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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe, insbesondere für eine Zweischeibenkupplung eines Kraftfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Zweischeibenkupplung, die eine derartige Kupplungsscheibe aufweist.
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Zweischeibenkupplungen für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich bekannt. Zweischeibenkupplungen weisen zwei Kupplungsscheiben auf, die ein und dieselbe Welle schalten können und somit nur abhängig voneinander betätigt werden können.
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Die Zweischeibenkupplung weist zwei Kupplungsscheiben mit Reibbelägen auf, welche durch eine Anpressplatte an eine Gegenplatte gedrückt oder von dieser gelöst werden können, um so ein Einkuppeln beziehungsweise Auskuppeln zu bewirken. Dabei kann insbesondere durch eine hohe Temperaturbelastung der Reibwert der Reibbeläge während des Betriebs instabil werden, was ein verlässliches Arbeiten der Kupplung verhindern oder reduzieren kann.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maßnahme zu schaffen, mit welcher wenigstens ein Nachteil des Stands der Technik zumindest teilweise behoben werden kann. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einfachem Aufbau eine hohe Temperaturstabilität der Kupplung zu ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Kupplungsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß weiterhin durch eine Zweischeibenkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie durch ein hydraulisches Kupplungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren angegeben, wobei weitere in den Unteransprüchen oder in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.
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Die erfindungsgemäße Kupplungsscheibe für eine Fahrzeugkupplung, insbesondere für eine Zweischeibenkupplung, umfasst eine scheibenförmige Trägerplatte mit einer ersten Reibseite und einer zweiten Reibseite. Dabei ist auf der ersten Reibseite ein erster Reibbelag angeordnet und ist auf der zweiten Reibseite ein zweiter Reibbelag angeordnet. Bei einer derartigen Kupplungsscheibe ist es ferner vorgesehen, dass der erste Reibbelag von dem zweiten Reibbelag verschieden ist.
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Eine derartige Kupplungsscheibe ermöglicht insbesondere die Kombination einer hohen Temperaturbeständigkeit mit einem einfachen und kostengünstigen Aufbau. Ferner kann eine hohe Adaptierbarkeit ermöglicht werden.
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Eine vorbeschriebene Kupplungsscheibe dient insbesondere dem Einsatz in einer Fahrzeugkupplung, wie beispielsweise in einer Zweischeibenkupplung. Insbesondere dient die Kupplungsscheibe dem Einsatz in einer Zweischeibenkupplung eines Personenkraftwagens oder eines Lastkraftwagens.
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Die Kupplungsscheibe umfasst eine scheibenförmige Trägerplatte. Unter einer scheibenförmigen Trägerplatte kann dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden werden ein Trägerelement, welches einen beispielsweise kreisrunden Querschnitt aufweisen kann. Dabei können beispielsweise für Kupplungsscheiben übliche Ausgestaltungen von der Scheibenform umfasst sein, wie etwa Aussparungen, Dämpfer oder ähnliches. Grundsätzlich kann die scheibenförmige Trägerplatte beziehungsweise die Trägerscheibe wie aus dem Stand der Technik bekannt geformt sein.
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In an sich bekannter Weise dient die Kupplungsscheibe zusammen mit der Anpressplatte beziehungsweise der Gegenplatte dem Trennen und Verbinden von Motor und Antriebstrang. Zum Angleichen unterschiedlicher Rotationsgeschwindigkeiten der entsprechenden Wellen sind Reibbeläge vorgesehen, die an der Trägerplatte angeordnet sind. Dabei dient die vorbeschriebene Trägerplatte insbesondere dem Aufnehmen beziehungsweise Tragen der Reibbeläge, wie dies grundsätzlich bekannt ist.
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Hierzu umfasst die Trägerplatte im Detail eine erste Reibseite und eine zweite Reibseite, welche insbesondere die im Wesentlichen eine Kreisform aufweisenden Oberflächen der Trägerplatte sind. Die Kupplungsscheibe ist somit derart anordbar, dass die erste Reibseite zu der Gegenplatte zeigt, wohingegen die zweite Anpressplatte zu der Anpressplatte zeigt.
