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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung mit einer Mitnehmerscheibe, zwei axial einander zugewandten, an Trägerblechen aufgenommenen, ringförmigen Reibbelägen mit den Seiten abgewandten Reibflächen, die Reibbeläge aufnehmenden ringförmigen Trägerblechen und die Trägerbleche in einem Ringbereich der Reibbeläge verbindenden Axialverbindung mit auf zumindest einem Teilkreis angeordneten Verbindungsmitteln.
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Eine gattungsgemäße Kupplungsscheibe ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 024 460 A1 bekannt. Hierbei sind auf einer Mitnehmerscheibe mittels Trägerblechen Reibbeläge aufgenommen. An jeweils einem Trägerblech ist ein Reibbelag aufgenommen. Unter Zwischenlage von Innenscheiben sind die Trägerbleche mittels einer aus Nieten gebildeten Axialverbindung miteinander axial elastisch unter Bereitstellung einer Belagfederung verbunden. Eine derartige Ausbildung baut axial breit, so dass in engen axialen Bauraumverhältnissen die Verschleißreserve der Reibbeläge gering ist. Beispielsweise aus der
DE 82 21 082 U1 bekannte Kupplungsscheiben mit verringertem axialem Bauraum mit beispielsweise einem einzigen Trägerblech, an dem beidseitig jeweils ein Reibbelag angeordnet ist, weisen keine axiale Ausgleichsfunktion an nicht korrekte Planlagen der Reibbeläge gegenüber den Gegenreibflächen der Reibungskupplung auf, so dass hohe punktuelle Flächenpressungen und damit eine Schädigung der Reibbeläge auftreten können.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung mit einer Ausgleichsfunktion bei axial verringertem Bauraum vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Die vorgeschlagene Kupplungsscheibe ist für eine Reibungskupplung, insbesondere in einer Reibungskupplung ohne Anfahrfunktion, beispielsweise einer Schaltkupplung, oder in einer Mehrscheibenkupplung, Doppelkupplung oder dergleichen vorgesehen. Hierbei bilden die Reibbeläge das Eingangsteil der Kupplungsscheibe und übertragen das in diese eingetragene Drehmoment auf die Mitnehmerscheibe. Von der Mitnehmerscheibe wird das Drehmoment direkt oder über einen Torsionsschwingungsdämpfer auf das Ausgangsteil der Kupplungsscheibe, beispielsweise eine mit einer Welle verzahnte Nabe oder dergleichen übertragen. Die beiden ringförmigen Reibbeläge treten jeweils mit einer Gegenreibfläche einer Gegendruckplatte und einer Anpressplatte der Reibungskupplung in Reibeingriff und weisen daher einander gegenüberliegende Reibflächen auf. Auf den den Reibflächen der Reibbeläge abgewandten Seiten sind die Reibbeläge jeweils an einem Trägerblech aufgenommen. Die ringförmigen Trägerbleche sind einerseits in einem Ringbereich der Reibbeläge mittels einer Axialverbindung miteinander und andererseits radial innerhalb der Reibbeläge mit der Mitnehmerscheibe verbunden. Die Axialverbindung ist aus auf zumindest einem Teilkreis angeordneten Verbindungsmitteln, beispielsweise Nieten gebildet. Die Verbindung mit der Mitnehmerscheibe erfolgt bevorzugterweise mittels Nieten.
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Zur Erzielung einer besonders axialen Bauraum sparenden Bauweise sind ausschließlich, das heißt ohne weitere Belagfederung die beiden Trägerbleche mittels der Axialverbindung axial einander zugewandt miteinander im Ringbereich der Reibbeläge und radial innerhalb des Ringbereichs mit der Mitnehmerscheibe verbunden. Durch die Einsparung einer Belagfederung kann der axiale Bauraum der Kupplungsscheibe an den Reibbelägen verkürzt und/oder die Verschleißreserve der Reibbeläge erhöht werden, indem diese axial breiter ausgebildet werden können. Dabei wird durch das Doppeln der Trägerbleche eine Elastizität der Reibbeläge in axialer Richtung erzielt, so dass sich die Reibbeläge auf nicht plane Gegenreibflächensituationen einstellen können und damit im Sinne einer Ausgleichsfunktion eine gleichmäßige Trennung und ein gleichmäßiger Reibschluss gegenüber den Gegenreibflächen erzielt werden kann. Dies führt zu einer gleichmäßigen Flächenpressung und verhindert eine ungleichmäßige Belastung sowie ungleichmäßige, Rupfen und dergleichen anregende Reibschlüsse der Reibbeläge. Maßgebend ist hierbei eine zumindest geringfügig mögliche Verlagerung der Reibbeläge an der Trennstelle zwischen den Trägerblechen.
