DE102016207683A1

DE102016207683A1 - Mehrteile Druckplatte aus konzentrischen Druckübertragungselementen und Kupplung

Info

Publication number: DE102016207683A1
Application number: DE102016207683.3A
Authority: DE
Inventors: Dirk Reimnitz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-11-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckplatte (1) für eine Kraftfahrzeug-Kupplung zum Einsatz in einem Antriebsstrang, mit einer Trägerplatte (2) und einer Mehrzahl an voneinander separaten, an der Trägerplatte (2) befestigten und konzentrisch zueinander angeordneten Druckübertragungselementen (3), die zumindest abschnittsweise ringartig konturiert sind, wobei die Druckübertragungselemente (3) einzeln so an der Trägerplatte (2) elastisch angebunden sind, das eine Verlagerung der Druckübertragungselemente (3) relativ zueinander gewährleistet ist. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Kupplung (16; 34), wie eine Einfachkupplung oder eine Doppelkupplung, mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Druckplatte(n) (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckplatte für eine Kraftfahrzeug-Kupplung zum Einsatz in einem Antriebsstrang, mit einer (Blech-)Trägerplatte und einer Mehrzahl an von aneinander separaten, an der Trägerplatte befestigten und konzentrisch zueinander angeordneten Druckübertragungselementen, die zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, ringartig konturiert sind. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Kupplung mit einer erfindungsgemäßen Druckplatte.
Unter einer Druckplatte wird hier eine Druckplatte im klassischen Sinne, eine Gegendruckplatte im klassischen Sinne, aber eben auch eine Anpressplatte verstanden.
Aus dem Stand der Technik sind bereits mehrteilig ausgeführte Anpressplatten bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 100 31 598 B4 eine Anpressplatte für eine Reibungskupplung, wobei die Anpressplatte im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und wobei die Anpressplatte in einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordneten und bezüglich einander wenigstens teilweise verlagerbaren Anpressplattensegmenten unterteilt ist, die durch eine Zusammenhalteanordnung zusammengehalten sind, wobei die Zusammenhalteanordnung an der einer Reibfläche der Anpressplatte abgewandten Seite an der Anpressplatte angeordnet ist und wobei die Zusammenhalteordnung derart ausgebildet ist, dass die einzelnen Anpressplattensegmente elastisch miteinander verbunden sind oder werden, wobei die Zusammenhalteanordnung als durchgängiges ringförmiges Blattfederelement ausgebildet ist.
Die WO 2015/120844 A1 offenbart eine Kupplungsplatte für eine Ein- oder Mehrscheibenkupplung, die aus einem ringförmigen, ein U-förmiges Profil aufweisenden Blechteil sowie einer mehrlagigen, in das U-förmige Profil eingelegten Blechpackung zusammengesetzt ist, wobei eine Reibfläche durch Schmalseiten einzelner Blechlagen der Blechpackung gebildet ist.
Kupplungen für Kraftfahrzeuge bestehen meist aus einer axial feststehenden Platte und einer axial beweglichen Platte, zwischen denen eine Kupplungsscheibe zum Zweck der Drehmomentübertragung eingeklemmt werden kann. Bei offener Kupplung, wenn die Kupplungsscheibe nicht eingeklemmt ist, können die Kupplung und die Kupplungsscheibe frei und unabhängig voneinander drehen. Ist die Kupplung geschlossen, wird die Kupplungsscheibe so fest von der axial beweglichen Platte gegen die axial feststehende Platte gedrückt, dass keine Differenzdrehzahl zwischen den Bauteilen möglich ist und sich Kupplung und Kupplungsscheiben mit der gleichen Drehzahl drehen. Die Übergangsphase zwischen ganz offen und ganz geschlossen, in der die Kupplung schlupft, ist bei Kraftfahrzeugkupplungen sehr wichtig, beispielsweise um das Anfahren zu ermöglichen.
