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Die Erfindung betrifft eine Reibscheibe aufweisend eine Drehachse, einen Trägerabschnitt und Reibbeläge.
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Aus der
DE 10 2005 019 045 A1 ist eine Kupplungsscheibe bekannt, insbesondere zur Verwendung mit einer Kraftfahrzeugkupplung, mit einer Mitnehmerscheibe, an der Belagtragelemente befestigt sind, die paarweise in axialer Richtung gegeneinander vorgespannt sind, wobei die Belagtragelemente eines Paares jeweils mit den in axialer Richtung gegenüberliegenden Belagtragelementen der in Umfangsrichtung benachbarten Paare verschränkt sind, um eine Kupplungsscheibe zu schaffen, die eine gleichmäßigere axiale Vorspannung der Belagtragelemente ermöglicht und kostengünstig herstellbar ist. Mit der Kupplungsscheibe gemäß der
DE 10 2005 019 045 A1 wird durch die wechselseitige Verschränkung von Belagtragelementen unterschiedlicher Paare eine in Umfangsrichtung einheitliche axiale Vorspannung ermöglicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Reibscheibe baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere soll ein Fahrkomfort erhöht sein. Insbesondere soll ein Rupfen verhindert sein. Insbesondere sollen Antriebsstrangschwingungen reduziert sein. Insbesondere soll eine Schwingungsanregungsquelle reduziert oder vermieden sein. Insbesondere soll ein Abstand von an einem Reibkontakt beteiligten Elementen dynamisch beeinflussbar sein. Insbesondere soll ein gleitgeschwindigkeitsabhängiger Reibwert dynamisch beeinflussbar sein. Insbesondere soll ein erhöhtes maximales Drehmoment übertragbar sein. Insbesondere soll eine Wärmebeständigkeit erhöht sein. Insbesondere soll ein relativer Bauraumbedarf verringert sein.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Reibscheibe aufweisend eine Drehachse, einen Trägerabschnitt und Reibbeläge, bei der zumindest ein Reibbelag an dem Trägerabschnitt relativ zur Drehachse radial und/oder tangential verlagerbar angeordnet ist.
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Die Reibscheibe kann zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie Kraftfahrzeug, dienen. Die Reibscheibe kann zur reibungsgesteuerten Übertragung einer mechanischen Leistung dienen. Die Reibscheibe kann zur reibungsgesteuerten Übertragung einer Antriebsleistung dienen. Die Reibscheibe kann eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung sein. Die Reibscheibe kann zur reibungsbasierten Verzögerung einer Bewegung dienen. Die Reibscheibe kann eine Bremsscheibe sein. Die Reibscheibe kann einen Nabenabschnitt aufweisen. Der Nabenabschnitt kann zur Verbindung der Reibscheibe mit einer Welle, wie Getriebeeingangswelle, dienen. Der Trägerabschnitt kann eine scheibenartige Form aufweisen. Der Trägerabschnitt kann eine ringscheibenartige Form aufweisen. Der Nabenabschnitt kann radial innerhalb des Trägerabschnitts angeordnet sein. Die Reibbeläge können an dem Trägerabschnitt angeordnet sein. Die Reibscheibe kann zwei einander gegenüberliegende axiale Seiten aufweisen. Die Reibbeläge können an den Seiten der Reibscheibe angeordnet sein. Der zumindest eine Reibbelag kann eine kreisbogenartige, kreissektorartige und/oder kreissegmentartige Form aufweisen. Der zumindest eine Reibbelag kann axial über eine Seite der Reibscheibe überstehen. Der zumindest eine Reibbelag kann als Reibpartner einer Reibpaarung dienen. Der zumindest eine Reibbelag kann aus einem Sintermaterial hergestellt sein.
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Die Reibungskupplung kann zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, wie Kraftfahrzeug, dienen. Der Antriebsstrang kann eine Brennkraftmaschine, die Reibungskupplung, ein Getriebe und wenigsten ein antreibbares Fahrzeugrad aufweisen. Die Reibungskupplung kann in dem Antriebsstrang zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe anordenbar sein.
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Die Reibungskupplung kann ein Kupplungseingangsteil und ein Kupplungsausgangsteil aufweisen. Die Reibungskupplung kann ausgehend von einer vollständig geöffneten Betätigungsstellung, in der zwischen einem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig geschlossenen Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig kontrollierbar eine zunehmende Leistungsübertragung ermöglichen, wobei eine Leistungsübertragung zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil reibschlüssig erfolgt. Umgekehrt kann ausgehend von einer vollständig geschlossenen Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig geöffneten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig kontrollierbar eine abnehmende Leistungsübertragung ermöglicht sein.
