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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsbaugruppe, aufweisend eine Tellerfeder und Tellerfederbolzen, zur betriebsgemäßen Halterung der Tellerfeder mittels einer Sensorfeder, wobei eine Sensorfederzunge der Sensorfeder auf einem der Tellerfederbolzen abgestützt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Kupplung mit einer derartigen Kupplungsbaugruppe.
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Kupplungsbaugruppen zur Halterung einer Tellerfeder werden im Kupplungsbau verwendet, um Tellerfedern beispielsweise an einen Kupplungsdeckel oder an anderen Gehäuseteilen zu befestigen. Die Funktion der Tellerfederbolzen ist es, die Tellerfeder mittels der Sensorfeder zu halten. Außerdem stützt sich insbesondere bei selbstnachstellenden Kupplungen die Sensorfeder am Tellerfederbolzen ab. Die Sensorfeder hat die Funktion, beim Auskuppeln der Ausrückkraft entgegenzuwirken, wobei der Kontakt zwischen dem Tellerfederbolzen und der Sensorfeder als Reibkontakt beansprucht und im Laufe der Zeit abgenutzt wird. Bei selbstnachstellenden Kupplungen werden typischerweise 6, 7 oder 8 Tellerfederbolzen verwendet, um die Tellerfeder am Kupplungsdeckel zu befestigen und zu zentrieren.
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Aus
DE 10 2012 219 068 A1 ist eine selbstnachstellende Reibungskupplung bekannt, bei der eine Sensorfeder zwischen Tellerfeder und einem Tellerfederbolzenkopf verspannt sind. Der Reibkontakt zwischen einem Flügel der Sensorfeder und dem Tellerfederbolzenkopf wird durch eine kuppelartige Ausbildung der Sensorfeder in Kombination mit einer Anlagefläche am Tellerfederbolzenkopf realisiert. Die Kuppelform der Sensorfederzunge erlaubt einen Reibkontakt, der sich in Abhängigkeit des verwendeten Materials oder der verwendeten Materialien über einen längeren Zeitraum stabil halten kann. Ferner ist, insbesondere bei fehlerhafter Montage, ein Reibkontakt mit dem Tellerfederbolzenkörper denkbar, der ebenfalls zur Schwächung der Tellerfederhalterung beiträgt.
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Aus
DE 10 2010 051 150 A1 ist eine selbstnachstellende Reibungskupplung bekannt, deren Sensorfeder gegenüber dem Tellerfederbolzenkopf in einem flächigen Reibkontakt angeordnet ist. Beide Anlageflächen liegen plan aufeinander und realisieren somit einen im Vergleich zum Kuppenkontakt sehr großflächigen Reibkontakt. Hierdurch wird der Abrieb pro Fläche etwas vermindert, jedoch besteht nach wie vor die Problematik, dass eine strukturelle Schwächung im Laufe der Verwendungsdauer eintritt, wobei auch ein nachteiliger Formschluss möglich ist, sollte sich die Sensorfeder in den Tellerfederbolzenköpfen eingraben. Das Ergebnis ist in nicht wenigen Fällen ein Bolzenbruch. Eine derartige Eingrabung kann ebenso im Bolzenbund vonstatten gehen, was ebenfalls zu einem Bolzenbruch führen kann.
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Das generelle, klassische Problem liegt darin, dass aufgrund des Reibkontaktes Material abgehoben wird und dadurch im Bereich des Kerbradius das Bruchrisiko steigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Reibungskupplungen mit Kupplungsbaugruppen der eingangs genannten Art, Bolzenbrüche, verursacht durch Eingrabungen am Bolzenkopf, mit möglichst geringem Herstellungsaufwand zu verhindern ohne gattungstypische Eigenschaften der Reibungskupplung in Mitleidenschaft zu ziehen.
