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Die Erfindung betrifft eine Deckelanordnung für eine Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Deckelanordnung, mit deren Hilfe in einer Reibungskupplung mit Hilfe eines an einem Kupplungsdeckel schwenkbar gelagerten Hebelelements eine Anpressplatte axial verlagert werden kann, um zwischen der Anpressplatte und einer mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors gekoppelte Gegenplatte eine mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelte Kupplungsscheibe reibschlüssig zu verpressen.
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Bei einer Reibungskupplung, die als sogenannte „Hakenkupplung” ausgestaltet ist, kann eine Anpressplatte zum Verpressen einer Kupplungsscheibe mit Hilfe einer an einem Kupplungsdeckel schwenkbar gelagerten Tellerfeder axial verlagert werden. Der Kupplungsdeckel der Hakenkupplung weist einen in das Innere der Reibungskupplung umgebogenen Haltehaken auf, an dem sich eine Stützfeder in axialer und radialer Richtung abstützt, die an einem Schwenkpunkt der Tellerfeder an einer von dem Kupplungsdeckel weg weisenden Axialseite an der Tellerfeder angreift, so dass die Tellerfeder zwischen der Stützfeder und dem Kupplungsdeckel um einen definierten in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt schwenkbar gelagert ist.
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Aus der
DE 10 2014 203 416 A1 ist eine Deckelanordnung für eine Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.
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Es besteht das ständige Bedürfnis die Verschleißfestigkeit und die Montagefreundlichkeit von Reibungskupplungen zu verbessern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine Reibungskupplung, insbesondere nach dem Hakenkupplung-Design, mit einer guten Verschleißfestigkeit und einer guten Montagefreundlichkeit ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Reibungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Reibungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Deckelanordnung für eine Reibungskupplung, insbesondere zum axialen Verlagern einer Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe, vorgesehen mit einem Kupplungsdeckel zum zumindest teilweisen Abdecken der Reibungskupplung, einem, insbesondere als tellerfederartige Hebelfeder ausgestaltetem, Hebelelement zum axialen Verlagern der Anpressplatte, mindestens einem, vorzugsweise mindestens drei, mit dem Kupplungsdeckel verbundenen Haltehaken zum in axialer Richtung verliersicheren Aufnehmen der Hebelfeder, wobei der Haltehaken einen zu einer von dem Kupplungsdeckel weg weisenden Axialseite des Hebelelements weisenden radial abstehenden Halteabsatz aufweist, einer an dem Halteabsatz und dem Hebelelement abgestützten Stützfeder zur schwenkbaren Lagerung des Hebelelements an dem Kupplungsdeckel und mindestens einem, vorzugsweise mindestens drei, mit dem Kupplungsdeckel verbundenem Zentrierbolzen zum radialen Zentrieren sowohl der Hebelfeder als auch der Stützfeder.
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Da der Zentrierbolzen nicht nur das Hebelelement, sondern auch die Stützfeder zentriert, ist es nicht erforderlich, dass der Haltehaken die Stützfeder zentriert. Ein verschleißbehafteter Reibkontakt zwischen einem in radialer Richtung weisenden Rand der Stützfeder und dem Haltehaken kann dadurch vermieden werden. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Zentrierbolzen bereits für eine Zentrierfunktion ausgelegt und ausgestaltet ist, so dass der Zentrierbolzen beispielsweise eine für einen Reibkontakt besser geeignete Materialpaarung als der Haltehaken bereitstellen kann, während der Haltehaken eher zur Abtragung von beim Verschwenken des Hebelelements auftretenden Lasten ausgestaltet ist. Der Zentrierbolzen kann dadurch beispielsweise im Vergleich zum Haltehaken aus einem weicheren Material hergestellt sein, das sich im Vergleich zum Haltehaken nicht so leicht in das Material der Stützfeder eingraben kann. Dadurch können Verschleißeffekte der Stützfeder an dem mindestens einen zur Zentrierung verwendeten Zentrierbereich der Stützfeder vermieden oder zumindest reduziert werden. Gleichzeitig kann der Haltehaken bei der Montage der Deckelanordnung leicht aus dem im Wesentlichen in einer Radialebene befindlichen Material des Kupplungsdeckels durch plastische Verformung ausgebildet werden. Da die Stützfeder an dem Zentrierbolzen und nicht an dem Haltehaken zentriert ist, kann vermieden werden, dass bei einem Umbiegen des Haltehakens der Haltehaken an der Stützfeder anschlägt und/oder die Stützfeder mit einem separaten Werkzeug während des Umbiegens des Haltehakens sowohl zentriert als auch in Richtung des Kupplungsdeckel nieder gehalten werden muss. Die Montage einer Reibungskupplung mit einer derartigen Deckelanordnung kann dadurch vereinfacht sein, wodurch die Montagefreundlichkeit verbessert ist. Da der Zentrierbolzen nicht nur das Hebelelement, sondern auch die Stützfeder zentriert, ist es nicht erforderlich, dass der Haltehaken die Stützfeder zentriert, wodurch eine für den Verschleiß der Stützfeder ungünstige Materialpaarung vermieden werden kann und die Ausbildung des Haltehakens während der Montage ohne größere Rücksichtnahme auf die Stützfeder einfacher erfolgen kann, so dass eine Reibungskupplung, insbesondere nach dem Hakenkupplung-Design, mit einer guten Verschleißfestigkeit und einer guten Montagefreundlichkeit ermöglicht ist.
