DE102014211310A1

DE102014211310A1 - Anpressplatte mit verkippbaren Teilbereichen

Info

Publication number: DE102014211310A1
Application number: DE102014211310.5A
Authority: DE
Inventors: Severin Fritz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2014-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anpressplatte für eine Reibungskupplung eines in einem Kraftfahrzeug angeordneten Antriebsstranges, wobei die Anpressplatte um eine Drehachse drehbar gelagert ist und, zum Verbinden einer rotierenden Druckplatte mit einer Welle, wie einer Getriebeeingangswelle, von einer ausgekuppelten Stellung, in der sie spielbehaftet zur Druckplatte angeordnet ist, in eine eingekuppelte Stellung, in der sie mit der Druckplatte reibkraftschlüssig verbunden ist, umschaltbar ist, wobei die Anpressplatte mehrere Teilbereiche aufweist, die so aneinander angebunden sind, dass sie zueinander in einer axialen Richtung der Drehachse verkippbar sind; sowie eine Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit dieser Anpressplatte und einer um die Drehachse verdrehbar gelagerten Druckplatte.

Description

Anpressplatte für eine Reibungskupplung eines in einem Kraftfahrzeug angeordneten Antriebsstranges, wobei die Anpressplatte um eine Drehachse drehbar gelagert ist und, zum Verbinden einer rotierenden Druckplatte mit einer Welle, wie einer Getriebeeingangswelle, von einer ausgekuppelten Stellung, in der sie spielbehaftet zur Druckplatte angeordnet ist, in eine eingekuppelte Stellung, in der sie mit der Druckplatte reibkraftschlüssig verbunden ist, umschaltbar ist, sowie eine Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit dieser Anpressplatte und einer um die Drehachse verdrehbar gelagerten Druckplatte.
Konventionelle Reibungskupplungen mit eingebauten Anpressplatten sind seit langem aus dem Stand der Technik bekannt und werden vielfach in Kraftfahrzeugen zur Trennung einer Verbrennungskraftmaschine von einem Getriebe eingesetzt. Hierbei wird eine Druckplatte, beispielsweise ein mit einer Kurbelwelle direkt verbundenes Schwungrad, eine Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads, eine zentrale Druckplatte einer Doppelkupplung oder dergleichen mit einem Gehäuse verbunden und zwischen diesen die Anpressplatte, beispielsweise aus Guss, aufgenommen, die mittels Blattfedern drehfest und axial verlagerbar an dem Gehäuse und/ oder der Druckplatte befestigt ist. Zum Schließen der Kupplung, d.h. beim Einkuppeln, wird die Anpressplatte mit der Druckplatte reibkraftschlüssig verbunden, wobei die Anpressplatte bspw. unmittelbar die Druckplatte kontaktiert oder erst gegen eine Kupplungsscheibe drückt, welche Kupplungsscheibe dann wiederum reibkraftschlüssig die Druckplatte kontaktiert. Reibungskupplungen können nass oder trocken laufend ausgestaltet sein.
Eine beispielhafte Reibungskupplung des Standes der Technik ist in der DE 10 2008 028 179 A1 offenbart, in der ein Kupplungsaggregat mindestens eine Reibungskupplung umfasst, bestehend aus wenigstens einer Anpressplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, wobei das Gehäuse mit einer Gegendruckscheibe verbindbar ist und zwischen Gehäuse und Anpressplatte in ringförmiger Anordnung vorgesehene Hebelelemente angeordnet sind, die an einer vom Gehäuse getragenen Abwälzauflage verschwenkbar abgestützt sind, wobei zwischen den Hebelelementen und dem Gehäuse oder zwischen den Hebelelementen und der Anpressplatte eine automatische Nachstelleinrichtung wirksam ist, die zumindest eine partielle Kompensation der wenigstens an den Reibbelägen einer zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckscheibe einspannbaren Kupplungsscheibe bewirkt.
Insbesondere, wenn diese Reibungskupplungen als trockenlaufende Kupplungen (Trockenkupplung), wie trockene Doppelkupplungen, ausgestaltetet sind, kann es jedoch im Fahrzeugbetrieb, beim Einkuppeln, d.h. beim reibkraftschlüssigen Verbinden der Anpressplatte mit einer Druck-/Gegendruckplatte, zu unerwünschten Rupfeffekten kommen. Diese Rupfeffekte werden dadurch verursacht, dass es bei den in Reibeingriff bringbaren Kupplungsbestandteilen – Anpressplatte, Kupplungsscheibe, Druckplatte – durch Fertigungsschwankungen oder im Betrieb auftretende Verformungen zu geometrischen Fehlern kommen kann. Durch diese vorhandenen geometrischen Fehler an zumindest einem der Kupplungsbestandteile, z.B. Fehler in der Planparallelität, wird nicht die gesamte Reibfläche dieses Kupplungsbestandteils gleichzeitig mit der mit ihm zusammenwirkenden Gegenreibfläche eines der anderen Kupplungsbestandteilen in Reibeingriff gebracht. Beim Einkupplungsvorgang, während sich die Reibfläche und Gegenreibfläche mit Schlupf zueinander bewegen, berührt zuerst ein erster Teil der Reibfläche die Gegenreibfläche, welcher Teil dann, aufgrund der elastischen Abstützung der Anpressplatte (wie durch eine Tellerfeder), zunächst wieder zurückbewegt wird und sich von der Gegenreibfläche erneut entfernt, woraufhin ein anderer Teil der Reibfläche die Gegenreibfläche berührt und ggf. wieder einen Rückwärtsimpuls erfährt, usw.. Durch diese ruckartig ablaufende Kontaktierungsphase während des Einkuppelns, in der sich die Reibfläche und die Gegenreibfläche kurzzeitig verbinden und wieder voneinander lösen, kommt es zu starken Momentenschwankungen im Kupplungssystem, insbesondere an der, üblicherweise mit einem Getriebe verbundenen Welle hervorruft.
