DE102016125101A1

DE102016125101A1 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102016125101A1
Application number: DE102016125101.1A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ahnert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung (1), mit einem Kupplungsgehäuse (5), in dem ein auf eine axial verlagerbare Kupplungsdruckplatte (3) wirkendes erstes Federelement (6) gelagert ist, welches an dem Kupplungsgehäuse (5) von einem Koppelelement (8) gehalten wird und sich verkippbar mit einer dem Kupplungsgehäuse (5) zugewandten ersten Oberfläche (10) auf einem ersten Abstützradius (r1) bezüglich einer Kupplungsdrehachse (16) direkt oder indirekt an dem Kupplungsgehäuse (5) abstützt und mit einer der Kupplungsdruckplatte (3) zugewandten zweiten Oberfläche (12) auf einem zweiten Abstützradius (r2) bezüglich der Kupplungsdrehachse (16) direkt oder indirekt an einem ersten axialen Anschlag (13) des Koppelements (8) abstützt, und mit einem zweiten Federelement (7), welches als Stützelement mit dem Koppelelement (8) zur verkippbaren Lagerung des ersten Federelements (6) zusammenwirkt. Hierbei ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Federelement (7) außerhalb des Kupplungsgehäuses (5) zwischen einem zweiten axialen Anschlag (15) des Koppelelements (8) und dem Kupplungsgehäuse (5) angeordnet ist, und dass der zweite Abstützradius (r2) zur Abstützung des ersten Federelements (6) an dem ersten axialen Anschlag (13) des Koppelelements (8) ungleich zu dem ersten Abstützradius (r1) zur Abstützung des ersten Federelements (6) an dem Kupplungsgehäuse (5) ist, und dass das erste Federelement (6) an der Kupplungsdruckplatte (3) auf einem Betätigungsradius (r0) bezüglich der Kupplungsdrehachse (16) angreift, welcher radial außerhalb des ersten Abstützradius (r1) und radial außerhalb des zweiten Abstützradius (r2) des ersten Federelements (6) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einem Kupplungsgehäuse, in dem ein auf eine axial verlagerbare Kupplungsdruckplatte wirkendes erstes Federelement gelagert ist, welches an dem Kupplungsgehäuse von einem Koppelelement gehalten wird und sich verkippbar mit einer dem Kupplungsgehäuse zugewandten ersten Oberfläche auf einem ersten Abstützradius bezüglich einer Kupplungsdrehachse direkt oder indirekt an dem Kupplungsgehäuse abstützt, und welches sich mit einer der Kupplungsdruckplatte zugewandten zweiten Oberfläche auf einem zweiten Abstützradius bezüglich der Kupplungsdrehachse direkt oder indirekt an einem ersten axialen Anschlag des Koppelements abstützt, und mit einem zweiten Federelement, welches als Stützelement mit dem Koppelelement zur verkippbaren Lagerung des ersten Federelements zusammenwirkt.
Reibungskupplungen, welche beispielsweise in Kraftfahrzeugantriebssträngen zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Antriebsmotors mit einer Getriebeeingangswelle eines Fahrzeuggetriebes verbaut werden, unterliegen bekanntermaßen über ihre Gebrauchsdauer einem betriebsbedingten Verschleiß. Daher werden axial verlagerbare Kupplungsdruckplatten, welche in derartigen Kupplungen durch ein Federelement Kupplungsscheiben zur Drehmomentübertragung reibschlüssig verpressen können, häufig mit Verschleißnachstelleinrichtungen versehen, um eine bestimmte Kupplungscharakteristik, also im Wesentlichen eine Stellkraft-Stellweg-Kennlinie, über die Gebrauchsdauer zumindest annähernd konstant zu gewährleisten. Derartige Verschleißnachstelleinrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Bereits bekannt und vom Kostenaufwand sowie Bauraumbedarf vergleichsweise günstig sind Zusatzfederelemente, die ein Betätigungsfederelement einer Reibungskupplung stützen, um Kupplungsverschleiß auszugleichen. Dadurch soll sich, beispielsweise im Falle einer unbetätigt eingerückten Kupplung, die Ausrückkraft über einen relativ großen Verschleißbereich nicht vermindern.