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Die Reibungskupplung kann eine Einscheibenkupplung sein. Die Reibungskupplung kann eine Mehrscheibenkupplung sein. Die Reibungskupplung kann eine Trockenkupplung sein. Die Reibungskupplung kann eine Nasskupplung sein. Die Reibungskupplung kann eine gedrückte Kupplung sein. Die Reibungskupplung kann eine gezogene Kupplung sein. Die Reibungskupplung kann eine Drehachse aufweisen. Das Kupplungseingangsteil kann ein Gehäuseteil, eine Druckplatte und eine Anpressplatte aufweisen. Die Druckplatte und das Gehäuseteil können miteinander fest verbunden sein. Die Anpressplatte und das Gehäuseteil können jeweils miteinander drehfest verbunden sein. Die Anpressplatte kann in axialer Richtung relativ zur Druckplatte zwischen einer Kupplungsöffnungsposition und einer Kupplungsschließposition begrenzt verlagerbar sein. Das Kupplungsausgangsteil kann wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann zur reibschlüssigen Leistungsübertragung zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte einklemmbar sein.
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Die Reibscheibe kann zumindest eine dem zumindest einen Reibbelag zugeordnete zur Drehachse parallele Belagdrehachse aufweisen. Jedem verlagerbar angeordneten Reibbelag kann eine Belagdrehachse zugeordnet sein. Die Belagdrehachse kann von der Drehachse beabstandet sein. Die Drehachse kann zugleich die zumindest eine Belagdrehachse sein. Die zumindest eine Belagdrehachse kann zu dem zumindest einen Reibbelag außermittig angeordnet sein. Die zumindest eine Belagdrehachse kann innerhalb des zumindest einen Reibbelags angeordnet sein. Die zumindest eine Belagdrehachse kann innerhalb einer Außenkontur des zumindest einen Reibbelags angeordnet sein. Die zumindest eine Belagdrehachse kann außerhalb des zumindest einen Reibbelags angeordnet sein. Die zumindest eine Belagdrehachse kann außerhalb einer Außenkontur des zumindest einen Reibbelags angeordnet sein. Die zumindest eine Belagdrehachse kann innerhalb der Reibscheibe angeordnet sein. Die zumindest eine Belagdrehachse kann außerhalb der Reibscheibe angeordnet sein.
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Der zumindest eine Reibbelag kann mithilfe eines Drehgelenks mit dem Trägerabschnitt kinematisch verbunden sein. Der zumindest eine Reibbelag kann an dem Trägerabschnitt drehbar angeordnet sein. Der zumindest eine Reibbelag kann mithilfe wenigstens eines Hebels mit dem Trägerabschnitt kinematisch verbunden sein. Der zumindest eine Reibbelag kann an dem Trägerabschnitt verlagerbar angeordnet sein. Der zumindest eine Reibbelag kann an dem Trägerabschnitt entlang einer Bahnkurve verlagerbar angeordnet sein. Der zumindest eine Reibbelag kann an dem Trägerabschnitt zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage verlagerbar angeordnet sein. Der zumindest eine Reibbelag kann eine vorbestimmte Masse aufweisen. Der zumindest eine Reibbelag kann an dem Trägerabschnitt unter Fliehkrafteinwirkung verlagerbar angeordnet sein.
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Zwischen dem zumindest einen Reibbelag und dem Trägerabschnitt kann eine Federeinrichtung wirksam sein. Die Federeinrichtung kann wenigstens eine Feder aufweisen. Die Federeinrichtung kann wenigstens einen Dämpfer aufweisen. Die Federeinrichtung kann zumindest eine Spiralfeder, eine Schraubenfeder und/oder eine Blattfeder aufweisen. Die Federeinrichtung kann zumindest eine Feder aufweisen, die aus einem Federstahl, einem Nichteisenmetall und/oder einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt ist. Die Federeinrichtung kann zumindest eine Feder aufweisen, die zweiseitig wirksam ist. Die Federeinrichtung kann zumindest eine Zug-Druck-Feder aufweisen.