Bekannte Gegenmaßnahmen zum Reduzieren dieser Rupfeffekte, wie die Einschränkung der Fertigungstoleranzen, hat nur wenig Erfolg, da dann höhere Kosten (technischer Aufwand und eventuell höherer Ausschuss) vorhanden sind. Aktuell wird auch versucht eine längere Belagsfederung oder kippweichere Einzelkomponenten (z.B. Hebelfeder ohne Kraftrand) zu verwenden. In diesem Zusammenhang müssen jedoch Bauraumgrenzen eingehalten werden. Eine bspw. einsetzbare längere Belagsfederung hat auch automatisch einen axial längeren Bauraum zur Folge. Kippweichere Bauteile im Kraftfluss haben eine längere Kennlinie zur Folge, was wiederum Nachteile mit sich bringt.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anpressplatte für eine Reibungskupplung sowie eine Reibungskupplung zur Verfügung zu stellen, durch die die Einkuppelphase wesentlich sanfter und komfortabler umgesetzt und auftretende Momentenschwankungen verringert werden sollen, wobei der Kupplungsbauraum nicht nachteilig beeinflusst werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anpressplatte mehrere Teilbereiche aufweist, die so aneinander angebunden sind, dass sie zueinander in einer axialen Richtung der Drehachse verkippbar sind.
Durch die zueinander verkippbaren Teilbereiche an der Anpressplatte werden geometrische Fehler direkt an der Anpressplatte ausgeglichen. Da die Teilbereiche zueinander verkippbar sind, kann sich die Anpressplatte wesentlich besser an auftretende Geometriefehler anpassen und sich in der Schlupfphase mit ihrer Reibfläche rasch an bspw. unebene Gegenreibflächen großflächig anlegen. Dadurch wird die Anpressplatte deutlich rascher in Reibkraftschluss mit einer Druckplatte gebracht, wodurch sich die kritische Schlupfphase verkürzen kann. Somit wird das Rupfen, welches in der Schlupfphase auftritt, deutlich reduziert. Geometrische Fehler und damit die Ursachen der geometrisch verursachten Momentenschwankung können direkt vor einer zwischen der Anpressplatte und der Druckplatte einklemmbaren oder einspannbaren Kupplungsscheibe ausgeglichen werden. Eine robuste Designlösung für die Anpressplatte kann erzielt werden, wobei auch eine regelbare Axialkraft auf den Kupplungsbelag ausgeübt werden kann. Auch der Topfungseffekt der Anpressplatte – welcher Effekt die während der Laufzeit der Kupplung auftretende Verformung der Anpressplatte zu einer Topfform hin beschreibt und somit Planparallelitätsfehler hervorruft und der aufgrund der thermomechanischen Verformung zu einer Veränderung des mittleren Reibradius und damit zu einer dynamischen Veränderung der Momentenkapazität führt – ist nicht mehr vorhanden. Mit anderen Worten ist nun eine kippweiche Anpressplatte konstruierbar, welche alle bisher bekannten Funktionen (einer Anpressplatte) abbildet und zusätzliche durch die Kippweichheit (Kippbarkeit) die geometrischen Fehler ausgleichen kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform sind die Teilbereiche, die unmittelbar nebeneinander anschließen, mittels eines Kippmechanismus verbunden. Dadurch wird die Verkippbarkeit gleichzeitig mit der Funktion des Verbindens kombiniert. Der so erzielbare Kippmechanismus ermöglicht zum einen die notwendige axiale Verkippbarkeit der einzelnen Teilbereiche zueinander, aber auch zum anderen eine feste Anbindung der einzelnen Teilbereiche aneinander und somit eine ausreichend stabile Anpressplattenstruktur.
