DE102012219601A1

DE102012219601A1 - Tellerfederartige Betätigungseinrichtung, Kupplungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE102012219601A1
Application number: DE201210219601
Authority: DE
Inventors: Florian Decker; Valeri Kotljarow
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-05-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine tellerfederartige Betätigungseinrichtung aus einem vergüteten Stahlmaterial für eine Kupplungsvorrichtung mit zumindest einem Abstützabschnitt zur drehfesten Befestigung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung an einer Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung und mit zumindest einem im Wesentlichen ringförmigen Tellerfederabschnitt, der in einer Übergangszone in den Abstützabschnitt übergeht, wobei die Übergangszone einen Anlagebereich aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung mit dem Abstützabschnitt in Anlage bringbar ist, sowie eine Kupplungsvorrichtung mit einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung, und ein Verfahren zur Herstellung einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine tellerfederartige Betätigungseinrichtung für eine Kupplungsvorrichtung, sowie eine Kupplungsvorrichtung mit einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung für eine Kupplungsvorrichtung.
Eine Kupplungsvorrichtung mit einer Gegendruckplatte, einer in axialer Richtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte, und einer Tellerfeder zur Verlagerung der Anpressplatte, das heißt zum Ein- und Ausrücken der Kupplungsvorrichtung, wird als bekannt angesehen. Um das Kupplungsinnere vor Umwelteinflüssen zu schützen, und um die Tellerfeder verkippbar bzw. verschwenkbar aufzuhängen, weist die Kupplungsvorrichtung ferner einen Kupplungsdeckel auf. Üblicherweise ist die Tellerfeder mittels mehrerer Bolzen, vorzugsweise unter Zwischenlage eines Drahtrings, oder mittels mehrerer Klammern am Kupplungsdeckel verkippbar bzw. verschwenkbar befestigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine tellerfederartige Betätigungseinrichtung, eine Kupplungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung anzugeben, durch die die Kosten für die benötigten Bauteile verringert werden können.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine tellerfederartige Betätigungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 aus einem vergüteten Stahlmaterial für eine Kupplungsvorrichtung mit zumindest einem Abstützabschnitt zur drehfesten Befestigung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung an einer Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung und mit zumindest einem im Wesentlichen ringförmigen Tellerfederabschnitt, der in einer Übergangszone in den Abstützabschnitt übergeht, wobei die Übergangszone einen Anlagebereich aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung mit dem Abstützabschnitt in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist. Da die tellerfederartige Betätigungseinrichtung, in der die Funktion des Kupplungsdeckels und der Tellerfeder integriert sind, aus einem bereits vergüteten bzw. vorvergüteten Stahlmaterial besteht, können die Kosten für die benötigten Bauteile bei der Herstellung der Kupplungsvorrichtung verringert werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Vorzugsweise ist die tellerfederartige Betätigungseinrichtung aus einem Federstahlmaterial ausgebildet.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die tellerfederartige Betätigungseinrichtung aus CK75-Stahl oder H600-Stahl ausgebildet ist.
Die vorgenannte Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 4 mit zumindest einer Gegendruckplatte, zumindest einer in axialer Richtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte, und zumindest einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele zur Verlagerung der Anpressplatte.
Da der Tellerfederabschnitt in der Übergangszone in den Abstützabschnitt übergeht, können der Tellerfederabschnitt und der Abstützabschnitt insbesondere einteilig ausgebildet sein.
Über den Abstützabschnitt stützt sich der Tellerfederabschnitt an der Gegendruckplatte ab, so dass auf einen separaten Kupplungsdeckel zur Aufhängung der Tellerfeder verzichtet werden kann. Da kein separater Kupplungsdeckel mehr vorhanden ist, sondern die Funktion des Kupplungsdeckels in die tellerfederartigen Betätigungseinrichtung integriert ist, kann die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung auch als deckellose Kupplung bezeichnet werden.
Wenn der Tellerfederabschnitt beim Ein- oder Ausrücken der Kupplungsvorrichtung verkippt bzw. verschwenkt wird, und dabei seine Konizität ändert, wälzt der Tellerfederabschnitt sich vorzugsweise auf den Abstützabschnitt ab. Bei diesem Abwälzvorgang bildet der Abstützabschnitt einen definierten Auflagepunkt bzw. einen definierten Drehpunkt, wodurch die Kennlinie der Kupplungsvorrichtung während des Betriebs und über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung konstant gehalten werden kann.
