugring 57 hat die Aufgabe, sich bei Wärmeeintrag
stärker als der übrige Anpreßplattengrundkörper 40 aus erstem Material 100
auszudehnen und die Anpreßplatte 30 zu dehnen. Da das zweite Material 200
üblicherweise neben der höheren Wärmeausdehnung auch eine bessere
Wärmeleitfähigkeit als das erste Material 100 besitzt, ist es schneller durchwärmt als
das erste Material 100. Der Anpreßplattengrundkörper 40 aus erstem Material 100
möchte wegen der Temperaturdifferenz zwischen der Reibfläche 31 und der
rückwärtigen Seite 35 schirmen und versucht, sich radial außen 38 von der
Reibfläche 31 zu entfernen. Gleichzeitig dehnt sich der Zugring 57 aus zweitem
Material 200 schnell stark aus und zieht den Anpreßplattengrundkörper 40 wieder
gerade.
Um diese Zugkräfte zuverlässig zu übertragen, kann der Zugring 57 mit dem
restlichen Anpreßplattengrundkörper 40 an der Trennlinie 34 verschweißt, verklebt
oder verlötet sein. Alternativ oder zusätzlich ist mit der Bezugsziffer 58 eine
Formschlußverbindung in Form einer Nutverbindung dargestellt. Als weitere
Möglichkeit kann der Zugring 57 mit Hilfe von Befestigungselementen wie Bolzen,
Schrauben, Nieten oder dergleichen befestigt sein, deren Ausrichtung
beziehungsweise Achse mit 59 bezeichnet ist.
In Fig. 11 ist eine Anpreßplatte 30 dargestellt, deren Anpreßplattengrundkörper 40
aus Blech aus erstem Material 100 hergestellt ist. Aus dem Blech ist mindestens ein
Nietzapfen 60 herausgebildet, der einen Körper 63 aus zweitem Material 200
durchdringt und mit dem zweiten Material 200 vernietet ist. Wichtig ist hier, daß sich
der Körper 63 aus zweitem Material an den Schultern 61, 62 abstützt, um das in ihm
durch Erwärmung erzeugte Gegendehnmoment auf den Anpreßplattengrundkörper
40 zu übertragen. Die Schulter 61 trägt die Schneide 36 für die Membranfeder. Mit
31 ist die Reibfläche bezeichnet.
Die in Fig. 12 dargestellte Anpreßplatte 30 weist zunächst einen als
Reibflächenbereich 32 ausgebildeten Anpreßplattengrundköper 40 aus erstem
Material 100 auf. Auf der der Reibfläche 31 gegenüberliegenden, nicht erwärmten
Seite 35 sind zwei Nuten 64, 65 ausgefräst, in denen sich jeweilige Kreisringe 66, 67
aus zweitem Material 200 befinden. Die Kreisringe 66, 67 können beispielsweise
mittels Druckguß in die Nuten 64, 65 eingegossen werden. Dazu ist es besonders
vorteilhaft, wenn die Nuten 64, 65 im wesentlichen rechteckig ausgebildet sind.
Die in Fig. 13 dargestellte Anpreßplatte 30 weist einen Anpreßplattengrundkörper
40 auf, der aus einem Reibflächenbereich 32 aus erstem Material 100 und einem
sich daran anschließenden Körperbereich 33 aus zweitem Material 200 gebildet ist.
Der Körperbereich 33 besteht ganz aus zweitem Material 200 und ist über eine
Schwalbenschwanz-Nutverbindung 68 mit dem Reibflächenbereich 32 verbunden.
Dadurch wird eine bessere Verbindung der beiden Bereiche 32, 33 bewirkt. Die
Schneide 36 ist beschichtet, damit kein Abrieb entsteht.
In Fig. 14 ist eine Anpreßplatte 30 dargestellt, die im wesentlichen baugleich mit der
in Fig. 13 dargestellten Anpreßplatte 30 ist. Unterschiedlich ist jedoch, daß die
Anpreßplatte gemäß Fig. 14 auf den Schneiden 36 einen Drahtring 69 aufweist, der
in diese eingelegt ist. Der Drahtring 69 ist durch Verstemmen gegen ein
unbeabsichtigtes Herausrutschen gesichert und hat die Funktion, das Entstehen von
Abrieb auf den Schneiden 36 zu verhindern.