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Das Schutzbegehren kann sich auch erstrecken auf eine Reibungskupplung aufweisend eine Drehachse, ein Gehäuseteil, wenigsten eine Druckplatte, wenigsten eine Anpressplatte und wenigstens eine derartige Reibscheibe als Kupplungsscheibe.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Kupplungsscheibe mit in der Scheibenrotationsebene beweglichen Belagssegmenten. Die einzelnen Belagssegmente einer Reibkupplung können nicht kinematisch starr an eine Trägerscheibe angebunden sein. Eine Verbindung zwischen einem Trägerblech und einem Belagssegment kann beispielsweise als Drehgelenk ausgeführt oder über eine biegsame Verbindung realisiert sein. Damit kann erreicht werden, dass das Belagssegment seinen Abstand zur Drehachse (=Reibradius) der Kupplungsscheibe dynamisch/kinematisch verändern kann. Die Veränderlichkeit des Reibradius kann nun dazu genutzt werden, eine Belagsanregung aus einem gleitgeschwindigkeitsabhängigen Reibwert μ(ν) dynamisch zu kompensieren. Ein weiterer physikalischer Effekt kann darin bestehen, dass einer globalen Drehbewegung des Belagssegmentes um eine Drehachse einer Getriebewelle eine lokale Drehbewegung des einzelnen Belagssegmentes überlagerbar ist. Dies kann zu Änderungen der Gleitgeschwindigkeitsverhältnisse im Reibkontakt führen und eine dämpfende Wirkung haben (=direkte Beeinflussung von μ(ν)). Ein weiterer Effekt kann darin bestehen, dass durch die Beweglichkeit des Belagssegmentes Kraftwirkungen analog zu einem (Fliehkraft-)Pendel erzeugbar sind, die zur Betilgung/Bedämpfung einer Rupfanregung nutzbar sind. Es sind also drei physikalische Wirkmechanismen realisierbar: Dynamisch/kinematisch veränderlicher Reibradius; Energiedissipation in einem Reibbelag durch überlagerte Geschwindigkeitskomponenten (z. B. quer zur eigentlichen Reibrichtung); Rückstellmoment durch Pendelwirkung des Belagssegmentes aufgrund einer angreifenden Fliehkraft.
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Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
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Mit der erfindungsgemäßen Reibscheibe ist ein Fahrkomfort erhöht. Ein Rupfen ist verhindert. Antriebsstrangschwingungen sind reduziert. Eine Schwingungsanregungsquelle ist reduziert oder vermieden. Ein Abstand von an einem Reibkontakt beteiligten Elementen ist dynamisch beeinflussbar. Ein gleitgeschwindigkeitsabhängiger Reibwert ist dynamisch beeinflussbar. Ein erhöhtes maximales Drehmoment ist übertragbar. Eine Wärmebeständigkeit ist erhöht. Ein relativer Bauraumbedarf ist verringert.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
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Es zeigen schematisch und beispielhaft:
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1 eine Kupplungsscheibe mit einem frei drehbaren Reibbelagsegment,
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2 eine Kupplungsscheibe mit einem kinematisch angelenkten Reibbelagsegment,
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3 eine Kupplungsscheibe mit einem drehbaren Reibbelagsegment mit Spiralfeder,
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4 eine Kupplungsscheibe mit einem drehbaren Reibbelagsegment mit Schraubenfeder und
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5 eine Kupplungsscheibe mit einem drehbaren Reibbelagsegment mit Blattfeder.
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1 zeigt eine Kupplungsscheibe 100 mit einem frei drehbaren Reibbelagsegment 102. Die Kupplungsscheibe 100 dient als Ausgangsteil einer hier ansonsten nicht näher dargestellten Reibungskupplung in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang zur reibschlüssigen Leistungsübertragung zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe.
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Die Reibungskupplung weist eine Druckplatte und eine Anpressplatte auf. Die Kupplungsscheibe 100 ist axial zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte angeordnet. Die Anpressplatte ist relativ zur Druckplatte axial verlagerbar, sodass die Kupplungsscheibe 100 zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte einklemmbar ist. Die Kupplungsscheibe 100 weist eine der Druckplatte zugewandte Seite und eine der Anpressplatte zugewandte Seite auf. An beiden Seiten sind an der Kupplungsscheibe 100 Reibbelagsegmente, wie 102, angeordnet. Davon ist in 1 ein Reibbelagsegment 102 exemplarisch dargestellt.
