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Die Erfindung betrifft eine Kupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer auf eine Kupplungsscheibe zu bewegbaren Anpressplatte zum Übertragen von Drehmoment, mit einem gehäusefesten Bauteil, wie einem integralen Gehäuseabschnitt oder einem Deckel, wobei zwischen der Anpressplatte und dem gehäusefesten Bauteil eine die Zufahrbewegung der Anpressplatte auf die Kupplungsscheibe dämpfende/bremsende Dämpfungseinrichtung vorhanden ist. Die Kupplungsscheibe kann einen Reibbelag oder zwei bzw. mehr Reibbeläge besitzen.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der Patentschrift
DE 197 46 281 B4 bekannt. Diese offenbart eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Druckplatte, die drehfest jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, wobei zwischen dem Gehäuse und der Druckplatte wenigstens eine Anpressfeder wirksam ist, die die Druckplatte in Richtung einer zwischen dieser und einer mit dem Gehäuse verbindbaren Gegendruckplatte einklemmbaren Kupplungsscheibe beaufschlagt.
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Auch die deutsche Patentschrift
DE 196 47 974 B4 ist auf diesem Gebiet der Technik anzusiedeln. Sie offenbart eine Reibungskupplung mit einem Gehäuse, einer an diesem verschwenkbar gelagerten Tellerfeder, welche eine mit dem Gehäuse drehfest verbundene Druckplatte beaufschlagt, wobei die Tellerfeder einen äußeren ringförmigen Grundkörper aufweist, von dem radial nach innen gerichtete Zungen ausgehen, die durch Schlitze voneinander getrennt sind.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2009 051 722 A1 ist eine Reibungskupplung mit einer Nachstelleinrichtung bekannt. Sie offenbart eine zwangsweise von einer Betätigungseinrichtung geschlossene Reibungskupplung mit einer Nachstelleinrichtung. Um ein unbeabsichtigtes Verstellen eines Verstellrings zu verhindern, wird vorgeschlagen, den radial äußeren Hebelarm gegenüber dem Verstellring vorzuspannen.
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Weiterhin beschreibt die
WO2013/091598 A1 eine Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Anpressplatte, die drehfest jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, einer Tellerfeder, die zwischen dem Gehäuse und der Anpressplatte wirksam ist und einer Dämpfungseinrichtung mit mindestens einem Reibelement, das auf wenigstens Axialschwingungen der Anpressplatte und/oder der Tellerfeder dämpfend einwirkt.
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Somit sind aus dem Stand der Technik schon Vorrichtungen bekannt, die eine Kupplung derart beeinflussen, dass Rattergeräusche gedämpft werden, Rupfen vermindert wird und sogenannte Eek-Geräusche verringert werden.
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Die Nachteile des in diesen Druckschriften offenbarten Standes der Technik liegen darin, dass jene Rattergeräusche, Rupfen und Eek-Geräusche, nachfolgend mit NVH-(Noise, Vibration, Harshness-)Effekte bezeichnet, (überwiegend oder ausschließlich) mittels Reibung unterdrückt werden. Die Reibung bewirkt jedoch, dass das Trennverhalten einer Reibungskupplung deutlich verschlechtert wird.
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Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben, und insbesondere eine Vorrichtung zu offenbaren, die die Kupplung derart dämpft, dass die unerwünschten NVH-Effekte vermieden werden, ohne Einbußungen hinsichtlich des Trennverhaltens der Kupplung hinzunehmen.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dämpfungseinrichtung so angeordnet und ausgebildet ist, dass die Wegfahrbewegung der Anpressplatte von der Kupplungsscheibe weg durch die Dämpfungseinrichtung unterstützt ist. Auf diese Weise findet keine Dämpfung beim Trennen der Kupplung statt. Eine unerwünschte Reibung wird somit vermieden und das Trennen der Anpressscheibe von der Kupplungsscheibe sogar unterstützt. Dies wirkt sich positiv auf die Effizienz der erfindungsgemäßen Kupplung aus.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn die Dämpfungseinrichtung ein Reibblech aufweist und/oder als Reibblech ausgebildet ist. Jenes Reibblech weist zum einen hinsichtlich seiner Steifheit Eigenschaften auf, die sich zum Dämpfen eignen, zum anderen ist das Reibblech kostengünstig herstellbar. Die Herstellungskosten reduzieren sich bei einem gleichbleibend gutem Betriebsverhalten.
