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Die Erfindung betrifft eine Zwischenanpressplatte für eine Reibkupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Im Stand der Technik sind Reibkupplungen bekannt, die eine Zwischenanpressplatte aufweisen, welche zwischen Reibscheiben angeordnet ist, und die an der reibschlüssigen Verbindung infolge der Anpressung, z. B. durch eine Anpressplatte, ein Drehmoment auf die Reibscheiben überträgt. Es ist auch ein umgekehrter Drehmomentfluss von den Reibscheiben auf die Zwischenanpressplatte übertragbar. Eine solche Zwischenanpressplatte wird im Stand der Technik aus einem Gusselement gefertigt, welches jedoch hinsichtlich thermischer Belastungen und Berstfestigkeit kritisch ist.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die Erfindung betrifft eine Zwischenanpressplatte für eine Reibkupplung, welche eine erste Reibfläche und eine zweite Reibfläche aufweist, wobei die Reibflächen dazu eingerichtet sind, mit einer jeweiligen korrespondierenden Reibscheibe ein Drehmoment reibschlüssig zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenanpressplatte aus zumindest einem Ringelement aus Blech gefertigt ist.
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Die Zwischenanpressplatte ist dazu eingerichtet, zwischen Reibscheiben in einer Reibkupplung angeordnet zu werden, um an einer Übertragung eines Drehmoments mitzuwirken. Beispielsweise ist die Zwischenanpressplatte dazu in einem Kupplungskorb eingehängt, während die Reibscheiben mit zumindest einer Ausgangswelle verbunden sind. Infolge der Reibkraft, welche durch Anpressen zwischen der Zwischenanpressplatte und den umgebenden Reibscheiben übertragen wird, ist es möglich, ein Drehmoment von der Zwischenanpressplatte auf die Reibscheibe bzw. umgekehrt zu übertragen. Hierzu weist die Zwischenanpressplatte eine erste Reibfläche und eine zweite Reibfläche auf, wobei die Reibflächen jeweils einander gegenüberliegend beidseitig der Zwischenanpressplatte angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist die hier vorgeschlagene Zwischenanpressplatte aus zumindest einem Ringelement aus Blech gefertigt. Das heißt, das Ringelement ist kein Gussteil. Besonders bevorzugt wird das Ringelement aus einem Blech gestanzt oder in sonstiger Weise aus Blechmaterial herausgeschnitten, z. B. mittels Laser, so dass das Ringelement mit wenigen Fertigungsschritten herstellbar ist. Besonders bevorzugt wird das zumindest eine Ringelement durch Stanzen gefertigt, wobei bevorzugt zugleich (sämtliche) weitere Erhebungen, Vertiefungen und Durchlässe geformt werden. Ein solches Blechmaterial ist weniger kritisch in Bezug auf thermische Belastungen und zudem nicht gefährdet zu bersten. Darüber hinaus weist das Ringelement aus Blech den Vorteil auf, dass keine weitere Nachbearbeitung stattfinden muss, wie das bei einem Gussrohling mit der rauen Oberfläche in der Regel der Fall ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Zwischenanpressplatte weist die Zwischenanpressplatte zumindest einen Lappen auf, welcher dazu eingerichtet ist, mit einem Kupplungsdeckel rotationsfest verbunden zu werden.
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Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist integral in der Zwischenanpressplatte aus dem zumindest einen Ringelement zumindest ein Lappen vorgesehen, so dass die Zwischenanpressplatte mit einem Kupplungsdeckel der Reibkupplung rotationsfest verbunden werden kann. Zum Verbinden mit dem Kupplungsdeckel kann ganz besonders bevorzugt ein Federelement, z. B. eine Blattfeder verwendet werden, welche zum einen eine axiale Bewegung der Zwischenanpressplatte erlaubt und zum anderen die Zwischenanpressplatte rotatorisch fixiert. Während bei einem Gussteil jegliche zusätzlichen Elemente einen höheren Gussaufwand bedeuten (thermische Führung des flüssigen Werkstoffs, Radien, Hinterschneidungen, Gasauslässe und weitere zu berücksichtigende Faktoren), ist die Fertigung eines Ringelements mit zusätzlichen Lappen gegenüber einem Ringelement ohne Lappen nahezu kostenneutral.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Zwischenanpressplatte ist die erste Reibfläche von einem ersten separaten Ringelements und die zweite Reibfläche ist von einem zweiten separaten Ringelements gebildet.