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Die Stützfeder und das Hebelelement sind durch den mindestens einen Zentrierbolzen insbesondere in radialer Richtung zentriert. Die Stützfeder und das Hebelelement können dadurch mit einer entsprechend hohen Genauigkeit im Wesentlichen koaxial zum Kupplungsdeckel und zur Drehachse der Reibungskupplung und der Deckelanordnung positioniert sein, so dass zum Verschwenken des Hebelelements und zum Verlagern einer von dem Hebelelement axial verlagerbaren Anpressplatte der Reibungskupplung eingeleitete Betätigungskräfte im Wesentlichen gleichmäßig verteilt werden können, wodurch lokale Überbelastungen und ein erhöhter Verschleiß in den überbelasteten Bereichen vermieden werden können. Vorzugsweise ist die Stützfeder an dem Zentrierbolzen in radialer Richtung abgestützt, so dass der Zentrierbolzen bei einem Aufstellen der Stützfeder auftretende in radialer Richtung wirkende Kräfte an den Kupplungsdeckel abtragen kann. Insbesondere sind die Stützfeder und/oder das Hebelelement durch den Zentrierbolzen gegen eine Relativdrehung in Umfangsrichtung gesperrt. Der Zentrierbolzen kann dadurch gleichzeitig als Verdrehsicherung wirken. Eine verschleißbehaftete Relativdrehung zum Kupplungsdeckel kann dadurch vermieden sein. Da der Haltehaken die Stützfeder nicht zu zentrieren braucht, kann der Haltehaken besonders einfach und kostengünstig ausgestaltet sein und braucht insbesondere nicht an einer in radialer Richtung weisenden Seite oberflächenbehandelt zu sein. Da der Haltehaken nicht in radialer Richtung mit der Stützfeder in Kontakt gerät, kann die zur Stützfeder weisende in radialer Richtung weisende Seite unbehandelt und stattdessen rau und/oder uneben ausgestaltet sein. Beispielsweise kann der Haltehaken an der zur Stützfeder weisende in radialer Richtung weisende Seite mindestens einen durch eine plastische Verformung des Haltehakens, insbesondere bei einem Umbiegen des Haltehakens, entstandenen Verformungswulst aufweisen. Der von dem übrigen Haltehaken in radialer Richtung abstehende Halteabsatz weist eine im Wesentlichen in einer Radialebene liegende und zur Stützfeder weisende Haltefläche auf, an der sich die Stützfeder in axialer Richtung abstützt. Der Haltehaken kann dadurch mittelbar über die Stützfeder das Hebelelement verliersicher aufnehmen.
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Das Hebelelement ist insbesondere in der Art einer Tellerfeder ausgestaltet und kann durch eine Änderung der Konizität eine Schwenkbewegung um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt ermöglichen. Das Hebelelement weist insbesondere einen in Umfangsrichtung umlaufenden Tellerfederbereich zur Bereitstellung einer Tellerfederfunktionalität auf, von dem nach radial innen Federzungen abstehen. An einem radial inneren Endbereich der Federzungen kann ein insbesondere hydraulisch betätigtes Betätigungssystem eine Betätigungskraft zum Verschwenken des Hebelelements und zum axialen Verlagern der Anpressplatte einleiten. Der Zentrierbolzen ragt insbesondere zwischen zwei in Umfangsrichtung nachfolgende Federzungen durch das Hebelelement in axialer Richtung durch. Der Zentrierbolzen ist insbesondere mit dem Kupplungsdeckel vernietet, wobei vorzugsweise der Zentrierbolzen selber den Setzkopf und den Nietschaft und gegebenenfalls den Schließkopf der Nietverbindung ausbildet.