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Ein mithilfe der Reibungskupplung übertragenes Moment kann durch folgende Gleichung charakterisiert sein: M = (n)FN·r·μ(ν) Mit:
- n
- Anzahl der Reibflächen, die mit der Normalkraft belastet sind
- FN
- Normalkraft im Reibkontakt
- r
- gewichteter Abstand von einer Drehachse aller am Reibkontakt beteiligten Flächenelemente
- μ(ν)
- gleitgeschwindigkeitsabhängiger Reibwert
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Das Reibbelagsegment 102 ist an der Kupplungsscheibe 100 um eine Belagdrehachse 104 entsprechend dem Doppelpfeil a frei drehbar angeordnet. Die Belagdrehachse 104 ist zu dem Reibbelagsegment 102 außermittig angeordnet. Die Belagdrehachse 104 ist zu einer Drehachse 106 der Kupplungsscheibe 100 parallel und von der Drehachse 106 beabstandet angeordnet. Damit ist ein Abstand des Reibbelagsegments 102 zur Drehachse 106 der Kupplungsscheibe 100, ein Reibradius, bei einem Betrieb der Reibungskupplung, bei dem sich die Kupplungsscheibe 100 entsprechend dem Pfeil a dreht, dynamisch veränderbar. Die Veränderlichkeit des Reibradius kann dazu genutzt werden, eine Belagsanregung aus dem gleitgeschwindigkeitsabhängigen μ(ν) dynamisch zu kompensieren. Außerdem kann der globalen Drehbewegung a der Kupplungsscheibe 100 eine lokale Drehbewegung b des Reibbelagsegments 102 überlagert werden. Dies führt zu Änderungen der Gleitgeschwindigkeitsverhältnisse im Reibkontakt und kann durch direkte Beeinflussung von μ(ν) dämpfende Wirkung haben. Außerdem können mithilfe des verlagerbaren Reibbelagsegments 102 Kraftwirkungen analog einem Fliehkraftpendel erzeugt werden, die zur Betilgung/Bedämpfung von Rupfanregungen genutzt werden können.
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2 zeigt eine Kupplungsscheibe 200 mit einem kinematisch angelenkten Reibbelagsegment 202. Das Reibbelagsegment 202 ist mithilfe von Hebeln 204, 206, die jeweils an sowohl an der Kupplungsscheibe 200 als auch an dem Reibbelagsegment 202 angelenkt sind, verlagerbar mit der Kupplungsscheibe 200 verbunden. Die Belagdrehachse liegt dabei vorliegend außerhalb des Reibbelagsegments 202 und außerhalb der Kupplungsscheibe 200. Das Reibbelagsegment 202 ist auf einer Kreisbogen-Bahn verlagerbar. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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3 zeigt eine Kupplungsscheibe 300 mit einem drehbaren Reibbelagsegment 302 mit Spiralfeder 304. Die Spiralfeder 304 ist mit ihrem einen Ende an der Kupplungsscheibe 300 und mit ihrem anderen Ende an dem Reibbelagsegment 302 befestigt. Die Befestigungsstellen der Spiralfeder 304 an der Kupplungsscheibe 300 und an dem Reibbelagsegment 302 sind voneinander beabstandet. Eine Auslenkung des Reibbelagsegments 302 erfolgt entgegen einer Kraft der Spiralfeder 304. Die Spiralfeder 304 ist entsprechend dem Pfeil c in beiden Auslenkrichtungen Richtungen wirksam. Die Auslenkung kann unter Fliehkrafteinfluss erfolgen. Die Spiralfeder 304 fungiert als Energiespeicher und bewirkt dann ein Rückstellen des Reibbelagsegments 302. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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4 zeigt eine Kupplungsscheibe 400 mit einem drehbaren Reibbelagsegment 402 mit Schraubenfeder 404. Ist ein Zug-Druck-Feder und entsprechend dem Pfeil d in beiden Auslenkrichtungen Richtungen wirksam. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und 3 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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5 zeigt eine Kupplungsscheibe 500 mit einem verlagerbaren Reibbelagsegment 502 mit Blattfeder 504. Das Reibbelagsegment 502 ist nur über die Blattfeder 504 mit der Kupplungsscheibe 500 verbunden. Die Blattfeder 504 ist vorliegend mit ihrem einen Ende an dem Reibbelagsegment 502 symmetrisch oder asymmetrisch und mit ihrem anderen Ende an der Kupplungsscheibe 500 mittig oder außermittig angeordnet. Die Blattfeder 504 ist biegeelastisch und beispielsweise aus einem elastomeren Kunststoff hergestellt. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und 3 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Kupplungsscheibe
- 102
- Reibbelagsegment
- 104
- Belagdrehachse
- 106
- Drehachse
- 200
- Kupplungsscheibe
- 202
- Reibbelagsegment
- 204
- Hebel
- 206
- Hebel
- 300
- Kupplungsscheibe
- 302
- Reibbelagsegment
- 304
- Spiralfeder
- 400
- Kupplungsscheibe
- 402
- Reibbelagsegment
- 404
- Schraubenfeder
- 500
- Kupplungsscheibe
- 502
- Reibbelagsegment
- 504
- Blattfeder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005019045 A1 [0002, 0002]
