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Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem um eine Drehachse verdrehbaren Gehäuse, einer mit diesem fest verbundenen Gegendruckplatte mit einer Gegenreibfläche, einer gegenüber dieser mittels radial außen über den Umfang verteilt angeordneten Haltenocken und Blattfedern drehfest und axial verlagerbar angeordneten, mit einer zu der Gegenreibfläche komplementären Reibfläche ausgebildeten Anpressplatte sowie einem sich an dem Gehäuse abstützenden und zumindest einem Auflagenocken der Anpressplatte beaufschlagenden Hebelelement.
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Gattungsgemäße Reibungskupplungen sind seit langem aus dem Stand der Technik bekannt und werden millionenfach in Kraftfahrzeugen zur Trennung der Brennkraftmaschine von dem Getriebe eingesetzt. Hierbei wird eine Gegendruckplatte, beispielsweise ein mit der Kurbelwelle direkt verbundenes Schwungrad, eine Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads, eine zentrale Gegendruckplatte einer Doppelkupplung oder dergleichen mit einem Gehäuse verbunden und zwischen diesen eine Anpressplatte aus Guss aufgenommen, die mittels Blattfedern drehfest und axial verlagerbar an dem Gehäuse und/oder der Gegendruckplatte befestigt ist. Dabei weist die Anpressplatte eine Reibfläche und die Gegendruckplatte eine Gegenreibfläche auf, die einander zugewandt zwischen sich Reibbeläge einer Kupplungsscheibe aufnehmen, die mit einer Getriebeeingangswelle drehschlüssig verbunden ist. Bei axialer Verlagerung der Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatte kann dabei ein Reibschluss zwischen Anpressplatte und Gegendruckplatte einerseits und der Kupplungsscheibe andererseits ausgebildet und die Funktion der Reibungskupplung erzielt werden. Hierzu wird die Anpressplatte an einem ringförmigen oder mehreren, über den Umfang verteilten, ringsegmentförmigen Auflagenocken gegenüber dem Gehäuse mittels eines radial innen von einem Betätigungssystem beaufschlagbaren Hebelelements verspannt. Je nach Ausführung der Hebelgeometrie ist dabei die Anpressplatte im kraftfreien Zustand gegen die Gegendruckplatte mittels eines als Tellerfeder ausgebildeten Hebelelements verspannt, wodurch eine durch das Betätigungssystem zwangsweise geöffnete Reibungskupplung ausgebildet wird, oder im kraftfreien Zustand reibungsfrei gegenüber den Reibbelägen offen gehalten ist und eine durch Verspannung der Anpressplatte gegen die Gegendruckplatte mittels des durch das Betätigungssystem beaufschlagten Hebelelements Reibmoment aufgebaut und damit eine zwangsweise geschlossene Reibungskupplung ausgebildet wird. Je nach Kraftangriff des Betätigungssystems können diese Reibungskupplungen gezogen oder gedrückt, also aufgezogen oder aufgedrückt beziehungsweise zugedrückt oder zugezogen sein.
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Zur Kostenreduzierung werden dabei unter Anderem einteilige Anpressplatten aus Stahl hergestellt, die aus Blech mittels Umformverfahren hergestellt werden. Dabei wird der zumindest eine Auflagenocken in Form eines ringförmigen oder mehrerer, über den Umfang verteilter, ringsegmentförmiger Auflagenocken durch Umformungen und Anprägungen an der Anpressplatte hergestellt, indem beispielsweise am Außenumfang der Anpressplatte befindliche Materialanhäufungen nach radial innen umgelegt oder angeprägt werden. Dabei hat sich gezeigt, dass insbesondere bei kleinen Reibungskupplungen ungünstige Ziehverhältnisse, die Umformbarkeit des typischerweise verwendeten Stahls und dergleichen die Herstellbarkeit einer einteiligen Anpressplatte einschränken. Insbesondere bei erwünschten hohen Kupplungsübersetzungen beispielsweise bezüglich hoher Vorspannungen der Anpressplatte mit einem hohen übertragbaren Moment, die eine radiale Verlagerung der Auflagenocken gegenüber der Anlage des Hebelelements am Gehäuse nach innen erfordern, ist die Darstellung der Auflagenocken schwierig. Weiterhin können bei einem Topfen der Anpressplatte bei radial weit außen durch das Hebelelement beaufschlagter Anpressplatte Änderungen des Betriebspunkts auftreten, die zu einem Komfortverlust führen können.