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Bei einer Kupplungsbaugruppe beziehungsweise Kupplung der eingangs genannten Art, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Reibkontakt zwischen dem Tellerfederbolzen und der Sensorfederzunge auf einer Auflagekante des Tellerfederbolzens angeordnet ist. Die Sensorfederzunge oder zumindest ein Bereich der Sensorfederzunge, liegt auf der Auflagekante auf. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Sensorfederzunge im Reibkontakt nicht in einem planen Kontakt mit einer Fläche des Tellerfederbolzens befindet. Daran ist vorteilhaft, dass die Eingrabung bei einer solchen Anordnung entweder in der Sensorfeder (sehr langsam) stattfindet oder an einer strukturell weniger bedeutenden Auflagekante des Tellerfederbolzens. Somit wird eine fortwährende Abtragung an der Auflagekante möglicherweise Spuren hinterlassen, diese sind jedoch strukturell weniger bedeutend und führen damit weniger schnell zu einem Bolzenbruch. Wird die Sensorfederzunge in Mitleidenschaft gezogen, so ist sogar ein Bruch der Sensorfederzunge weniger kritisch, weil diese nach wie vor aufgrund der Verspannung mit der Tellerfeder trotz des Bruches nochmals mit einer Fläche des Tellerfederbolzens in Kontakt kommen kann. Danach arbeitet der Reibkontakt nicht optimal, kann jedoch aufgrund dieser Möglichkeit für eine Verlängerung der Lebensdauer der Reibungskupplung sorgen.
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Vorteilhafterweise ist eine Fläche der Sensorfederzunge mit der Auflagekante des Bolzenkopfes des Tellerfederbolzens im Reibkontakt. Der Tellerfederbolzen wird, insbesondere an seiner Auflagekante, im Laufe der Zeit abgerundet, zumal dieser in der Regel aus einem weicheren Material als die Sensorfeder gebildet ist. Als vorteilhaft stellen sich Tellerfederbolzen aus Blech heraus, da diese leicht herzustellen und zu vernieten sind. Dadurch, dass nunmehr Tellerfederbolzen eingesetzt werden können, die aus Blech gebildet sind, werden die Eingrabungen auch dadurch verhindert, dass lediglich eine Rundung der Auflagekante verursacht wird. Mit anderen Worten, die Weichheit des Bolzenmaterials trägt sogar zur Stabilität des Reibkontaktes bei. Ein Formschluss zwischen Sensorfeder und Tellerfederbolzen wird nachhaltig verhindert.
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Auch bauraumtechnisch ist die erfindungsgemäße Lösung vorteilhafter als die Umstellung von einer bestehenden Sensorfeder ohne Kuppe auf eine Variante mit Kuppe zur Reibungsreduktion. Als vorteilhaft stellt sich ebenfalls heraus, dass verursachte Kerbspannungen durch radiale Kräfte der Sensorfeder auf die Tellerfederbolzen gering gehalten werden können. Damit können Tellerfederbolzen sinnvollerweise auch als Zentrierbolzen für die Tellerfeder verwendet werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Tellerfederbolzen als Fließpressteil aus einem metallischen Werkstoff gebildet, wobei der metallische Werkstoff optional oberflächengehärtet werden kann. Alternativ kann der Tellerfederbolzen zur Reibungsreduktion auch als Buchse mit Kunststoff an deren Außenseite ausgeführt sein. Dazu kann beispielsweise das beständige und reibungsarme Polyetheretherketon (PEEK) als Kunststoff verwendet werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Auflagekante am Bolzenkopf des Tellerfederbolzens ausgebildet. Dabei ist es durchaus denkbar, dass von einer runden Form des Bolzenkopfes zumindest teilweise abgesehen wird, um eine Auflagekante herzustellen, die über eine definierte Strecke mit der Sensorfederzunge in einen Reibkontakt treten kann. Dabei ist es sinnvoll, dass die Auflagekante eine gerade Kante ist, obwohl diese auch alternativ als eine gerundete Auflagekante ausgeführt sein kann, die sich während des Betriebes der Reibungskupplung weiter abrundet.