DE102012211706A1

DE102012211706A1 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102012211706A1
Application number: DE201210211706
Authority: DE
Inventors: Dominik Herkommer; Markus Baehr
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2013-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser axial verlagerbar und drehfest angeordneten, von einer sich radial außen an einem mit der Gegendruckplatte fest verbundenen Gehäuse abstützenden, zwischen Gehäuse und Gegendruckplatte aufgenommenen Hebelfeder gegenüber der Gegendruckplatte unter Zwischenlegung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe axial beaufschlagbaren Anpressplatte. Um einen einfachen Aufbau dieser mit einem hohen wirksamen Reibdurchmesser vorschlagen zu können, ist die Anpressplatte drehfest und axial verlagerbar am Gehäuse und an der Hebelfeder axial elastisch und drehfest aufgenommen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser axial verlagerbar und drehfest angeordneten, von einer sich radial außen an einem mit der Gegendruckplatte fest verbundenen Gehäuse abstützenden, zwischen Gehäuse und Gegendruckplatte aufgenommenen Hebelfeder gegenüber der Gegendruckplatte unter Zwischenlegung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe axial beaufschlagbaren Anpressplatte.
Gattungsgemäße, sogenannte zugedrückte Reibungskupplungen (normally open) sind insbesondere aus Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe als Trenn- und Anfahrkupplungen insbesondere in Doppelkupplungen mit zwei zusammengeschalteten Reibungskupplungen mit einer gemeinsamen Gegendruckplatte bekannt. Hierbei wird an einem Schwungrad oder einer Sekundärmasse eines Drehschwingungsdämpfers oder einem direkt angetriebenen Masseteil einer Doppelkupplung eine Gegendruckplatte angeordnet, gegen die mittels einer sich an einem drehfest mit der Gegendruckplatte verbundenen Gehäuse abstützenden Hebelfeder eine drehfest angeordnete Anpressplatte verlagert wird, so dass sich ein Reibschluss mit zwischen diesen angeordneten Reibbelägen einer drehschlüssig mit einer Getriebeeingangswelle verbundenen Kupplungsscheibe einstellt und Drehmoment über diese übertragen wird. Zur drehfest und axial gegen- über der Gegendruckplatte verlagerbaren Aufnahme der Anpressplatte sind hierzu über den Umfang verteilt angeordnete Blattfedern oder Blattfederpakete zwischen dem Gehäuse oder der Gegendruckplatte und der Anpressplatte vorgesehen, die die Anpressplatte in einem nicht von der Hebelfeder beaufschlagten Zustand in einem Abstand von den Reibbelägen vorspannen. Die Blattfedern sind dabei radial außerhalb der Anpressplatte angeordnet und schränken den Außendurchmesser dieser und der Reibbeläge ein, so dass bei beengten Bauräumen Einbußen am durch die Reibbelagsfläche abhängigen übertragbaren Drehmoment hingenommen werden müssen. Weiterhin besteht bei der Übertragung von Drehmoment über die Blattfedern in Schubrichtung die Gefahr des Ausknickens dieser. Aus diesen Gründen ist insbesondere bei in beide Richtungen übertragenen Drehmomenten beispielsweise in Hybridanwendungen mit einer treibenden und angetriebenen Elektromaschine die Anwendung derartiger Reibungskupplungen eingeschränkt.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Weiterbildung einer Reibungskupplung, die bei vorgegebenem Bauraum höhere Drehmomente und gleich hohe Drehmomente in beide Drehrichtungen der Reibungskupplung übertragen kann.
Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser axial verlagerbar und drehfest angeordneten, von einer sich radial außen an einem mit der Gegendruckplatte fest verbundenen Gehäuse abstützenden, zwischen Gehäuse und Gegendruckplatte aufgenommenen Hebelfeder gegenüber der Gegendruckplatte unter Zwischenlegung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe axial beaufschlagbaren Anpressplatte gelöst, wobei die Anpressplatte drehfest und axial verlagerbar am Gehäuse und an der Hebelfeder axial elastisch und drehfest aufgenommen ist.