Im Weiteren ist es zweckmäßig, wenn der Kippmechanismus zumindest ein, ein männliches Teil und ein weibliches Teil aufweisendes Gelenk umfasst, wobei eines der beiden männlichen und weiblichen Teile mit einem ersten Teilbereich verbunden ist und das andere der beiden männlichen und weiblichen Teile mit einem an den ersten Teilbereich unmittelbar anschließenden zweiten Teilbereich verbunden ist. Das Gelenk, wie ein Kugelgelenk, das aus dem männlichen Teil, bspw. einem Stößel, und dem weiblichen Teil, bspw. einem schalenförmigen, den Stößel zumindest abschnittsweise umschließenden und aufnehmenden Aufnahmeelement besteht, ist robust genug, um die in der Anpressplatte wirkenden und von Teilbereich zu Teilbereich zu übertragenden Kräfte beständig weiterzuleiten. Neben dem Kugelgelenk können aber auch andere Bauteile im Kippmechanismus umfasst sein. Verschiedene Ausführungen sind hierbei möglich, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Das Gelenk/Gelenkelement kann auch als ein Festkörpergelenk ausgebildet sein. Auch wäre es möglich, Scharnierelemente einzusetzen, die ebenfalls ein Verkippen in axialer Richtung ermöglichen. Auch wäre es möglich, dass die Unterteilung in Teilbereiche über in die Anpressplatte eingebrachte Nuten realisiert wird, wobei diese Nuten durch die Verringerung der Anpressplattendicke entlang dieser Nuten ebenfalls eine Verkippbarkeit der Teilbereiche zueinander ermöglichen würde. All den möglichen Ausführungsformen ist jedoch gemein, dass die Teilbereiche stets in axialer Richtung der Drehachse zueinander verkippbar sind.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist die Anpressplatte scheibenförmig ausgestaltet, wobei jeder der Teilbereiche ein kreisbogenförmiger Teilkreisabschnitt der Anpressplatte ist. Die üblicherweise scheibenförmige Anpressplatte wäre somit leicht in die Teilbereiche zu unterteilen, wobei jeder Teilbereich im Wesentlichen gleich zu den anderen Teilbereichen aufgebaut wäre. Insbesondere könnten dabei Radiallinien der scheibenförmigen Anpressplatte, die vom Mittelpunkt der Anpressplatte in radialer Richtung verlaufend sind als geometrische Trennungslinien festgelegt werden, die die einzelnen Teilbereiche voneinander abtrennen. Diese Radiallinien könnten im gleichen Winkelabstand entlang des Umfangs angeordnet sein und somit die Anpressplatte in gleich große Teilbereiche aufzuteilen. Beispielsweise wäre es möglich, diese einzelnen Radiallinien in 45 ° Winkelabständen zueinander anzuordnen und somit Teilbereiche auszubilden, die jeweils 1/8-Kreisbogensegment darstellen. Der weitere Vorteil dieser entlang einer Radiallinie der Anpressplatte getrennten Teile wäre, dass die sich in Umfangsrichtung drehende Anpressplatte bzgl. der Scherkräfte optimiert wäre. Die Grenzen der Teilbereiche würden somit in Richtung der Drehrichtung betrachtet, aufeinander senkrecht stehen, wodurch die Drehkräfte optimal auf eine senkrechte Grenzfläche stoßen würden und dadurch im Wesentlichen die Umfangskräfte als Druckkräfte in die einzelnen Teilbereiche einleiten würden. Scherkräfte würden dadurch reduziert werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die unmittelbar nebeneinander anschließenden Teilbereiche so miteinander verbunden sind, dass sie in radialer Richtung der Drehachse zueinander verkippbar sind. Die zusätzliche Verkippbarkeit in radialer Richtung hat den Vorteil, dass die Teilbereiche neben der axialen Richtung noch in eine weitere Richtung relativ zueinander verkippbar sind. Durch diese zumindest zweidimensionale Verkippbarkeit ist die Anpressplatte robuster gegenüber auftretender Betriebskräfte. Insbesondere die im eingekuppelten Zustand einer Reibungskupplung wirkenden Fliehkräfte auf die Anpressplatte könnten dann elastisch von den einen Teilbereichen auf die anderen Teilbereiche übertragen werden.
Von Vorteil ist es auch, gemäß einer weiteren Ausführungsform, wenn die Teilbereiche als einzelne, voneinander getrennte Plattensegmente ausgestaltet sind. Die Ausgestaltung der Teilbereiche aus einzelnen, d. h. voneinander losgelösten/separierten und losen Bauteilen hat den Effekt, dass eine relativ einfach herzustellende Anpressplattenstruktur umgesetzt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Anpressplatte ein Sicherungselement umfassen, welches Sicherungselement mit jedem der Teilbereiche verbunden ist und die Teilbereiche in radialer Richtung der Drehachse nach außen hin abstützt. Durch dieses Sicherungselement ist ein zusätzlicher Schutz erzielbar, der die Teilbereiche umschließt und somit gegen die wirkenden Fliehkräfte abstützt. Auch die Stabilität der Anpressplatte gegenüber den im Betrieb auftretenden Unwuchten nimmt dadurch zu.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch umgesetzt, dass das Sicherungselement ein Drahtseil oder einen Berstring umfasst und in Umfangsrichtung verlaufend alle Teilbereiche von außen umschließt. Dadurch werden mit einem Element, das kostengünstig in der Herstellung ist, alle Teilbereiche gleichmäßig abgestützt.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Sicherungselement so mit jedem der Teilbereiche verbunden ist, dass die Teilbereiche zu dem Sicherungselement in Axialrichtung und/oder in radialer Richtung verkippbar sind, und/oder das Sicherungselement mittels Gelenken (wie Kugelgelenke oder Festkörpergelenke) mit jedem der Teilbereiche verbunden ist, welches Gelenk ein männliches Teil und ein weibliches Teil umfasst, wobei eines der beiden männlichen und weiblichen Teile mit einem ersten Teilbereich verbunden ist und das andere der beiden männlichen und weiblichen Teile mit dem Sicherungselement verbunden ist. So wird eine sehr flexible Anbindung des Sicherungselementes an die Teilbereiche umgesetzt.