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Auflagekante teilweise von einer Seitenfläche des Tellerfederbolzens und/oder einer Rückhaltefläche gebildet. Die Auflagekante wird stets durch zwei Flächen gebildet, die in ihrer Schneidegeraden einen Winkel zueinander einnehmen und damit die Auflagekante definieren. Die Rückhaltefläche ist zur Haltung der Sensorfeder vorgesehen, auch wenn der Reibkontakt nur auf der Auflagekante angeordnet ist. Mit einer zunehmenden Abrundung der Auflagekante im Laufe der Nutzungsdauer wandert die Auflagekante auf der Rückhaltefläche weiter, wobei das Material des Bolzenkopfes und insbesondere die Rückhaltefläche nach und nach aufgebraucht werden. Insbesondere ist die Rückhaltefläche nicht dazu bestimmt, einen großflächigen Reibkontakt mit der Sensorfeder einzugehen. An der Rückhaltefläche ist auch vorteilhaft, dass ein teilweiser Bruch der Sensorfederzunge im Nachgang immer noch zu einem konventionellen Reibkontakt führen kann, indem das Bruchende der Sensorfederzunge mit der Rückhaltefläche immer noch einen Reibkontakt der klassischen Art eingehen kann.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Kupplung, insbesondere eine selbstnachstellende Reibungskupplung oder Doppelkupplung, mit einer Kupplungsbaugruppe gemäß der Erfindung versehen. Insbesondere bei selbstnachstellenden Reibungskupplungen bilden die Tellerfederbolzen eine Schwachstelle, die jedoch durch die Erfindung behoben oder zumindest entschärft wird. Die Festigkeit diverser Teile einer Kupplung ist im Rahmen von statischen und dynamischen Lebensdauertests überprüfbar und abhängig von der Tellerfederbolzenqualität, einem möglichen Montagefehler und einer Überlastung des Tellerfederbolzens (Kerbspannung). Die genannten Problematiken werden nun insofern entschärft, als dass durch das Aufliegen der Sensorfederzunge auf der Auflagekante der Reibkontakt derart definiert wird, dass er strukturell für Eingrabungen oder andere nachteilige Entwicklungen nicht mehr in der bekannten Art und Weise zugänglich ist. Insbesondere ist mit der erfindungsgemäßen Lösung kein Formschluss zwischen der Sensorfeder und dem Tellerfederbolzen denkbar. Kerbspannungen durch radiale Kräfte der Sensorfeder werden gering gehalten und der Verschleiß am Tellerfederbolzen bleibt ebenfalls gering.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen angegeben. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele weiter beschrieben und erläutert. Gleiche Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren bezeichnen das gleiche Bauteil oder Element. Es zeigen:
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1 eine Reibungskupplung mit einer durch eine Sensorfeder gehalterte Tellerfeder in einem radialen Schnittbild,
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2 einen Ausschnitt aus 1 zur Verdeutlichung des Reibkontaktes zwischen Sensorfederzunge und Tellerfederbolzen, und
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3 einen Tellerfederbolzen im unvernieteten Zustand in perspektivischer Darstellung.
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1 zeigt eine in Radialrichtung geschnittene Reibungskupplung, wie sie im Fahrzeugbau verwendbar ist. Die Reibungskupplung ist nicht vollständig gezeigt, sondern lediglich eine Baugruppe derselben. Beispielsweise ist die Kupplungsscheibe, die in Wechselwirkung mit der Anpressplatte 23 treten soll, nicht abgebildet. Die Reibungskupplung weist eine Tellerfeder 25 auf, die dazu verwendet wird, eine Kupplungskraft auf die Anpressplatte 23 zu übertragen. Die Tellerfeder 25 ist mittels der als Zentrierbolzen 20 ausgeführten Tellerfederbolzen 20 am Kupplungsdeckel 24 befestigt. Die Zentrierbolzen 20 werden über den Nietkopf 28 am Kupplungsdeckel 24 gehalten. Die Sensorfeder 26 wird zur Halterung der Tellerfeder 25 zwischen dem Kupplungsdeckel 24 und den Bolzenköpfen 19 eingesetzt, indem sich die Sensorfederzungen 22 der Sensorfeder 25 an den Bolzenköpfen 19 in einem Reibkontakt abstützen.