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Durch das Verwenden von mindestens zwei separaten Ringelementen zur Erzeugung der ersten Reibfläche und der zweiten Reibfläche ist es möglich, die Zwischenanpressplatte aus jeweils relativ dünnen Ringelementen zu fertigen, welche noch gut verarbeitbar sind und zugleich eine gute bis ausreichende Wärmeabfuhr bzw. Wärmeaufnahme aufgrund eines ausreichenden Volumens der zwei Ringelemente zu erreichen. Auch können um einen zusätzlichen Kühlungseffekt zu erreichen, zwischen dem ersten separaten Ringelement und dem zweiten separaten Ringelement ein Abstand vorgesehen sein, durch den ein Kühlfluid, z. B. Luft, geleitet werden kann. Z. B. können die Ringelemente aus einem Blechmaterial von bis zu 5 mm gefertigt werden, so dass die Zwischenanpressplatte eine Gesamtdicke von 10 mm erreicht, was eine übliche Dicke einer Gusszwischenanpressplatte ist. Bis zu einer Dicke von 5 mm ist Blech gut mit Stanzwerkzeugen und Kaltumformwerkzeugen verarbeitbar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Zwischenanpressplatte weist die Ringelemente ineinandergreifende Synchronisierungselemente auf, mittels derer das erste Ringelement mit dem zweiten Ringelement rotationsfest verbindbar ist.
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Die ineinandergreifenden Synchronisierungselemente sind dazu vorgesehen, die zwei Ringelemente wie oben beschrieben rotationsfest miteinander zu verbinden. Hierdurch ist es zum einen möglich, nur eine einzige Anbindung mit den Bauteilen der Reibkupplung bereitzustellen und zugleich das weitere Ringelement rotationsfest mitzuführen. Zum anderen kann eine Rotationsbewegung des ersten Ringelements mit geringem Spiel auf das zweite Ringelement übertragen werden, ohne dass das erste Ringelement und das zweite Ringelement aufwendig miteinander verbunden werden müssen, z. B. durch Schweißen. Ein solches Synchronisierungselement kann z. B. durch Erhebungen und korrespondierende Vertiefungen verwirklicht werden, die derart angeordnet sind, dass die Ringelemente, bevorzugt spielfrei, ineinandergreifen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Zwischenanpressplatte sind die Synchronisierungselemente Laschen, die, bevorzugt kaltverformt, einstückig aus einem jeweiligen Ringelement gebildet sind.
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Durch das Vorsehen von Laschen ist die Fertigung der Synchronisierungselemente besonders einfach, weil die Laschen direkt beim Schneiden bzw. Stanzen des Ringelements erzeugt werden können und anschließend bzw. gleichzeitig ohne weitere thermische Behandlung in ihre endgültige Form gebracht werden können. Die Laschen können dabei versetzt zueinander angeordnet sein, so dass sie jeweils in die Lücken zwischen den Laschen des anderen Ringelements eingreifen. Die Laschen können dabei auch miteinander verklemmt werden, sodass sie die Ringelemente spielfrei synchronisieren.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Zwischenanpressplatte sind das erste Ringelement und das zweite Ringelement geometrisch identisch.
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Durch die Fertigung des ersten Ringelements und des zweiten Ringelements als geometrisch identische Bauteile ist es möglich, mit nur einem einzigen Werkzeug, z. B. einem Stanzwerkzeug, die Elemente, welche die Zwischenanpressplatte bilden, zu fertigen. Dies hat zudem den Vorteil, dass das thermische Verhalten der Ringelemente der Zwischenanpressplatte im Wesentlichen identisch ist und somit eine Deformation der Zwischenanpressplatte infolge von Temperaturveränderungen (weitestgehend) vermieden wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Reibkupplung mit einer Rotationsachse zum lösbaren Verbinden einer Abtriebswelle mit einem Antriebsstrang vorgeschlagen, welche zumindest ein Reibpaket mit einer Anpressplatte, mit einer Mehrzahl von Reibscheiben und mit zumindest einer Zwischenanpressplatte gemäß der obigen Beschreibung aufweist, wobei mittels des Reibpakets im angepressten Zustand ein Drehmoment übertragbar ist.