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Stahlanpressplatten, wie sie in den 1 und 2 dargestellt sind, werden als bekannt angesehen. Die in 1 dargestellte Anpressplatte besteht aus einem einzigen Stanzteil. Nockenringabschnitte werden durch einen Umformschritt von außen aufgestellt. Durch einen zusätzlichen Kragen im Innenbereich erhält die Anpressplatte zusätzliche Steifigkeit. Die Anpressplatte in 2 besteht aus zwei Teilen. Der Teil der die Reibfläche bildet ist ein eben ausgestanzter Ring. Auf diesen Ring wird ein Nockenring aufgeschweißt.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Weiterbildung einer Reibungskupplung zur kostengünstigen Herstellung bei erweitertem Einsatzbereich insbesondere für das Niederpreissegment.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Reibungskupplung gemäß Patentanspruch 1. Da die Anpressplatte und/oder die Gegendruckplatte nicht aus einer Blechplatine ausgestanzt wird, sondern aus einem Blechstreifen gewickelt wird, dessen Enden miteinander verbunden werden, können Stanzabfälle vermieden werden, wodurch Kostenvorteile erzielbar sind.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind im Unteranspruch sowie in der beigefügten Beschreibung dargelegt. Kombinationen einzelner Merkmale dieser Ausführungsbeispiele ergeben weitere, bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 eine einteilige Anpressplatte aus Stahl,
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2 eine zweiteilige Anpressplatte aus Stahl,
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3 einen Schnitt durch eine Reibungskupplung mit zweiteiliger aus Stahl hergestellter Anpressplatte, und
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4 einen Stahlring der Anpressplatte, nachdem ein Blechstreifen zu einem Ring gewickelt worden ist und seine Enden miteinander verschweißt worden sind.
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3 zeigt die um die Drehachse 2 verdrehbare Reibungskupplung 1 im Schnitt. Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt die als Schwungrad 3 ausgebildete, direkt auf der Kurbelwelle 4 aufgenommene Gegendruckplatte 5 mit der Gegenreibfläche 6 mit dem Gehäuse 7 und der drehfest und axial mittels der Blattfedern 8 an dem Gehäuse 7 aufgenommenen Anpressplatte 9 mit der Reibfläche 10. Das Gehäuse 7 ist mit dem Schwungrad 3 mittels der Niete 11 verbunden. Die Blattfedern 8 sind mittels der Niete 12 an den Haltenocken 13 der Anpressplatte 9 und mittels der Niete 14 mit dem Gehäuse 7 verbunden und spannen die Anpressplatte 9 axial gegenüber dem als Tellerfeder 15 ausgebildeten Hebelelement 16 vor. Die Tellerfeder 15 stützt sich an den aus dem Gehäuse 7 ausgestellten und über den Umfang verteilten Haken 17 an dem Gehäuse 7 ab und wälzt auf dem Gehäuse 7 ab. Die Anpressplatte 9 wird von der Tellerfeder 15 radial außerhalb der Lagerung in Form der Haken 17 axial mittels des Nockenrings 18 gegen die Gegendruckplatte verspannt, wobei zwischen Reibfläche 10 und Gegenreibfläche 6 die Reibbeläge 19 der Kupplungsscheibe 20, die mit der Getriebeeingangswelle 21 drehschlüssig verbunden ist, verspannt werden und einen Reibeingriff mit diesen ausbilden. Durch die Ausbildung eines zweiarmigen Hebels des Hebelelements 16 wie Tellerfeder 15 ist die Reibungskupplung 1 zwangsweise geschlossen und wird durch axiale Beaufschlagung der Tellerfeder 15 an deren Innenumfang geöffnet.
