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Die Erfindung betrifft eine Anpressplatte für eine Reibungskupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit deren Hilfe eine mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbundene Kupplungsscheibe reibschlüssig zwischen der Anpressplatte und einer mit der Antriebswelle gekoppelten Gegenplatte verpresst werden kann.
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Aus
DE 197 46 281 B4 ist eine Reibungskupplung bekannt, die ein um eine Drehachse drehbare Gegenplatte zur Übertragung eines von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugbaren Drehmoments aufweist. Eine drehfest mit der Gegenplatte gekoppelte Anpressplatte ist in axialer Richtung mit Hilfe eines Betätigungselements relativ zur Gegenplatte verlagerbar. Die Anpressplatte kann im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung über einen Reibbelag das Drehmoment von der Anpressplatte an eine Kupplungsscheibe reibschlüssig übertragen. Der Reibbelag ist über eine Belagfederung zur axialen Federung des Reibbelags mit der Kupplungsscheibe verbunden. Durch die Belagfederung wird erreicht, dass bei einem Schließen der Kupplung der Reibbelag in axialer Richtung, das heißt parallel zur Drehachse, nachgeben kann, so dass ein Schließen der Kupplung nicht mit einem plötzlichen Ruck erfolgt, sondern die Kraft in axialer Richtung sich allmählich progressiv erhöht.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Reibungskupplungen kostengünstig herzustellen und zu warten.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine kostengünstige Herstellung und Wartung einer Reibungskupplung ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Anpressplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Anpressplatte für eine Reibungskupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen mit einem eine Reibfläche zur Anlage an einer Kupplungsscheibe aufweisenden Plattenkörper und einem von dem Plattenkörper abstehenden Anpressnocken zur Anlage an einem insbesondere als Hebelfeder ausgestalteten Betätigungselement zum axialen Verlagern der Anpressplatte, wobei der Anpressnocken einen relativ zu dem Plattenkörper von dem Betätigungselement elastisch verbiegbaren Federsteg aufweist.
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Durch den von dem Betätigungselement elastisch wegbiegbaren Federsteg des Anpressnockens ist es möglich die Funktionalität einer Belagfederung von der Kupplungsscheibe weg auf die Anpressplatte zu verlagern. Dadurch kann die Kupplungsscheibe ohne Belagfederung und damit kostengünstiger ausgestaltet sein. Wenn im Rahmen einer Wartung der Reibungskupplung aufgrund von verschlissenen Reibbelägen die Kupplungsscheibe ausgetauscht werden muss, können durch die geringeren Materialkosten für das Austauschteil in Form der neuen Kupplungsscheibe die Wartungskosten reduziert werden. Ferner ist es möglich die Anpressplatte aus einer Stahlplatte auszustanzen und nachfolgend umzuformen, so dass der elastische Federsteg, über den das Betätigungselement eine Betätigungskraft zum Verlagern der Anpressplatte in die Anpressplatte einleiten kann, ohne wesentlichen Zusatzaufwand ausgebildet werden kann. Eine kostengünstige Herstellung der Anpressplatte und der Reibungskupplung kann dadurch erreicht werden. Durch die Verlagerung der Funktionalität einer Belagfederung von der Kupplungsscheibe auf den Anpressnocken kann die Kupplungsscheibe kostengünstiger hergestellt werden, wodurch eine kostengünstige Herstellung und Wartung der Reibungskupplung ermöglicht ist.
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Das Betätigungselement kann insbesondere in der Art einer Tellerfeder um einen in Umfangsrichtung geschlossenen Schwenkpunkt beispielsweise mit Hilfe eines hydraulischen Betätigungssystems verschwenkt werden. Hierzu kann das Betätigungselement insbesondere einen ringförmig geschlossenen Tellerfederbereich aufweisen, von dem nach radial innen Federzungen abstehen können, über die das Betätigungssystems eine Kraft in das Betätigungselement einleiten kann. Das Betätigungselement kann, insbesondere mit einem Kraftrand des Tellerfederbereichs, an dem Federsteg anschlagen, um die Anpressplatte, beispielsweise in eine geschlossene Stellung der Reibungskupplung, zu verlagern. Die Anpressplatte kann hierbei bei einem sich vergrößernden Schwenkwinkel des Betätigungselements der Bewegung des Betätigungselements in axialer Richtung folgen, ohne dass der Federsteg signifikant elastisch gebogen wird. Wenn die Anpressplatte mit ihrer Reibfläche auf die Kupplungsscheibe trifft, kann die Anpressplatte die Kupplungsscheibe in axialer Richtung mitnehmen, bis die Kupplungsscheibe auf eine Gegenplatte auftrifft. In dieser Situation entsteht eine Gegenkraft, welche einer weiteren Verlagerung der Anpressplatte entgegen wirkt. Bei einem sich weiterhin vergrößernden Schwenkwinkel des Betätigungselements wird dann zu einem größeren Anteil der Federsteg elastisch verformt und allenfalls zu einem kleineren Anteil die Anpressplatte weiter axial verlagert. Dadurch wird automatisch ein harter Kontakt bei einem Schließen der Reibungskupplung vermieden. Stattdessen kann sich die Kupplungsscheibe zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte erst einmal optimal ausrichten und zunächst schlupfend ein Drehmoment von der Gegenplatte und/oder der Anpressplatte an die Getriebeeingangswelle übertragen. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle kann dadurch im Schlupfbetrieb allmählich an die Drehzahl der Gegenplatte und/oder der Anpressplatte angepasst werden bis die Kupplungsscheibe mit Haftreibung von der Gegenplatte und der Anpressplatte verpresst wird. Die elastische Nachgiebigkeit des Federstegs ermöglich dabei eine Verlängerung des Schlupfbetriebs der Reibungskupplung ohne hierfür die Geschwindigkeit, mit welcher der Schwenkwinkel des Betätigungselements von dem Betätigungssystem verändert wird, anpassen zu müssen, so dass ohne erhöhten Regelungsaufwand ein sanftes Schließen der Reibungskupplung ohne einen plötzlichen spürbaren Ruck ermöglicht ist.