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Sobald das Reibblech derart an der Anpressplatte anliegt, dass zwischen einer axial verlaufenden Mantelfläche der Anpressplatte und dem Reibblech ein Aufsetzwinkel von größer 0° und kleiner 90° anliegt, der gezielt einstellbar ist, ist die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung dazu besonders gut in der Lage, sowohl ihre Dämpfungseigenschaften bei der Zufahrbewegung, als auch die unterstützende Wirkung bei der Wegfahrbewegung optimal zu entfalten. Vorzugsweise liegt jener Winkel ungefähr zwischen 15° und 75°, beispielsweise 30°, 45° oder 60°. Diese weite Spanne zieht eine hohe Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach sich.
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Weiterhin umfasst die Erfindung einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit, einer erfindungsgemäßen Kupplung, einem Getriebe und einer Abtriebseinheit, wobei die Kupplung je nach Betriebszustand dämpfenden oder unterstützenden Einfluss auf die Antriebsplatte nimmt.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Dämpfungseinrichtung eine Feder besitzt oder durch sie gebildet ist. Diese Feder, bspw. als blechgefertigte Blattfeder ausgeformt, weist eine solche Kennlinie auf, dass sowohl die Dämpfung bei der Zufahrbewegung, als auch die Unterstützung bei der Wegfahrbewegung solche Werte annehmen, dass die unerwünschten NVH-Effekte gänzlich vermieden werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Feder an dem gehäusefesten Bauteil angebunden ist. Auf diese Weise ist die Feder derart in der Kupplung angebunden, dass sie sämtliche Kräfte ohne Probleme aufnehmen und weitergeben kann. Dies zieht eine robuste Anordnung nach sich.
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Dadurch, dass die Feder quer zur Richtung der Zufahr- und/oder Wegfahrbewegung ausgerichtet ist, ergeben sich hohe Reibwerte bei der Zufahrbewegung und/oder eine hohe Normalkraft bei der Wegfahrbewegung. Dies erhöht die Effizient der erfindungsgemäßen Kupplung.
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Auch ist es von Vorteil, wenn die Kraft, die die Dämpfungseinrichtung auf die Anpressplatte ausübt, abhängig von der (jeweiligen) Axialposition der Anpressplatte ist. Somit können hohe Vibrationskräfte, die die Anpressplatte bei unbetätigter Kraft von Seiten eines Federelements, wie einer Tellerfeder, in Richtung der Kupplungsscheibe drängen, auch von der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung kompensiert werden.
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Sobald die Dämpfungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie eine Keilwirkung entfaltet, ergeben sich weiter Vorteile. Daraus, dass die Breite des Keils, also der Abschnitt der Dämpfungseinrichtung, der mit dem gehäusefesten Bauteil verbunden ist, kleiner ist, als die schräge, federnde/dämpfende Fläche des Keils, ergibt sich, dass die Normalkraft des Keils größer ist als die auf den Keil wirkende Kraft. Somit ist eine die Keilwirkung ausnutzende Dämpfungseinrichtung dafür geeignet, die Dämpfung der Anpressplatte vorzunehmen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass die Anpressplatte und die Dämpfungseinrichtung so zueinander ausgerichtet und/oder beabstandet sind, dass die Anpressplatte auf einer Keilfläche der Dämpfungseinrichtung diese verbiegend und an ihr entlangreibend während der Zufahrbewegung und/oder der Wegfahrbewegung einwirkt.
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Daraus, dass die Dämpfungseinrichtung eine asymmetrische Dämpfung hervorruft, ergeben sich weitere Vorteile. Mit einer asymmetrischen Dämpfung sei hierbei der Effekt bezeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung bei der Zufahrbewegung komplett andere Kräfte (insbesondere in puncto Größe und/oder Richtung) auf die Anpressplatte auswirkt als bei der Wegfahrbewegung.
