DE102016214710A1

DE102016214710A1 - Mehrteilige materialunterschiedliche Zentralplatte für trockene Doppelkupplung und Doppelkupplung im Dreiplatten-Design

Info

Publication number: DE102016214710A1
Application number: DE102016214710.2A
Authority: DE
Inventors: Dominik Weis; René Daikeler
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2036-08-10
Also published as: DE102016214710B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zentralplatte (2) für eine Doppelkupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Außenteil (3), das zum Druckaufnehmen in Axialrichtung ausgelegt ist und mit einem radial innerhalb davon angeordneten Innenteil (4) zum Kontaktieren eines Lagers (18) vorbereitet ist, wobei das Innenteil (4) als ein vom Außenteil separates Bauteil ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Doppelkupplung mit einer solchen Zentralplatte (2) und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Zentralplatte (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentralplatte, also eine solche Platte, die zum in Anlage geraten mit einer Kupplungsscheibe gedacht ist und insbesondere zum beidseitigen Reibkontaktiertwerden ausgelegt ist, für eine Doppelkupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Außenteil, das zum Druckaufnehmen in Axialrichtung ausgelegt ist und mit einem radial innerhalb davon angeordneten Innenteil nach Art einer Nabe, wobei das Innenteil zum Kontaktieren eines Lagers, etwa eines als Wälzlager ausgebildeten Zentrallagers vorbereitet ist. Eine Zentralplatte ist also eine besondere Druckplatte, nämlich eine solche, welche beidseitig mit Reibleistungseintrag beaufschlagt werden kann und soll.
Aus dem Stand der Technik, etwa der WO 2015/117607 A1 , sind bereits Reibungskupplungen mit zumindest einer scheibenförmigen ersten um eine Drehachse verdrehbaren Komponente und zumindest einer mittels Blattfedern gegenüber dieser drehfest axial verlagerbar aufgenommenen zweiten Komponente bekannt, wobei die Blattfedern jeweils an einer Aufnahmefläche mit den Komponenten vernietet sind. In jener älteren Patentanmeldung ist vorgeschlagen worden, um die Lebensdauer der Reibungskupplung zu erhöhen, zumindest eine Aufnahmefläche an einer Kante in Wirkrichtung der Blattfeder eine Verrundung aufweisen zu lassen.
Üblicherweise werden Druckplatten ganz aus Gußmaterial hergestellt oder ganz aus Blechmaterial hergestellt. Gerade bei Zentralplatten sollte der Bereich, der für einen Reibkontakt vorgesehen ist, aus Guss bestehen. Der Vorteil von Guss besteht darin, dass eine gute Übertragungs-Performance für Drehmoment erreicht werden kann. Blechplatten lassen sich aber kostengünstig werkzeugfallend, bspw. stanzend herstellen.
Aktuell sind in den meisten Serienprojekten bei trockenen Doppelkupplungen mit Zentralplatten jedoch reine Gussmassen verbaut. Gegenplatten aus Blech sind bekannt, insbesondere solche, die einen Bereich besitzen, der als Blechnabe fungiert.
Bei den bisherigen Lösungen wird relativ viel axialer Bauraum benötigt, insbesondere dann, wenn zwei gedämpfte Kupplungsscheiben verbaut werden sollen, um auf ein Zweimassenschwungrad zu verzichten.
Hier soll nun die Aufgabe gelöst werden, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen oder wenigstens zu mildern, insbesondere eine kostengünstige Lösung, welche einfach zu montieren ist, mit geringerem Bauraumbedarf zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Zentralplatte / Zwischenplatte erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Innenteil als ein vom Außenteil getrenntes / separates Bauteil ausgebildet ist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen Funktionsbereich mit unterschiedlichem Anforderungsprofil gezielt auszubilden und geometrisch und materialabhängig /-bezogen vorzubestimmen.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn das Innenteil materialunterschiedlich vom Außenteil ausgebildet ist. Für den jeweiligen Kontakt- und Übertragungsfall zielgerichtet ausgewählte Materialien lassen sich dann verwenden.