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Die Federkennlinie des Federstegs kann besonders einfach über die für den Federsteg gewählte Geometrie, insbesondere die Querschnittsfläche des Federstegs, eingestellt werden. Der Federsteg kann beispielsweise in der Art einer Blattfeder wirken. Insbesondere sind mehrere Anpressnocken vorgesehen, die vorzugsweise auf einem gemeinsamen Radius und/oder in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
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Insbesondere weist der Anpressnocken eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des elastisch verbogenen Federstegs auf. Der Federsteg kann dadurch in einen Bereich hineinfedern, der ohne die Aufnahmeöffnung durch das Material des Anpressnockens ausgefüllt wäre. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass der Federsteg über eine Bewegung schräg zur Ausrichtung der Betätigungskraft an dem übrigen Anpressnocken vorbei federn muss. Stattdessen kann der Federsteg in Richtung der von dem Betätigungselement eingeleiteten Betätigungskraft in die Aufnahmeöffnung hinein nachgeben, wodurch sich besonders einfach eine vergleichsweise weiche Federkennlinie für den Federsteg erreichen lässt, die insbesondere der Federkennlinie herkömmlicher Belegfederungen von Kupplungsscheiben entsprechen kann. Die Geometrie der Aufnahmeöffnung ist insbesondere derart gewählt, dass der Federsteg bei einer hinreichend großen Betätigungskraft an einem Rand der Aufnahmeöffnung anschlägt, bevor eine plastische Verformung des Federstegs einsetzt. Dadurch kann eine Überbelastung des Federstegs und eine signifikante Beeinträchtigung der Federkennlinie des Federstegs über die Lebensdauer der Anpressplatte vermieden werden.
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Vorzugsweise weist der Federsteg eine von dem Plattenkörper weg weisende im Wesentlichen konvex ausgeformte Auflagefläche zur Anlage an dem Betätigungselement auf. Durch die konvexe Ausgestaltung des Federstegs kann sichergestellt werden, dass das Betätigungselement bei der Verlagerung der Anpressplatte zuerst auf den Federsteg auftrifft und somit die Federwirkung des Federstegs in der Art einer Belagfederung wirksam ist. Bei einer elastischen Verformung des Federstegs kann der Federsteg von dem Betätigungselement soweit weg gebogen werden, dass die Auflagefläche des Federstegs in einer maximal verformten Lage im Wesentlichen in einer Ebene mit einer von dem Plattenkörper weg weisende Oberfläche des Anpressnockens liegt. Das Betätigungselement kann in dieser Lage des Federstegs sowohl an der Auflagefläche des Federstegs als auch an der Oberfläche des Anpressnockens anliegen, so dass die der Oberfläche des Anpressnockens ein weiteres Verbiegen des Federstegs blockieren kann. Dadurch kann eine Überbelastung des Federstegs und eine signifikante Beeinträchtigung der Federkennlinie des Federstegs über die Lebensdauer der Anpressplatte vermieden werden.
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Besonders bevorzugt ist der Federsteg als beidseitig eingespannter Biegebalken ausgestaltet. Der Federsteg kann dadurch insbesondere mit einer progressiv verlaufenden Federkennlinie ausgestaltet sein. Die Federkennlinie des Federstegs kann dadurch vergleichbar zu einer Tellerfeder verlaufen. Ferner kann der Federsteg eine einfache und robuste Geometrie ohne einzelne abstehende Teile aufweisen, die unter Last abbrechen könnten.
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Insbesondere sind mindestens ein erster Anpressnocken und mindestens ein zweiter Anpressnocken vorgesehen, wobei der erste Anpressnocken eine von dem zweiten Anpressnocken verschiedene Federkennlinie bereitstellt. Dies ermöglicht es über die verschiedenen Anpressnocken unterschiedliche Federkennlinie vorzusehen, die geeignet miteinander kombiniert werden können, um eine beabsichtigte Gesamtfederkennlinie zu erreichen.