Die Kupplungsvorrichtung ist insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, kann beispielsweise jedoch auch für Industrieanwendungen vorgesehen sein. Die Kupplungsvorrichtung kann einerseits als Einfachkupplung ausgebildet sein, das heißt nur eine einzige Anpressplatte, eine einzige Gegendruckplatte und zumindest eine zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte klemmbare Kupplungsscheibe aufweisen, kann jedoch auch als Mehrfachkupplung, insbesondere als Doppelkupplung ausgebildet sein. Bei einer Doppelkupplung teilen sich zwei Teilkupplungen vorzugsweise eine gemeinsame Gegendruckplatte, die in diesem Zusammenhang auch als Zentralplatte bezeichnet wird.
Darüber hinaus kann die Kupplungsvorrichtung gleichermaßen als gedrückte Kupplungsvorrichtung, das heißt als Kupplungsvorrichtung, bei der eine auf die tellerfederartige Betätigungseinrichtung wirkende Aktoreinrichtung eine drückende Kraft auf den Tellerfederabschnitt ausübt, oder als gezogene Kupplungsvorrichtung, das heißt als Kupplungsvorrichtung, bei der die Aktoreinrichtung eine ziehende Kraft auf den Tellerfederabschnitt ausübt, ausgebildet sein. Ferner kann die Kupplungsvorrichtung einerseits als Trockenkupplung und andererseits als Nasskupplung ausgebildet sein. Insbesondere bei der Nasskupplung sind als Kupplungsscheiben vorzugsweise innere und äußere Lamellenpakete vorgesehen.
Wenn die Kupplungsscheibe im eingerückten Zustand der Kupplungsvorrichtung zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte verspannt ist, erfolgt eine reibschlüssige Übertragung des Drehmoments von der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung über die Anpressplatte und die Gegendruckplatte auf die Kupplungsscheibe, um von der Kupplungsscheibe auf die Ausgangsseite der Kupplungsvorrichtung, beispielsweise auf die Eingangswelle eines Getriebes. Zur Drehmomentübertragung auf die Kupplungsscheibe sind die Gegendruckplatte und die Anpressplatte unmittelbar oder mittelbar drehfest miteinander verbunden. Beispielsweise sind hierzu Blattfedern, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Kupplungsvorrichtung verteilt, vorgesehen, durch die die Anpressplatte drehfest, aber in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbar, an die Gegendruckplatte angebunden ist. Durch die Blattfedern ist die Anpressplatte vorzugsweise von der Gegendruckplatte weg vorgespannt.
Die Kupplungsvorrichtung ist vorzugsweise als normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet, kann jedoch auch als normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet sein. Wenn die Kupplungsvorrichtung als normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet ist, überwiegt die Kraft des einrückenden Tellerfederabschnitts, die auf der Anpressplatte wirkt, im betätigungsfreien Zustand die Kraft der ausrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken. Bei der Betätigung wird der Tellerfederabschnitt durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung ausgerückt wird. Andererseits kann die Kupplungsvorrichtung aber auch als normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet sein, das heißt als Kupplung, bei der die Kraft der ausrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken, im betätigungsfreien Zustand die Kraft des Tellerfederabschnitts, die auf die Anpressplatte wirken, überwiegt. Bei der Betätigung wird der Tellerfederabschnitt durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung eingerückt wird.
Um Kupplungsverschleiß ausgleichen zu können, das heißt um insbesondere eine Abnahme der Dicke der Reibbeläge der Kupplungsscheibe ausgleichen zu können, kann die Kupplungsvorrichtung eine Verschleißnachstelleinrichtung aufweisen. Die Verschleißnachstelleinrichtung kann als wegbasierte oder als kraftbasierte Verschleißnachstelleinrichtung ausgebildet sein. Insbesondere kann die Verschleißnachstelleinrichtung ausgebildet sein, bei einem Anstieg des Einrückwegs oder einem Anstieg der Einrückkraft Kupplungsverschleiß zu sensieren, und bei sensiertem Kupplungsverschleiß eine Verschleißnachstellung auszulösen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Übergangszone im Außenumfang des sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Tellerfederabschnitts ausgebildet. Der Abstützabschnitt erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen in axialer Richtung. Somit schließen der Tellerfederabschnitt und der Abstützabschnitt vorzugsweise im betätigungsfreien Zustand der Kupplungsvorrichtung einen im Wesentlichen rechten Winkel ein, wodurch insbesondere ein besonders kompakter Aufbau der Kupplungsvorrichtung ermöglicht wird.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Tellerfederabschnitt in mehreren Übergangszonen in mehrere Abstützabschnitte übergeht. Die Übergangszonen sind vorzugsweise in Umfangrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Übergangszonen der Anzahl der Abstützabschnitte und ermöglicht eine gleichmäßige Abstützung des Tellerfederabschnitts durch die Abstützabschnitte über den gesamten Umfang der Kupplungsvorrichtung.