Eine derartige Reibungskupplung ist aus der DE 10 2007 053 724 A1 bekannt. Bei der bekannten Reibungskupplung ist in einem Kupplungsgehäuse eine auf eine Anpressplatte wirkende Membranfeder angeordnet. Die Membranfeder wird am Kupplungsgehäuse von einem Halteelement gehalten. Dabei ist zwischen einem axialen Anschlag des Haltelements sowie der Membranfeder, also an einer zu der Kupplungsdruckplatte zugewandten Innenseite des Kupplungsgehäuses, und/oder zwischen einem axialen Anschlag des Haltelements und dem Kupplungsgehäuse, also an einer von einer Kupplungsdruckplatte abgewandten Außenseite eines Kupplungsgehäuses, ein zusätzliches Federelement angeordnet. Dieses zusätzliche Federelement kann zwischen den beiden Bauteilen eine axiale Kraft ausüben, um einen betriebsbedingten Verschleiß zu kompensieren. Das zusätzliche Federelement ist als ein Drahtring ausgebildet, der so gebogen ist, dass er über seinen Umfang Abschnitte mit zwei alternierenden Radien in Bezug zur Drehachse der Kupplung aufweist.
Die WO 2015/165 460 A2 zeigt eine Reibungskupplung mit einer innerhalb eines Kupplungsdeckels gelagerten Tellerfeder zum Verlagern einer Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und einer Gegenplatte, bei der sich die Tellerfeder an einem Ende, um einen Ring verschwenkbar, gegenüber dem Kupplungsdeckel abstützt, und mit einer Servofeder zur Reduzierung der zum Verlagern der Anpressplatte erforderlichen Betätigungskraft bei Reibbelagverschleiß. Die Servofeder ist als ein ringförmiges Gitter ausgebildet, welches den Kupplungsdeckel axial durchgreift und sich einerseits an einer von der Tellerfeder wegweisenden Außenseite eines Kupplungsdeckels abstützt. Andererseits bietet die Servofeder innerhalb des Kupplungsdeckels einen ersten Anschlag an einer von dem Kupplungsdeckel weg weisenden ersten Axialseite der Tellerfeder zum Ausgleich des Reibbelagverschleißes, sowie einen axial gegenüberliegenden zweiten Anschlag an einer zu dem Kupplungsdeckel hin weisenden zweiten Axialseite der Tellerfeder im geöffneten Kupplungszustand. Die Tellerfeder greift an einem Anpressplattennocken der Anpressplatte bezüglich einer Kupplungsdrehachse radial zwischen dem radial äußeren Schwenkpunkt der Tellerfeder am Kupplungsdeckel und den radial inneren Anschlägen der Tellerfeder an.
DE 10 2013 209 993 A1 zeigt eine zu der WO 2015/165 460 A2 ähnlich aufgebaute Reibungskupplung, bei der sich eine Servofeder an einer, einer Tellerfeder und einer Anpressplatte zugewandten Innenseite eines Kupplungsdeckels oder an einer der Tellerfeder und der Anpressplatte abgewandten Außenseite eines Kupplungsdeckels abstützt. Im Falle der außen angeordneten Servofeder weist diese einen durch den Kupplungsdeckel und die Tellerfeder axial hindurch geführten Federarm auf, welcher mit einem Drahtring verbunden ist, um sich an der Anpressplattenseite der Tellerfeder abzustützen. Der Betätigungsradius bezüglich der Kupplungsdrehachse, auf dem die Tellerfeder an der Anpressplatte zu deren axialen Verlagerung angreift, liegt radial zwischen einem äußeren Schwenkpunkt der Tellerfeder am Kupplungsdeckel und einer radial weiter innen gelegenen Halterung der Tellerfeder.
Bei den bekannten Anordnungen erzeugt das zusätzliche Federelement, welches zum Ausgleich von Kupplungsverschleiß wirksam ist, kein gezieltes und kein signifikantes Moment auf das Federelement, welches die Kupplungsdruckplatte durch Federkraft axial beaufschlagt und verlagert. Das zusätzliche Federelement wird somit insbesondere zur Erzeugung der Anpresskraft der Kupplung eher nicht genutzt. Da der Bauraum für die Kupplung und damit die Dimensionierung der Kupplungsbauteile meistens begrenzt ist, wirkt sich dies auch auf eine erreichbare Kupplungscharakteristik und einen nutzbaren Verschleißbereich derartiger Kupplungen ungünstig aus. Anordnungen mit innerhalb des Kupplungsgehäuses positionierten Zusatzfedern sind zudem konstruktiv eher aufwendiger und benötigen zusätzlichen Bauraum innerhalb des Kupplungsgehäuses.
Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Reibungskupplung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die bei gleichem Bauraum eine verbesserte Kupplungscharakteristik ermöglicht und/oder für eine bestimmte Kupplungscharakteristik weniger Bauraum benötigt. Insbesondere soll ein erstes Federelement der Kupplung zur axialen Verlagerung einer Kupplungsdruckplatte sowie ein zweites Federelement zur Stützung des ersten Federelements und zum Ausgleich von Kupplungsverschleiß zusammenwirken, um eine gewünschte Kupplungscharakteristik erreichen zu können. Insbesondere soll eine definierte Axiallagerung desjenigen der beiden Federelemente, welches die Kupplungsdruckplatte mit einer Anpresskraft beaufschlagen kann, gegenüber einem Kupplungsgehäuse sichergestellt werden. Die Kupplungsanordnung mit zwei Federelementen soll außerdem möglichst einfach aufgebaut sein und für den Einsatz im Antriebsstrang eines Fahrzeugs geeignet sein.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Reibungskupplung mit einer ersten Feder, welche eine Kupplungsdruckplatte axial beaufschlagt und mit einer zweiten Feder, welche die axiale Lagerung der ersten Feder in einem Kupplungsgehäuse stützt und für eine zumindest teilweise Kompensation von Kupplungsverschleiß sorgt, die Federkraft beider Federn auch zur Erzeugung der nötigen Anpresskraft genutzt werden sollte. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass dies schon durch relativ geringe und einfache konstruktive Anpassungen in der Positionierung der Abstützungs- und der Kopplungsstellen der Federn erreicht werden kann, so dass die beiden Federn auch hinsichtlich der Anpresskraft zusammenarbeiten. Diese Maßnahmen können eine verbesserte Kupplungscharakteristik hinsichtlich Anpresskraft, nutzbarem Verschleißbereich und Ausnutzung des verfügbaren Bauraums der Kupplung ermöglichen.
Die Erfindung geht daher aus von einer Reibungskupplung mit einem Kupplungsgehäuse, in dem ein auf eine axial verlagerbare Kupplungsdruckplatte wirkendes erstes Federelement gelagert ist, welches an dem Kupplungsgehäuse von einem Koppelelement gehalten wird und sich verkippbar mit einer dem Kupplungsgehäuse zugewandten ersten Oberfläche auf einem ersten Abstützradius bezüglich einer Kupplungsdrehachse direkt oder indirekt an dem Kupplungsgehäuse abstützt, und welches sich mit einer der Kupplungsdruckplatte zugewandten zweiten Oberfläche auf einem zweiten Abstützradius bezüglich der Kupplungsdrehachse direkt oder indirekt an einem ersten axialen Anschlag des Koppelements abstützt, und mit einem zweiten Federelement, welches als Stützelement mit dem Koppelelement zur verkippbaren Lagerung des ersten Federelements zusammenwirkt.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass das zweite Federelement außerhalb des Kupplungsgehäuses zwischen dem zweiten axialen Anschlag des Koppelelements und dem Kupplungsgehäuse angeordnet ist, dass der zweite Abstützradius zur Abstützung des ersten Federelements an dem ersten axialen Anschlag des Koppelelements ungleich zu dem ersten Abstützradius zur Abstützung des ersten Federelements an dem Kupplungsgehäuse ist, und dass das erste Federelement an der Kupplungsdruckplatte auf einem Betätigungsradius bezüglich der Kupplungsdrehachse angreift, welcher radial außerhalb des ersten Abstützradius und radial außerhalb des zweiten Abstützradius des ersten Federelements liegt.
Eine Kupplungscharakteristik weist einen definierten Zusammenhang zwischen einer Stellkraft und einem Stellweg einer Kupplung auf. Die Stellkraft kann insbesondere eine Anpresskraft und/oder eine Ausrückkraft der Kupplung sein. Eine Kupplungscharakteristik kann zusätzliche relevante Parameter enthalten. Dies kann insbesondere ein nutzbarer Verschleißbereich der Kupplung sein, für den die Kupplung ausgelegt ist. Beispielsweise können die Dicke von Reibbelägen und/oder die Höhe von Kupplungsdruckplattennocken bestimmende Größen für einen Verschleißbereich der Kupplung sein.