Bei schlupfender Kupplung sind die Drehzahlen von der Kupplung und der Kupplungsscheibe noch unterschiedlich, die Scheibe wird aber schon (leicht) zwischen den Platten eingeklemmt, sodass diese aneinander reiben, wodurch Drehmoment zwischen der Kupplung und der Kupplungsscheibe übertragen wird. Diese Reibung bei schlupfender Kupplung führt zu Reibungshitze an den Reibflächen. Da die Platten durch den einseitigen Reibkontakt einen einseitigen Energieeintrag erfahren, wird die Reibseite schneller erhitzt als die Plattenrückseite, die der Reibseite abgewandt ist, und somit nur durch die Wärmeleitung durch die Platte hindurch aufgeheizt wird. Unterschiedliche Plattentemperaturen führen zu thermischem Verzug der Platten, da sich der Werkstoff auf den beiden Seiten der Platten unterschiedlich ausdehnt.
Von Nachteil hierbei ist, dass der thermische Verzug bei den Platten, die idealerweise eine ebene ringförmige Reibfläche aufweisen, dazu führt, dass die Platten eine leicht konische Form annehmen, bei der sich die radialen äußeren Bereiche der Reibfläche von dem Reibkontakt wegbewegen. Dadurch wird der Druck, den die Platten auf die Kupplungsscheibe ausüben, radial außen verringert und radial innen verstärkt. Dies führt zu einer Verringerung des wirksamen Reibradius, wodurch bei gleicher Anpresskraft (dies ist die Kraft, mit der die Scheibe eingeklemmt wird) weniger Drehmoment übertragen werden kann.
Ein weiterer Nachteil des thermischen Plattenverzugs besteht darin, dass durch die thermische Verformung Teile der Platten plastifiziert werden können, wodurch die Platten dann, wenn die Platten wieder eine gleichmächtige Temperatur angenommen haben, nicht mehr in ihren ebenen Ausgangszustand zurückkehren. Diese bleibende Verformung geht in die andere Richtung als die thermische Verformung. Sie führt dazu, dass sich die radial äußeren Bereiche in Richtung der Scheibe topfen und sich die radial inneren Bereiche von der Scheibe wegtopfen. Diese bleibende Verformung führt dazu, dass langfristig die Kupplungsscheibenbeläge nicht gleichmäßig verschleißen, sondern radial außen, dort wo die Platten auf die Scheibe zuwandern, die Verschleißgrenze schneller erreicht wird, als radial innen. Dadurch wird die Lebensdauer der Kupplung verringert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern und insbesondere eine Druckplatte vorzusehen, mittels derer die Auswirkungen der thermischen Materialverformung auf die Kupplungseigenschaften verringert werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine gattungsgemäße Druckplatte dadurch gelöst, dass die Druckübertragungselemente einzeln so an der Trägerplatte elastisch angebunden sind, dass eine Verlagerung der Druckübertragungselemente relativ zueinander gewährleistet ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgenden erläutert.
So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Druckübertragungselemente wenigstens in Axialrichtung geringfügig zueinander verlagerbar sind.
Ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt hat sich, wenn die elastische Anbindung so ausgebildet ist, dass die Druckübertragungselemente bei Auftreten von thermischer Spannung unabhängig voneinander verlagerbar und verformbar sind. Durch die Aufteilung in mehrere Druckübertragungselemente topfen all diese Druckübertragungselemente, die zusammen eine Platte bilden, unabhängig voneinander. Dadurch ist eine gleichmäßigere Anpresskraftverteilung möglich.
Hierbei sind die Druckübertragungselemente vorteilhafterweise einzeln so an der Trägerplatte angebunden, dass die Druckübertragungselemente in Radialrichtung gesehen zueinander beabstandet sind. Somit besteht ein Verbund aus mehreren, konzentrisch ineinander angeordneter Druckübertragungselemente.
Ferner vorteilhaft ist es, wenn die Druckübertragungselemente über torsions- und/oder biegeweiche Stege mit der Trägerplatte verbunden sind. Die Stege sorgen durch ihre Elastizität dafür, dass sich die Verformung eines Druckübertragungselements nicht auf die anderen Druckübertragungselemente auswirkt. Sinnvollerweise sind die Stege dazu in tangentialer Richtung angeordnet, bezogen auf die Kupplungsdrehachse, und die Trägerplatte aus Federstahl ausgeführt.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Druckübertragungselemente form- und/oder kraftschlüssig mit dem Befestigungsblech verbunden sind, etwa über eine oder mehrere Nietverbindungen. Alternativ ist auch eine stoffschlüssige Verbindung, wie beispielsweise Schweißen, denkbar.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Anbindungspunkte der Druckübertragungselemente an der Trägerplatte in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Hierbei hat sich ein gleicher Versatz als besonders vorteilhaft erwiesen.
