DE102013225079A1

DE102013225079A1 - clutch

Info

Publication number: DE102013225079A1
Application number: DE102013225079.7A
Authority: DE
Inventors: Boris Ryzhik
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2015-06-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit einer Kupplungsscheibe, die Kupplungsbelagelemente umfasst, zwischen denen in einer axialen Richtung eine Belagfederung wirksam ist, und mit einer Anpressplatte, die unter Aufbringung einer Kontaktkraft reibschlüssig mit der Kupplungsscheibe verbindbar ist, um die Übertragung eines Drehmoments zu ermöglichen. Die Kupplung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kontaktkraft zwischen der Kupplungsscheibe und der Anpressplatte eine anisotrope Verteilung aufweist.The invention relates to a clutch with a clutch disc comprising Kupplungsbelagelemente, between which in a axial direction a pad spring is effective, and with a pressure plate which is frictionally connectable by applying a contact force with the clutch disc to allow the transmission of torque. The coupling is characterized in that the contact force between the clutch disc and the pressure plate has an anisotropic distribution.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit einer Kupplungsscheibe, die Kupplungsbelagelemente umfasst, zwischen denen in einer axialen Richtung eine Belagfederung wirksam ist, und mit einer Anpressplatte, die unter Aufbringung einer Kontaktkraft reibschlüssig mit der Kupplungsscheibe verbindbar ist, um die Übertragung eines Drehmoments zu ermöglichen. The invention relates to a clutch with a clutch disc comprising Kupplungsbelagelemente, between which in a axial direction a pad spring is effective, and with a pressure plate which is frictionally connectable by applying a contact force with the clutch disc to allow the transmission of torque.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 052 590 A1 ist eine Kupplungsscheibe für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Trägerblech zur Aufnahme mindestens eines Kupplungsbelags bekannt, wobei das Trägerblech in Umfangsrichtung eine andere Steifigkeit als in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung aufweist. From the German patent application DE 10 2010 052 590 A1 is a clutch disc for a clutch of a motor vehicle with at least one support plate for receiving at least one clutch lining known, wherein the support plate in the circumferential direction has a different stiffness than in the radial direction and / or in the axial direction.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Komfort im Betrieb einer Kupplung mit einer Kupplungsscheibe und einer Anpressplatte weiter zu verbessern. The object of the invention is to improve the comfort in the operation of a clutch with a clutch disc and a pressure plate on.