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In anderen Worten kann gesagt werden, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Möglichkeit offenbart, bei Travel Adjusted Clutches (TACs) und anderen wegnachstellenden Systemen die Folgen unerwünschter Vibrationen zu verhindern, ohne gleichzeitig das Trennverhalten einer Reibungskupplung zu verschlechtern.
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So offenbart diese Anmeldung eine Dämpfung der Anpressplattenschwingung zur Verbesserung des NVH-Verhaltens. Mittels eines vorgespannten Reibblechs, das sich unter einem vorgegebenen Winkel an der Anpressplatte abstützt, ist es erfindungsgemäß möglich, eine Keilwirkung zu nutzen, die eine asymmetrische Dämpfung der Anpressplattenschwingung und eine Beeinflussung des Eigenfrequenzverhaltens der Kupplung bewirkt.
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Beim Öffnen der Kupplung/bei der Wegfahrbewegung der Anpressplatte wirkt die axiale Komponente einer Vorspannkraft der Dämpfungseinrichtung in Richtung der Federkraft, die von der Dämpfungseinrichtung aufgebracht wird, und unterstützt die Abhubbewegung und somit das Trennen der Kupplung. Aufgrund des Anstellwinkels/der Keilwirkung entsteht beim Öffnen der Kupplung keine zusätzliche Reibung, die die das Trennverhalten negativ beeinflussen könnte.
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Beim Schließen der Kupplung/bei der Zufahrbewegung der Anpressplatte hingegen muss das vorgespannte Reibblech aktiv gegen die Vorspannkraft der Dämpfungseinrichtung bewegt werden, was zusätzlich Reibung nach sich zieht. Diese Reibung unterdrückt die Nachteile der NVH-Effekte. Es sei weiterhin erwähnt, dass die zusätzliche Reibung, die von der Dämpfungseinrichtung hervorgerufen wird, von Seiten eines Federelements, das für die Betätigung der Kupplung zuständig ist, wie eine Tellerfeder oder eine Hebelfeder, leicht aufbringbar ist. Somit wirkt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung keineswegs negativ auf den Kraftschluss einer Reibungskupplung aus.
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Bei einer Axialanregung der Anpressplatte bei geöffneter Kupplung wird eine asymmetrische Dämpfung bewirkt, da beim Schwingen nach unten gegen die Vorspannkraft gearbeitet werden muss. Die dabei entstehende Reibung dämpft das Schwingen/die Vibrationen. Beim Zurückschwingen der Anpressplatte wird aufgrund der Keilwirkung nahezu keine Reibung erzeugt. Dafür wird bei jenem Prozess die Rückzugskraft der Dämpfungseinrichtung durch die Vorspannung und die Keilwirkung verstärkt.
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Die Erfindung wird nachfolgend mittels Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplung;
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2 eine Detailansicht des Bereiches II aus 1 erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung mit einigen eingezeichneten wichtigen Kräften;
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3 die Kupplung im geöffneten Zustand;
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4 die Kupplung im geöffneten Zustand, wobei eine Anpressplatte schwingt; und
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5 ein Schemabild der wirkenden Federkräfte.
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Die Figuren sind teilweise schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
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1 zeigt eine Kupplung 1 eines Antriebsstrangs in einem geschlossenen Zustand. Eine Kupplungsscheibe 2 stellt einen Kraftschluss zwischen einer Anpressplatte 3 und einer Druckplatte her. An einem gehäusefesten Bauteil 4 ist eine Dämpfungseinrichtung 5 angeordnet.
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Der Kraftschluss zwischen der Kupplungsscheibe 2 und der Anpressplatte 3 wird durch die Federkraft einer Tellerfeder 6 hervorgerufen. Diese ist in der vorliegenden Ausführung ebenfalls mit dem gehäusefesten Bauteil 4, das als Deckel 7 ausgeführt ist, verbunden.
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Der mit II gekennzeichnete Bereich in 1 verdeutlicht, welcher Ausschnitt in 2 vergrößert dargestellt ist.