In den Fig. 15a und 15 ist eine Anpreßplatte 30 dargestellt, die mehrere am
Umfang verteilte radiale Bohrungen 70 aufweist. Während der
Anpreßplattengrundkörper 40 aus erstem Material 100 gebildet ist, sind die
Bohrungen 70 mit zweitem Material 200 gefüllt, beispielsweise ausgegossen. Eine
weiterhin vorgesehene Nut 72 dient als Ringlauf für den Anguß. Ein von den
Bohrungen 70 radial innen 37 liegender Kreisring 71 besteht ebenfalls aus zweitem
Material 200 und ist beispielsweise in eine entsprechende Nut eingegossen.
Fig. 16 zeigt eine Anpreßplatte 30 mit einem Anpreßplattengrundkörper 40 aus
erstem Material 100 und mit einer Reibfläche 31. Radial außen 38 ist im
Anpreßplattengrundkörper 40 eine Nut 74 vorgesehen, in der sich ein Kreisring 73
aus zweitem Material 200 befindet. Der Kreisring 73 kann geteilt oder einstückig
ausgebildet sein und in die Nut 74 eingelegt oder eingegossen werden. Zusätzlich
kann der Kreisring 73 über schematisch dargestellte Paßstifte 75 oder Verlöten
(insbesondere bei Kupfer und Zink) radial fest mit dem Anpreßplattengrundkörper 40
verbunden werden.
In den Fig. 17a, 17b, 17c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anpreßplatte
30 dargestellt. Im Anpreßplattengrundkörper 40 aus erstem Material 100 sind an
dessen radial äußerem Umfang 38 eine Anzahl von Bohrungen 76 vorgesehen, in
denen sich Zusatzelemente 77 aus zweitem Material 200 befinden. Die
Zusatzelemente 77 können beispielsweise als entsprechend dimensionierte Bolzen
ausgebildet sein, die in die Bohrungen 76 eingeschoben werden. Die Bolzen können
mittels Verstemmen gegen Herausfallen gesichert werden. Die Zusatzelemente 77
können tangential und/oder axial und/oder radial in die Anpreßplatte 30 eingebracht
werden. Dabei kann zum einen deren radiale Ausdehnung genutzt werden. Bei
geeigneter Fixierung, beispielsweise mittels Löten, Verstemmen, Verschrauben und
dergleichen kann zusätzlich auch deren axiale Ausdehnung genutzt werden.
Fig. 18 zeigt eine Anpreßplatte 30, die im radial äußeren Bereich 38 eines
Anpreßplattengrundkörpers 40 aus erstem Material 100 einen keilförmigen Einstich
78 aufweist. Am radial äußeren Rand des Einstichs 78 ist ein Steg 79 aus zweitem
Material 200 eingefügt, beispielsweise verstemmt, verlötet, formschlüssig
eingegossen oder dergleichen. Der Steg 79, der beispielsweise einen Kreisring
bildet, liegt nur auf einem kleinen ringförmigen Bereich am Anpreßplattengrundkörper
40 an. Der Anpreßplattengrundkörper 40 ist hier jedoch tiefer eingestochen, so daß
sich der äußere Bereich axial elastisch aufbiegen kann.
Im Unterschied zu Fig. 18 sind im Einstich 78 gemäß Fig. 19 eine Anzahl von
Bolzen 80 vorgesehen, die aus zweitem Material 200 gebildet sind und die außen
geschlitzte Anpreßplatte 30 axial elastisch dehnen.
In den Fig. 20 und 21 sind schließlich noch einmal Beispiele für Anpreßplatten 30
dargestellt, bei denen auf der der Reibfläche 31 gegenüberliegenden, nicht
erwärmten Seite 35 der Anpreßplatte 30 Zusatzelemente oder ein ganzer Bereich
aus zweitem Material 200 vorgesehen ist/sind. Fig. 20 zeigt ein Beispiel, bei dem in
dem aus erstem Material 100 bestehenden Anpreßplattengrundkörper 40 auf der der
Reibfläche 31 gegenüberliegenden, nicht erwärmten Seite 35 ein oder mehrere, im
vorliegenden Fall drei Kreisringe 81 aus zweitem Material 200 in entsprechenden
Nuten eingefügt und fixiert sind. Bei dem in Fig. 21 dargestellten
Ausführungsbeispiel weist der Anpreßplattengrundkörper 40 einen
Reibflächenbereich 32 aus erstem Material 100 und einen sich daran
anschließenden Körperbereich 33 aus zweitem Material 200 auf. Die beiden Bereiche
32, 33 sind beispielsweise verlötet und/oder über eine Schraubverbindung 82
miteinander verbunden.