Durch die axial elastische Anbindung der Anpressplatte an die drehfest an dem Gehäuse und damit an der Gegendruckplatte aufgenommenen Hebelfeder kann die Anbindung der Anpressplatte mittels Blattfedern an die Gegendruckplatte beziehungsweise das Gehäuse entfallen. Hierdurch kann der effektive Reibdurchmesser der Reibungskupplung bis an den Außenumfang des Gehäuses angenähert und damit das übertragbare Drehmoment bei vorgegebenem Bauraum gesteigert werden. Weiterhin unterscheidet sich die drehfeste Anbindung an die Gegendruckplatte über das Gehäuse und die Hebelfeder nicht abhängig von der Drehrichtung der Reibungskupplung, so dass in beide Drehrichtungen der Reibungskupplung dieselben Drehmomente übertragen werden können.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind aus Hebelelementen der Hebelfeder radial ausgerichtete Laschen freigestellt, an welchen die Anpressplatte axial fest mit der Hebelfeder verbunden ist. Hierbei kann die Anpressplatte mit den Laschen vernietet oder in anderer Weise befestigt sein, wobei die Laschen nach radial innen oder radial außen freigestellt sein können. Zum Ausgleich von Radialbewegung der Hebelfederelemente gegenüber der steifen Anpressplatte sind die Befestigungselemente axial fest und mit radialem Spiel vorgesehen. Beispielsweise sind hierzu Führungsniete vorgesehen, die sich bei einer Betätigung der Reibungskupplung durch axiale Verlagerung der Hebelspitzen der Hebelfederelemente mittels eines Betätigungssystems in radial ausgerichteten Langlöchern der Laschen axial und in Umfangsrichtung fest radial verlagern.
Insbesondere zur Stabilisierung der Hebelfeder kann vorgesehen sein, die Anpressplatte nicht an jedem Hebelelement zu befestigen. Über den Umfang betrachtet können zwischen diesen weitere Elemente vorgesehen sein, die das zu übertragende Drehmoment erhöhen. Beispielsweise können über den Umfang verteilt in die Hebelfeder axial eingreifende Drehmitnahmen der Anpressplatte vorgesehen sein. Hierbei hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Drehmitnahmen jeweils zwischen zwei Hebelfederelementen der Hebelfeder angeordnet sind, indem diese in Radialspalte zwischen zwei Hebelfederelementen axial eingreifen und damit in Umfangsrichtung Drehmoment übertragen. Zum Ausgleich von Spannungen während der Betätigungsbewegungen der Hebelfeder können Ausnehmungen zur Aufnahme der Drehmitnahmen schlüssellochförmig ausgebildet sein und radial außerhalb der Drehmitnahmen in Umfangsrichtung erweitert sein.
Die drehfeste Aufnahme der Hebelfeder am Gehäuse erfolgt mittels Befestigungsmitteln wie Schrauben oder bevorzugt Nieten, wobei in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Abstützfläche der Hebelfeder am Gehäuse auf einem Teilkreis der die Anpressplatte aufnehmenden Befestigungsmittel vorgesehen sein kann. Weiterhin kann eine Abstützfläche der Anpressplatte an der Hebefeder auf einem Teilkreis der Drehmitnahmen vorgesehen sein.
Die Befestigung des Gehäuses an der Gegendruckplatte kann bauraumsparend vorgesehen sein, indem das Gehäuse die Gegendruckplatte radial übergreift und mittels radial in die Gegendruckplatte eingebrachter, über den Umfang verteilter Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, Nieten, Verschweißung oder dergleichen an der Gegendruckplatte befestigt ist.
Die Zentrierung der Anpressplatte erfolgt bevorzugt mittels der diese am Gehäuse aufnehmenden Befestigungsmittel wie Nieten, Schrauben oder dergleichen. Die Zentrierung der Hebelfeder erfolgt auf der Anpressplatte, beispielsweise mittels der Drehmitnahme, so dass diese über die Zentrierung der Anpressplatte an dem Gehäuse auch gegenüber dem Gehäuse zentriert ist. Weiterhin sind Hebelfeder und Anpressplatte über die zentrierte Aufnahme des Gehäuses an der Gegendruckplatte gegenüber dieser zentriert aufgenommen.
Es versteht sich, dass die vorgeschlagene Reibungskupplung als von einem Betätigungssystem zugedrückte oder zugezogene (normally open) oder als aufgedrückte oder aufgezogene (normally closed) Reibungskupplung ausgebildet sein kann. Hierzu ist die Hebelfeder einerseits als sich am Gehäuse radial außen abstützender und die Anpressplatte radial innen axial beaufschlagender einarmiger Hebel vorgesehen. Andererseits ist bei einer aufgedrückten Reibungskupplung die Anpressplatte mittels eines Kraftrands der Hebelfeder radial außen gegen die Gegendruckplatte axial vorgespannt und die Hebelfeder stützt sich radial innerhalb als zweiarmiger Hebel an dem Gehäuse ab.