Weiterhin ist es zweckmäßig, eine Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer der oben ausgeführten Anpressplatten sowie einer um die Drehachse verdrehbar gelagerten Druckplatte vorzusehen. Reibungskupplungen die insbesondere erfindungsgemäß als an Doppelkupplungen ausgestaltet sind, können somit auf effiziente Weise mit der erfindungsgemäßen Anpressplatte ausgestaltet werden.
Nachfolgend wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anpressplatte für eine Reibungskupplung mit Sicherungselement in einer Vorderansicht, d. h. einer Ebene, auf die die Drehachse der Anpressplatte senkrecht steht,
2 eine Schnittdarstellung entlang der in 1 dargestellten Schnittlinie II-II, die entlang einer, zwei benachbart zueinander angeordnete Teilbereiche trennende Trennungsebene verläuft, wobei das Sicherungselement aus 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, und
3 eine als Doppelkupplung erfindungsgemäß umsetzbare Reibungskupplung, in der die erfindungsgemäße Anpressplatte einsetzbar ist.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Gleiche Bestandteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Anpressplatte 1 anschaulich dargestellt. Diese Anpressplatte 1 ist erfindungsgemäß in einer Reibungskupplung 2, die beispielsweise in 3 dargestellt ist, einsetzbar. Die Reibungskupplung 2 in der die Anpressplatte 1 einsetzbar ist, ist vorzugsweise eine trocken laufende Kupplung, d. h. eine Trockenkupplung eines in einem Kraftfahrzeug, wie einem Pkw oder Lkw, angeordneten Antriebsstrangs. Die Reibungskupplung 2 ist dabei mit ihrem Eingang an einer verbrennungskraftmaschinenseitigen Welle, beispielsweise der Kurbelwelle, verbunden. Zur Reibungskupplung 2 hin ist die Reibungskupplung 2 auf bekannte Weise mit einer ausgangsseitigen Welle, vorzugsweise einer Getriebeeingangswelle, verbunden. Die nähere Ausgestaltung der Reibungskupplung ist bspw. in der DE 10 2008 028 179 A1 gezeigt.
Die in 1 und 2 dargestellte, im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildete Anpressplatte 1 weist eine Mittelachse 3 auf, nachfolgend auch als Drehachse 3 bezeichnet, um die sie drehbar gelagert ist.
Die Anpressplatte 1 weist eine Vielzahl von Teilbereichen 4 auf, die so aneinander angebunden sind, dass sie zumindest in der Axialrichtung der Anpressplatte 1, d. h. in Längsrichtung der Drehachse 3, zueinander verkippbar sind. Zwischen jedem der Teilbereiche 4 ist zu diesem Zweck ein Kippmechanismus 5 angeordnet, der sowohl mit einem ersten Teilbereich 8 der Vielzahl von Teilbereichen 4 verbunden ist, als auch mit einem zweiten Teilbereich 9 der Vielzahl von Teilbereichen 4 verbunden ist, welcher zweite Teilbereich 4 unmittelbar an den ersten Teilbereich 4 anschließt. Vorzugsweise umfasst die Anpressplatte 1 mindestens vier Teilbereiche 4, besonders bevorzugt sechs Teilbereiche 4, und weiter bevorzugt acht Teilbereiche 4, von denen jeder Teilbereich 4 mit seinen beiden benachbarten Teilbereichen 4 mittels dieses Kippmechanismus 5 verbunden ist.