10
Reibungskupplung
11
Schwungrad
12
Kurbelwelle
13
Schraubbolzen
14
Gehäuse
15
Distanzbolzen
16
Membranfeder
17
Reibfläche (Schwungrad)
18
Reibbelag
19
Kupplungsscheibe
20
Nabe
21
Getriebeeingangswelle
30
Anpreßplatte
31
Reibfläche
32
Reibflächenbereich
33
Körperbereich
34
Trennlinie
35
der Reibfläche abgewandte, nicht erwärmte Seite
36
Schneide
37
radial innenliegender Bereich
38
radial außenliegender Bereich
39
Kontur infolge Schirmens
40
Anpreßplattengrundkörper
41
Nut
42
Kreisring
43
stiftförmiger Fortsatz
44
Schließkopf
45
stiftförmiger Fortsatz
46
Kontur zweites Material
47
Kammer
48
Clip-Verbindung
49
Hohlzylinder
50
Einführungsschräge
51
Nut
52
Nut
53
Kreisring
54
Aufnahmenut
55
Stützelement
56
Kreisring
57
Zugring
58
Formschlußverbindung
59
Ausrichtung Befestigungselement
60
Nietzapfen
61
Schulter
62
Schulter
63
Körper
64
Nut
65
Nut
66
Kreisring
67
Kreisring
68
Schwalbenschwanznut
69
Drahtring
70
radiale Bohrung
71
Kreisring
72
Nut
73
Kreisring
74
Nut
75
Paßstift
76
Bohrung
77
Zusatzelement
78
Einstich
79
Steg
80
Bolzen
81
Kreisring
82
Schraubverbindung
100
erstes Material
200
zweites Material
300
drittes Material
A
Drehachse
Claims (39)
1. Anpreßplatte für eine Reibungskupplung (10), wobei die Anpreßplatte (30)
wenigstens einen gegen eine Reibbelaganordnung (18) einer Kupplungsscheibe
(19) oder dergleichen preßbaren Reibflächenbereich (32) aufweist und wobei die
Anpreßplatte (30) teilweise aus einem ersten Material (100) gebildet ist und wobei
in der Anpreßplatte (30) wenigstens bereichsweise ein zweites Material (200)
vorgesehen ist, das mit dem ersten Material (100) in thermischem Kontakt steht,
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material (200) eine im Vergleich zum
ersten Material (100) unterschiedliche thermische Ausdehnung, insbesondere
eine größere thermische Ausdehnung, aufweist.
2. Anpreßplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese im
wesentlichen ringartig ausgebildet ist.
3. Anpreßplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Material (200) in Form von wenigstens einem Zusatzelement in der Anpreßplatte
vorgesehen ist.
4. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) als Bereich der Anpreßplatte (30) ausgebildet ist.
5. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reibflächenbereich (32) der Anpreßplatte (30) hauptsächlich oder vollständig
aus erstem Material (100) gebildet ist.
6. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reibflächenbereich (32) der Anpreßplatte (30) hauptsächlich oder vollständig
aus zweitem Material (200) gebildet ist.
7. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) derart in der Anpreßplatte (30) vorgesehen ist, daß sich
diese in radialer Richtung ausdehnt oder ausdehnen kann.
8. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) derart in der Anpreßplatte (30) vorgesehen ist, daß sich
diese in axialer Richtung ausdehnt oder ausdehnen kann.
9. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) am radial äußeren Umfang (38) der Anpreßplatte (30)
vorgesehen ist.
10. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) radial innen (37) von der Anpreßplatte (30) vorgesehen
ist.
11. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) zumindest bereichsweise auf der der Reibfläche (31)
gegenüberliegenden, nicht erwärmten Seite (35) der Anpreßplatte (30)
vorgesehen ist.
12. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anpreßplatte (30) wenigstens eine Nut (41, 51, 52, 64, 65, 72, 74) zur
Aufnahme des zweiten Materials (200) aufweist.
13. Anpreßplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens
eine Nut (41, 51, 52, 64, 65, 72, 74) radial außen (38) und/oder radial innen (37)
von der Anpreßplatte (30) ausgebildet ist.
14. Anpreßplatte nach Anspruch 12 oder 13, soweit auf Anspruch 11 rückbezogen,
dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Nut (41, 51, 52, 64, 65, 72, 74)
auf der der Reibfläche gegenüberliegenden, nicht erwärmten Seite (35) der
Anpreßplatte (30) ausgebildet ist.
15. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die wenigstens eine Nut (51, 52) schräggestellt ausgebildet ist.
16. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) in Form wenigstens eines Kreisrings (42, 53, 56, 63, 66,
67, 73, 81) ausgebildet ist und daß der Kreisring einteilig oder mehrteilig
ausgebildet ist.