Für die Druckübertragungselemente hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn sie kreisringartig ausgebildet sind. Alternativ können sie in der Umfangsrichtung auch wellenförmig ausgebildet sein (Radialwellenform). Insbesondere die wellenförmige Ausbildung der Druckübertragungselemente führt dazu, dass die Reibflächen der Druckübertragungselemente nicht als runde Ringflächen ausgeführt sind, sondern eine Radialwellenform aufweisen. Wenn sich diese Druckübertragungselemente relativ zur Kupplungsscheibe drehen, wandern die Spalte zwischen den Druckübertragungselementen in Radialrichtung auf den Belag der Kupplungsscheibe hin und her und verhindern so, dass das Belagmaterial ungleichmäßig verschleißt.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Druckübertragungselemente über die Anbindungspunkte zueinander und/oder relativ zu einer Kupplung, mit der sie in Wirkzusammenhang stehen und/oder deren Bestandteil sie sind, in Umfangsrichtung fixiert sind und/oder die Trägerplatte die Druckübertragungselemente über die Anbindungspunkte zentriert, hält und/oder gegen verdrehen sichert. Ein effizientes Zusammenspiel der Einzelteile innerhalb einer KfZ-Kupplung ist dann die Folge.
Hierfür hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Druckübertragungselemente eine in Umfangsrichtung durchgehend geschlossene Kontur aufweisen.
Ferner betrifft die Erfindung auch eine Kupplung mit einer erfindungsgemäßen Druckplatte. Diese Kupplung kann zwischen der mehrteilig ausgeführten Anpressplatte und dem Betätigungslager der Kupplung ein Zwischenelement, beispielsweise ein Druckstück aufweisen. Damit wirken sich die thermisch bedingten Verformungen der Druckübertragungselemente noch weniger auf die Reibflächen aus und auch die Auswirkung von elastischen Verformungen in der Trägerplatte und/oder einem Drucktopf, als Ausführungsbeispiel für das Betätigungslager, können keinen Einfluss auf die Ausrichtung der Reibflächen zueinander haben.
Vorteilhafterweise stützt sich dieses Druckstück nicht nur auf der Rückseite der Druckübertragungselemente ab, sondern in Vertiefungen, die in die Druckübertragungselemente hereinragen. Somit kann die Abstützung auf dem Torsionsmittelpunkt oder zumindest in dessen Nähe erfolgen. Unter dem Torsionsmittelpunkt wird ein Bereich der Druckübertragungselemente/Anpressplatte verstanden, um den sich die Druckübertragungselement- oder Plattenquerschnitte bei ungehindertem Topfen der Druckübertragungselemente oder der Platte (ver-)drehen.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, dass eine mehrteilige Anpressplatte vorgesehen wird, um die Auswirkung der thermischen Materialverformung auf die Kupplungseigenschaften zu verringern. Dadurch kann beispielsweise das übertragbare Moment der Kupplung bei hohen Energieeinträgen gesteigert und/oder die Lebensdauer der Kupplung erhöht werden. Die Kupplungseigenschaften lassen sich dadurch verbessern, dass die Platten, zwischen denen die Kupplungsscheiben eingeklemmt werden, nicht jeweils aus einem breiten ringförmigen Element bestehen, sondern jeweils aus einem Verbund mehrerer, konzentrisch ineinander angeordneter schmaler Ringe. Durch die Aufteilung in mehrere Ringe topfen alle Ringe, die zusammen eine Platte bilden, unabhängig voneinander. Dadurch wird, zusammen mit den hier aufgezeigten Befestigungseinheiten, eine gleichmäßigere Anpresskraftverteilung ermöglicht. Die beispielhaft aufgezeigten Befestigungseinheiten sorgen für die Zentrierung und axiale Abstützung der Ringe, ohne dass sich das Topfen eines Ringes unmittelbar auf die Form oder auf die Position des Nachbarringes überträgt.