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Der aus Blech gefertigte Zentrierbolzen 20 weist eine Seitenfläche 32 auf, die sowohl von dessen Körper, als auch von dessen Bolzenkopf 19 ausgebildet wird. Somit weist der Tellerfederbolzen 20 eine halbrunde Form auf, die es ermöglicht am Bolzenkopf 19 zwei Auflagekanten 31 auszubilden, die zum einen durch die Rückhaltefläche 30 und die besagte Seitenfläche 32 definiert sind. Der Tellerfederbolzen 20 wird von der Sensorfeder 26 umfasst, wobei die beiden Sensorfederzungen 22 über die Seitenfläche 32 hinausragen und auf der jeweiligen Auflagekante 31 aufliegen. Dies ist insbesondere in der vergrößerten Darstellung der 2 erkennbar.
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2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der beiden Reibkontakte eines Tellerfederbolzens 20 auf den Auflagekanten 31. Strukturell ist nunmehr unerheblich, wenn die Sensorfederzungen 22 Material von der jeweiligen Auflagekante 31 während der Nutzungsdauer abtragen, zumal dies lediglich dazu führt, dass der Bolzenkopf 19 fortwährend abgetragen wird. Dies ist verkraftbar, zumal auf diese Weise kein ungewollter Formschluss entstehen kann und keine zusätzlichen Spannungen auftreten können. Der Reibkontakt ist erst dann nicht mehr operabel, wenn der Bolzenkopf 19 beidseitig völlig abgerieben ist.
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Sollte ein Ende der Tellerfederzunge 22 beschädigt werden oder abbrechen, so würde die abgebrochene Tellerfederzunge 22 auf der Rückhaltefläche 30 aufsetzen und einen herkömmlichen Reibkontakt bilden. Mit anderen Worten, auch bei einem Bruch der Sensorfederzunge 22 wäre die Reibungskupplung operabel.
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3 zeigt einen Tellerfederbolzen 20, der als Zentrierbolzen 20 einsetzbar ist. Durch die Ausbildung der Seitenfläche 32, die sich über den ganzen Tellerfederbolzen 20 erstreckt, ist es möglich, vergleichsweise einfach Auflagekanten 31 herzustellen, die für den Reibkontakt einsetzbar sind. Außerdem verringert sich der Materialaufwand des Tellerfederbolzens 20 ohne strukturelle Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Folglich verbessert sich auch die Bauraumsituation. Der unvernietete Bolzenkopf 29 der 3 bildet nach seiner Vernietung mit dem Kupplungsdeckel 24 den Nietkopf 28 der 1 aus.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Kupplungsbaugruppe, aufweisend eine Tellerfeder 25 und Tellerfederbolzen 20, zur Halterung der Tellerfeder 25 über eine Sensorfeder 26, wobei eine Sensorfederzunge 22 die Sensorfeder 26 auf einem Tellerfederbolzen 20 abstützt. Zur Vermeidung von nachteiligen Effekten, wie zum Beispiel Kerbspannungen oder Formschlüssen, wird vorgeschlagen, einen Reibkontakt zwischen Tellerfederbolzen 20 und der Sensorfederzunge 22 auf einer Auflagekante 31 des Tellerfederbolzens 20 anzuordnen. Daran ist vorteilhaft, dass Eingrabungen und Bruchrisiken im Bereich des Kerbradius und auch generell deutlich reduziert werden. Außerdem ist es möglich, den Tellerfederbolzen 20 vorteilhafterweise aus Blech herzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 18
- Tellerfederzunge
- 19
- Bolzenkopf
- 20
- Zentrierbolzen / Tellerfederbolzen
- 21
- Lasche
- 22
- Sensorfederzunge
- 23
- Anpressplatte
- 24
- Kupplungsdeckel
- 25
- Tellerfeder
- 26
- Sensorfeder
- 27
- Stützring
- 28
- Nietkopf
- 29
- unvernieteter Bolzenkopf
- 30
- Rückhaltefläche
- 31
- Auflagekante
- 32
- Seitenfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012219068 A1 [0003]
- DE 102010051150 A1 [0004]