17. Anpreßplatte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens
eine Kreisring (42) zumindest einen stiftförmigen Fortsatz (43, 45) aufweist, der
vom Kreisring (42) abragt.
18. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anpreßplatte (30) wenigstens eine Bohrung (70, 76) aufweist und daß in der
Bohrung (70, 76) zweites Material (200) in Form wenigstens eines
Zusatzelements (77) vorgesehen ist.
19. Anpreßplatte nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens
eine Bohrung (70, 76) in bezug auf die Anpreßplatte (30) tangential und/oder axial
und/oder radial ausgerichtet ist.
20. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
diese am radial äußeren Umfang (38) wenigstens einen Einstich (78) aufweist, in
dem zumindest teilweise zweites Material (200) vorgesehen ist.
21. Anpreßplatte nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Material (200) am äußeren radialen Ende (38) des Einstichs (78) in Form eines
die Einstichschenkel verbindenden Stegs (79) ausgebildet ist.
22. Anpreßplatte nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite Material (200) in Form wenigstens eines als Bolzen (80) ausgebildeten
Zusatzelements ausgebildet ist, der den Einstich (78) axial und/oder radial
durchdringt.
23. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anpreßplatte (30) aus dem Reibflächenbereich (32) und einem sich axial
daran anschließenden Körperbereich (33) gebildet ist.
24. Anpreßplatte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperbereich
(33) zumindest teilweise aus zweitem Material (200) gebildet ist und/oder ein oder
mehrere Zusatzelement(e) aus zweitem Material (200) aufweist.
25. Anpreßplatte nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der
Reibflächenbereich (32) und der Körperbereich (33) über eine Nutverbindung (68)
miteinander verbunden sind.
26. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß
diese eine Schneide (36) zur Abstützung eines Kraftspeichers aufweist und daß
die Schneide (36) Mittel zur Vermeidung von Abrieb aufweist.
27. Anpreßplatte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (36)
als Bestandteil einer Belagverschleißeinrichtung ausgebildet ist.
28. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontur des aus erstem Material (100) bestehenden Bereichs der Anpreßplatte
(30) an die Kontur des aus zweitem Material (200) bestehenden Bereichs der
Anpreßplatte (30) angepaßt ist.
29. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) in einer in der Anpreßplatte (30) vorgesehenen Kammer
(47) vorgesehen ist und diese zumindest teilweise ausfüllt.
30. Anpreßplatte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (47)
allseitig von Bereichen aus erstem Material (100) begrenzt ist.
31. Anpreßplatte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (47)
von Bereichen aus erstem Material (100) sowie teilweise von Bereichen aus
einem dritten Material (300) begrenzt ist und daß das dritte Material (300) die
Kammer (47) an der der Reibfläche (31) gegenüberliegenden Seite (35) der
Anpreßplatte und/oder radial innen (37) und/oder radial außen (38) begrenzt.
32. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß
diese einen Bereich aus erstem Material (100) sowie einen sich daran
anschließenden Bereich aus zweitem Material (200) aufweist und daß die
Trennlinie (34) zwischen beiden Bereichen in bezug auf die Anpreßplatte (30) von
radial innen (37) nach radial außen (38) verläuft.
33. Anpreßplatte nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (34)
zwischen den beiden Bereichen derart verläuft, daß radial außen (38) mehr
zweites Material (200) vorhanden ist als radial innen (37).
34. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß
diese einen Bereich aus erstem Material (100) sowie einen sich daran
anschließenden Bereich aus zweitem Material (200) aufweist und daß die
Trennlinie (34) zwischen beiden Bereichen in bezug auf die Anpreßplatte (30)
axial verläuft, so daß das zweite Material (200) im Vergleich zum ersten Material
(100) radial außen (38) vorgesehen ist.
35. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Material (200) in Form von Druckguß auf oder in den Bereich aus
erstem Material (100) aufgebracht beziehungsweise eingebracht wird oder ist.
36. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Material (100) und das zweite Material (200) stoffschlüssig und/oder
formschlüssig miteinander verbunden werden oder sind.
37. Anpreßplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß
radial außen (38) wenigstens eine Aufnahmenut (54), insbesondere eine Ringnut,
zur Aufnahme wenigstens eines Stützelements (55) vorgesehen ist.
38. Druckplattenbaugruppe, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung,
mit wenigstens einer Anpreßplatte (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 37.
39. Schwungrad oder Sekundärmasse eines Zwei-Massen-Schwungrads mit den
anpreßplattenspezifischen Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 37.
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