Demnach sind bei dem Aufbau einer Reibungskupplung mit den Merkmalen der Erfindung die Kontaktstellen zwischen einem ersten Federelement zum axialen Verlagern und Anpressen einer Kupplungsdruckplatte, beispielsweise einer Anpressplatte, und einem Koppelelement, beispielsweise einem Hakenring, zum Halten des Federelements an einem Kupplungsgehäuse, beispielsweise an einem Kupplungsdeckel, nicht radial auf einer gleichen Höhe sondern radial zueinander versetzt angeordnet, wobei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein kann, dass der zweite Abstützradius zur Abstützung des ersten Federelements an dem ersten axialen Anschlag des Koppelelements kleiner ist als der erste Abstützradius zur Abstützung des ersten Federelements an dem Kupplungsgehäuse.
Die Bewegungskopplung und die Kraftwirkung eines zusätzlichen zweiten Federelements auf das erste Federelement erfolgt durch das Koppelelement. Das zweite Federelement und das Koppelelement werden bei jeder Kupplungsbetätigung im Vergleich zu bisherigen Kupplungen um einen signifikanten Stellweg bewegt. Die beiden Federelemente sind dabei in ihrer Wirkung parallel geschaltet.
Außerdem greift das erste Federelement nicht zwischen den Kontaktstellen sondern radial außerhalb dieser Kontaktstellen an der Kupplungsdruckplatte an. Das zusätzliche zweite Federelement ist zudem nicht auf einer Gehäuseinnenseite sondern auf der zur Gehäuseabstützung des ersten Federelements abgewandten Außenseite des Kupplungsgehäuses angeordnet.
Durch diese Anordnung können zwei Federelemente mit ihren Bewegungsmöglichkeiten und Kraftwirkungen so kombiniert werden, dass eine gewünschte Kupplungscharakteristik erreicht wird. Die zusätzliche zweite Feder trägt nun einen signifikanten Kraftanteil zum Erreichen der Kupplungscharakteristik bei. Dabei entsteht eine Kraftkomponente, die eine sichere Abstützung des die Kupplungsdruckplatte beaufschlagenden ersten Federelements gegenüber dem Kupplungsgehäuse bewirkt.
Dadurch, dass das zusätzliche zweite Federelement auf der zur Gehäuseabstützung des ersten Federelements abgewandten Außenseite des Kupplungsgehäuses angeordnet ist, können Durchbrüche, schmale Stege oder dergleichen filigrane Strukturen an den benachbarten übrigen Bauteilen innerhalb des Gehäuses vermieden werden, so dass diese einfacher und stabiler ausgeführt werden können. Insbesondere kann die Kupplungsdruckplatte selbst massiver ausgebildet sein. Insgesamt kann sich durch die Anordnung gemäß der Erfindung die funktionelle Leistung der Kupplungsdruckplatte verbessern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Reibungskupplung eine eingerückte, von einer Getriebeseite eines Getriebes ausgehend aufdrückbare Kupplung ist, wobei das erste Federelement im eingerückten Kupplungszustand mittels Federkraft eine Kupplungsscheibe zwischen einer als Anpressplatte ausgebildeten Kupplungsdruckplatte und einer relativ zu der Kupplungsdruckplatte axial feststehenden Gegenplatte reibschlüssig verpresst, und wobei durch Verkippen des ersten Federelements am ersten Abstützradius mittels einer auf das Federelement ausgeübten axialen Ausrückkraft der Reibschluss lösbar sowie der ausgerückte Kupplungszustand herbeiführbar ist.
Demnach wird bei dieser Ausführungsform eine normale, im nicht betätigten Zustand eingerückte Reibungskupplung vorgeschlagen, mit einem auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses angeordnetem, als Stützfeder wirksamen zweiten Federelement, welches mit einem Koppelelement zusammenwirkt, um das erste Federelement auf der Innenseite des Kupplungsgehäuses verkippbar zu lagern. Hierbei stützt sich das erste Federelement verkippbar einerseits auf einem ersten Abstützradius am Kupplungsgehäuse und andererseits auf einem zweiten Abstützradius, welcher vorzugsweise innerhalb des ersten Abstützradius liegt, am Koppelelement ab. Diese Anordnung kann bei einer kompakten Bauweise eine vergleichsweise hohe Anpresskraft auf eine Kupplungsdruckplatte erzeugen und zugleich das erste Federelement bei Kupplungsverschleiß axial sicher lagern. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Erfindung zwar besonders vorteilhaft für normal eingerückte Kupplungen einsetzbar ist. Grundsätzlich ist jedoch auch bei Kupplungen, die unbetätigt ausgerückt sind, eine sinngemäß wirksame Federanordnung mit den Merkmalen der Erfindung möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Federelement und/oder das zweite Federelement jeweils als eine Teller- oder Membranfeder ausgebildet sind.