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Vorzugsweise sind der erste Anpressnocken und der zweiter Anpressnocken derart ausgeformt, dass der Federsteg des ersten Anpressnockens bei einer anderen Relativlage, insbesondere Winkelstellung, des Betätigungselements als der zweite Anpressnocken an dem Betätigungselement anschlägt. Dadurch kann ein stufenförmiger Verlauf der Gesamtfederkennlinie der Anpressplatte erreicht werden. Ferner ist es möglich, dass der durch die unterschiedlichen Federstege erreichte Gesamtfederweg der Anpressplatte größer als der einzelne Federweg des Federstegs des ersten Anpressnockens oder des zweiten Anpressnockens ist.
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Ferner ist es möglich mehr als zwei unterschiedlich geformte Anpressnocken vorzusehen, um über den sich ergebenden Gesamtfederweg eine geeignete Federkennlinie einzustellen.
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Besonders bevorzugt sind der Plattenkörper und der mindestens eine Anpressnocken durch ein gemeinsames Stanzen und Umformen herstellbar. Der Plattenkörper und der Anpressnocken können insbesondere einstückig ausgestaltet sein und vorzugsweise aus einer Stahlplatte kostengünstig hergestellt werden. Die Kontur des Federstegs kann während des Stanzens bereits ausgeformt werden, so dass der Federsteg nach einem Abbiegen des Anpressnockens aus der Ebene des Plattenkörpers im eingebauten Zustand zum Betätigungselement weist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Gegenplatte, einer relativ zur Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte und ein, insbesondere als Hebelfeder ausgestaltetes, Betätigungselement zum Verlagern der Anpressplatte, wobei das Betätigungselement mit einer Betätigungskraft zum Verlagern der Anpressplatte an dem mindestens einen Federsteg anschlagbar ist. Durch die Verlagerung der Funktionalität einer Belagfederung von der Kupplungsscheibe auf den Anpressnocken kann die Kupplungsscheibe kostengünstiger hergestellt werden, wodurch eine kostengünstige Herstellung und Wartung der Reibungskupplung ermöglicht ist.
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Insbesondere sind in axialer Richtung zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte ausschließlich eine in axialer Richtung starr ausgeführte Kupplungsscheibe und Reibbeläge vorgesehen. Dadurch ist insbesondere ein in axialer Richtung nachgiebige Belagfederung zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte eingespart, so dass die Kupplungsscheibe besonders einfach und kostengünstig ausgestaltet sein kann.
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Vorzugsweise weist der Federsteg in axialer Richtung eine geringere Federsteifigkeit als das Betätigungselement auf. Dadurch kann sichergestellt werden, dass bei einem Verpressen der Kupplungsscheibe zunächst oder zu einem größeren Anteil der Federsteg elastisch gebogen wird bevor das Betätigungselement signifikant elastisch gebogen wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht einer Reibungskupplung,
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2: eine schematische vereinfachte Schnittansicht einer Anpressplatte für die Reibungskupplung aus 1 und
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3: eine schematische Detailansicht der Anpressplatte aus 2.
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Die in 1 dargestellte Reibungskupplung 10 weist eine aus einer Stahlplatte hergestellte Anpressplatte 12 auf, die mit Hilfe eines im Wesentlichen als Tellerfeder ausgestalteten Betätigungselements 14 in axialer Richtung verlagert werden kann. Das Betätigungselement 14 ist an einem Kupplungsdeckel 16 und einer Stützfeder 18 um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt schwenkbar gelagert. Die Stützfeder 18 ist an einem von dem Kupplungsdeckel 16 ausgebildeten durch das Betätigungselement 14 in axialer Richtung hindurch verlaufenden Haltebolzen 20 abgestützt.
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Wie in 2 dargestellt weist die Anpressplatte 12 einen Plattenkörper 22 auf, der eine Reibfläche 24 ausbildet, die an eine Kupplungsscheibe gepresst werden kann, um reibschlüssig ein Drehmoment zwischen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes zu übertragen. Von dem Plattenkörper 22 sind mehrere vereinfacht dargestellte Anpressnocken 26 abgebogen. Wie in 3 dargestellt kann der jeweilige Anpressnocken 26 eine ausgestanzte Aufnahmeöffnung 28 aufweisen, in die ein mit einer konvexen Auflagefläche 30 versehener Federsteg 32 von dem an der Auflagefläche 30 angreifenden Betätigungselement 14 elastisch hinein gebogen werden kann. Der Federsteg 32 ist einstückig mit dem Anpressnocken 26 ausgeführt und als beidseitig eingespannter Biegebalken ausgestaltet, so dass der Anpressnocken 26 die Funktionalität einer Belagfederung bereitstellen kann und eine einfach und kostengünstig ausgebildete Kupplungsscheibe für die Reibungskupplung 10 verwendet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reibungskupplung
- 12
- Anpressplatte
- 14
- Betätigungselement
- 16
- Kupplungsdeckel
- 18
- Stützfeder
- 20
- Haltebolzen
- 22
- Plattenkörper
- 24
- Reibfläche
- 26
- Anpressnocken
- 28
- Aufnahmeöffnung
- 30
- Auflagefläche
- 32
- Federsteg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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