Anders ausgedrückt, wird vorgeschlagen, um die Anpressplatte gleichmäßig beaufschlagen zu können und um eine Topfung/Schirmung der Anpressplatte bzw. der Gegendruckplatte zu verhindern, dass die jeweilige Platte mehrere konzentrische Ringelemente aufweist, die (elastisch) an eine Trägerplatte angebunden sind, und die in axialer Richtung geringfügig zueinander verlagerbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert, in den unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:
1 eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Druckplatte bestehend aus drei konzentrischen Druckübertragungselementen mit einem dazugehörigen Drucktopf in einer mit Ausbrüchen versehenen 3D-Ansicht;
2a–2d das Funktionsprinzip dieses Aufbaus anhand einer vereinfacht dargestellten Kupplung;
2e eine zusätzliche beispielhafte Ausführungsform für eine Gegenplatte;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine mehrteilige Anpressplatte in einer mit Ausbrüchen versehenen 3D-Ansicht;
4 eine dritte beispielhafte Ausführungsform, in der für die axiale Abstützung der Druckübertragungselemente ein weiteres Bauteil eingesetzt wird;
5 ein Segment einer Doppelkupplung, bei der beide Teilkupplungen mehrteilige Anpressplatten aufweisen;
6 eine direktbetätigte Kupplung mit mehrteiliger Anpressplatte;
7 eine hebelbetätigte Kupplung mit mehrteiliger Anpressplatte;
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der mehrteiligen Druckplatte, mit in radialer Richtung gewellten Druckübertragungselementen.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.
1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Druckplatte 1, welche aus drei, an einer Trägerplatte 2 befestigten Druckübertragungselementen 3 ausgebildet ist, die konzentrisch ineinander geschachtelt angeordnet sind. Zusätzlich ist ein Drucktopf 4 abgebildet, über den die von einem Betätigungslager einer Kupplung (nicht dargestellt) eingeleitete Kraft auf die Druckplatte 1 übertragen wird. Die Druckübertragungselemente 3 können über ihre Lage unterschieden werden.
Daher können die Druckübertragungselemente 3 zur individuellen Unterscheidung auch als ein radial inneres Druckübertragungselement 5, ein radial mittleres Druckübertragungselement 6 bzw. ein radial äußeres Druckübertragungselement 7 bezeichnet werden. Jedes der drei Druckübertragungselemente 5, 6, 7 liegt axial an der Trägerplatte 2 an, welche auch als Federblech 8 bezeichnet werden kann, und ist an mindestens einer Stelle so mit der Trägerplatte 2 verbunden, dass die Trägerplatte 2 die Druckübertragungselemente 3 zentrieren, halten und gegen Verdrehen sichern kann.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel besitzen die Druckübertragungselemente 3 auf einer Rückseite eine gewölbte Fläche 9, die auch als „Nocken“ bezeichnet werden kann. Mit dieser gewölbten Fläche 9 können sich die Druckübertragungselemente 3 axial an der Trägerplatte 2 abstützen, ohne dass ein Topfen der Druckübertragungselemente 3 auf die Trägerplatte 2 übertragen wird.
Zusätzlich ist jedes Druckübertragungselement 3 mehrfach mit der Trägerplatte 2 verbunden, hier vernietet, wodurch ein Unterzusammenbau aus den Druckübertragungselementen 3 und der Trägerplatte 2 entsteht. Rund um Vernietungsstellen 10 weist die Trägerplatte 2 Aussparungen 11 auf, sodass die Vernietungsstellen 10 nur über torsions- und biegeweiche Stege 12 mit dem Rest der Trägerplatte 2 verbunden sind. Die Stege 12 sorgen durch ihre Elastizität dafür, dass sich die Verformung eines Druckübertragungselementes 3 nicht auf die anderen Druckübertragungselemente 3 auswirkt. Sinnvollerweise sind die Stege 12 dazu in tangentialer Richtung angeordnet, bezogen auf die Kupplungsdrehachse, und die Trägerplatte 2 ist aus Federstahl ausgeführt.
Dadurch, dass die einzelnen Druckübertragungselemente 3 der mehrteiligen Druckplatte 1 miteinander vernietet (oder auf andere Weise miteinander verbunden) sind, kann die mehrteilige Druckplatte 1, genauso wie eine einteilige Druckplatte, über drei Blattfederpakete (hier nicht dargestellt) mit dem Rest der Kupplung (siehe 5 bis 7) verbunden werden.