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Übergangszone zumindest einen Verbindungssteg auf, der einteilig mit dem Tellerfederabschnitt und dem Abstützabschnitt ausgebildet ist. Hierdurch ist die gesamte tellerfederartige Betätigungseinrichtung nicht nur als einteiliges Bauteil herstellbar, sondern kann insbesondere auf kostengünstige Art und Weise als Stanz- und Umformbauteil aus Blech, das heißt vorzugsweise aus vergütetem Stahlblech, hergestellt werden.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die abwälzende Anlage zwischen einem tellerfederabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs und einem abstützabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs erfolgt. Der Verbindungssteg, der vorzugsweise im Wesentlichen schlaufenförmig, insbesondere haarnadelförmig, ausgebildet ist, bildet quasi ein Festkörpergelenk, um das der Tellerfederabschnitt verkippt bzw. verschwenkt werden kann. Diese Verkippung oder Verschwenkung erfolgt insbesondere durch eine Abwälzbewegung des tellerfederabschnittnahen Bereichs des Verbindungsstegs auf dem abstützabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass sich der tellerfederabschnittnahe Bereich und der abstützabschnittnahe Bereich in kontinuierlicher Anlage aneinander befinden, sondern es ist auch möglich, dass diese Anlage zeitlich begrenzt ist, beispielsweise nur beim Einrücken und/oder nur beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung auftritt. Von Vorteil ist aber eine kontinuierliche Anlage, da dadurch die Kennlinie der Kupplungsvorrichtung besonders zuverlässig definiert werden kann.
Vorzugsweise ist ein Ringelement in einem radialen Außenbereich des Tellerfederabschnitts angeordnet und an der Betätigungseinrichtung befestigt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Ringelement als Drahtring ausgebildet ist. Durch das Ringelement können der Tellerfederabschnitt und der Abstützabschnitt, insbesondere der tellerfederabschnittnahe Bereich des Verbindungsstegs und der abstützabschnittnahe Bereich des Verbindungsstegs, besonders zuverlässig in kontinuierlicher Anlage zueinander gehalten werden.
Hierfür ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Betätigungseinrichtung zumindest einen Abhubanker aufweist, der sich aus dem Abstützabschnitt oder dem Tellerfederabschnitt in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung erstreckt, und der das Ringelement zumindest teilweise umgreift. Vorzugsweise ist zumindest ein Abhubanker pro Übergangszone vorgesehen. Durch den oder die Abhubanker ist es möglich, die Anzahl der für die Kupplungsvorrichtung benötigten Bauteile weiter zu verringern. Die Abhubanker können klammerförmig, insbesondere krallen- oder klauenförmig, ausgebildet sein und das Ringelement vorzugsweise von außen kommend umgreifen.
Vorzugsweise ist der Abhubanker in Umfangsrichtung zwischen zwei Verbindungsstegen einer Übergangszone angeordnet. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Ringelement in der Nähe des oder der Anlagebereiche auf den Tellerfederabschnitt, insbesondere auf den tellerfederabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs, wirkt, um tellerfederabschnittnahen Bereich und abstützabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs zur abwälzenden Anlage aufeinander zu drücken.
Vorzugsweise weist die Betätigungseinrichtung zumindest einen Lappenabschnitt auf, der sich vom Tellerabschnitt ausgehend in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung erstreckt, und der sich zur Verlagerung der Anpressplatte mit der Anpressplatte in Wirkbeziehung befindet. Vorzugsweise befindet sich der Lappenabschnitt mit der Anpressplatte in Anlage. Die Ausbildung des Lappenabschnitts kann bei einer normal-eingerückten Kupplungsvorrichtung und bei einer normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung unterschiedlich sein. Auch durch den Lappenabschnitt, der vorzugsweise einteilig mit den übrigen Abschnitten der Betätigungseinrichtung ausgerichtet ist, kann die Anzahl der für die Kupplungsvorrichtung benötigten Bauteile verringert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Betätigungseinrichtung zumindest einen Blattfederabschnitt auf, an dem die Anpressplatte zumindest zur drehfesten Mitnahme befestigt ist. Separate Blattfedern sind somit nicht erforderlich, wodurch sich die Anzahl der für die Kupplungsvorrichtung benötigten Bauteile weiter verringert. Der Blattfederabschnitt erstreckt sich vorzugsweise von einem Befestigungsbereich der Betätigungseinrichtung oder vom Abstützabschnitt ausgehend in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung. Insbesondere ist der Blattfederabschnitt einteilig mit den übrigen Abschnitten der Betätigungseinrichtung ausgebildet.