Der Kippmechanismus 5 umfasst ein erstes Gelenkelement 6. Neben diesem ersten Gelenkelement 6 ist auch ein weiteres, zweites Gelenkelement 7 im Kippmechanismus 5 enthalten. Sowohl das erste Gelenkelement 6 als auch das zweite Gelenkelement 7 sind jeweils sowohl mit einem ersten Teilbereich 8 als auch mit einem, an diesen ersten Teilbereich 8 unmittelbar anschließenden zweiten Teilbereich 9 verbunden. Das erste Gelenkelement 6 und das zweite Gelenkelement 7 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut. Beide Gelenkelemente 6 und 7 weisen jeweils ein weibliches und ein männliches Teil auf, wobei die männlichen Teile mit dem ersten Teilbereich 8 verbunden sind/an diesem befestigt sind und die weiblichen Teile mit dem zweiten Teilbereich 9 verbunden sind/an diesem befestigt sind. Auch wäre es möglich, wenn beide der Gelenkelemente 6 und 7 mit ihren männlichen Teilen mit dem zweiten Teilbereich 9 und mit ihren weiblichen Teilen mit dem ersten Teilbereich 8 verbunden wären. Alternativ dazu könnte aber auch das erste Gelenkelement 6 mit seinem männlichen Teil mit dem ersten Teilbereich 8 verbunden sein und mit seinem weiblichen Teil mit dem zweiten Teilbereich 9 verbunden sein, während das andere zweite Gelenkelement 7 mit seinem weiblichen Teil mit dem ersten Teilbereich 8 verbunden ist und mit seinem männlichen Teil mit dem zweiten Teilbereich 9 verbunden ist. Das erste Gelenkelement 6 und das zweite Gelenkelement 7 sind im gegenständlichen Ausführungsbeispiel jeweils als ein Kugelgelenk ausgeführt, wobei jedes der weiblichen Teile eine im Wesentlichen schalenförmige Aufnahme und jedes der männlichen Teile einen Stößel ausbildet, welcher Stößel in dem weiblichen Teil sowohl in Axialrichtung (in Längsrichtung der Drehachse 3) als auch in Radialrichtung (in radialer Richtung der Drehachse 3) der Anpressplatte 1 verkippbar gelagert ist. Durch diese als Kugelgelenke ausgeführten ersten und zweiten Gelenkelemente 6 und 7 ist der erste Teilbereich 8 relativ zum zweiten Teilbereich 9 sowohl in Axialrichtung, d. h. in Längsrichtung der Drehachse 3 (Drehachse 3 in 1 in bzw. aus der Zeichenebene hinein/ hinaus verlaufend dargestellt) als auch in Radialrichtung zur Drehachse 3 verkippbar.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass neben den Kugelgelenken auch andere Gelenkelemente für das erste Gelenkelement 6 und das zweite Gelenkelement 7 eingesetzt werden können. Beispielsweise könnte man diese Gelenkelemente 6 und 7 auch als eine Art Scharnier oder ein Festkörpergelenk ausbilden. Auch wäre es möglich, die Verkippbarkeit in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung mittels in die Anpressplatte 1 eingebrachten geometrischen Strukturen, wie Nuten, Vertiefungen, Ausnehmungen oder Fenster, zu realisieren. Die Anpressplatte 1 würde entlang dieser Nuten, Vertiefungen, Ausnehmungen oder Fenster in bestimmten Bereichen hinsichtlich ihrer Dicke reduziert werden, wodurch die ersten und zweiten Teilbereiche 8 und 9 dann voneinander durch eine geometrische Grenze entlang der sich erstreckenden Nuten, Vertiefungen, Ausnehmungen oder Fenster, abgegrenzt ist. Durch die geringere Dichte entlang der Nute, Vertiefungen, Ausnehmungen oder Fenster weist die Anpressplatte 1 in diesen Bereichen eine schwächere Struktur auf, um die die daran angrenzenden Teilbereiche, die eine größere Dicke aufweisen, zueinander verkippbar/verbiegbar sind.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Teilbereiche 4 als einzelne, voneinander separierte, d. h. lose Plattensegmente ausgebildet. D. h., auch ein erster Teilbereich 8 der Vielzahl von Teilbereichen 4, der an einen zweiten Teilbereich 9 der Vielzahl von Teilbereichen 4 benachbart anschließt, sowie der zweite Teilbereich 9 sind jeweils als ein einzelnes Plattensegment 10 ausgeführt. Die einzelnen Plattensegmente 10 sind mittels der ersten und zweiten Gelenkelemente 6 und 7, wie bereits erwähnt, axial und radial zueinander verkippbar verbunden.
Neben den beiden ersten und zweiten Gelenkelementen 6 und 7 ist es jedoch auch, gemäß einer weiteren Ausführungsform möglich, mehr als die zwei Gelenkelemente 6 und 7 für den Kippmechanismus 5 zu verwenden. Auch drei Gelenkelemente oder mehr, vorzugsweise vier Gelenkelemente oder mehr, wären verwendbar, wobei diese weiteren Gelenkelemente in gleicher Weise wie das erste und das zweite Gelenkelement 6 und 7 mit dem ersten und zweiten Teilbereich 8 und 9, d. h. den Plattensegmenten 10 verbunden sind.