Es ist nicht nötig, jedes einzelne Druckübertragungselement 3 separat über Blattfedern an axial feststehenden Teilen der Kupplung anzubinden. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Blattfederanbindung über drei Blattfederbefestigungslaschen 13, die am radial äußeren Druckübertragungselement 7 angeformt sind. Alternativ können die Blattfedern auch an der Trägerplatte 2 oder einem anderen Druckübertragungselement 5, 6 befestigt werden.
Der Drucktopf 4 dient zur Kraftübertragung vom Betätigungslager der Kupplung (hier nicht dargestellt) auf die Druckplatte 1. Dazu stützt sich der Drucktopf 4 auf einer Rückseite 14 der Trägerplatte 2 ab. Um die dünne Trägerplatte 2 dabei zu unterstützen, die Axialkraft auf alle Druckübertragungselemente 3 zu übertragen, kann ein Abstützrand 15 des Drucktopfs 4 wellenförmig ausgeführt sein. Wie in 1 gut erkennbar, kann der Drucktopf 4 durch den gewellten Abstützrand 15 die Axialkraft radial weiter innen und radial weiter außen auf die Trägerplatte 2 übertragen. Der Drucktopf 4 weist dadurch partiell Bereiche auf, bei denen er die Trägerplatte 2 hinter dem radial äußeren, dem radial mittleren oder dem radial inneren Druckübertragungselement 3 abstützt. Dies entlastet die Trägerplatte 2 und ermöglicht es, die Trägerplatte 2 aus einem dünnen Blech auszuführen.
2a bis 2d zeigen das Funktionsprinzip des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels anhand einer vereinfacht dargestellten Kupplung 16 mit einer Druckplatte 1, die aus drei ineinander geschachtelten Druckübertragungselementen 3 besteht, einer Kupplungsscheibe 17 mit Reibbelägen 18 und einer Gegenplatte 19. 2a zeigt die Kupplung 16 mit der mehrteiligen Druckplatte 1 im offenen Zustand. Die Druckübertragungselemente 3 der Druckplatte 1 sind noch flach und bilden gemeinsam eine ebene Reibfläche aus. Dies ist bspw. bei neuen Kupplungen nach der Montage der Fall, wenn die Kupplungen noch keinen starken Energieeinträgen mit hoher Reibleistung ausgesetzt waren.
Wird die Kupplung 16 geschlossen (2b), presst die mehrteilige Druckplatte 1 die Kupplungsscheibe 17 gleichmäßig gegen die Gegenplatte 18 (axial feststehende Platte). Bei hohen Reibleistungen während der Schlupfphase werden Reibflächen 20 der Druckübertragungselemente 3 deutlicher heißer als Rückseiten 21 der Druckübertragungselemente 3 und die Druckübertragungselemente 3 topfen sich zum Innenkantenträger (in den 2a bis 2d, in Richtung nach unten), wie bereits bei Kupplungen mit einteiligen Druckplatten beschrieben/bekannt. Die geschieht dadurch, dass die Reibflächen 20 bei hohen Reibleistungen nach oben bzw. nach radial außen schwenkt. Durch diese Schwenkbewegung bildet sich unten bzw. radial innen eine Kontaktstelle aus.
Dadurch, dass sich hier jedoch mehrere, konzentrisch ineinander geschachtelte Druckübertragungselemente 3 zum Innenkantenträger topfen, entstehen somit mehrere Druckzonen mit hohem Anpressdruck 22 (siehe 2c), jeweils an den radial inneren Bereichen der Druckübertragungselemente 3 und mehrere Druckzonen mit niedrigerem Anpressdruck 23, jeweils an den radial äußeren Bereichen der Druckübertragungselemente 3. Da sich die Druckzonen mit hoher Anpresskraft 22 jeweils am radial inneren Rand der Druckübertragungselemente 3 ausbilden, rutscht der wirksame Reibradius der Kupplung 16 zwar auch bei der mehrteiligen Druckplatte 1 etwas nach innen, die Veränderung ist aber durch die Vielzahl der Druckzonen viel geringer als bei einer einteiligen Druckplatte.
2d zeigt die bleibende, plastische Topfung der Druckübertragungselemente 3 nach einem großen Energieeintrag mit hoher Reibleistung. Auch hier bilden sich an der Kupplungsscheibe 17 mehrere Druckzonen mit hoher Anpresskraft 22 aus, sodass auch der Belagverschleiß an der Kupplungsscheibe 17 gleichmäßiger ausfällt als bei einer einteiligen Druckplatte. Die Anpresskraft wird immer parallel über alle Druckübertragungselemente 3 auf die Kupplungsscheibe 17 übertragen, unabhängig von der Art und der Form der Bauteilverformungen.