Die vorgenannte Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 5 zur Herstellung einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung für eine Kupplungsvorrichtung mit den folgenden Schritten:
Ausstanzen eines Rohlings aus einem vergüteten Stahlmaterial, und
Umformen des Rohlings unter Ausbildung zumindest eines Abstützabschnitts zur drehfesten Befestigung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung an einer Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung, und unter Ausbildung zumindest eines im Wesentlichen ringförmigen Tellerfederabschnitts, der in einer Übergangszone in den Abstützabschnitt übergeht, wobei die Übergangszone einen Anlagebereich aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung mit dem Abstützabschnitt in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist.
Da der Rohling aus einem bereits vergüteten bzw. vorvergüteten Stahlmaterial ausgestanzt wird, ist eine nachfolgende Vergütung, das heißt eine Kombination aus Härten und Anlassen, nicht notwendig, um die gewünschten elastischen Eigenschaften des Tellerfederabschnitts und der Übergangszone bzw. der Übergangszonen zu erreichen. Auch hierdurch können die Kosten für die Bauteile der herzustellenden Kupplungsvorrichtung verringert werden.
Insbesondere wird durch das Verfahren eine tellerfederartige Betätigungseinrichtung gemäß den vorangegangenen Ausführungsbeispielen hergestellt.
Vorzugsweise wird der Rohling aus einem Federstahlmaterial ausgestanzt.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Rohling aus CK75-Stahl oder H600-Stahl ausgestanzt wird.
Vorzugsweise wird in einem ersten Umformschritt die Übergangszone, vorzugsweise zumindest ein Verbindungssteg der Übergangszone, im Wesentlichen schlaufenförmig oder haarnadelförmig umgeformt. In einem zweiten Umformungsschritt wird vorzugsweise die Übergangszone, vorzugsweise unter Ausbildung des Anlagebereichs, derart ausgebildet, dass der Abstützabschnitt im Wesentlichen rechtwinklig zum Tellerfederabschnitt steht. Hierdurch ist ein besonders kompakter Aufbau der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung und der im Anschluss herzustellenden Kupplungsvorrichtung möglich.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn in einem weiteren Umformschritt im Bereich der Übergangszone zumindest ein im Wesentlichen klammerförmiger Abhubanker zur nachfolgenden Befestigung eines Ringelements ausgebildet wird. Alternativ oder zusätzlich ist es von Vorteil, wenn in dem weiteren Umformschritt im Wesentlichen rechtwinklig zum Abstützabschnitt zumindest ein Befestigungsbereich, vorzugsweise mit einem Blattfederabschnitt, ausgebildet wird. Von Vorteil ist es, wenn die Ausbildung des klammerförmigen Abhubankers und die Ausbildung des Befestigungsbereichs bzw. des Blattfederabschnitts im Wesentlichen zeitgleich, vorzugsweise in einem gemeinsamen Umformschritt, erfolgen. Jedoch ist auch eine aufeinanderfolgende Ausbildung in gleichlautender oder umgekehrter Reihenfolge möglich.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt der weitere Umformschritt vor dem zweiten Umformschritt. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der weitere Umformschritt zeitgleich mit dem ersten Umformschritt erfolgt. Es ist jedoch auch möglich, dass der weitere Umformschritt vor dem ersten Umformschritt oder nach dem ersten Umformschritt, das heißt zwischen dem ersten Umformschritt und dem zweiten Umformschritt, erfolgt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
1 eine perspektivische Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kupplungsvorrichtung,
2 eine Schnittdarstellung der Kupplungsvorrichtung aus 1, wobei der Schnitt durch einen Abhubanker einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung der Kupplungsvorrichtung geführt ist,
3 eine Schnittdarstellung der Kupplungsvorrichtung aus 1, wobei der Schnitt durch einen Verbindungssteg der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung der Kupplungsvorrichtung geführt ist, und
4 ein Zwischenprodukt zur Herstellung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung.
Die 1 bis 4 betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele einer Kupplungsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug bzw. einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 für die besagte Kupplungsvorrichtung 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3. Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung 1, der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3, sowie des Verfahrens zur Herstellung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale und Herstellungsschritte aufweisen.
Die in den 1 bis 3 dargestellte Kupplungsvorrichtung 1 ist drehbar um eine Zentralachse gelagert, und weist zumindest eine Anpressplatte 2, zumindest eine nicht dargestellte Gegendruckplatte und zumindest eine in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte angeordnete, nicht dargestellte Kupplungsscheibe auf.