Tellerfedern, insbesondere in der Bauart als Membranfeder, haben sich in Reibungskupplungen zur Erzeugung einer Normalkraft bereits bewährt und werden seit langem eingesetzt. Diese, häufig auch als Hebelfeder bezeichnete Federbauart, weist meistens in ihrem kegeligen Innenbereich radiale Zungen auf. Der Tellerrandbereich kann vorgespannt eine hohe Anpresskraft auf eine Kupplungsdruckplatte ausüben. Zum Lösen einer unbetätigt eingerückten Kupplung wirken die Federzungen als Betätigungshebel, wobei der Tellerrandbereich umklappen kann. Bei der Erfindung kann auch das zweite Federelement zur Stützung der ersten Tellerfeder vorteilhaft als eine Tellerfeder ausgebildet sein. Die Federkräfte der beiden Tellerfedern können effektiv miteinander kombiniert werden, um ein bestimmte Kupplungscharakteristik zu erzeugen.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass an einer ersten Kontaktstelle zwischen dem ersten Federelement und der Kupplungsdruckplatte, an einer zweiten Kontaktstelle zwischen dem ersten Federelement und dem Kupplungsgehäuse, an einer dritten Kontaktstelle zwischen dem ersten Federelement und dem ersten axialen Anschlag des Koppelelements, an einer vierten Kontaktstelle zwischen dem zweiten Federelement und dem Kupplungsgehäuse und/oder an einer fünften Kontaktstelle zwischen dem zweiten Federelement und dem zweiten axialen Anschlag des Koppelelements jeweils ein axialer Zwischenring oder eine axiale Zwischenscheibe eingesetzt sind.
Demnach kann die Funktionssicherheit der beschriebenen Anordnung erhöht und deren Effizienz verbessert werden, wenn an einer oder mehreren Kontaktstellen der Bauteile der Anordnung Zwischenringe aus Draht, Zwischenscheiben oder dergleichen eingefügt werden, so dass der jeweilige Kontakt nicht direkt sondern indirekt über diese Element hergestellt wird.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Koppelelement als ein ringförmiger oder ringsegmentförmiger separater Haken, als ein in das Kupplungsgehäuse einstückig integrierter oder daran befestigter Haken, oder als ein Stufenbolzen ausgebildet ist.
Demnach kann ein Hakenring als Koppelelement bei der Herstellung des Kupplungsgehäuses direkt in den Kupplungsdeckel integriert werden, wodurch sich die Montagekosten verringern. Der Hakenring kann auch während der Kupplungsmontage an dem Kupplungsdeckel gebogen werden. Alternativ dazu kann ein einfacher separater Hakenring als Koppelelement dienen und bei der Montage eingefügt werden. Die Montage kann leicht an die jeweilige Ausführungsform angepasst werden. Alternativ dazu kann ein einfach zu montierender Stufenbolzen die beiden Federelemente halten und miteinander koppeln.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Koppelelement und dem ersten Federelement und/oder zwischen dem Koppelelement und dem zweiten Federelement jeweils eine bajonettverschlussartige Verbindung ausgebildet ist. Demnach können Bajonettverschlüsse verwendet werden, um zumindest das erste Federelement an einen Hakenring sicher und spielfrei zu halten, und um die beiden Federelemente in ihrer Wirkung über den Hakenring miteinander sicher zu koppeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Koppelelement und dem ersten Federelement und/oder zwischen dem Koppelelement und dem zweiten Federelement jeweils ein radialer Zwischenring eingesetzt ist. Demnach ist auch ein radial zwischen gelegter Sicherungsring aus Draht zwischen zumindest dem ersten Federelement und dem Hakenring zur Sicherung der Federhalterung möglich.
Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens, mit einer als Trenn- und Anfahrkupplung ausgebildeten Reibungskupplung, welche gemäß mindestens einem der Patentansprüche ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 einen teilweisen Radialschnitt durch eine Reibungskupplung mit zwei Federelementen gemäß der Erfindung in geschlossenem Zustand,
2 die Reibungskupplung gemäß 1 in offenem Zustand,
3 eine schematisch vereinfachte Funktionsdarstellung der Reibungskupplung gemäß 1 in geschlossenem Zustand, und
4 eine schematisch vereinfachte Funktionsdarstellung einer Reibungskupplung gemäß 1 in offenem Zustand.