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Die Verbindung der beiden Trägerbleche erfolgt formschlüssig, beispielsweise durch Rastverbindungen, Verhaken und Verschränken von komplementär ausgebildeten Aus- und Durchstellungen an den Trägerblechen wie Öffnungen und Laschen. In bevorzugter Weise wird die Axialverbindung jedoch mittels Verbindungsmittel, bevorzugterweise Nieten gebildet. Hierbei weisen die Reibbeläge entsprechende Ausnehmungen im Bereich der Verbindungsmittel auf. Die Verbindungsmittel selbst weisen einen sogenannten Verschleißabstand zu den Reibflächen der Reibbeläge auf.
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Die Trägerbleche können als Gleichteile ausgebildet sein und entsprechende Öffnungen auf dem zumindest einen Teilkreis für die Verbindungsmittel aufweisen. Hierbei können alle Öffnungen zur Aufnahme der Verbindungsmittel denselben Durchmesser aufweisen. Der Durchmesser kann im Wesentlichen dem Nietschaft von eingesetzten Nieten entsprechen.
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Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Durchmesser zumindest eines Teils von Öffnungen zur Aufnahme der Verbindungsmittel eines Trägerblechs größer als der Durchmesser entsprechender, axial gegenüberliegender Öffnungen des anderen Trägerblechs ausgebildet sind. Hierdurch kann sich bei axial unterschiedlicher Belastung der Reibbeläge und Trägerbleche eine höhere Flexibilität der Reibbeläge und damit eine verbesserte Ausgleichsfunktion ergeben. In einer bevorzugten Ausführungsform sind alle Öffnungen größeren Durchmessers in einem einzigen Trägerblech vorgesehen. Hierbei kann der kleinere Durchmesser der Öffnungen dem kleineren Schließkopf und der größere Durchmesser der Öffnungen dem Setzkopf mit größerem Durchmesser als der Schließkopf zugeordnet sein.
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Im einfachsten Fall können die Verbindungsmittel wie Niete auf einem einzigen Teilkreis angeordnet sein. In bevorzugter Weise sind die Verbindungsmittel auf zwei Teilkreisen unterschiedlicher Durchmesser innerhalb des ringförmigen Bereichs der Reibbeläge vorgesehen. Die Reibbeläge sind jeweils mit einem Trägerblech verbunden, beispielsweise verklebt, verschmolzen oder umgossen. Die Trägerbleche können beispielsweise radial außen und/oder radial innen geschlitzt sein.
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Zur weiteren oder alternativen Verbesserung der Ausgleichsfunktion kann zumindest ein Trägerblech eine von einer planen Ausbildung abweichende Form aufweisen. Beispielsweise kann das zumindest eine Trägerblech eine Welligkeit, eine axiale Ungleichmäßigkeit und/oder dergleichen aufweisen, so dass zwischen den Trägerblechen eine nicht vollständige Planlage ausgebildet ist, die eine zumindest leichte axiale Elastizität ausbildet, die für eine Ausgleichsfunktion vollkommen ausreichend sein kann. Es kann für eine ausreichende Ausgleichsfunktion bereits genügen, fertigungsbedingte Abweichungen von der Planizität der Trägerbleche in vorteilhafter Weise zu nutzen. Beispielsweise können Stanzränder der Trägerbleche, während der Fertigung ausgebildete Welligkeiten, Dellen und/oder dergleichen einander entgegengesetzt montiert werden und/oder durch Wahl der Fertigungsorientierung oder dergleichen gegengerichtete Abweichungen der Planizität der Trägerbleche erzeugt werden.