Mit anderen Worten wird also insbesondere eine Zentralplatte entwickelt, deren Innenbereich, welcher das Zentrallager aufnimmt, aus einer Blechkonstruktion besteht. Der Bereich des Reibkontaktes ist dabei weiterhin aus Gussmaterial bestehend. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist, dass durch den duktilen Werkstoff aus Stahl der Innenbereich relativ dünn gestaltet werden kann. Somit ist der axial benötigte Bauraum relativ gering. Durch die Reibflächen aus Guss kann jedoch weiterhin eine bekannte Übertragungs-Performance sichergestellt werden.
Ein besonderer Vorteil besteht bei dieser Konstruktion darin, dass nur relativ wenig axialer Bauraum im Innenbereich benötigt wird, trotzdem aber die bekannte Momentenübertragungs-Performance durch das Gussmaterial als Reibpartner und die relativ frei gestaltbare Geometrie im Außenbereich für Vernietungsflächen von umliegenden Bauteilen zur Verfügung steht.
Gerade bei trockenen Doppelkupplungen im Dreiplatten-Design ist dies ein nahezu unschätzbarer Vorteil.
Auch ist es insbesondere von Vorteil, wenn das Innenteil aus Blechmaterial, vorzugsweise spanlos und/oder werkzeugfallend, bspw. stanzend, gefertigt ist und/oder das Außenteil urgeformt ist, vorzugsweise aus Gussmaterial. Wenn, vorzugsweise jedoch nicht zwingend, an dem Innenteil und dem Außenteil ineinandergreifende Formschlusselemente ausgebildet sind, etwa nach Art von Vorsprüngen und Ausnehmungen, so kann das Auseinanderfallen der Zentralplatte ausgebildeten Druckplatte im Betrieb wirkungsvoll ausgeschlossen werden.
Dabei hat es sich bewährt, wenn radial außenseitig des Innenteils wenigstens eine axial und/oder radial abstehende Nase vorhanden ist, vorzugsweise mehrere über den Umfang gesehen möglichst gleichverteilte Nasen vorhanden sind, wobei eine Nase in einer Ausklinkung an der Radialinnenseite des Außenteils greift und/oder das Innenteil am Außenteil angenietet und/oder eingepresst ist. Eine dauerhafte Verbindung wird dadurch ermöglicht.
Dadurch, dass auch in Axialrichtung große Kräfte abgefangen werden müssen, ist es von Vorteil, wenn an einem axial erhaben ausgebildeten Lagerkontaktbereich Rippen enden, die vorzugsweise in Radialrichtung ausgerichtet sind.
Für das Abstützen ist es von Vorteil, wenn radial außenseitig des Außenteils ein Kragen vorhanden ist. Axialkräfte können dann besonders effizient abgestützt werden.
Dadurch, dass die Zentralplatte besonders viel Wärmeeintrag ertragen muss, ist es von Vorteil, wenn das Außenteil, aus Gussmaterial, ausreichend dick dimensioniert ist, also ausreichend viel Masse mitbringt, vorzugsweise genauso dick oder dicker als das Innenteil ist.
Die Erfindung betrifft auch eine Doppelkupplung mit einer Zentralplatte der erfindungsgemäßen Art.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Zentralplatte mit einem Zentrallager verbunden ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer (solchen) Zentralplatte, wobei ein Außenteil aus Gussmaterial urgeformt wird und ein Innenteil aus Blechmaterial in einem Stanzvorgang gefertigt wird.
In einem nachfolgenden Schritt werden diese zwei Teile miteinander befestigt. Für den geforderten Rundlauf ist es von Vorteil, wenn das Innenteil konzentrisch zum Außenteil an diesem befestigt wird.
Um eine langanhaltende Verbindung zu erhalten, ist es von Vorteil, wenn die Befestigung unter Ausbildung eines Form- und/oder Kraftschlusses erreicht wird. So genannte „Low-Torque-DCT‘s“ lassen sich dann realisieren.
Mit anderen Worten ist zwar aus der WO 2015 117 697 A1 bereits eine gewöhnliche Zwischenplattenkonstruktion bekannt und die Konstruktion von Gegendruckplatten aus Guss oder Blech, doch wird nun eine Weiterentwicklung vorgeschlagen. Die bekannten Varianten haben nämlich den Nachteil, dass ein entsprechender axialer Aufbau der Platte notwendig ist oder aber die Übertragungs-Performance für das Drehmoment eingeschränkt ist.
Die Erfindung bezieht sich auf mehrteilige Zentralplatten, die sowohl einen Guss- als auch einen Blechteil besitzen. Die Nabe wird aus Blech gestanzt und weist daher einen geringen axialen Aufbau auf. Die Reibfläche wird als Ring mit einem innenliegenden Blechteil verbunden, z.B. vernietet oder eingepresst. Auf diese Weise wird die Übertragungsperformance für das Drehmoment weiter sichergestellt.
Die Blechnabe weist ferner Nasen für den Zusammenschluss mit einem Lageraußenring des Zentrallagers auf. Hierüber kann das Schleppmoment des Lagers abgestützt werden.