Bei der Prinzipdarstellung durch die 2a bis 2d wurde die Topfung der Gegenplatte 19 vernachlässigt. In der Realität wird sich auch die Gegenplatte 19 topfen. Da ihr Querschnitt bei üblichen Kupplungsabmessungen aber radial und/oder axial deutlich dicker ist als bei den Druckplatten 1 in Form von Anpressplatten, fällt die Gegenplattentopfung im Allgemeinen so gering aus, dass sie technisch vernachlässigbar ist. Wenn man nur die Anpressplatten mehrteilig aufbaut, wie dies in den Ausführungsbeispielen gemacht wurde, lassen sich die Kupplungseigenschaften bereits deutlich verbessern. Überträgt man das Prinzip auf die Gegenplatte 19, ist eine weitere Verbesserung möglich (siehe 2e).
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der mehrteiligen Druckplatte 1. In dieser Ausführungsform besteht die Druckplatte 1 nur aus zwei konzentrischen Druckübertragungselementen 3, einem radial inneren Druckübertragungselement 5 und einem radial äußeren Druckübertragungselement 7, und die Trägerplatte 2 wird nur radial außen vom Drucktopf 4 abgestützt. Damit die Trägerplatte 2 die radial außen eingeleitete Axialkraft auch auf das radial innere Druckübertragungselement 5 übertragen kann, ist die Trägerplatte 2 hier als Befestigungsfeder 24 ausgeführt.
Ein breiter äußerer Rand 25 der Befestigungsfeder 24, an dem sich innen Biegearme 26 für die Anbindung des radial inneren Druckübertragungselements 5 anschließen, verhält sich wie eine Tellerfeder. Die Kraft der vorgespannten Befestigungsfeder 24 versucht das radial innere Druckübertragungselement 5 in Richtung der Reibfläche 20 (siehe auch 2a bis 2d) zu drücken. Damit sich auch bei offener Kupplung, wenn sich das radial innere Druckübertragungselement 5 nicht an der Kupplungsscheibe 17 abstützen darf, die Reibflächen 20 des radial inneren und des radial äußeren Druckübertragungselements 5, 7 etwa in derselben Ebene befinden, sind am radial äußeren Druckübertragungselement 7 Anschlagsflächen 27 für die Befestigungsfeder 24 vorgesehen. Zur zusätzlichen Stabilisierung kann auch, wie hier gezeigt, das radial innere Druckübertragungselement 5 mit Anschlagsflächen 28 ausgestattet sein, an denen es sich, zusätzlich zu Vernietungsstellen 29, mittels derer es an der Befestigungsfeder 24 befestigt ist, an der Befestigungsfeder 24 abstützen kann. Die Trägerplatte 2 bzw. die Befestigungsfeder 24 kann auch Zusatzaufgaben übernehmen, wie beispielsweise das Zentrieren des Drucktopfs 4. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel über Aussparungen 30 in der Befestigungsfeder 24 realisiert, in die Endbereiche 31 des Drucktopfs 4 eingreifen.
4 zeigt die Druckplatte 1, bestehend aus zwei Druckübertragungselementen 3, der Trägerplatte 2 und einem Druckstück 32. Das Druckstück 32 dient der axialen Abstützung der Druckübertragungselemente 3. Damit sich die thermisch bedingten Verformungen der Druckübertragungselemente 3 noch weniger auf die Reibflächen 20 auswirken und auch die Auswirkungen von elastischen Verformungen in der Trägerplatte 2 (oder mehreren Trägerplatten 2) und/oder dem Drucktopf 4 (oder mehreren Drucktöpfen 4) keinen Einfluss auf die Ausrichtung der Reibflächen 20 zueinander haben können, werden die Druckübertragungselemente 3 axial über das Druckstück 32 abgestützt (siehe auch 6 und 7).