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Zur Stabilisierung der Trägerbleche kann in zumindest einem Trägerblech im Ringbereich des Reibbelags eine umlaufende oder über den Umfang segmentierte Sicke vorgesehen sein, die sich beispielsweise axial in den Reibbelag vorzugsweise maximal bis zur Höhe der Verbindungsmittel, beispielsweise axiale Höhe des Schließ- beziehungsweise Setzkopfs der als Niete ausgebildeten Verbindungsmittel erstrecken. Die Sicke kann radial innerhalb oder radial außerhalb eines einzigen Teilkreises oder bei einer Kupplungsscheibe mit zwei Teilkreisen von Verbindungsmitteln radial zwischen den Teilkreisen angeordnet sein.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Kupplungsscheibe mit direkt miteinander verbundenen, jeweils einen Reibbelag tragenden Reibbelag im Teilschnitt,
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2 eine gegenüber der Kupplungsscheibe der 1 leicht abgeänderte Kupplungsscheibe in derselben Darstellung,
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3 eine gegenüber den Kupplungsscheiben der 1 und 2 abgeänderte Kupplungsscheibe mit auf zwei Teilkreisen angeordneten Verbindungsmitteln in derselben Darstellung,
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4 eine gegenüber der Kupplungsscheibe der 3 abgeänderte Kupplungsscheibe mit geänderter Orientierung der Verbindungsmittel in derselben Darstellung,
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5 ein Detail der Kupplungsscheibe der 1 bis 4 im Schnitt,
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6 alternative Ausführung zu 5 mit Öffnungen desselben Durchmessers in beiden Trägerblechen,
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7 eine 3D-Ansicht zweier zu verbindender Trägerbleche der Kupplungsscheibe der 1,
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8 eine 3D-Ansicht zweier zu verbindender Trägerbleche einer Kupplungsscheibe mit unterschiedlich großen Öffnungen für die Verbindungsmittel an einem Trägerblech und
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9 eine 3D-Ansicht zweier zu verbindender Trägerbleche einer Kupplungsscheibe mit an jeweils einem Trägerblech vorgesehen Öffnungen mit einheitlichem und über die Trägerbleche unterschiedlichem Durchmesser.
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Die 1 zeigt den oberen Teil der Kupplungsscheibe 1 im Schnitt. Die Kupplungsscheibe 1 enthält die ringförmig ausgebildeten Reibbeläge 2, die Trägerbleche 3, 4 und die Mitnehmerscheibe 5. Jeweils ein Reibbelag 2 ist an der abgewandten Seite der Reibflächen 6 mit einem der Trägerbleche 3, 4 verbunden, beispielsweise verklebt, aufgeschmolzen oder dergleichen. Die Trägerbleche 3, 4 sind mittels der Axialverbindung 7 miteinander verbunden. Diese ist aus den über den Umfang verteilt auf dem Teilkreis 8 angeordneten Verbindungsmitteln 9 in Form der Niete 10 innerhalb des Ringbereichs der Reibbeläge 2 gebildet. Radial innerhalb der Reibbeläge 2 sind die Trägerbleche 3, 4 mittels der über den Umfang verteilten Niete 11 mit der Mitnehmerscheibe 5 formschlüssig verbunden.
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Aufgrund der direkten Verbindung der Trägerbleche 3, 4 miteinander ohne weitere Bauteile wie beispielsweise eine Belagfederung baut die Kupplungsscheibe 1 über die Spannbreite b axial besonders schmal und/oder die Verschleißreserve s zwischen den Reibflächen 6 und den Nieten 10 kann vergrößert werden. Aufgrund geringfügiger, wegen ihrer geringen axialen Ausdehnung nicht darstellbarer Abweichung der Planizität der Trägerbleche 3, 4 beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen, Stanzkanten etc. liegen diese nicht plan aneinander und ermöglichen eine Ausgleichsfunktion der Reibbeläge 2 im Vergleich zu einer einteiligen Ausbildung der Aufnahme der Reibbeläge 2 gegenüber den Gegenreibflächen der Reibungskupplung. Aufgrund dieser Ausgleichsfunktion können sich die Reibbeläge geringfügig an Fehlstellungen der Gegenreibflächen angleichen und vermeiden dadurch partiell hohe Flächenpressungen dieser gegenüber den Reibbelägen 2 mit einer möglichen Schädigung dieser. Zugleich führt die Ausgleichsfunktion zu einem verbesserten Trennverhalten des Reibschlusses zwischen den Reibflächen 6 der Reibbeläge und der Gegenreibflächen der Reibungskupplung beim Öffnen der Reibungskupplung.