Die tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 ist mit der Gegendruckplatte fest verbunden, insbesondere verschraubt oder vernietet. Die Betätigungseinrichtung 3 weist hierzu mehrere in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1, vorzugsweise gleichmäßig, verteilt angeordnete Befestigungsbereiche 8 auf. Die Befestigungsbereiche 8 erstrecken sich vorzugsweise in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 und weisen zur Befestigung einer Gegendruckplatte entsprechende Befestigungslöcher auf. Die Befestigungsbereiche 8 sind vorzugsweise Abstützabschnitten 7 der Betätigungseinrichtung 3 zugeordnet.
Die Abstützabschnitte 7 sind in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 voneinander, vorzugsweise gleichmäßig, beabstandet angeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1. Dies bedeutet, dass sich die Abstützabschnitte 7 in axialer Richtung A erstrecken können, aber auch leicht zur axialen Richtung A geneigt verlaufen können. Insbesondere können sie Mantelsegmente eines Konus bilden.
In Übergangszonen 9 gehen die Abstützabschnitte 7 in einen Tellerfederabschnitt 4 der Betätigungseinrichtung 3 über. Der Tellerfederabschnitt 4 ist vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. In seinem radialen Außenbereich weist der Tellerfederabschnitt 4 einen Tellerfederkraftrand 6 auf. In seinem radialen Innenbereich weist der Tellerfederabschnitt 4 mehrere voneinander, vorzugsweise gleichmäßig, beabstandete Tellerfederzungen 5 auf. Die Tellerfederzungen 5 sind zum Einrücken und/oder zum Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 durch eine nicht dargestellte Aktoreinrichtung betätigbar.
Im unbetätigten Zustand erstreckt sich der Tellerfederabschnitt 4 im Wesentlichen in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1. Der Tellerfederabschnitt 4 kann in radialer Richtung R verlaufen, kann jedoch auch leicht zur radialen Richtung R geneigt sein. Die Abstützabschnitte 7 und der Tellerabschnitt 4 schließen im betätigungsfreien Zustand daher vorzugsweise im Wesentlichen rechte Winkel ein. Wenn die Tellerfederzungen 5 in axialer Richtung A durch die Aktoreinrichtung betätigt werden, wird der Tellerfederkraftrand 6 bzw. der gesamte Tellerfederabschnitt 4 verkippt bzw. verschwenkt, wobei sich insbesondere die Konizität des Tellerfederkraftrands 6 bzw. des gesamten Tellerfederabschnitts 4 ändert.
Zusätzlich zum Tellerfederabschnitt 4, zu den Abstützabschnitten 7 und zu dem Befestigungsbereich 8 weist die tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 vorzugsweise Lappenabschnitte 16 auf, die sich vom Tellerfederabschnitt 4 ausgehend, genauer gesagt vom Tellerfederkraftrand 6 ausgehend, im Wesentlichen in radialer Richtung R erstrecken. Alternativ oder zusätzlich können sich die Lappenabschnitte 16 auch im Wesentlichen in axialer Richtung A erstrecken. Die Lappenabschnitte 16 wirken auf die Anpressplatte 2, um die Anpressplatte 2 in axialer Richtung A zu verlagern, wenn die tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 durch die Aktoreinrichtung betätigt wird, das heißt die Kupplungsvorrichtung 1 eingerückt oder ausgerückt wird. Vorzugsweise befinden sich die Lappenabschnitte 16 mit der Anpressplatte 2 bzw. an anpressplattenseitigen Nocken in Anlage.
Außerdem weist die Betätigungseinrichtung 3 vorzugsweise Blattfederabschnitte 17 auf, die in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 voneinander, vorzugsweise gleichmäßig, beabstandet angeordnet sind. An den Blattfederabschnitten 17 ist die Anpressplatte 2 zur drehfesten Mitnahme befestigt, das heißt mittelbar mit der Gegendruckplatte verbunden. Unter Vorspannung der Blattfederabschnitte 17 ist die Anpressplatte 2 in axialer Richtung A von der Gegendruckplatte weg beabstandet. Die Blattfederabschnitte 17 erstrecken sich in dem in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest von einigen der Befestigungsbereiche 8 ausgehend, in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel von allen Befestigungsbereichen 8 ausgehend, in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1, können aber auch zumindest in einige der Abstützabschnitte 7 oder in alle der Abstützabschnitte 7 übergehen. Insbesondere sind der Tellerfederabschnitt 4, die Abstützabschnitte 7 und die Befestigungsbereiche 8, die Lappenabschnitte 16 sowie die Blattfederabschnitte 17 in den dargestellten Ausführungsbeispielen als einteilige Betätigungseinrichtung 3 ausgebildet.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Betätigungseinrichtung 3 nicht alle der zuvor genannten Abschnitte und Bereiche aufweist. Beispielsweise ist es möglich, dass die Abhubanker 14 und/oder die Blattfederabschnitte 17 als separate Bauteile ausgebildet sind.