Die Teilbereiche 4, die im zusammengebauten Zustand eine plattenförmige Scheibe ausbilden, sind gleichmäßig kreisbogenförmig, d.h. als kreisbogenförmige Teilkreissegmente ausgebildet. Demgemäß ist jedes der Teilbereiche 4 auf ähnliche Weise wie die anderen Teilbereiche 4 ausgebildet. Jedes der Teilbereiche 4 ist durch eine gedachte Radiallinie 11, 12, die senkrecht zur Drehachse 3 ausgebildet ist und radial zur Drehachse 3 nach außen verläuft, von dem benachbarten Teilbereich 4 getrennt. Die Grenzflächen zwischen zwei benachbarten Teilbereichen 8, 9 verläuft entlang dieser Radiallinie 11, 12, geradlinig in radialer Richtung von der Drehachse 3 nach außen. Folglich ist jeder der Teilbereiche 4 durch zwei Radialebenen/Radiallinien 11, 12 zu seinem jeweils benachbarten anderen Teilbereich abgegrenzt.
Die Größe der jeweiligen Teilbereiche 4 ist durch den Winkelabstand α einer ersten und zweiten Radiallinie 11 und 12 festgelegt. Die erste Radiallinie 11 trennt einen ersten Teilbereiche 8 von einem zweiten Teilbereich 9 ab, die zweiten Radiallinie 12 trennt diesen ersten Teilbereich 8 von einem, dem zweiten Teilbereich 9 abgewandten, dritten Teilbereich 21 ab. In dem ausgeführten Beispiel ist der Winkel zwischen der ersten Radiallinie 11 und der zweiten Radiallinie 12 45°. Es können jedoch auch andere Winkelwerte für diesen Winkel α verwendet werden und somit die Teilbereiche größer oder kleiner ausgestaltet werden. Möglich ist beispielsweise diesen Winkel auch in jedem Winkel zwischen 30° und 90° auszugestalten. Durch diese Aufteilung der Teilbereiche 4, die in 1 als einzelne Plattensegmente 10 ausgebildet sind, sind in der Anpressplatte 1 im Fall von 45° Radiallinienabstand acht Teilbereiche 4/acht Plattensegmente 10 in der Anpressplatte 1 umfasst. Wie aus 1 ersichtlich, ist das in Radialrichtung näher an der Drehachse 3 gelegene Gelenkelement 6 des Kippmechanismus 5 das erste Gelenkelement 6 und das in Radialrichtung der Drehachse 3 weiter entferntere Gelenkelement 7 des Kippmechanismus 5 das zweite Gelenkelement 7. Das erste Gelenkelement 6 und das zweite Gelenkelement 7 sind mit ihrer axialen Kippachse entlang dieser gedachten Radiallinien 11, 12 ausgestaltet.
In 2 ist eine Schnittansicht, entlang der in 1 gekennzeichnete Schnittlinie II-II, dargestellt. Die Schnittlinie II-II in 1 liegt in einer Ebene, in der auch die Drehachse 3 liegt, wobei die Drehachse 3 zu der Schnittlinie II-II senkrecht ausgestaltet ist. In 2 ist neben der Vorderseite 13 der Anpressplatte 1, die bereits in 1 dargestellt war, auch die Rückseite 14 der Anpressplatte 1 zu erkennen. Bei der verkippbaren Verbindung mittels des ersten Gelenkelements 6 und des zweiten Gelenkelements 7, die hier schematisch dargestellt sind, kann eine Aufnahme 15 mittig, radial zwischen diesen beiden Gelenkelementen 6 und 7 auf der Rückseite 14 der Anpressplatte 11 in die Anpressplatte 1 eingebracht werden. Die Aufnahme 15 ist hier als im Wesentlichen V-förmig ausgestaltete Nut ausgeführt, welche Nut umlaufend, entlang der Umfangsrichtung der Anpressplatte 1, um die Drehachse 3 herum, ausgestaltet ist. Diese Aufnahme 15 dient dazu eine, die nötige Anpresskraft für einen eingekuppelten Zustand einer Reibungskupplung zur Verfügung stellende Anpressvorrichtung durch die Anpressplatte 1 aufzunehmen. Beispielsweise können in dieser Aufnahme 15 übliche Federelemente wirken, die die Anpressplatte 1 mit einer ausreichenden Kraft mit ihrer Vorderseite 13 gegen einen entsprechenden Reibpartner, zum Ausbilden eines Reibkraftschlusses, andrücken. Die Aufnahme 15 ist dabei in radialer Richtung so mittig in der Anpressplatte 1 ausgebildet, dass die in einem eingekuppelten Zustand wirkende Anpresskraft in radialer Richtung zentriert auf die Anpressplatte 1 wirken kann.