Demnach weist die in den Figuren dargestellte Reibungskupplung 1 eine Gegenplatte 2 und eine relativ zu der Gegenplatte 2 axial verlagerbare, als Anpressplatte ausgebildete Kupplungsdruckplatte 3 auf, um zum Schließen der Reibungskupplung 1 eine einen ersten Reibbelag 4a und einen zweiten Reibbelag 4b aufweisende Kupplungsscheibe 4 reibschlüssig verpressen zu können. Mit der Gegenplatte 2 verschraubt und dadurch fest verbunden ist ein als Kupplungsdeckel ausgebildetes Kupplungsgehäuse 5.
In dem Kupplungsgehäuse 5 ist ein als Tellerfeder ausgebildetes erstes Federelement 6 gelagert. Auf der von dem ersten Federelement 6 abgewandten Außenseite des Kupplungsgehäuses 5 ist ein zweites Federelement 7 angeordnet. Die beiden Federelemente 6, 7 werden radial innen durch ein als Hakenring ausgebildetes Koppelelement 8 gehalten, wobei dieses Koppelelement 8 axial beweglich ist und dabei einen sich nach radial innen erstreckenden Teil des Kupplungsgehäuses 5 axial durchgreift.
Das erste Federelement 6 ist zum axialen Verlagern der Kupplungsdruckplatte 3 zum reibschlüssigen Verpressen der Kupplungsscheibe 4 zwischen der Kupplungsdruckplatte 3 und der Gegenplatte 2 ausgebildet. Hierzu stützt sich das erste Federelement 6 an dem Kupplungsgehäuse 5 sowie an dem Koppelelement 8 verkippbar ab und kann an einem axial abstehenden Nocken 9 der Kupplungsdruckplatte 3 angreifen. Zur Abstützung gegenüber dem Kupplungsgehäuse 5 liegt das erste Federelement 6 mit seiner dem Kupplungsgehäuse 5 zugewandten ersten Oberfläche 10 an einem axial vorstehenden nockenförmigen Vorsprung 11 des Kupplungsgehäuses 5 an. Zur Abstützung gegenüber dem Koppelelement 8 liegt das erste Federelement 6 mit seiner der Kupplungsdruckplatte 3 zugewandten zweiten Oberfläche 12 an einem ersten axialen Anschlag 13 des Koppelements 8 an.
Das zweite Federelement 7 ist zum Zusammenwirken mit dem ersten Federelement 6 über das Koppelelement 8 sowie zur Axiallagerung des ersten Federelements 6 und zum Ausgleich von Verschleiß ausgebildet. Hierzu ist das zweite Federelement 7 an seinem radial äußeren Ende in Richtung zum Kupplungsgehäuse 5 mit Vorspannung geneigt ausgerichtet und stützt sich auf seiner dem Kupplungsgehäuse 5 zugewandten inneren Stirnseite an einem Absatz 14 des Kupplungsgehäuses 5 ab. An seinem radial inneren Ende, auf seiner von dem Kupplungsgehäuse 5 abgewandten äußeren Stirnseite, stützt sich das zweite Federelement 7 an einem zweiten axialen Anschlag 15 des Koppelements 8 ab.
In dem in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Reibungskupplung 1 als eine unbetätigt eingerückte Kupplung ausgebildet. Dieser unbetätigte Zustand ist in 1 und 3 dargestellt. Hierbei ist die Kupplungsscheibe 4 zwischen der Kupplungsdruckplatte 3 und der Gegenplatte 2 durch Beaufschlagung mit einer durch das erste Federelement 6 und das zweite Federelement 7 gemeinsam erzeugten resultierenden Anpresskraft F1 reibschlüssig verpresst.
Die 2 und 4 zeigen jeweils den betätigten Zustand der Reibungskupplung 1, in denen die Kupplung geöffnet ist. Hierbei ist die Kupplungsdruckplatte 3 von der Kupplungsscheibe 4 gelöst. Zum Ausrücken der Reibungskupplung 1 wird dazu eine axiale Ausrückkraft F2 auf das erste Federelement 6 ausgeübt, so dass das erste Federelement 6 wegkippt und von dem Nocken 9 der Kupplungsdruckplatte 3 abhebt. Da sich beim Aufdrücken der Reibungskupplung 1 das erste Federelement 6 um den Vorsprung 11 des Kupplungsgehäuses 5 verschwenkt und dadurch das Koppelelement 8 mitnimmt, stellt sich das zweite Federelement 7 entsprechend steiler an. Das zweite Federelement 7 wird somit stärker gespannt. Die Ausrückkraft F2 muss also die Federkraft beider Federelemente 6, 7 überwinden. Um die gelöste Kupplungsdruckplatte 3 von der Kupplungsscheibe 4 axial zu entfernen kann zudem eine hier nicht dargestellte Rückstellfeder angeordnet sein. Zum besseren Vergleich ist in 2 die eingerückte Kupplungsstellung des ersten Federelements 6 sowie des zweiten Federelements 7 gestrichelt dargestellt.