Die Aufgabe ist bei einer Kupplung mit einer Kupplungsscheibe, die Kupplungsbelagelemente umfasst, zwischen denen in einer axialen Richtung eine Belagfederung wirksam ist, und mit einer Anpressplatte, die unter Aufbringung einer Kontaktkraft reibschlüssig mit der Kupplungsscheibe verbindbar ist, um die Übertragung eines Drehmoments zu ermöglichen, dadurch gelöst, dass die Kontaktkraft zwischen der Kupplungsscheibe und der Anpressplatte eine anisotrope Verteilung aufweist. Durch die anisotrope Kontaktkraftverteilung kann eine Modenrückkopplung bei radialen Schwingungen der Kupplungsscheibe reduziert werden. Dadurch können unerwünschte Instabilitäten und Geräuschentwicklungen, insbesondere in einer Schlupfphase, im Betrieb der Kupplung reduziert beziehungsweise vermieden werden. Die Modifikation der Kontaktkraftverteilung hat vorteilhaft wenig Einfluss auf andere Schwingungstypen und führt daher nicht zu einer Verschlechterung anderer NVH-Phänome. Die Buchstaben NVH stehen für die englischen Begriffe Noise Vibration Harshness.The object is in a clutch with a clutch disc, the clutch covering elements, between which in a axial direction a pad spring is effective, and with a pressure plate which is frictionally connectable by applying a contact force with the clutch disc to allow the transmission of torque, achieved in that the contact force between the clutch disc and the pressure plate has an anisotropic distribution. By the anisotropic contact force distribution, a mode feedback can be reduced in radial vibrations of the clutch disc. As a result, unwanted instabilities and noise developments, in particular in a slip phase, can be reduced or avoided during operation of the clutch. The modification of the contact force distribution advantageously has little influence on other types of vibration and therefore does not lead to a deterioration of other NVH phenomena. The letters NVH stand for the English terms Noise Vibration Harshness.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Belagfederung in Umfangsrichtung unterschiedliche Steifigkeiten aufweist, um die anisotrope Kontaktkraftverteilung darzustellen. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen konnten durch eine Variation der Steifigkeiten der Belagfederung in Umfangsrichtung gute Ergebnisse im Hinblick auf eine Minimierung der Modenkopplung erzielt werden. A preferred embodiment of the coupling is characterized in that the pad spring in the circumferential direction has different stiffnesses to represent the anisotropic contact force distribution. In investigations carried out in the context of the present invention, good results with regard to minimizing the mode coupling could be achieved by varying the stiffnesses of the pad spring in the circumferential direction.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Belagfederung Belagfederelemente mit einer höheren und Belagfederelemente mit einer niedrigeren Steifigkeit aufweist. Bei den Belagfederelementen handelt es sich zum Beispiel um segmentartige Federbleche. Die Belagfederelemente sind radial innen zum Beispiel mit einem Befestigungsbereich ausgestattet, der Durchgangslöcher zum Durchführen von Befestigungselementen aufweist, mit denen die Belagfederelemente an einer Trägerscheibe oder Mitnehmerscheibe befestigbar sind. Die Trägerscheibe oder Mitnehmerscheibe ist vorteilhaft drehfest mit einem Nabenkörper verbunden, der wiederum, zum Beispiel mit Hilfe einer Innenverzahnung, drehfest mit einer Getriebewelle verbindbar ist. Die Belagfederelemente dienen zur Befestigung von Kupplungsbelägen, zwischen denen die Belagfederelemente in axialer Richtung wirksam sind. A further preferred embodiment of the clutch is characterized in that the lining suspension has pad spring elements with a higher and pad spring elements with a lower rigidity. The lining spring elements are, for example, segment-like spring plates. The lining spring elements are provided radially inward, for example, with a fastening region which has through holes for passing through fastening elements with which the lining spring elements can be fastened to a carrier disk or driver disk. The carrier disc or drive plate is advantageously connected in a rotationally fixed manner to a hub body, which in turn, for example by means of internal teeth, rotatably connected to a transmission shaft. The pad spring elements are used for attachment of clutch linings, between which the pad spring elements are effective in the axial direction.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Belagfederelemente mit der höheren und der niedrigeren Steifigkeit in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Dabei kann es sich um zwei unterschiedliche Typen von Belagfederelementen handeln. Es können aber auch mehr als zwei unterschiedliche Typen Belagfederelemente verwendet werden, die unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. So kann zum Beispiel zusammen mit den Belagfederelementen mit der höheren und der niedrigeren Steifigkeit ein dritter Typ Belagfederelemente verwendet werden, der eine mittlere Steifigkeit aufweist. A further preferred embodiment of the coupling is characterized in that the lining spring elements with the higher and the lower rigidity are arranged alternately in the circumferential direction. These may be two different types of lining spring elements. However, it is also possible to use more than two different types of lining spring elements which have different rigidity. For example, together with the higher and lower stiffness pad spring elements, a third type pad spring element having medium rigidity may be used.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Belagfederelemente mit der gleichen Steifigkeit diametral angeordnet sind. Diese Anordnung hat sich im Hinblick auf eventuelle Unwuchten im Betrieb der Kupplung als vorteilhaft erwiesen. A further preferred embodiment of the coupling is characterized in that in each case two pad spring elements are arranged diametrically with the same rigidity. This arrangement has proven to be advantageous in view of any imbalances in the operation of the clutch.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte in Umfangsrichtung unterschiedliche Abmessungen in axialer Richtung aufweist, um die anisotrope Kontaktkraftverteilung darzustellen. Die Anpressplatte hat gemäß einem Aspekt der Erfindung keine konstante Dicke. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine anisotrope Kontaktkraftverteilung erreicht oder verstärkt werden. A further preferred embodiment of the coupling is characterized in that the pressure plate in the circumferential direction has different dimensions in the axial direction to represent the anisotropic contact force distribution. The pressure plate according to one aspect of the invention does not have a constant thickness. As a result, an anisotropic contact force distribution can be achieved or enhanced in a simple manner.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte eine über den Umfang variierende Topfung aufweist, um die anisotrope Kontaktkraftverteilung darzustellen. Die Topfung ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung nicht konstant, sondern variiert in Umfangsrichtung. A further preferred embodiment of the coupling is characterized in that the pressure plate has a circumferentially varying Topfung to represent the anisotropic contact force distribution. The Topfung is according to a further aspect of the invention is not constant, but varies in the circumferential direction.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe mit einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser aufweist, wobei die Kreisringscheibe am Außendurchmesser und/oder am Innendurchmesser in Umfangsrichtung unterschiedlich dick ist. Die Anpressplatte hat im Wesentlichen am Außendurchmesser eine größere Dicke als am Innendurchmesser. Allerdings ist die Dicke der Kreisringscheibe über den Umfang betrachtet weder am Außendurchmesser noch am Innendurchmesser konstant, sondern variiert. A further preferred embodiment of the coupling is characterized in that the pressure plate substantially the shape of a circular disk with an inner diameter and an outer diameter, wherein the annular disc at the outer diameter and / or the inner diameter in the circumferential direction is different thickness. The pressure plate has a greater thickness substantially at the outer diameter than at the inner diameter. However, the thickness of the annular disk over the circumference is neither constant at the outer diameter nor at the inner diameter, but varies.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplungsscheibe und/oder eine Anpressplatte für eine vorab beschriebene Kupplung. Die genannten Teile sind separat handelbar. The invention further relates to a clutch disc and / or a pressure plate for a previously described clutch. The parts mentioned are separately tradable.