Die Betätigungseinrichtung 3 ist vorzugsweise als Blechbauteil, insbesondere durch Stanzen und Umformen, herstellbar. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Betätigungseinrichtung 3 aus einem bereits vergüteten bzw. vorvergüteten Stahlmaterial, vorzugsweise Stahlblech, durch anschließendes Stanzen und Umformen hergestellt wird. Vorzugsweise ist die tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 aus einem Federstahlmaterial ausgebildet. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 aus CK75-Stahl oder H600-Stahl ausgebildet ist.
Wie bereits zuvor erwähnt, geht der Tellerfederabschnitt 4 in der Übergangszone 9 in den Abstützabschnitt 7 über. Die Übergangszone 9 weist einen in 3 dargestellten Anlagebereich 10 auf, in dem der Tellerfederabschnitt 4 mit dem Abstützabschnitt 7 in Anlage bringbar ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Anlage über den gesamten Betätigungsbereich der Kupplungsvorrichtung 1 und über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung 1 aufrecht erhalten, so dass es sich um eine kontinuierliche Anlage handelt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Anlage nur in einem Teilbereich des Betätigungsbereichs erfolgt, während in einem anderen Teilbereich des Betätigungsbereichs sich der Tellerfederabschnitt 4 und der Abstützabschnitt 7 nicht in Anlage befinden.
Bei der Betätigung der Kupplungsvorrichtung 1, das heißt beim Einrücken und/oder beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1, wälzen sich Bereiche der Tellerfederabschnitte 4 und der Abstützabschnitte 7 vorzugsweise aufeinander ab, so dass für den Tellerfederabschnitt 4 durch den Abstützabschnitt 7 eine definierte Schwenklagerung ermöglicht wird.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind pro Übergangszone 9 bzw. pro Abstützabschnitt 7 zwei Verbindungsstege 11 vorgesehen, die einteilig mit dem Tellerfederabschnitt 4 und den jeweiligen Abstützabschnitten 7 ausgebildet sind. Jedoch ist es auch möglich, dass pro Übergangszone 9 bzw. pro Abstützabschnitt 7 nur ein einziger Verbindungssteg 11 oder mehr als zwei Verbindungsstege 11 vorgesehen sind.
Im Querschnitt betrachtet weist der Verbindungssteg 11 eine im Wesentlichen schlaufenförmige oder haarnadelförmige Gestalt auf. Zwischen einem tellerfederabschnittnahen Bereich 12 des Verbindungsstegs 11 und einem abstützabschnittnahen Bereich 13 des Verbindungsstegs 11 erfolgt bei der Betätigung der Kupplungsvorrichtung 1 die abwälzende Anlage, wobei der tellerfederabschnittnahe Bereich 12 in 3 oberhalb des abstützabschnittnahen Bereichs 13 angeordnet ist. Der Verbindungssteg 11 mit seinem tellerfederabschnittnahen Bereich 12 und seinem abstützabschnittnahen Bereich 13 und seiner schlaufenförmigen oder haarnadelförmigen Gestalt bildet somit ein Festkörpergelenk, das die abwälzende Anlage zwischen dem Tellerfederabschnitt 4 und dem Abstützabschnitt 7 ermöglicht.
Die Kupplungsvorrichtung 1 weist ferner ein Ringelement auf, das im dargestellten Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung 1 vorzugsweise als Drahtring 15 ausgebildet ist. Der Drahtring 15 ist in einem radialen Außenbereich des Tellerfederabschnitts 4, genauer gesagt in einem radialen Außenbereich des Tellerfederkraftrands 6, angeordnet und an der Betätigungseinrichtung 3 befestigt.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Betätigungseinrichtung 3 pro Übergangszone 9 einen Abhubanker 14 auf, der in Umfangsrichtung U zwischen den beiden Verbindungsstegen 11 der Übergangszone 9 angeordnet ist, und der in 2 im Querschnitt dargestellt ist. Jedoch ist es auch möglich, dass eine oder mehrere Übergangszonen 9 keinen Abhubanker 14 aufweisen. Hierbei ist es möglich, dass der oder die Abhubanker 14 an Stellen außerhalb der Übergangszone 9 angeordnet sind. Die Anzahl der Abhubanker 14 entspricht vorzugsweise der Anzahl der Übergangszonen 9, kann aber auch von ihr abweichen.