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Die Reibkupplung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment lösbar von einer Abtriebswelle auf einen Antriebsstrang und umgekehrt zu bewerkstelligen. Dies wird in der Regel über das zumindest eine Reibpaket erreicht. Die Abtriebswelle ist in der Regel eine Welle, die ein Moment von einer Antriebseinheit, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine oder einem Elektromotor, lösbar auf einen Antriebsstrang zum Beispiel eines Kraftfahrzeugs übertragen soll. Hierzu ist die Reibkupplung zwischengeschaltet, bei der zumindest ein Reibpaket mittels zumindest einer Anpressplatte, einer Mehrzahl von Reibscheiben und mit zumindest einer Zwischenanpressplatte infolge der Reibkraft zwischen der Anpressplatte, den Reibscheiben und der zumindest einen Zwischenanpressplatte im angepressten Zustand ein Drehmoment übertragen kann. Werden die Anpressplatte, die Reibescheiben und die Zwischenanpressplatte voneinander gelöst, so wird kein beziehungsweise nur ein geringes Drehmoment übertragen.
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Durch eine Zwischenanpressplatte wird bei geringer axialer Verlängerung der Reibkupplung die Reibfläche des Reibpakets zumindest verdoppelt. Allerdings ist die thermische Belastung der zweiseitig beanspruchten Zwischenanpressplatte sehr hoch. Um diesem standzuhalten, werden konventionell Gussplatten verwendet, die sehr dick gefertigt werden können und daher eine hohe thermische Masse aufweisen. Allerdings können lokale Temperaturspitzen und Fehlstellen im Material dazu führen, dass die Gussplatte im Laufe Ihres Einsatzes unbrauchbar wird. Darüber hinaus ist eine spanende Nachbearbeitung der Reibflächen notwendig. Für manche Anwendungen sind dünne Zwischenanpressplatten ausreichend oder eine Bearbeitung eines dicken Blechmaterials (über 5 mm) gerechtfertigt. Deutlich einfacher lässt sich jedoch die häufig notwendige Dicke von etwa 10 mm durch die Fertigung der Zwischenanpressplatte aus zwei Ringelementen realisieren. Damit ist keine spanende Nachbearbeitung notwendig und es können die kostengünstigen Fertigungsverfahren wie Stanzen oder Lasern eingesetzt werden. Zudem ist eine Zwischenanpressplatte aus Blech nicht gefährdet zu bersten.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Reibkupplung ist die zumindest eine Zwischenanpressplatte mittels zumindest einer Blattfeder mit dem Kupplungsdeckel rotationsfest verbunden.
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Durch die Verwendung einer Blattfeder zur Anbindung der Zwischenanpressplatte wird eine rotationsfeste Anbindung der Zwischenanpressplatte mit dem Kupplungsdeckel erreicht, wobei gleichzeitig die Zwischenanpressplatte in axialer Richtung frei beweglich ist. Darüber hinaus kann die Blattfeder vorgespannt eingebaut sein, so dass sie ein Trennen der Zwischenanpressplatte und weiterer Elemente des Reibpakets unterstützt. Auch hier ist ein Vorteil der Zwischenanpressplatte, dass der Anbindungsbereich für die Blattfeder nicht nachbearbeitet werden muss, wie dies bei einer Gusszwischenanpressplatte der Fall wäre. Es sei darauf hingewiesen, dass auch eine Anbindung an ähnliche Bauteile wie dem Kupplungsdeckel in der Erfindung umfasst sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auch ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches eine Antriebseinheit mit einer Abtriebswelle, einen Antriebsstrang und eine Reibkupplung gemäß der obigen Beschreibung zum lösbaren Verbinden der Abtriebswelle mit dem Antriebsstrang aufweist.
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Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt die Antriebseinheit, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder ein Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Reibkupplung kleiner Baugröße zu verwenden.