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Kupplung mit einer Kupplungsscheibe, die Kupplungsbelagelemente umfasst, zwischen denen in einer axialen Richtung eine Belagfederung wirksam ist, und mit einer Anpressplatte, die unter Aufbringung einer Kontaktkraft reibschlüssig mit der Kupplungsscheibe verbindbar ist, um die Übertragung eines Drehmoments zu ermöglichen, insbesondere einer vorab beschriebenen Kupplung, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Anpressplatte in einer Schlupfphase mit einer anisotropen Kontaktkraftverteilung gegen die Kupplungsscheibe gedrückt wird. In a method of operating a clutch with a clutch disc comprising clutch pad members between which pad resiliency is effective in an axial direction, and a pressure plate frictionally engageable with the clutch disc to apply a contact force to permit transmission of torque , In particular, a clutch described above, the above object is alternatively or additionally achieved in that the pressure plate is pressed in a slip phase with an anisotropic contact force distribution against the clutch disc.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:

1 eine vereinfachte Darstellung einer Belagfederung einer Kupplungsscheibe mit unterschiedlichen Steifigkeiten in Umfangsrichtung in der Draufsicht; 1 a simplified representation of a pad suspension of a clutch disc with different stiffness in the circumferential direction in plan view;

2 eine vereinfachte Darstellung einer Anpressplatte einer Kupplung in der Draufsicht und 2 a simplified representation of a pressure plate of a coupling in plan view and

3 die Darstellung von zwei unterschiedlichen Schnitten entlang gestrichelter Linien A-A und B-B in 2. 3 the representation of two different sections along dashed lines AA and BB in 2 ,

In 1 ist eine Kupplungsscheibe 1 mit einer Belagfederung 3 stark vereinfacht in der Draufsicht dargestellt. Die Belagfederung 3 umfasst insgesamt vier Belagfederelemente 4, 5, 6 und 7. Die Belagfederelemente 4 bis 7 sind im Wesentlichen kreissegmentartig ausgeführt und stellen zusammen eine Kreisringscheibe dar. In 1 is a clutch disc 1 with a padding suspension 3 very simplified in the plan view shown. The lining suspension 3 comprises a total of four pad spring elements 4 . 5 . 6 and 7 , The pad spring elements 4 to 7 are executed substantially circular segment-like and together represent a circular disk.