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Insbesondere ist die Stützfeder zu dem von dem Halteabsatz verschiedenen Teil des Haltehakens radial beabstandet. Die Stützfeder ist dadurch nicht mit einem inneren Rand auf dem Halteabsatz abgestützt, so dass Verschleißeffekte, beispielsweise durch ein Eingraben des Halteabsatzes in das Material der Stützfeder, am inneren Rand der Stützfeder vermieden sein können.
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Vorzugsweise weisen die Stützfeder und das Hebelelement in einem den Zentrierbolzen radial überspannenden Winkelbereich einen im Wesentlichen gleichen Innendurchmesser auf. Dadurch kann der Zentrierbolzen zur gleichzeitigen Zentrierung der Stützfeder und des Hebelelements einen konstanten Durchmesser aufweisen und braucht nicht gestuft ausgestaltet sein.
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Insbesondere ist der Zentrierbolzen aus einem zum Kupplungsdeckel verschiedenen Material hergestellt, wobei insbesondere das Material des Zentrierbolzens weicher als das Material des Kupplungsdeckels ist. Dadurch kann der Zentrierbolzen eine verschleißgünstigere Materialpaarung mit der Stützfeder als der Haltehaken ausbilden, bei der insbesondere ein Eingraben des Materials des Zentrierbolzens in das Material der Stützfeder vermieden oder zumindest reduziert ist.
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Der Zentrierbolzen weist einen in radialer Richtung abstehenden Bord auf, wobei der Bord eine zu der von dem Kupplungsdeckel weg weisenden Axialseite des Hebelelements weisende Bordfläche und der Halteabsatz des Haltehakens eine zu der von dem Kupplungsdeckel weg weisenden Axialseite des Hebelelements weisende Haltefläche aufweist, wobei die Bordfläche zu dem Kupplungsdeckel in axialer Richtung weiter als die Haltefläche beabstandet ist. Der Bord kann insbesondere zu einer Längsachse des Zentrierbolzens in Umfangsrichtung umlaufend ausgestaltet sein, so dass der Zentrierbolzen im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgestaltet sein kann und in einer beliebigen zur Längsachse verdrehten Relativlage mit dem Kupplungsdeckel verbunden sein kann. Mit Hilfe des Bords können das Hebelelement und die Stützfeder verliersicher aufgenommen werden. Hierzu können das Hebelelement und die Stützfeder bei der Montage zunächst in den Kupplungsdeckel eingelegt werden bevor der Zentrierbolzen mit dem Kupplungsdeckel befestigt, insbesondere vernietet, wird. Nachdem der Haltehaken ausgebildet ist, ist die Haltefläche des Haltehakens näher zum Kupplungsdeckel als die Bordfläche des Zentrierbolzens positioniert, so dass im montierten Zustand die Stützfeder in axialer Richtung nur an dem Halteabsatz des Haltehakens und nicht an dem Bord des Zentrierbolzens abgestützt ist.
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Besonders bevorzugt ist die Bordfläche zu der Haltefläche um einen Abstand a in axialer Richtung beabstandet, wobei 0,05 mm ≤ a ≤ 0,50 mm, insbesondere 0,10 mm ≤ a ≤ 0,40 mm und vorzugsweise 0,20 mm ≤ a ≤ 0,30 mm gilt. Bei einem derartig gewählten Abstand kann sichergestellt sein, dass unter Berücksichtigung von Fertigungs- und Montagetoleranzen im montierten Zustand die Stützfeder an dem Haltehaken in axialer Richtung abgestützt ist und der axiale Bauraumbedarf der Deckelanordnung gering gehalten ist. Gleichzeitig kann der Bord dadurch eine im Betrieb gegebenenfalls auftretende Wellung der Stützfeder in axialer Richtung begrenzen, so dass eine unbeabsichtigte Verformung der Stützfeder und unnötige Lastspitzen im Material der Stützfeder vermieden werden können. Der Verschleiß der Stützfeder unter Last kann dadurch reduziert werden.