Weiterhin können im Sinne der Erfindung zwei aufgedrückte, zwei zugedrückte oder eine aufgedrückte und eine zugedrückte Reibungskupplung zu einer Doppelkupplung kombiniert sein, wobei diese eine gemeinsame Gegendruckplatte aufweisen können, gegen die von jeder Seite jeweils eine Anpressplatte axial verlagerbar und unter Einspannung von Reibbelägen der zugehörigen Kupplungsscheiben verspannbar ist. Hierbei kann jeweils ein Betätigungssystem von jeder Seite die jeweiligen Reibungskupplung betätigen oder die Betätigungssystem können auf einer Seite der Gegendruckplatte angeordnet sein, wobei eine Reibungskupplung mittels die Gegendruckplatte radial übergreifender Zuganker betätigt, also zugezogen oder aufgezogen wird.
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine geschnittene 3D-Ansicht einer Reibungskupplung mit einer an einer Hebelfeder axial fest aufgenommenen Anpressplatte,
2 einen Schnitt durch die Reibungskupplung der 1 und
3 ein Detail der 2.
In der Zusammenschau der 1 bis 3 ist die Reibungskupplung 1 in verschiedenen Darstellungen gezeigt. An der Gegendruckplatte 2 ist mittels der von radial außen in die Gegendruckplatte 2 eingebrachten Befestigungsmittel 3 wie Niete 4 das Gehäuse 5 aufgenommen. An der Reibfläche 6 der Gegendruckplatte 2 liegen die Reibbeläge 7 der Kupplungsscheibe 8 an. Die Anpressplatte 9 beaufschlagt bei geschlossener Reibungskupplung 1 die Reibbeläge 7 mittels ihrer Reibfläche 10 die Reibbeläge von der anderen Seite.
Die Beaufschlagung der Anpressplatte 9 erfolgt mittels der Hebelfeder 11, die radial außen an ihrem Kraftrand mittels der Ausschnitte 12 in die über den Umfang verteilten Befestigungsmittel 13 wie Niete 14 eingelegt ist und sich mittels der auf dem Teilkreis der Befestigungsmittel 13 angeordneten Abstützfläche 15 am Gehäuse 5 axial abstützt. Hierzu wird die Anpressplatte 9 bei axialer Belastung der Hebelspitzen 16 der Hebelelemente 17 der Hebelfeder mittels eines nicht dargestellten Betätigungssystems, beispielsweise einem hydrostatischen, elektrischen, mechanischen oder aus deren Kombination gebildeten Einrücksystem, an deren Abstützfläche 18 von der Hebelfeder 11 axial in Richtung Gegendruckplatte 2 bis zu einem Betriebspunkt, bei dem das maximale Drehmoment auf die Kupplungsscheibe 8 übertragbar ist, verlagert.
Die Anpressplatte 9 ist an der Hebelfeder 11 axial elastisch und drehfest mittels der Befestigungsmittel 19, beispielsweise Fangnieten 20 aufgenommen. Zur elastischen Ausbildung der Befestigung sind an einem Teil der Hebelelemente 17 – hier an den drei Hebelelementen Laschen 21 nach radial außen freigestellt, die mittig Langlöcher 22 ausbilden, in denen zum Ausgleich von Relativbewegungen zwischen der starren Anpressplatte 9 und der während einer Betätigungsbewegung um den Kraftrand verschwenkenden Hebelelemente 17 die Fangniete 20 axial fest und radial verlagerbar aufgenommen sind. Durch die axiale Anbindung der Anpressplatte 9 an die Hebelfeder 11 wird die Anpressplatte 9 beim Öffnen der Reibungskupplung 1 gegen die Gegendruckplatte verlagert und der Reibschluss zu den Reibbelägen 7 dadurch getrennt. Infolge der Elastizität der Laschen 21 und der Belagfederung zwischen den Reibbelägen 7 erfolgen ein Aufbau des übertragbaren Drehmoments bei Betätigung der Hebelfeder und ein Abbau bei einer Rückverlagerung der Hebelspitzen 16 kontinuierlich. Die Anpressplatte 9 ist hierbei gegenüber dem Gehäuse 5 axial verlagerbar und drehfest mittels der an der Anpressplatte 9 befestigten und das Gehäuse 5 axial durchgreifenden Befestigungsmittel 13 wie Nieten 14 aufgenommen. Zur elastischen Beabstandung der Anpressplatte 9 am Gehäuse können an der Hebelfeder 11 insbesondere im Bereich einiger Niete 14 Federelemente 23 vorgesehen sein.