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Zur kostengünstigen Ausbildung der Anpressplatte 9 ist diese aus Stahl zweiteilig aus dem Stahlring 22 und dem Nockenring 18 gefertigt. Um die Kupplungsübersetzung erhöhen zu können, ist der Nockenring 18 mit mehreren, über den Umfang verteilten, von der Anpressplatte 9 getrennten Auflagenocken 23 mit den mit der Tellerfeder 15 in Kontakt tretenden Auflageflächen versehen. Durch die getrennte Ausbildung von Auflagenocken 23 und Anpressplatte 9 können – im Gegensatz zu einteiligen, durch infolge kritischer Ziehverhältnisse und unzureichender Umformbarkeit von Standardmaterial wie DD12 begrenzter Herstellfähigkeit eingeschränkten Anpressplatten – Verhältnisse zwischen dem Außendurchmesser DR der Reibfläche 10 und dem mittleren Durchmesser DA der Auflagenocken 23 an der Kontaktfläche zu der Tellerfeder 15 größer gleich 1,08 bis 1,1 vorgesehen werden. Dies entspricht beispielsweise bei einem Außendurchmesser DR von 180mm einem Durchmesser DA von 164mm. Im Weiteren können durch die getrennte Ausbildung von Anpressplatte und Nockenring 18 die Gestaltung der Auflagenocken 23 nahezu beliebig und damit bevorzugt in axiale Richtung ausgebildet werden, so dass ein Axialabstand A zwischen der Reibfläche 10 und der Auflagefläche 24 vergleichsweise groß ausgelegt werden kann. Beispielsweise kann ein Verhältnis des Axialabstands A zu dem Außendurchmesser DR größer 0,1 betragen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Nockenring 18 gegenüber dem Stahlring 22 zentriert und axial schwimmend aufgenommen. Hierzu sind aus dem Stahlring 22 bevorzugt werkzeugfallend über den Umfang verteilte Öffnungen 25 ausgenommen, in die komplementär zu diesen am Nockenring 18 vorgesehene Mitnahmenocken 26 axial eingreifen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 25 durchgestellt und durchgreifen diese vollständig. Zur Stabilisierung des Stahlrings 22 weist dieser an dessen Innenumfang die ringförmige Anprägung 27 in Form eines axial in abgewandte Richtung der Reibfläche 10 erstreckten Ansatzes auf.
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Der in 4 dargestellte Stahlring 22 bildet im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Teil der Anpressplatte 9 und weist einen zu einem Ring gewickelten Blechstreifen, dessen Enden miteinander verbunden sind, insbesondere aneinanderstoßend verschweißt sind, auf.
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Im Zuge der Herstellung der Anpressplatte 9 kann der Stahlring 22 nach dem Verschweißen weiter bearbeitet werden. Vorzugsweise können mittels eines Stanz-, Präge oder Kalibrierschritts überschüssiges Material und/oder Wellungen, die während der Wicklung des Blechstreifens 28 entstanden sind, entfernt werden. Beispielsweise können die Haltenocken 13 für die Blattfedernanbindung und/oder die Öffnungen 25 für den Nockenring 18 werkzugfallend ausgebildet werden. Weiterhin können Öffnungen zur Aufnahme der Niete 12 zur Anbindung der Blattfedern 8 über den Umfang verteilt ausgebildet werden. Ebenso können, insbesondere im Bereich der Haltenocken 13, Öffnungen für die Niete 12 zur Vernietung der Blattfedern 8, beispielsweise werkzeugfallend oder bohrend, eingebracht werden. Auch einer weitere Umformung des Innenbereichs, beispielsweise zur Herstellung der Anprägung 27, und/oder des Außenbereichs des geschweißten Stahlrings 22 ist möglich. Insbesondere kann der geschweißte Stahlring 22 als Halbzeug zu einer in 1 dargestellten einteiligen Anpressplatte 9 oder einer in 2 dargestellten zweiteiligen Anpressplatte 9 weiter verarbeitet werden.