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Insbesondere ist der Zentrierbolzen zu dem Haltehaken in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, wobei insbesondere der Zentrierbolzen in Umfangsrichtung im Wesentlichen mittig zwischen zwei Haltehaken positioniert ist, wobei vorzugsweise der Abstand des Zentrierbolzens zu dem Haltehaken in Umfangsrichtung im Wesentlichen dem kleinsten Abstand in Umfangsrichtung zwischen zwei in Umfangsrichtung nachfolgenden Haltehaken entspricht. Beispielsweise sind neun oder zwölf Haltehaken und drei Zentrierbolzen vorgesehen. Der Zentrierbolzen und der Haltehaken können insbesondere auf einem im Wesentlichen gemeinsamen Radius angeordnet sein, wobei der Zentrierbolzen zu dem Haltehaken in radialer Richtung, insbesondere nach radial außen, versetzt sein kann, damit die Stützfeder und/oder das Hebelelement in radialer Richtung nur an dem Zentrierbolzen und nicht an dem Haltehaken aufsitzen. Wenn anstelle der Zentrierbolzen Haltehaken vorgesehen wären, können insbesondere die Haltehaken in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die Hebelfeder braucht dadurch nicht an die Positionierung der Haltehaken und der Zentrierbolzen besonders angepasst sein, so dass die Hebelfeder in mehreren verschiedenen Relativdrehlagen montiert werden kann, wodurch die Montage vereinfacht ist.
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Vorzugsweise ist der Haltehaken einstückig mit dem Kupplungsdeckel ausgestaltet, wobei der Haltehaken durch eine plastische Verformung aus einer Radialebene des Kupplungsdeckels hergestellt ist. Die Bauteileanzahl kann dadurch gering gehalten werden. Da die Stützfeder an dem Zentrierbolzen zentriert ist, kann das Umbiegen des Haltehakens mit einem geringeren Aufwand erfolgen, wodurch die Ausbildung des Haltehaken durch eine plastische Verformung eines Teils des Kupplungsdeckels während der Montage entsprechend einfacher und kostengünstiger erfolgen kann.
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Besonders bevorzugt ist die Stützfeder durch Stanzen und/oder Schweißen herstellbar. Durch die Zentrierung der Stützfeder an dem Zentrierbolzen kann die Stützfeder besonders einfach ausgeformt sein. Beispielsweise kann die Stützfeder frei von abstehenden Einhängzungen und/oder frei von abstehenden Zentrierzungen ausgebildet sein, so dass es möglich ist die Stützfeder besonders einfach und kostengünstig durch Stanzen und/oder Schweißen herzustellen.
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Insbesondere weist die Stützfeder radial abstehende Zentrierzungen zur rotatorischen Zentrierung an dem mindestens einen Zentrierbolzen auf. Ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Stützfeder relativ zum Kupplungsdeckel kann dadurch vermieden werden, so dass unnötige verschleißbehaftete Relativreibungen vermieden werden können.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Gegenplatte zum Einleiten eines von der Antriebswelle bereitgestellten Drehmoments, einer relativ zur Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer mit der Getriebeeingangswelle gekoppelten Kupplungsscheibe und einer mit der Gegenplatte verbundenen Deckelanordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Verlagern der Anpressplatte. Insbesondere kann das von einem Betätigungssystem verschwenkbare Hebelelement der Deckelanordnung an der Anpressplatte angreifen. Da der Zentrierbolzen der Deckelanordnung nicht nur das Hebelelement, sondern auch die Stützfeder zentriert, ist es nicht erforderlich, dass der Haltehaken die Stützfeder zentriert, wodurch eine für den Verschleiß der Stützfeder ungünstige Materialpaarung vermieden werden kann und die Ausbildung des Haltehakens während der Montage ohne größere Rücksichtnahme auf die Stützfeder einfacher erfolgen kann, so dass eine Reibungskupplung, insbesondere nach dem Hakenkupplung-Design, mit einer guten Verschleißfestigkeit und einer guten Montagefreundlichkeit ermöglicht ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Deckelanordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, bei dem der Kupplungsdeckel mit dem mindestens einen mit dem Kupplungsdeckel verbindbaren Zentrierbolzen bereitgestellt wird, nachfolgend das Hebelelement und die Stützfeder an dem mindestens einen mit dem Kupplungsdeckel verbundenen Zentrierbolzen zentriert werden und nachfolgend der mindestens eine Haltehaken, insbesondere durch eine plastische Verformung eines Teils des Kupplungsdeckels, bereitgestellt wird, wobei das Hebelelement und die Stützfeder zwischen dem Halteabsatz und dem Kupplungsdeckel angeordnet ist. Insbesondere können zunächst das Hebelelement und die Stützfeder in den Kupplungsdeckel eingelegt werden bevor der mindestens eine Zentrierbolzen mit dem Kupplungsdeckel, vorzugsweise durch Vernieten, verbunden wird und dadurch die Zentrierung des Hebelelements und der Stützfeder an dem Zentrierbolzen erfolgt. Da der Zentrierbolzen der Deckelanordnung nicht nur das Hebelelement, sondern auch die Stützfeder zentriert, ist es nicht erforderlich, dass der Haltehaken die Stützfeder zentriert, wodurch eine für den Verschleiß der Stützfeder ungünstige Materialpaarung vermieden werden kann und die Ausbildung des Haltehakens während der Montage ohne größere Rücksichtnahme auf die Stützfeder einfacher erfolgen kann, so dass eine Reibungskupplung, insbesondere nach dem Hakenkupplung-Design, mit einer guten Verschleißfestigkeit und einer guten Montagefreundlichkeit ermöglicht ist.