Wie die 3 und 4 weiter verdeutlichen, stützt sich das erste Federelement 6 auf einem ersten Abstützradius r1 von der Kupplungsdrehachse 16 entfernt an dem Kupplungsgehäuse 5 sowie auf einem zweiten Abstützradius r2 innerhalb des ersten Abstützradius r1 am ersten axialen Anschlag 13 des Koppelements 8 ab. Das zweite Federelement 7 stützt sich an dem axial gegenüberliegenden zweiten axialen Anschlag 15 des Koppelements 8 ebenfalls auf dem zweiten Abstützradius r2 ab. Dabei ist das zweite Federelement 7 in Stützrichtung 17 (von der Kupplungsdruckplatte 3 wegdrehender Pfeil) vom ersten Federelement 6 weggeschwenkt und übt dadurch über das Koppelement 8 eine Zugkraft F3 auf das erste Federelement 6 aus, welche dadurch um den Vorsprung 11 des Kupplungsgehäuses 5 in Anpressrichtung 18 (zur Kupplungsdruckplatte 3 hindrehender Pfeil) der Kupplungsdruckplatte 3 zur Verschwenkung beaufschlagt wird. Hierdurch wird die durch das zweite Federelement 7 ausgeübte axiale Kraftkomponente auf die Kupplungsdruckplatte 3 erhöht, was in der Anpresskraft F1 resultiert.
Das zweite Federelement 7 trägt also zu der Anpresskraft F1 an die Kupplungsdruckplatte 3 bei. Dies wird erst dadurch möglich, dass die ersten und zweiten Abstützradien r1, r2 zur beidseitigen Abstützung des ersten Federelements 6 unterschiedlich groß sind. Das heißt in dem gezeigten Beispiel einer unbetätigt eingerückten Kupplung, dass der zweite Abstützradius r2 kleiner als der erste Abstützradius r1 ist. Dadurch wird mittels des zweiten Federelements 7 eine Hebelkraft erzeugt, welche auf das erste Federelement 6 verstärkend wirkt. Außerdem liegt der Betätigungsradius r0, auf dem das erste Federelement 6 an der Kupplungsdruckplatte 3 angreift, radial außerhalb des ersten Abstützradius r1 und damit auch radial außerhalb des zweiten Abstützradius r2, also radial außerhalb des Schwenkpunkts des ersten Federelements 6.
Zudem erfüllt das zweite Federelement 7 eine Verschleißausgleichsfunktion, indem das zweite Federelement 7 das erste Federelement 6 stützt und dadurch dessen Axiallagerung sichert, wenn sich die Dicke der Reibbeläge 4a, 4b der Kupplungsscheibe 4 und/oder die Höhe des Kupplungsdruckplattennockens 9 abnutzungsbedingt verringern.