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Radial innerhalb des Teilkreises 8 weisen die Trägerbleche 3, 4 umlaufende, die Trägerbleche 3, 4 versteifende Sicken 12 auf, die sich in die Reibbeläge 2 axial erstrecken. Hierbei wird vermieden, dass die axiale Erstreckung axial größer als die Ausdehnung der Niete 10 ausfällt, um die Verschleißreserve s nicht unnötig einzuschränken.
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Die im Wesentlichen baugleich zur Kupplungsscheibe 1 der 1 ausgebildete Kupplungsscheibe 101 der 2 unterscheidet sich durch das Weglassen der Sicken 12 der Kupplungsscheibe 1 der 1. Hierdurch wird abhängig vom Anwendungsfall eine erhöhte Flexibilität und Elastizität der Trägerbleche 103, 104 und damit eine verbesserte Anpassung der Reibbeläge 102 an die Gegenreibflächen ermöglicht. Die 3 zeigt den oberen Teil der Kupplungsscheibe 201 im Schnitt. Im Unterschied zu den Kupplungsscheiben 1, 101 der 1 und 2 weist die Kupplungsscheibe 201 die Axialverbindung 207 mit auf den beiden radial übereinander liegenden Teilkreisen 208, 213 über den Umfang verteilten Verbindungsmitteln 209, 214 wie Nieten 210, 215 auf, deren Setzköpfe 216, 217 an demselben Trägerblech 204 angeordnet sind. Die Trägerbleche 203, 204 weisen zur Aufnahme der Niete 210, 215 Öffnungen 218, 219, 220, 221 auf. Zur Vermeidung einer gegebenenfalls auftretenden Blockade der Trägerbleche 203, 204 gegeneinander zur Bereitstellung der Ausgleichsfunktion sind die den mit größerem Durchmesser als die Schließköpfe der Niete 210, 215 versehenen Setzköpfen 216, 217 zugewandten Öffnungen 219, 221 mit größerem Durchmesser als die Öffnungen 218, 220 versehen, um eine geringfügige Verlagerung der Trägerbleche 203, 204 gegeneinander zu ermöglichen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind alle Setzköpfe 216, 217 auf der Seite des Trägerblechs 204 angeordnet, so dass auch alle Öffnungen 219, 221 mit großem Durchmesser in dem Trägerblech 204 und die Öffnungen 218, 220 mit kleinem Durchmesser in dem Trägerblech 203 vorgesehen sind. Die Trägerbleche 203, 204 weisen zudem eine zwischen den Teilkreisen 208, 213 angeordnete Sicke 212 auf.
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Im Unterschied zu der Kupplungsscheibe 201 der 3 ist die Kupplungsscheibe 301 der 4 mit einer unterschiedlichen Anordnung der Setzköpfe 316, 317 der Niete 310, 315 versehen. Die radial äußeren Niete 310 liegen mit ihren Setzköpfen 316 an dem Trägerblech 304 und die radial inneren Niete 315 mit ihren Setzköpfen 317 an dem Trägerblech 303 an. Demzufolge sind in dem Trägerblech 303 radial innen und an dem Trägerblech 304 radial außen die Öffnungen 319, 320 mit dem größeren und die Öffnungen 318, 321 mit dem kleineren Durchmesser für die Niete 310, 315 vorgesehen.