Die Fangniete 20 bilden einen Teilkreis, auf dem bevorzugt die Abstützfläche 18 der Anpressplatte 9 gegenüber der Hebelfeder 11 angeordnet ist. Im Weiteren sind bevorzugt auf diesem Teilkreis mit den Fangnieten 20 über den Umfang wechselnd die Drehmitnahmen 24 vorgesehen, die die Hebelfeder 11 jeweils zwischen zwei benachbarten Hebelelementen 17 axial durchgreifen. Radial außerhalb der Drehmitnahmen 24 können zwei benachbarte Hebelelemente 17 mittels in Umfangsrichtung erweiterten Ausschnitte 25 voneinander getrennt sein, um die Spannungen in diesem Bereich bei Betätigung der Hebelfeder 11 zu vermindern, so dass die im Bereich der Drehmitnahmen 24 angeordneten Freistellungen der Hebelfeder 11 insgesamt schlüsselförmige Gestalt aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Reibungskupplung
2: Gegendruckplatte
3: Befestigungsmittel
4: Niet
5: Gehäuse
6: Reibfläche
7: Reibbelag
8: Kupplungsscheibe
9: Anpressplatte
10: Reibfläche
11: Hebelfeder
12: Ausschnitt
13: Befestigungsmittel
14: Niet
15: Abstützfläche
16: Hebelspitze
17: Hebelelement
18: Abstützfläche
19: Befestigungsmittel
20: Fangniet
21: Lasche
22: Langloch
23: Federelement
24: Drehmitnahme
25: Ausschnitt

Claims

Reibungskupplung (1) mit einer Gegendruckplatte (2) und einer gegenüber dieser axial verlagerbar und drehfest angeordneten, von einer sich radial außen an einem mit der Gegendruckplatte (2) fest verbundenen Gehäuse (5) abstützenden, zwischen Gehäuse (5) und Gegendruckplatte (2) aufgenommenen Hebelfeder (11) gegenüber der Gegendruckplatte (2) unter Zwischenlegung von Reibbelägen (7) einer Kupplungsscheibe (8) axial beaufschlagbaren Anpressplatte (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (9) drehfest und axial verlagerbar am Gehäuse (5) und an der Hebelfeder (11) axial elastisch und drehfest aufgenommen ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus Hebelelementen (17) der Hebelfeder (11) radial ausgerichtete Laschen (21) freigestellt sind, an welchen die Anpressplatte (9) axial fest mit der Hebelfeder (11) verbunden ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt in die Hebelfeder (11) axial eingreifende Drehmitnahmen (24) der Anpressplatte (9) vorgesehen sind.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmitnahmen (24) und/oder Laschen (21) jeweils zwischen zwei Hebelfederelementen (17) der Hebelfeder (11) mittels Befestigungsmitteln (19) angeordnet sind.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Ausnehmungen zur Aufnahme der Drehmitnahmen (24) schlüssellochförmig ausgebildet sind.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstützfläche (15) der Hebelfeder (11) am Gehäuse (5) auf einem Teilkreis der die Anpressplatte (9) drehfest mit dem Gehäuse (5) verbindenden Befestigungsmittel (13) vorgesehen ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstützfläche (18) der Anpressplatte (9) an der Hebelfeder (11) auf einem Teilkreis der Drehmitnahmen (24) und/oder der Befestigungsmittel (19) vorgesehen ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) die Gegendruckplatte (2) radial übergreift und mittels radial in die Gegendruckplatte (2) eingebrachter, über den Umfang verteilter Befestigungsmittel (3) an der Gegendruckplatte (2) befestigt ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (9) mittels der diese am Gehäuse (5) drehfest aufnehmenden Befestigungsmittel (13) am Gehäuse (5) zentriert ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelfeder (11) auf der Anpressplatte (9) zentriert angeordnet ist.