Die Kupplungsscheibe 1 umfasst des Weiteren Kupplungsbelagelemente (nicht dargestellt), zwischen denen die Belagfederung 3 in axialer Richtung angeordnet ist. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse der Kupplungsscheibe 1, die in 1 durch den Mittelpunkt der Belagfederung 3 und senkrecht zur Zeichenebene verläuft. The clutch disc 1 further comprises clutch lining elements (not shown), between which the lining suspension 3 is arranged in the axial direction. The term axial refers to an axis of rotation of the clutch disc 1 , in the 1 through the center of the padding suspension 3 and perpendicular to the drawing plane.

Die Belagfederelemente 4 bis 7 umfassen radial innen Befestigungsabschnitte (nicht dargestellt), mit denen die Belagfederelemente 4 bis 7 an einer Mitnehmerscheibe oder Trägerscheibe (ebenfalls nicht dargestellt) befestigbar sind. Die Mitnehmerscheibe oder Trägerscheibe wiederum ist zur Drehmomentübertragung drehfest mit einer Getriebewelle verbunden. The pad spring elements 4 to 7 include radially inward mounting portions (not shown), with which the pad spring elements 4 to 7 on a drive plate or carrier disc (also not shown) can be fastened. The driver disk or carrier disk in turn is rotatably connected to a transmission shaft for torque transmission.

In 1 ist durch einen Doppelpfeil 9 angedeutet, dass die diametral angeordneten Belagfederelemente 5 und 7 eine höhere Steifigkeit aufweisen als die Belagfederelemente 4 und 6. Durch einen Doppelpfeil 10 ist angedeutet, dass die Belagfederelemente 4 und 6 eine niedrigere Steifigkeit aufweisen als die Belagfederelemente 5 und 7. In 1 is by a double arrow 9 indicated that the diametrically arranged pad spring elements 5 and 7 have a higher rigidity than the lining spring elements 4 and 6 , By a double arrow 10 is indicated that the pad spring elements 4 and 6 have a lower stiffness than the lining spring elements 5 and 7 ,

Die Belagfederelemente 4 bis 7 haben in Umfangsrichtung jeweils die gleiche Ausdehnung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Belagfederelemente 4 bis 7 jeweils im Wesentlichen die Gestalt eines Viertelkreissegments. Demzufolge stellen die Belagfederelemente 4 bis 7 gemeinsam eine vollständige Kreisringscheibe dar.The pad spring elements 4 to 7 each have the same extent in the circumferential direction. In the illustrated embodiment, the pad spring elements 4 to 7 each essentially the shape of a quarter circle segment. As a result, the pad spring elements 4 to 7 together represent a complete circular disk.

In 2 ist eine Anpressplatte 20 für eine trocken laufende Reibungskupplung in der Draufsicht dargestellt. Die Anpressplatte 20 hat die Gestalt einer Kreisringscheibe 24 mit einem Innendurchmesser 25 und einem Außendurchmesser 26. Die Kreisringscheibe 24 hat in der Draufsicht die gleiche Gestalt wie die vier Belagfederelemente 4 bis 7 der Belagfederung 3 aus 1. In 2 is a pressure plate 20 for a dry-running friction clutch shown in plan view. The pressure plate 20 has the shape of a circular disk 24 with an inner diameter 25 and an outer diameter 26 , The circular disk 24 has in plan view the same shape as the four pad spring elements 4 to 7 the lining suspension 3 out 1 ,