Vom Abstützabschnitt 7 ausgehend erstreckt sich der Abhubanker 14 im Wesentlichen klammerförmig in radialer Richtung R und/oder in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1, wobei der Abhubanker 14 den Drahtring 15 teilweise umgreift. Insbesondere drückt der Abhubanker 14 den Drahtring 15 in axialer Richtung A auf die dem Anlagebereich 10 abgewandte Oberfläche des tellerfederabschnittnahen Bereichs 12 des Verbindungsstegs 11, um die kontinuierliche Anlage vom tellerfederabschnittnahen Bereich 12 und abstützabschnittnahen Bereich 13 des Verbindungsstegs 11 über den gesamten Betätigungsbereich der Kupplungsvorrichtung 1 zu begünstigen.
Der Abhubanker 14 ist in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 nach innen geöffnet, wie dies im Detail in 3 dargestellt ist. Jedoch ist es auch möglich, dass der Abhubanker 14 in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 nach außen geöffnet ist. Ebenso ist es möglich, dass der Abhubanker 14 sich vom Tellerfederabschnitt 4 ausgehend im Wesentlichen klammerförmig erstreckt, um den Drahtring 15 zumindest teilweise zu umgreifen.
Mit Bezug auf 4 wird nachfolgendes Verfahren zur Herstellung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 erläutert. Hierzu ist in 4 ein Zwischenprodukt 18 dargestellt, das gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf dem Weg zur Herstellung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 entsteht. Die aus dem Zwischenprodukt 18 herzustellende tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 unterscheidet sich von der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 in den 1 bis 3 lediglich dadurch, dass an sämtlichen Abstützabschnitten 7 jeweils ein Blattfederabschnitt 17 vorgesehen ist, wie dies bereits zuvor erwähnt worden ist.
Für die Herstellung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 wird ein Rohling aus einem vergüteten Stahlmaterial ausgestanzt. Der Rohling wird vorzugsweise aus Federstahlmaterial, insbesondere vorzugsweise aus CK75-Stahl oder H600-Stahl ausgestanzt.
Unter Ausbildung von einem oder mehreren Abstützabschnitten 7 zur drehfesten Befestigung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 an der Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung 1, und unter Ausbildung eines im Wesentlichen ringförmigen Tellerfederabschnitts 4, der in der Übergangszone 9 in den Abstützabschnitt 7 übergeht, wird der ausgestanzte Rohling umgeformt.
Die Übergangszone 9 weist einen Anlagebereich 10 auf, in dem der Tellerfederabschnitt 4 zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 mit dem Abstützabschnitt 7 in abwälzende Anlage bringbar ist. Hierzu wird in einem ersten Umformschritt die Übergangszone 9, vorzugsweise der oder die Verbindungsstege 11 der Übergangszone 9, im Wesentlichen schlaufenförmig oder haarnadelförmig umgeformt, so dass das Zwischenprodukt 18 entsteht.
Ausgehend vom Zwischenprodukt 18 wird in einem zweiten Umformschritt die Übergangszone 9 in der Ausbildung des Anlagebereichs 10 derart ausgebildet, dass der Abstützabschnitt 7 im Wesentlichen rechtwinklig zum Tellerfederabschnitt 4 steht.
In einem weiteren Umformschritt wird im Bereich der Übergangszone 9, vorzugsweise zwischen den beiden Verbindungsstegen 11, der im Wesentlichen klammerförmige Abhubanker 14 zur nachfolgenden Befestigung des Ringelements ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich wird im Wesentlichen rechtwinklig zum Abstützabschnitt 7 der Befestigungsbereich 8, vorzugsweise mit dem Blattfederabschnitt 17, ausgebildet. Auch dieser Zustand ist im Zwischenprodukt 18 dargestellt, wobei der weitere Umformschritt vor dem zweiten Umformschritt erfolgt.
Bezüglich des weiteren Umformschritts ist es hierbei möglich, dass der weitere Umformschritt zeitgleich mit dem ersten Umformschritt erfolgt. Ebenso ist es möglich, dass der weitere Umformschritt vor dem ersten oder nach dem ersten Umformschritt, das heißt zwischen dem ersten und dem zweiten Umformschritt erfolgt.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 aus einem vergüteten Stahlmaterial für eine Kupplungsvorrichtung 1 mit zumindest einem Abstützabschnitt 7 zur drehfesten Befestigung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 an einer Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung 1 und mit zumindest einem im Wesentlichen ringförmigen Tellerfederabschnitt 4, der in einer Übergangszone 9 in den Abstützabschnitt 7 übergeht, wobei die Übergangszone 9 einen Anlagebereich 10 aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt 4 zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 mit dem Abstützabschnitt in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist.
Ferner betreffen die vorangegangenen Ausführungsbeispiele eine Kupplungsvorrichtung 1 mit zumindest einer Gegendruckplatte, zumindest einer in axialer Richtung A begrenzt verlagerbaren Anpressplatte 2 zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte, und zumindest einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 nach zumindest einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele zur Verlagerung der Anpressplatte 2.