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Verschärft wird die Bauraumsituation bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Die oben beschriebene Zwischenanpressplatte erlaubt eine einfache und kostengünstige Herstellung einer Reibkupplung, wobei die Zwischenanpressplatte nicht durch thermische Belastung unbrauchbar werden kann und vor allem nicht bersten kann.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht, Leistung eingeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beispielsweise der Klasse City Car.
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Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen Fox oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
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Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
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1: eine Reibkupplung mit Zwischenanpressplatte;
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2: ein Ringelement;
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3: eine Zwischenanpressplatte; und
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4: ein Kraftfahrzeug mit Reibkupplung.
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1 zeigt eine Reibkupplung 2 mit einer Zwischenanpressplatte 1, welche sich aus einem ersten Ringelement 7 und einem zweiten Ringelement 8 zusammensetzt. Zusammen mit der Anpressplatte 17, der ersten Reibscheibe 5 und der zweiten Reibscheibe 6 (und einer nicht dargestellten Gegendruckplatte) bildet die Zwischenanpressplatte 1 ein Reibpaket 16 der Reibkupplung 2. Das Reibpaket 16 ist um eine Rotationsachse 13 der Reibkupplung 2 rotierbar. Dabei ist die Zwischenanpressplatte 1 über einen Lappen 9 mittels einer Blattfeder 18 mit einem Kupplungsdeckel 10 rotatorisch fixiert und zugleich axial verschieblich.
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In 2 ist ein erstes Ringelement 7 gezeigt, bei dem um die erste Reibfläche 3 eine Mehrzahl von Synchronisierungselementen 11 gebildet sind, die nach Art von Laschen hier weg von der ersten Reibfläche 3 hin zum zweiten Ringelement 8 (hier nicht dargestellt) geneigt sind. Weiterhin sind eine Mehrzahl von Lappen 9 dargestellt, die zur Anbindung an einen Kupplungsdeckel 10 (hier nicht dargestellt) geeignet sind.
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In 3 ist eine Zwischenanpressplatte 1 gezeigt, welche sich aus einem ersten Ringelement 7 und einem zweiten Ringelement 8 zusammensetzt, welche über ein erstes Synchronisierungselement 11 und ein zweites Synchronisierungselement 12 miteinander rotatorisch fixiert sind. Hierbei ist zu erkennen, wie die erste Reibfläche 3 des ersten Ringelements 7 in dieser Ansicht oben gebildet ist und die zweite Reibfläche 4 des zweiten Ringelements 8 auf der hier nicht sichtbaren Unterseite gebildet ist. Weiterhin umfassen in diesem Beispiel beide Ringelemente 7 und 8 Lappen 9, welche zur Anbindung an einen Kupplungsdeckel 10 (hier nicht dargestellt) geeignet sind.
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In 4 ist ein Kraftfahrzeug 19 mit einer Antriebseinheit 20 gezeigt, welche mit ihrer Motorachse 23 quer zur Längsachse 22 vor der Fahrerkabine 21 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 20 ist hier als Verbrennungskraftmaschine dargestellt, welche über eine Abtriebswelle 14 mittels einer Reibkupplung 2 mit einem hier rein schematisch dargestellten Antriebsstrang 15 verbunden ist.
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Mit der hier vorgeschlagenen Zwischenanpressplatte kann mit einfachen Fertigungsverfahren eine kostengünstige Zwischenanpressplatte gefertigt werden, welche für den Einsatz von drehmomentstarken Reibkupplungen geeignet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zwischenanpressplatte
- 2
- Reibkupplung
- 3
- erste Reibfläche
- 4
- zweite Reibfläche
- 5
- erste Reibscheibe
- 6
- zweite Reibscheibe
- 7
- erstes Ringelement
- 8
- zweites Ringelement
- 9
- Lappen
- 10
- Kupplungsdeckel
- 11
- erstes Synchronisierungselement
- 12
- zweites Synchronisierungselement
- 13
- Rotationsachse
- 14
- Abtriebswelle
- 15
- Antriebsstrang
- 16
- Reibpaket
- 17
- Anpressplatte
- 18
- Blattfeder
- 19
- Kraftfahrzeug
- 20
- Antriebseinheit
- 21
- Fahrerkabine
- 22
- Längsachse
- 23
- Motorachse