Zurück zu 1, weist die Anpressplatte 1 weiterhin ein Sicherungselement 16 auf, welches Sicherungselement 16 mit jedem der Teilbereiche 4 verbunden ist und die Teilbereiche 4 zumindest in radialer Richtung abstützt. Das Sicherungselement 16 ist in der in 1 dargestellten Ausführungsform als ein ringförmiger Sicherungsring 16 ausgestaltet, der in radialer Richtung außerhalb der Teilbereiche 4 anschließt und die Teilbereiche 4 vollständig von außen umschließt. Das Sicherungselement 16, d. h. der Sicherungsring 16 ist hier einteilig ausgebildet. Mögliche Ausführungen für diesen Sicherungsring 16 sind beispielsweise Ringe, die aus einem Drahtseil hergestellt sind oder einen Berstring ausgestalten. Der Sicherungsring 16 ist an seiner Innenseite, d. h. der der Drehachse 3 zugewandten Seite mit jedem der hier als Plattensegmente 10 ausgebildeten Teilbereiche 4 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Sicherungsring 16 und jedem der Teilbereichen 4 ist ebenfalls mittels eines Kippmechanismus, vorzugsweise in Form mehrerer dritter Gelenkelemente 22, ausgebildet, wobei jeder der Teilbereiche 4 zumindest in axialer Richtung, d. h. in Längsrichtung der Drehachse 3 relativ zu dem Sicherungsring 16 verkippt werden kann. Vorzugsweise ist jeder der einzelnen Teilbereiche 4 mit dem Sicherungsring 16 jeweils über ein drittes Gelenkelement 22, das vorzugsweise als Kugelgelenk, besonders bevorzugt als Festkörpergelenk ausgestaltet ist, verbunden. Es sind jedoch auch weitere gelenkartige Verbindungsteile möglich, um die in axiale Richtung verkippbare Verbindung zu gewährleisten.
In 3 ist der Anschaulichkeit halber eine beispielhaft als Doppelkupplung ausgeführte Reibungskupplung 2 dargestellt, in der die erfindungsgemäße Anpressplatte 1 eingesetzt ist. Die Reibungskupplung 2 der 3 ist als Trockenkupplung ausgestaltet. Sie umfasst zwei Anpressplatten 1, 17, wovon zumindest eine, vorzugsweise alle beide gemäß der erfindungsgemäßen Anpressplatte 1 aufgebaut sind. Die erste Anpressplatte 1 ist auf einer Seite einer Zentralplatte 18 angeordnet, die zweite Anpressplatte 17 auf der anderen, der ersten Anpressplatte 1 abgewandten Seite der Zentralplatte 18 angeordnet. Im Betrieb werden die Anpressplatten 1 und 17 wechselweise gegen die Zentralplatte 18 angedrückt und mit dieser reibkraftschlüssig verbunden. Die erste Anpressplatten 1 wird zum reibkraftschlüssigen Verbinden einer ersten Kupplungsscheibe 19 mit der Zentralplatte 18 mit ihrer der Zentralplatte 18 zugewandten Seite gegen die erste Kupplungsscheibe 19 gedrückt, wodurch die erste Kupplungsscheibe 19 mit der Zentralplatte 18 in Reibeingriff gelangt. Die erste Kupplungsscheibe 19 ist im eingekuppelten Zustand der ersten Kupplungsscheibe 19 sowohl seitens der Anpressplatte 1 als auch seitens der Zentralplatte 18 durch die durch die Anpressplatte 1 axial eingeleitete Kraft an der Anpressplatte 1 reibkraftschlüssig gehalten.
Zum reibkraftschlüssigen Verbinden einer zweiten Kupplungsscheibe 20 wird die erste Anpressplatten 1 von der Zentralplatte 18 beabstandet und die zweite Anpressplatte 17 mit ihrer der Zentralplatte 18 zugewandten Seite gegen die zweite Kupplungsscheibe 20 gedrückt, wodurch die zweite Kupplungsscheibe 20 mit der Zentralplatte 18 in Reibeingriff gelangt. Die zweite Kupplungsscheibe 20 ist im eingekuppelten Zustand der zweiten Kupplungsscheibe 20 sowohl seitens der Anpressplatte 1 als auch seitens der Zentralplatte 18 durch die, durch die Anpressplatte 1 axial eingeleitete Kraft an der Anpressplatte 1 reibkraftschlüssig gehalten.
In der in 3 dargestellten ausgekuppelten Stellung ist sowohl die erste Anpressplatte 1 als auch die zweite Anpressplatte 17 von der jeweiligen Kupplungsscheibe 19 und 20 beabstandet.
Es sei jedoch noch darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Anpressplatte 1 auch in andere Reibungskupplungen, wie Einfachkupplungen, einsetzbar ist, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
In anderen Worten kann man sagen, dass durch die hier dargestellte Ausführungsform eine Anpressplatte 1 zur Verfügung gestellt wird, welche in Segmente 10 unterteilt ist. Diese Segmente 10 werden über eine Art von Kugelgelenken 6, 7 verbunden. Diese Kugelgelenke 6, 7 lassen eine entsprechende Kippfreiheit der einzelnen Segmente 10 zueinander zu. Die Anpresskraft wird idealer Weise mittig und in Form einer Linie (kleine Fläche) eingeleitet, damit um diesen Krafteinleitungspunkt die Segmente 10 verkippen können. Es ist somit keine steife Verbindung in umfangs- und axialer Richtung zwischen den Segmenten 10 bestehend. Dadurch wird eine Möglichkeit gegeben, die üblicherweise auftretende Rupfanregung zu reduzieren, direkt dort wo die geometrische Anregung zu einer Momentenmodulation führt. Kupplungsrupfen wird verhindert und eine „kippweiche“ Anpressplatte 1 vorgeschlagen. Somit weist die Anpressplatte 1 mehrere Kreisbogensegmente 10 auf, die über Gelenke 6, 7, insbesondere Festkörpergelenke oder Kugelgelenke, miteinander verbunden sind.