Das Druckstück 32 ist ein möglichst starres Bauteil, das nur der gleichmäßigen Kraftübertragung auf die Druckübertragungselemente 3 dient. Das Fixieren, Zentrieren und Zusammenhalten der Bauteile erfolgt über die Trägerplatte 2. In 7 ist zusätzlich eine Hebelfeder 33 abgebildet, welche als Kraftverstärkungselement dient und die Axialkraft in das Druckstück 32 einleitet (siehe 7).
5 zeigt ein Segment einer Doppelkupplung 34 in der Schnittdarstellung, bei der beide Teilkupplungen 35, 36 mehrteilige Druckplatten (Anpressplatten) 1 aufweisen. Eine der Druckplatten 1 entspricht hierbei der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform und die andere der in 3 gezeigten beispielhaften Ausführungsform.
6 und 7 zeigen jeweils Schnitte durch Kupplungen 16, deren mehrteilige Druckplatten 1 durch Druckstücke 32 abgestützt werden. In 6 erfolgt die Krafteinleitung in das Druckstück 32 durch den Drucktopf 4, und in 7 wird die Axialkraft von der Hebelfeder 33 in das Druckstück 32 eingeleitet. Die beiden möglichen Ausführungsbeispiele für die Kupplung 16 (siehe 6 und 7) sind lediglich mögliche Variationen einer Kupplung und als beispielhaft zu verstehen.
Wenn sich das Druckstück 32, wie in 6 und 7 gezeigt, nicht auf der Rückseite 21 der Druckübertragungselemente 3 abstützt, sondern in Vertiefungen 38, die in die Druckübertragungselemente 3 hineinragen, kann die Abstützung auf dem sogenannten Torsionsmittelpunkt oder zumindest in dessen Nähe erfolgen. Der Torsionsmittelpunkt beschreibt hierbei den Bereich des Druckübertragungselements 3 bzw. der Druckplatte 1, um den sich der Querschnitt des Druckelements 3 oder der Druckplatte 1 bei ungehindertem Topfen des Druckübertragungselements 3 oder der Druckplatte 1 (ver-)dreht. Somit erfolgt die Abstützung an der Stelle, um die sich die Druckübertragungselemente 3 topfen. Das ist die beste Abstützposition, um auszuschließen, dass durch die Topfung der Druckübertragungselemente 3 die Axialposition der Druckübertragungselemente 3 relativ zueinander verändert wird.
Damit sich die Druckübertragungselemente 3 einer mehrteiligen Druckplatte 1 unabhängig voneinander verformen können, dürfen sie sich nicht berühren. Erst durch eine Lücke bzw. einen Spalt 39 zwischen den Druckübertragungselementen 3 entsteht eine thermisch besonders robuste Druckplatte 1. Diese Spalte 39 zwischen den Druckübertragungselementen 3 führen jedoch dazu, dass Bereiche der Kupplungsscheibenbeläge 18 von der Druckplatte 1 nicht abgedeckt werden. Wenn diese Stellen dauerhaft von der Druckplatte 1 nicht berührt werden, besteht die Gefahr, dass bei zunehmendem Belagverschleiß diese Bereiche als Erhebungen stehen bleiben, während sich die Druckplatte 1 in das umliegende Belagsmaterial eingräbt.
Dieser ungewollte Effekt kann behoben werden, wenn die Stellen des Belages, die von der Druckplatte 1 dauerhaft nicht berührt werden, bereits von Anfang an ausgespart werden. Dort, wo sich die konzentrisch zur Kupplungsdrehachse verlaufenden Spalte 39 (siehe hierzu auch 1, 2a, 2b und 3) zwischen den Druckübertragungselementen 3 befinden, können breitere konzentrische Belagsnuten angeordnet werden. Dies ist in den Prinzipskizzen in den 2a bis 2b dargestellt. Erkennbar ist darin auch, dass die Druckübertragungselemente 3 dadurch über das sich im Reibkontakt befindliche Belagsmaterial 18 überstehen.