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Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, die Anpressplatte 9 nicht zweiteilig, sondern einteilig auszubilden. Hierzu kann der Blechstreifen 28 bereits vor der Wicklung und Verschweißung mit einem Nockenringabschnitt versehen sein. Auch ist es möglich, dass der Blechstreifen nach der Wicklung, und nachdem seine Enden miteinander verbunden worden sind, mit einem Nockenringabschnitt oder einzelnen Teilabschnitten dieses Nockenringabschnitts im Bereich des Nockenrings 18 des dargestellten Ausführungsbeispiels, vorzugsweise werkzeugfallend, versehen wird. Dieser Nockenringabschnitt oder einzelne Teilabschnitte dieses Nockenringabschnitts können beispielsweise auch im Außenumfang des Stahlrings 22, vorzugsweise werkzeugfallen, ausgebildet werden.
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Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass die Gegendruckplatte 5 der Reibungskupplung 1 zumindest einen zu einem Ring gewickelten Blechstreifen, dessen Enden miteinander verbunden sind, insbesondere aneinanderstoßend verschweißt sind, aufweist. Ebenso ist es möglich, dass die Zwischendruckplatte einer Mehrscheibenkupplung einen zu einem Ring gewickelten Blechstreifen, dessen Enden miteinander verbunden sind, insbesondere aneinanderstoßend verschweißt sind, aufweist. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Zentralplatte einer Doppelkupplung im 3-Platten-Design einen zu einem Ring gewickelten Blechstreifen, dessen Enden miteinander verbunden sind, insbesondere aneinanderstoßend verschweißt sind, aufweist. Auch diese Ringe können nach dem Verschweißen weiter, vorzugsweise werkzeugfallend und/oder zerspanend, bearbeitet werden, wie dies zuvor am Beispiel der Anpressplatte 9 erläutert worden ist.
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Die vorangegangen Ausführungsbeispiele betreffen eine Reibungskupplung 1 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem um eine Drehachse 2 verdrehbaren Gehäuse 7, einer mit diesem fest verbundenen Gegendruckplatte 5 mit einer Gegenreibfläche 6, einer gegenüber dieser mittels Blattfedern 8 drehfest und axial verlagerbar angeordneten, mit einer zu der Gegenreibfläche 6 komplementären Reibfläche 10 ausgebildeten Anpressplatte 9 sowie einem sich an dem Gehäuse 7 abstützenden und zumindest einem Auflagenocken 23 der Anpressplatte 9 beaufschlagenden Hebelelement 16, wobei die die Gegendruckplatte 5 und/oder Anpressplatte 9 zumindest einen zu einem Ring gewickelten Blechstreifen, dessen Enden miteinander verbunden sind, aufweist. Ebenso betreffen die vorangegangenen Ausführungsbeispiele eine Mehrscheibenkupplung, deren Zwischendruckplatte entsprechend ausgebildet ist, sowie eine Doppelkupplung im 3-Platten-Design, deren Zentralplatte entsprechend ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Drehachse
- 3
- Schwungrad
- 4
- Kurbelwelle
- 5
- Gegendruckplatte
- 6
- Gegenreibfläche
- 7
- Gehäuse
- 8
- Blattfeder
- 9
- Anpressplatte
- 10
- Reibfläche
- 11
- Niet
- 12
- Niet
- 13
- Haltenocken
- 14
- Niet
- 15
- Tellerfeder
- 16
- Hebelelement
- 17
- Haken
- 18
- Nockenring
- 19
- Reibbelag
- 20
- Kupplungsscheibe
- 21
- Getriebeeingangswelle
- 22
- Stahlring
- 23
- Auflagenocken
- 24
- Auflagefläche
- 25
- Öffnung
- 26
- Mitnahmenocken
- 27
- Anprägung
- 28
- Blechstreifen
- 29
- Ende
- 30
- Ende
- A
- Axialabstand
- DA
- Durchmesser
- DR
- Außendurchmesser