Der Gussring weist einen radial innenliegenden Kragen zum Abstützen der Axialkräfte auf. Die Blechnabe sieht eine gestauchte Verformung im radial äußeren Bereich vor. Hier wird ein axialer Abschnitt gebildet, der entsprechend an dem Kragen des Gussringes anliegen kann. Um die Steifigkeit der Blechplatte zu erhöhen, können auch noch Rippen vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei wird ein erstes Ausführungsbeispiel erklärt. Es zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Zentralplatte nach Art einer Baugruppe unter Andeutung eines möglichen Montagevorgangs, wobei die Blechnabe / das Innenteil in den Gussring / das Außenteil eingepresst ist und Nasen an der Blechnabe zusätzlich zur Abstützung des Schleppmomentes des Zentrallagers dienen,
2 eine fertig montierte Zentralplatte mit einer Blechnabe gemäß der Ausgestaltung nach 1,
3 einen Längsschnitt durch den Zusammenbau, wobei dann ein Kragen am Gussring erkennbar ist, an dem sich die Axialkräfte während der Betätigung abstützen, wobei durch die Einbringung von Rippen in der Blechnabe zusätzlich die Steifigkeit der Baugruppe erhöht wird, und
4 einen Ausschnitt durch einen im Längsschnitt dargestellten Kupplungsabschnitt einer trockenen Doppelkupplung mit einer Zentralplattenkonstruktion, wobei auch der Bauraumbedarf der gedämpften Scheiben erkennbar ist.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist, leicht perspektivisch und als Explosionsdarstellung visualisiert, eine Druckplatte 1, die als Zentralplatte 2 ausgebildet ist, ist erfindungsgemäß mehrteilig ausgebildet. Die Druckplatte 1 weist ein Außenteil 3 und ein konzentrisch dazu innerhalb vom Außenteil 3 angeordnetes Innenteil 4 auf. Das Außenteil 3 ist ein vom Innenteil 4 separates Bauteil. Das Außenteil 3 ist vom Innenteil 4 materialunterschiedlich aufgebaut und ausgebildet. Jedoch liegt beiden Bauteilen eine Stahllegierung zugrunde. Theoretisch könnte auch eine Aluminiumlegierung zumindest für den Gussbereich eingesetzt sein.
Das Innenteil 4 ist nach Art einer Nabe 5 ausgebildet. Es weist nämlich einen Lagerkontaktbereich 6 auf. Am Lagerkontaktbereich 6 enden verstärkende Rippen 7. Der Lagerkontaktbereich 6 weist einen ausgestülpten Flanschabschnitt 8 auf. Zwischen den Rippen 7 sind gleichverteilte Durchgangslöcher 9 vorhanden, um einen Kühlfluiddurchfluss, insbesondere für Luft, zu ermöglichen. Radial außenseitig sind zumindest drei gleichverteilte Formschlusselemente 10 am Innenteil 4 vorhanden, die mit Formschlusselementen 10 des Außenteils 3 formschlüssig und/oder kraftschlüssig zusammenwirken. Die Formschlusselemente 10 des Innenteils 4 sind als Vorsprünge 11 oder Nasen 12 ausgebildet. Die Formschlusselemente 10 des Außenteils 3 sind als Ausnehmungen 13 ausgebildet. Auf der radialen Außenseite des Außenteils 3 sind Befestigungsbereiche 14 vorgesehen, an denen Befestigungsmittel beim Hindurchgreifen durch Löcher 15 eine Befestigung zu angrenzenden Kupplungsbauteilen sicherstellen, bspw. zu einem Kupplungsdeckel.
Wie nicht nur in der 1, sondern auch in der 4 gut zu erkennen ist, weist das Innenteil 4 / die Nabe 5 Sicherungsnasen 16 auf, die in einen Lageraußenring 17 (siehe 4) eines Zentrallagers / Wälzlagers 18 greifen.
In der 2 ist der Zusammenbau aus Innenteil 4 und Außenteil 3, zum Ausbilden der Zentralplatte 2 dargestellt.
In der 3 ist auch der radial innenseitig S-förmige Verlauf der Nabe 5 zu erkennen, der radial innenendseitig in der Sicherungsnase 16 endet.
Am anderen, radial außenseitigen Ende, ist eine urförmige Ausgestaltung zu sehen, die form- und/oder kraftschlüssig an einem Kragen 25 des Außenteils 3 angreift. Der urförmige Abschnitt ist dabei in Axialrichtung vorgespannt.
In der 4 ist das Anliegen einer Kupplungsscheibe 19 an einem Reibflächenbereich 20 des Außenteils 3 zu erkennen. Ferner sind Anpressplatten 21 zu erkennen, die druckübertragend auf die Kupplungsscheiben 19 wirken.
Im Zentrallager / Wälzlager 18 sind auch Wälzkörper 22 nach Art von Kugeln 23 eingesetzt, um ein Schrägkugellager zu ermöglichen.
Eine Rotationsachse ist mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet, um welche sich die rotierenden Bauteile herum drehen.
Bezugszeichenliste