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2 verdeutlicht, dass die Dämpfungseinrichtung 5 als hakenartig abgewinkelt ausgestaltetes Reibblech 8 ausgeführt ist. Das Reibblech schließt durch die hakenartige Abwinkelung einen spitzen Winkel, insbesondere einen Winkel kleiner 90° und größer 5° ein, beispielsweise 45°, 50 ° oder 60°. Dieses Reibblech 8 hat einen Anlageabschnitt 9, der dazu vorbereitet ist, starr mit dem gehäusefesten Bauteil 4 verbunden zu sein. Ein Dämpfabschnitt 10 des Reibblechs 8 hat elastische Eigenschaften und bringt eine Vorspannkraft FV in entgegengesetzter Wirkrichtung zur Tellerfeder 6 auf. Die Vorspannkraft FV ist in 1 mit einem eigenen Pfeil gekennzeichnet.
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Das Reibblech 8 steht mit der Anpressplatte 3 in einem Punktkontakt. Dieser wird durch einen Aufsetzwinkel 11 definiert. Der Aufsetzwinkel 11 ist definiert durch den Winkel zwischen dem Dämpfabschnitt 11 des Reibblechs 8 und einer axial verlaufenden Mantelfläche 12 der Anpressplatte 3.
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An dem Punktkontakt zwischen dem Reibblech 8 und der Anpressplatte 3 kann die Vorspannkraft FV in eine axiale Komponente FV,a und eine radiale Komponente FV,r aufgeteilt werden. Die resultierende Kraft, die das Reibblech 8 in axialer Richtung wirkt, ist mit FB (= FBlattfeder) ausgewiesen.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Kupplung 1 im geöffneten Zustand. Zwischen der Anpressplatte 3 und der Kupplungsscheibe 2 ist ein Spalt 13 vorhanden, wodurch kein Kraftschluss der Komponenten entstehen kann. Die Tellerfeder 6 ist dementsprechend in einer solchen Stellung, in der sie keine Axialkraft in Richtung der Kupplungsscheibe 2 ausübt. Das Reibblech 8 ist erfindungsgemäß so angeordnet, dass es in der geöffneten Stellung der Kupplung keine Reibkraft auf die Anpressplatte 3 ausübt. Das Trennverhalten der Kupplung wird demnach nicht negativ beeinflusst.
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4 zeigt weiterhin den geöffneten Zustand der erfindungsgemäßen Kupplung 1. Im Gegensatz zur vorherigen 3 treten hier solche (Vibrations-)Kräfte auf, dass die Anpressplatte 3 trotz der geöffneten Stellung der Tellerfeder 6 in Richtung der Kupplungsscheibe 2 bewegt wird. Diese wirkende Kraft ist mit dem Pfeil P visualisiert. Mithilfe der erfindungsgemäßen Dämpfungseinheit 5/Reibblech 8 wirkt der Anpressplatte 3 in einem solchen Fall die Vorspannkraft FV derart entgegen, dass in einem geöffneten Zustand kein unerwünschter Kontakt zwischen der Anpressplatte 3 und der Kupplungsscheibe 2 zustande kommt. Der Spalt 13 ist weiterhin vorhanden.
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In 5 ist eine schematische Darstellung der wirkenden Federkräfte sichtbar. An dem schematisch dargestellten gehäusefesten Bauteil 4 ist über eine erste Feder, die Tellerfeder 6, die Anpressplatte 3 angeordnet. Erfindungsgemäße wird nun mittels des Dämpfabschnitts 10 eine zusätzliche Reibung zwischen der Anpressplatte und dem Reibblech 8 hervorgerufen. Hierbei ist eine Keilwirkung realisiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplung
- 2
- Kupplungsscheibe
- 3
- Anpressplatte
- 4
- Gehäusefestes Bauteil
- 5
- Dämpfungseinrichtung
- 6
- Tellerfeder
- 7
- Deckel
- 8
- Reibblech
- 9
- Anlageabschnitt
- 10
- Dämpfungsabschnitt
- 11
- Aufsatzwinkel
- 12
- Axial verlaufende Mantelfläche
- 13
- Spalt
- FV
- Vorspannkraft
- FV,a
- axiale Vorspannkraft
- FV,r
- radiale Vorspannkraft
- FR
- Reibblechkraft
- P
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19746281 B4 [0002]
- DE 19647974 B4 [0003]
- DE 102009051722 A1 [0004]
- WO 2013/091598 A1 [0005]