In 3 sind Schnitte entlang einer gestrichelten Linie A-A und entlang einer gestrichelten Linie B-B in 2 dargestellt. In den Schnitten A-A und B-B sieht man, dass die Kreisringscheibe 24, welche die Anpressplatte 20 darstellt, am Außendurchmesser 26 eine größere Dicke aufweist als am Innendurchmesser 25. Als Dicke wird die Ausdehnung der Kreisringscheibe 24 beziehungsweise Anpressplatte 20 in axialer Richtung bezeichnet. In 3 are sections along a dashed line AA and along a dashed line BB in 2 shown. In the sections AA and BB you can see that the circular disc 24 which the pressure plate 20 represents, on the outside diameter 26 has a greater thickness than the inner diameter 25 , Thickness is the extent of the annular disk 24 or pressure plate 20 referred to in the axial direction.

Die in radialer Richtung nach innen abnehmende Dicke der Kreisringscheibe 24 wird auch als Topfung T bezeichnet. Im Schnitt A-A hat die Kreisringscheibe 24 eine Topfung Ta. Die Topfung Ta ist kleiner als eine Topfung Tb im Schnitt B-B. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Topfung T über den Umfang der Kreisringscheibe 24 nicht konstant.The radially inwardly decreasing thickness of the annular disk 24 is also referred to as Topfung T. On average AA has the circular disk 24 a pot of Ta. The pot Ta is smaller than a pot Tb in section BB. According to one aspect of the invention, the pot T is over the circumference of the annular disk 24 not constant.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kupplungsscheibeclutch disc
33: Belagfederunglining suspension
44: BelagfederelementCovering spring element
55: BelagfederelementCovering spring element
66: BelagfederelementCovering spring element
77: BelagfederelementCovering spring element
99: Doppelpfeildouble arrow
1010: Doppelpfeildouble arrow
2020: Anpressplattepressure plate
2424: KreisringscheibeAnnular disk
2525: InnendurchmesserInner diameter
2626: Außendurchmesserouter diameter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010052590 A1 [0002]

Claims

Clutch with a clutch disc ( 1 ), the clutch lining elements comprises, between which in one axial direction a pad suspension ( 3 ) is effective, and with a pressure plate ( 20 ), the frictional engagement with the clutch disc ( 1 ) is connectable to allow the transmission of torque, characterized in that the contact force between the clutch disc ( 1 ) and the pressure plate ( 20 ) has an anisotropic distribution.

Coupling according to claim 1, characterized in that the lining suspension in the circumferential direction has different stiffnesses to represent the anisotropic contact force distribution.

Coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the lining suspension ( 3 ) Pad spring elements ( 5 . 7 ) with a higher and pad spring elements ( 4 . 6 ) having a lower rigidity.

Coupling according to claim 3, characterized in that the lining spring elements with the higher ( 5 . 7 ) and the lower ( 4 . 6 ) Stiffness are arranged alternately in the circumferential direction.

Coupling according to claim 3 or 4, characterized in that in each case two lining spring elements ( 5 . 7 ; 4 . 6 ) are arranged diametrically with the same rigidity.

Coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure plate ( 20 ) in the circumferential direction has different dimensions in the axial direction to represent the anisotropic contact force distribution.

Coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure plate ( 20 ) has a circumferentially varying cupping (T) to represent the anisotropic contact force distribution.

Coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure plate substantially the shape of a circular disk ( 24 ) with an inner diameter ( 25 ) and an outer diameter ( 26 ), wherein the annular disc ( 24 ) on the outer diameter ( 26 ) and / or at the inner diameter ( 25 ) is differently thick in the circumferential direction.

Clutch disc ( 1 ) and / or pressure plate ( 20 ) for a clutch according to one of the preceding claims.

Method for operating a clutch with a clutch disc ( 1 ), the clutch lining elements comprises, between which in one axial direction a pad suspension ( 3 ) is effective, and with a pressure plate ( 20 ), the frictional engagement with the clutch disc ( 1 ) is connectable to enable the transmission of torque, in particular a coupling according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pressure plate ( 20 ) in a slip phase with an anisotropic contact force distribution against the clutch disc ( 1 ) is pressed.