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Die 5 zeigt beispielhaft ein Detail der Kupplungsscheiben 1, 101, 201, 301 der 1 bis 4 mit den Reibbelägen 202, den Trägerblechen 203, 204 und den diese verbindenden Nieten 210. Dem Setzkopf 216 zugewandt weist das Trägerblech 204 die Öffnung 219 mit größerem Durchmesser auf. Die Öffnung 218 des Trägerblechs 203 ist im Wesentlichen bündig mit dem Niet 210 ausgebildet und weist dadurch den kleineren Durchmesser auf.
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6 zeigt eine alternative Ausführung der Kupplungsscheibe 201 der 5. Die Trägerbleche 3, 4 der Kupplungsscheibe 1 enthalten Öffnungen 18, 19 desselben Durchmessers.
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Die 7 zeigt die Trägerbleche 3, 4 der Kupplungsscheibe 1 der 1 in 3D-Ansicht. Die ringförmig ausgebildeten, aus Blech gestanzten und umgeformten Trägerbleche 4, 3 sind als Gleichteile ausgebildet und weisen über den Umfang abwechselnd mit den Öffnungen 18, 19 und radial außerhalb der Sicken 12 angeordnete, radial verlaufende Schlitze 22 auf. Die Trägerbleche 3, 4 weisen radial innen Öffnungen 23 zur Befestigung dieser an der Mitnehmerscheibe 5 (1) auf, die mittels der Ausnehmungen 24 axial elastisch abgesetzt sind.
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Die 8 zeigt eine Variante zu den Trägerblechen 3, 4 der Kupplungsscheibe 1 der 1 in 3D-Ansicht. Hierbei ist das Trägerblech 3a mit gegenüber den Öffnungen 19 des Trägerblechs 4 vergrößerten Öffnungen 18a versehen, um entsprechend der Kupplungsscheiben 201, 301 der 3 und 4 eine geringe Verlagerung der Trägerbleche 3a, 4 gegeneinander zu ermöglichen.
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Die 9 zeigt eine weitere Variante von Trägerblechen 3b, 4b der Kupplungsscheibe 1 der 1. Die Trägerbleche 3b, 4b sind als Gleichteile ausgebildet und weisen über den Umfang abwechselnd Öffnungen 18, 18b, 19, 19b unterschiedlichen Durchmessers auf. Hierbei werden die Setzköpfe der Niete 10 (1) jeweils über den Umfang abwechselnd den Trägerblechen 3b, 4b an den jeweils größeren Durchmessern der Öffnungen 18b, 19b zugeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsscheibe
- 2
- Reibbelag
- 3
- Trägerblech
- 3a
- Trägerblech
- 3b
- Trägerblech
- 4
- Trägerblech
- 4b
- Trägerblech
- 5
- Mitnehmerscheibe
- 6
- Reibfläche
- 7
- Axialverbindung
- 8
- Teilkreis
- 9
- Verbindungsmittel
- 10
- Niet
- 11
- Niet
- 12
- Sicke
- 18
- Öffnung
- 18a
- Öffnung
- 18b
- Öffnung
- 19
- Öffnung
- 19b
- Öffnung
- 22
- Schlitz
- 23
- Öffnung
- 24
- Ausnehmung
- 101
- Kupplungsscheibe
- 102
- Reibbelag
- 103
- Trägerblech
- 104
- Trägerblech
- 201
- Kupplungsscheibe
- 202
- Reibbelag
- 203
- Trägerblech
- 204
- Trägerblech
- 207
- Axialverbindung
- 208
- Teilkreis
- 209
- Verbindungsmittel
- 210
- Niet
- 212
- Sicke
- 213
- Teilkreis
- 214
- Verbindungsmittel
- 215
- Niet
- 216
- Setzkopf
- 217
- Setzkopf
- 218
- Öffnung
- 219
- Öffnung
- 220
- Öffnung
- 221
- Öffnung
- 301
- Kupplungsscheibe
- 303
- Trägerblech
- 304
- Trägerblech
- 310
- Niet
- 315
- Niet
- 316
- Setzkopf
- 317
- Setzkopf
- 318
- Öffnung
- 319
- Öffnung
- 320
- Öffnung
- 321
- Öffnung
- b
- Spannbreite
- s
- Verschleißreserve
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010024460 A1 [0002]
- DE 8221082 U1 [0002]