1: Druckplatte
2: Zentralplatte
3: Außenteil
4: Innenteil
5: Nabe
6: Lagerkontaktbereich
7: Rippe
8: Flanschabschnitt
9: Durchgangsloch
10: Formschlusselement
11: Vorsprung
12: Nase
13: Ausnehmung
14: Befestigungsbereich
15: Loch
16: Sicherungsnase
17: Lageraußenring
18: Zentrallager / Wälzlager
19: Kupplungsscheibe
20: Reibflächenbereich
21: Anpressplatte
22: Wälzkörper
23: Kugel
24: Rotationsachse
25: Kragen

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

WO 2015/117607 A1 [0002]
WO 2015117697 A1 [0023]

Claims

Zentralplatte (2) für eine Doppelkupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Außenteil (3), das zum Druckaufnehmen in Axialrichtung ausgelegt ist und mit einem radial innerhalb davon angeordneten Innenteil (4) zum Kontaktieren eines Lagers (18) vorbereitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (4) als ein vom Außenteil separates Bauteil ausgebildet ist.
Zentralplatte (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (4) materialunterschiedlich vom Außenteil (3) ausgebildet ist.
Zentralplatte (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (4) aus Blechmaterial gefertigt ist und/oder das Außenteil (3) urgeformt ist.
Zentralplatte (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innenteil (4) und dem Außenteil (3) ineinandergreifende Formschlusselemente (10) ausgebildet sind.
Zentralplatte (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass radial außenseitig des Innenteils (4) wenigstens eine axial und/oder radial abstehende Nase (12) vorhanden ist, wobei eine Nase (12) in einer Ausklinkung an der radialen Innenseite des Außenteils (3) greift und/oder das Innenteil (4) am Außenteil (3) angenietet und/oder eingepresst ist.
Zentralplatte (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axial erhaben ausgebildeten Lagerkontaktbereich (6) Rippen (7) enden.
Zentralplatte (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass radial außenseitig des Außenteils (3) ein Kragen (25) zum Abstützen von Axialkräften vorhanden ist.
Doppelkupplung mit einer Zentralplatte (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Doppelkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralplatte (2) mit einem Zentrallager (18) verbunden ist.
Verfahren zum Herstellen einer Zentralplatte (2), wobei ein Außenteil (3) aus Gussmaterial urgeformt wird und ein Innenteil (4) aus Blechmaterial in einem Stanzvorgang gefertigt wird.