Darüber hinaus betreffen die vorangegangenen Ausführungsbeispiele ein Verfahren zur Herstellung einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 für eine Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere nach zumindest einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, mit den folgenden Schritten:
Ausstanzen eines Rohlings aus einem vergüteten Stahlmaterial und
Umformen des Rohlings unter Ausbildung zumindest eines Abstützabschnitts 7 zur drehfesten Befestigung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3 an einer Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung 1, und unter Ausbildung zumindest eines im Wesentlichen ringförmigen Tellerfederabschnitts 4, der in einer Übergangszone 9 in den Abstützabschnitt 7 übergeht, wobei die Übergangszone 9 einen Anlagebereich 10 aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt 4 zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 mit dem Abstützabschnitt 7 in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsvorrichtung
2: Anpressplatte
3: Betätigungseinrichtung
4: Tellerfederabschnitt
5: Tellerfederzunge
6: Tellerfederkraftrand
7: Abstützabschnitt
8: Befestigungsbereich
9: Übergangszone
10: Anlagebereich
11: Verbindungssteg
12: tellerfederabschnittnaher Bereich
13: abstützabschnittnaher Bereich
14: Abhubanker
15: Drahtring
16: Lappenabschnitt
17: Blattfederabschnitt
18: Zwischenprodukt
A: axiale Richtung
R: radiale Richtung
U: Umfangsrichtung

Claims

Tellerfederartige Betätigungseinrichtung (3) aus einem vergüteten Stahlmaterial für eine Kupplungsvorrichtung (1) mit zumindest einem Abstützabschnitt (7) zur drehfesten Befestigung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung (3) an einer Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung (1) und mit zumindest einem im Wesentlichen ringförmigen Tellerfederabschnitt (4), der in einer Übergangszone (9) in den Abstützabschnitt (7) übergeht, wobei die Übergangszone (9) einen Anlagebereich (10) aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt (4) zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung (1) mit dem Abstützabschnitt (7) in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist.
Tellerfederartige Betätigungseinrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei die tellerfederartige Betätigungseinrichtung (3) aus einem Federstahlmaterial ausgebildet ist.
Tellerfederartige Betätigungseinrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die tellerfederartige Betätigungseinrichtung (3) aus CK75-Stahl oder H600-Stahl ausgebildet ist.
Kupplungsvorrichtung (1) mit zumindest einer Gegendruckplatte, zumindest einer in axialer Richtung (A) begrenzt verlagerbaren Anpressplatte (2) zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte (2) und der Gegendruckplatte, und zumindest einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung (3) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verlagerung der Anpressplatte (2).
Verfahren zur Herstellung einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung (3) für eine Kupplungsvorrichtung (1), insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, mit den folgenden Schritten: – Ausstanzen eines Rohlings aus einem vergüteten Stahlmaterial, und – Umformen des Rohlings unter Ausbildung zumindest eines Abstützabschnitts (7) zur drehfesten Befestigung der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung (3) an einer Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung (1), und unter Ausbildung zumindest eines im Wesentlichen ringförmigen Tellerfederabschnitts (4), der in einer Übergangszone (9) in den Abstützabschnitt (7) übergeht, wobei die Übergangszone (9) einen Anlagebereich (10) aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt (4) zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung (1) mit dem Abstützabschnitt (7) in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Rohling aus einem Federstahlmaterial ausgestanzt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Rohling aus CK75-Stahl oder H600-Stahl ausgestanzt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei in einem ersten Umformschritt die Übergangszone (9), vorzugsweise zumindest ein Verbindungssteg (11) der Übergangszone (9), im Wesentlichen schlaufenförmige oder haarnadelförmige umgeformt wird, und wobei in einem zweiten Umformschritt die Übergangszone (9), vorzugsweise unter Ausbildung des Anlagebereichs (10), derart ausgebildet wird, dass der Abstützabschnitt (7) im Wesentlichen rechtwinklig zum Tellerfederabschnitt (4) steht.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei in einem weiteren Umformschritt im Bereich der Übergangszone (9) zumindest ein im Wesentlichen klammerförmiger Abhubanker (14) zur nachfolgenden Befestigung eines Ringelements ausgebildet wird, und/oder im Wesentlichen rechtwinklig zum Abstützabschnitt (7) zumindest ein Befestigungsbereich (8), vorzugsweise mit einen Blattfederabschnitt (17), ausgebildet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9, wobei der weitere Umformschritt vor dem zweiten Umformschritt, vorzugsweise zeitgleich mit oder vor dem oder nach dem ersten Umformschritt erfolgt.