Bezugszeichenliste

1: Reibungskupplung
2: Gegenplatte
3: Kupplungsdruckplatte
4: Kupplungsscheibe
4a: Erster Reibbelag der Kupplungsscheibe
4b: Zweiter Reibbelag der Kupplungsscheibe
5: Kupplungsgehäuse
6: Erstes Federelement
7: Zweites Federelement
8: Koppelelement
9: Kupplungsdruckplattennocken
10: Erste Oberfläche
11: Vorsprung
12: Zweite Oberfläche
13: Erster axialer Anschlag
14: Absatz am Kupplungsgehäuse
15: Zweiter axialer Anschlag
16: Kupplungsdrehachse
17: Stützrichtung
18: Anpressrichtung
F1: Anpresskraft
F2: Ausrückkraft
F3: Zugkraft
r0: Betätigungsradius
r1: Erster Abstützradius
r2: Zweiter Abstützradius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007053724 A1 [0003]
WO 2015/165460 A2 [0004, 0005]
DE 102013209993 A1 [0005]

Claims

Reibungskupplung (1), mit einem Kupplungsgehäuse (5), in dem ein auf eine axial verlagerbare Kupplungsdruckplatte (3) wirkendes erstes Federelement (6) gelagert ist, welches an dem Kupplungsgehäuse (5) von einem Koppelelement (8) gehalten wird und sich verkippbar mit einer dem Kupplungsgehäuse (5) zugewandten ersten Oberfläche (10) auf einem ersten Abstützradius (r1) bezüglich einer Kupplungsdrehachse (16) direkt oder indirekt an dem Kupplungsgehäuse (5) abstützt, und welches sich mit einer der Kupplungsdruckplatte (3) zugewandten zweiten Oberfläche (12) auf einem zweiten Abstützradius (r2) bezüglich der Kupplungsdrehachse (16) direkt oder indirekt an einem ersten axialen Anschlag (13) des Koppelements (8) abstützt, und mit einem zweiten Federelement (7), welches als Stützelement mit dem Koppelelement (8) zur verkippbaren Lagerung des ersten Federelements (6) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (7) außerhalb des Kupplungsgehäuses (5) zwischen dem zweiten axialen Anschlag (15) des Koppelelements (8) und dem Kupplungsgehäuse (5) angeordnet ist, dass der zweite Abstützradius (r2) zur Abstützung des ersten Federelements (6) an dem ersten axialen Anschlag (13) des Koppelelements (8) ungleich zu dem ersten Abstützradius (r1) zur Abstützung des ersten Federelements (6) an dem Kupplungsgehäuse (5) ist, und dass das erste Federelement (6) an der Kupplungsdruckplatte (3) auf einem Betätigungsradius (r0) bezüglich der Kupplungsdrehachse (16) angreift, welcher radial außerhalb des ersten Abstützradius (r1) und radial außerhalb des zweiten Abstützradius (r2) des ersten Federelements (6) liegt.
Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abstützradius (r2) zur Abstützung des ersten Federelements (6) an dem ersten axialen Anschlag (13) des Koppelelements (8) kleiner ist als der erste Abstützradius (r1) zur Abstützung des ersten Federelements (6) an dem Kupplungsgehäuse (5).
Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung (1) eine von einer Getriebeseite ausgehend aufdrückbare Kupplung ist, wobei das erste Federelement (6) im eingerückten Kupplungszustand mittels Federkraft eine Kupplungsscheibe (4) zwischen einer als Anpressplatte ausgebildeten Kupplungsdruckplatte (3) sowie einer relativ zu der Kupplungsdruckplatte (3) axial feststehenden Gegenplatte (2) reibschlüssig verpresst, und wobei durch Verkippen des ersten Federelements (6) am ersten Abstützradius (r1) mittels einer auf das Federelement (6) ausgeübten axialen Ausrückkraft (F2) der Reibschluss lösbar sowie der ausgerückte Kupplungszustand herbeiführbar ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (6) und/oder das zweite Federelement (7) jeweils als eine Teller- oder Membranfeder ausgebildet sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einer ersten Kontaktstelle zwischen dem ersten Federelement (6) und der Kupplungsdruckplatte (3), an einer zweiten Kontaktstelle zwischen dem ersten Federelement (6) und dem Kupplungsgehäuse (5), an einer dritten Kontaktstelle zwischen dem ersten Federelement (6) und dem ersten axialen Anschlag (13) des Koppelelements (8), an einer vierten Kontaktstelle zwischen dem zweiten Federelement (7) und dem Kupplungsgehäuse (5), und/oder an einer fünften Kontaktstelle zwischen dem zweiten Federelement (7) und dem zweiten axialen Anschlag (15) des Koppelelements (8) jeweils ein axialer Zwischenring oder eine axiale Zwischenscheibe angeordnet sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (8) als ein ring- oder ringsegmentförmiger separater Haken, ein in das Kupplungsgehäuse (5) einstückig integrierter oder daran befestigter Haken, oder als ein Stufenbolzen ausgebildet ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Koppelelement (8) und dem ersten Federelement (6) und/oder zwischen dem Koppelelement (8) und dem zweiten Federelement (7) jeweils eine bajonettverschlussartige Verbindung ausgebildet ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Koppelelement (8) und dem ersten Federelement (6) und/oder zwischen dem Koppelelement (8) und dem zweiten Federelement (7) jeweils ein radialer Zwischenring eingesetzt ist.
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer als Trenn- und Anfahrkupplung ausgebildeten Reibungskupplung (1), welche gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.