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Insbesondere werden während der Bereitstellung des Haltehakens das Hebelelement und die Stützfeder in Richtung des Kupplungsdeckels verlagert. Die Stützfeder und das Hebelelement können mit einem Werkzeug, beispielsweise ein Niederhalter, gegen den Kupplungsdeckel gedrückt werden, wobei das Werkzeug die hierbei von der Stützfeder und dem Hebelelement bereitgestellte Federkraft überwinden kann. Da die Stützfeder bereits an dem Zentrierbolzen zentriert ist, ist es nicht erforderlich, dass das Werkzeug hierbei die Stützfeder zentriert. Das Werkzeug kann dadurch einfacher und kostengünstiger ausgestaltet sein. Zusätzlich ist die Handhabung des Werkzeugs vereinfacht, so dass Montagefehler vermieden werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische perspektivische Ansicht einer Deckelanordnung,
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2: eine schematische Schnittansicht der Deckelanordnung aus 1,
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3: eine Schematische Detailansicht eines ersten Details der Deckelanordnung aus 2 und
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4: eine Schematische Detailansicht eines zweiten Details der Deckelanordnung aus 2.
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Die in 1 und 2 dargestellte Deckelanordnung 10 weist einen Kupplungsdeckel 12 auf, der direkt oder indirekt mit einer mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors gekoppelte Gegenplatte einer Reibungskupplung verbunden sein kann und einen Teil des Innenraums der Reibungskupplung abdeckt. An dem Kupplungsdeckel 12 ist beispielsweise über einen insbesondere als geschlossener Drahtring ausgestalteten Kippring 14 ein in der Art einer Tellerfeder ausgestaltetes Hebelelement 16 schwenkbar gelagert. Das Hebelelement 16 greift an einer Anpressplatte 18 an, die bei einem Schwenken des Hebelelements 16 um einen durch den Kippring 14 definierten in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt in axialer Richtung relativ zu der Gegenplatte verlagert werden kann, um eine mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelte Kupplungsscheibe reibschlüssig zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte 18 zu verpressen.
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Der Kupplungsdeckel 12 weist mehrere umgebogene Haltehaken 20 auf, welche das Hebelelement 16 hintergreifen. An dem Haltehaken 20 und dem Hebelelement 16 stützt sich eine Stützfeder 22 ab, die gegenüberliegend zum Kippring 14 das Hebelelement 16 in dem Schwenkpunkt als Gegenlager abstützt. Ferner sind mit dem Kupplungsdeckel 12 drei Zentrierbolzen 24 vernietet, an denen sowohl das Hebelelement 16 als auch die Stützfeder 22 radial zentriert sind.
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Wie in 3 dargestellt weist der Haltehaken 20 einen in radialer Richtung abstehenden Halteansatz 26 auf, der eine zum Kupplungsdeckel 12 in axialer Richtung weisende Haltefläche 28 aufweist, an der sich die Stützfeder 22 abstützt. Die Stützfeder 22 ist hierbei um eine Strecke s in radialer Richtung zu dem Haltehaken 20 beabstandet und kontaktiert den Haltehaken 20 ausschließlich in axialer Richtung im Bereich der Haltefläche 28.
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Wie in 4 dargestellt kann die Stützfeder 22 statt an dem Haltehaken 20 an dem Zentrierbolzen 24 in radialer Richtung abgestützt sein und den Zentrierbolzen 24 in radialer Richtung kontaktieren. Der Zentrierbolzen 24 weist einen abstehenden umlaufenden Bord 30 auf, der eine zum Kupplungsdeckel 12 weisende Bordfläche 32 ausbildet. Der Bord kann die Stützfeder 22 und das Hebelelement 16 nach der Vernietung mit dem Kupplungsdeckel 12 verliersicher zurückhalten und eine Wellung der Stützfeder 22 in axialer Richtung begrenzen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Deckelanordnung
- 12
- Kupplungsdeckel
- 14
- Kippring
- 16
- Hebelelement
- 18
- Anpressplatte
- 20
- Haltehaken
- 22
- Stützfeder
- 24
- Zentrierbolzen
- 26
- Halteansatz
- 28
- Haltefläche
- 30
- Bord
- 32
- Bordfläche
- s
- Strecke