Eine andere Lösung besteht darin, die Spalte 39 nicht konzentrisch zur Drehachse auszuführen, wie in 8 gezeigt. Die in 8 gezeigte weitere beispielshafte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in 1 gezeigten Ausführungsform und unterscheidet sich von dieser lediglich durch die in Umfangsrichtung ausgebildete Wellenform der Druckübertragungselemente 3. Dadurch lässt sich vermeiden, dass Bereiche der Kupplungsscheibenbeläge 18 nie von den Druckübertragungselementen 3 berührt werden. Hierzu sind in der in 8 gezeigten Ausführungsform die Reibflächen 20 der Druckübertragungselemente 3 nicht als runde Ringflächen ausgeführt, sondern weisen eine radiale Wellenform auf. Wenn sich diese Druckplatte 1 relativ zur Kupplungsscheibe 17 dreht, wandern die Spalte 39 zwischen den Druckübertragungselementen 3 in Radialrichtung auf dem Belag 18 hin und her und verhindern so, dass das Belagmaterial 18 ungleichmäßig verschleißt. Damit diese radiale Wellenform nicht zu einem ungleichmäßigen Verzug der Druckübertragungselemente 3 führt, kann sich die Wellenform auch nur auf die Reibfläche 20 beschränken und das weiter dahinter liegende Material der Druckübertragungselemente 3 kann anders geformt sein.
Bezugszeichenliste

1: Druckplatte
2: (Blech-)Trägerplatte
3: Druckübertragungselement
4: Drucktopf
5: radial inneres Druckübertragungselement
6: radial mittleres Druckübertragungselement
7: radial äußeres Druckübertragungselement
8: Federblech
9: gewölbte Fläche (Nocken)
10: Vernietungsstelle
11: Aussparung
12: Steg
13: Blattfederbefestigungslasche
14: Rückseite
15: Abstützrand
16: Kupplung
17: Kupplungsscheibe
18: Reibbelag
19: Gegenplatte
20: Reibfläche
21: Rückseite
22: Druckzone mit hohem Anpressdruck
23: Druckzone mit niedrigerem Anpressdruck
24: Befestigungsfeder
25: breiter äußerer Rand
26: Biegearm
27: Anschlagsfläche
28: Anschlagsfläche
29: Vernietungsstelle
30: Aussparung
31: Endbereich
32: Druckstück
33: Hebelfeder
34: Doppelkupplung
35: erste Teilkupplung
36: zweite Teilkupplung
37: Blattfederpaket
38: Vertiefung
39: Spalt

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 10031598 B4 [0003]
WO 2015/120844 A1 [0004]

Claims

Druckplatte (1) für eine Kraftfahrzeug-Kupplung zum Einsatz in einem Antriebsstrang, mit einer Trägerplatte (2) und einer Mehrzahl an voneinander separaten, an der Trägerplatte (2) befestigten und konzentrisch zueinander angeordneten Druckübertragungselementen (3), die zumindest abschnittsweise ringartig konturiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübertragungselemente (3) einzeln so an der Trägerplatte (2) elastisch angebunden sind, das eine Verlagerung der Druckübertragungselemente (3) relativ zueinander gewährleistet ist.
Druckplatte (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübertragungselemente (3) wenigstens in Axialrichtung geringfügig zueinander verlagerbar sind.
Druckplatte (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Anbindung so ausgebildet ist, dass die Druckübertragungselemente (3) beim Auftreten von thermischen Spannungen unabhängig voneinander verlagerbar sind und/oder unabhängig voneinander verformbar sind.
Druckplatte (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübertragungselemente (3) einzeln so an der Trägerplatte (2) angebunden sind, dass die Druckübertragungselemente (3) in Radialrichtung gesehen über Spalte (39) zueinander beabstandet sind.
Druckplatte (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübertragungselemente (3) über torsions- und/oder biegeweiche Stege (12) mit der Trägerplatte (2) verbunden sind.
Druckplatte (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübertragungselemente (3) form- und/oder kraftschlüssig mit der Trägerplatte (2) verbunden sind.
Druckplatte (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Anbindungspunkte (10; 29) der Druckübertragungselemente (3) an der Trägerplatte (2) in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Druckplatte (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübertragungselemente (3) über die Anbindungspunkte (10; 29) zueinander und/oder relativ zu einer Kupplung, mit der sie in Wirkzusammenhang stehen und/oder deren Bestandteil sie sind, in Umfangsrichtung fixiert sind und/oder die Trägerplatte (2) die Druckübertragungselemente (3) über die Anbindungspunkte (10, 29) zentriert, hält und/oder gegen verdrehen sichert.
Druckplatte (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübertragungselemente (3) eine in Umfangsrichtung durchgehend geschlossene Kontur aufweisen.
Kupplung (16; 34) mit einer oder mehreren Druckplatte(n) (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.