Somit ist eine Anpressplatte 1 realisiert, welche in Umfangsrichtung eine sehr niedrige Steifigkeit aufweist. Damit können geometrische Fehler der im Kraftschluss liegenden Bauteile (Hebelfeder, Kupplungsdeckel, Verstellring, etc.) direkt vor der Kupplungsscheibe 19, 20 ausgeglichen werden.
Ein Berstschutz in Form eines Berstrings oder eines Drahtseils sichert die Anpressplatte in Umfangsrichtung und Fliehkrafteinfluss. Die Fliehkraft ist somit mittels Drahtseil oder Berstring abgesichert.
Bezugszeichenliste

1: Anpressplatte/erste Anpressplatte
2: Reibungskupplung
3: Drehachse
4: Teilbereich
5: Kippmechanismus
6: erstes Gelenkelement
7: zweites Gelenkelement
8: erster Teilbereich
9: zweiter Teilbereich
10: Plattensegment
11: erste Radiallinie
12: zweite Radiallinie
13: Vorderseite
14: Rückseite
15: Aufnahme
16: Sicherungselement/Sicherungsring
17: zweite Anpressplatte
18: Zentralplatte
19: erste Kupplungsscheibe
20: zweite Kupplungsscheibe
21: dritter Teilbereich
22: drittes Gelenkelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008028179 A1 [0003, 0025]

Claims

Anpressplatte (1) für eine Reibungskupplung (2) eines in einem Kraftfahrzeug angeordneten Antriebsstranges, wobei die Anpressplatte (1) um eine Drehachse (3) drehbar gelagert ist und, zum Verbinden einer rotierenden Druckplatte (18) mit einer Welle, von einer ausgekuppelten Stellung, in der sie spielbehaftet zur Druckplatte (18) angeordnet ist, in eine eingekuppelte Stellung, in der sie mit der Druckplatte (18) reibkraftschlüssig verbunden ist, umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (1) mehrere Teilbereiche (4) aufweist, die so aneinander angebunden sind, dass sie zueinander in einer axialen Richtung der Drehachse (3) verkippbar sind.
Anpressplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (4), die unmittelbar nebeneinander anschließen, mittels eines Kippmechanismus (5) verbunden sind.
Anpressplatte (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippmechanismus (5) zumindest ein, ein männliches Teil und ein weibliches Teil aufweisendes Gelenk (6, 7) umfasst, wobei eines der beiden männlichen und weiblichen Teile mit einem ersten Teilbereich (8) verbunden ist und das andere der beiden männlichen und weiblichen Teile mit einem an den ersten Teilbereich (8) unmittelbar anschließenden zweiten Teilbereich (9) verbunden ist.
Anpressplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (1) scheibenförmig ausgestaltet ist, wobei jeder der Teilbereiche (4) ein kreisbogenförmiger Teilkreisabschnitt der Anpressplatte (1) ist.
Anpressplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbar nebeneinander anschließenden Teilbereiche (4; 8, 9) so miteinander verbunden sind, dass sie in radialer Richtung der Drehachse (3) zueinander verkippbar sind.
Anpressplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (4) als einzelne, voneinander getrennte Plattensegmente (10) ausgestaltet sind.
Anpressplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (1) ein Sicherungselement (16) umfasst, welches Sicherungselement (16) mit jedem der Teilbereiche (4) verbunden ist und die Teilbereiche (4) in radialer Richtung der Drehachse (3) nach außen hin abstützt.
Anpressplatte (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (16) ein Drahtseil oder einen Berstring umfasst und in Umfangfangsrichtung verlaufend alle Teilbereiche (4) von außen umschließt.
Anpressplatte (1) nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (16) so mit jedem der Teilbereiche (4) verbunden ist, dass die Teilbereiche (4) zu dem Sicherungselement (16) in Axialrichtung und/oder in radialer Richtung verkippbar sind, und/oder das Sicherungselement (16) mittels Gelenken (22) mit jedem der Teilbereiche (4) verbunden ist, welches Gelenk (22) ein männliches Teil und ein weibliches Teil umfasst, wobei eines der beiden männlichen und weiblichen Teile mit einem ersten Teilbereich (8) verbunden ist und das andere der beiden männlichen und weiblichen Teile mit dem Sicherungselement (26) verbunden ist.
Reibungskupplung (2) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Anpressplatte (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9 sowie einer um die Drehachse (3) verdrehbar gelagerten Druckplatte (18).