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Dabei ist auf der ersten Reibseite ein erster Reibbelag vorgesehen und auf der zweiten Reibseite ein zweiter Reibbelag. Diese Anordnung kann grundsätzlich aus dem Stand der Technik für Kupplungsscheiben beziehungsweise für Kupplungen bekannt sein.
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Bei der vorbeschriebenen Kupplungsscheibe ist es nun vorgesehen, dass der erste Reibbelag von dem zweiten Reibbelag verschieden ist. Somit wird in Abkehr zu üblichen und momentan erhältlichen Kupplungsscheiben nicht auf beiden Reibseiten der gleiche Reibbelag verbaut, sondern der erste Reibbelag unterscheidet sich vielmehr von dem zweiten Reibbelag. Dabei kann eine Unterscheidung grundsätzlich in jeglicher Form vorliegen, wie etwa in der Oberflächenbeschaffenheit oder ähnliches. Grundsätzlich kann es jedoch bevorzugt sein, wenn das Material des ersten Reibbelags sich von dem Material des zweiten Reibbelgas unterscheidet.
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Eine derartige Ausgestaltung bietet gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik signifikante Vorteile.
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Beispielsweise ermöglicht eine derartige Kupplungsscheibe eine deutlich verbesserte Anpassbarkeit etwa an die Materialien der Anpressplatte beziehungsweise der Gegenplatte und somit eine optimale Anpassung eines Reibpaares. Dadurch kann das Reibverhalten optimal eingestellt werden und ferner können auch die Materialien von Anpressplatte und Gegenplatte ohne Probleme angepasst werden. Somit braucht der entsprechende Reibbelag keine unverhältnismäßig hohen Anforderungen erfüllen, was Kosten reduzieren kann.
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Ferner hat sich gezeigt, dass die Anforderungen beispielsweise mit Bezug auf Temperaturempfindlichkeit oder Rupfempfindlichkeit sich auf der Seite der Anpressplatte beziehungsweise auf der Seite der Gegenplatte signifikant unterscheiden können. Durch eine Ausbildung der Kupplungsscheibe mit unterschiedlichen Reibbelägen beziehungsweise Kupplungsbelägen kann es erreicht werden, dass die Reibbeläge an die entsprechenden Anforderungen angepasst werden können.
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Beispielsweise kann so darauf reagiert werden, dass die Anforderungen an die thermische Resistenz der beiden Reibbeläge unterschiedlich sein kann. Denn anpressplattenseitig kann die thermische Belastung der Reibbeläge meist begrenzt sein und etwas geringer, als dies bei der Gegendruckplatte der Fall ist. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn zwei Kupplungsscheiben in einer Kupplung verbaut sind, somit eine Doppelkupplung beziehungsweise Zweischeibenkupplung vorliegt, und wenn zwischen den Kupplungsscheiben eine gemeinsame zentrale Gegendruckplatte vorliegt. Diese gemeinsame Gegendruckplatte kann auch als Zwischenanpressplatte bezeichnet werden. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann es durch einen beidseitigen Wärmeeintrag in die Zwischenanpressplatte zu einer hohen Temperaturentwicklung kommen. Dadurch sollten insbesondere die Reibbeläge, die in Richtung der Gegendruckplatte angeordnet sind beziehungsweise mit dieser in Kontakt kommen, eine hohe thermische Resistenz aufweisen.
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Im Gegensatz dazu kann die gegenüberliegende Seite der Kupplungsscheibe, also die in Richtung der Anpressplatte angeordnete Seite, Reibbeläge aufweisen, die eine vergleichsweise geringere thermische Resistenz aufweisen. Denn die thermische Belastung durch die Anpressplatte kann diesbezüglich vergleichsweise gering sein.
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Dadurch braucht die Kupplungsscheibe somit lediglich einseitig mit derartigen Reibbelägen versehen werden, welche hohen thermischen Anforderungen gerecht werden.
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Dadurch ist es möglich, dass durch eine gezielte Auswahl der Materialien der Reibbeläge eine signifikante Kostenersparnis ermöglicht werden kann.
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Auf der anderen Seite kann der Komfort bei einem Kupplungsvorgang erhöht werden, wenn insbesondere die mit der Anpressplatte in Kontakt kommenden Reibbeläge bezüglich eines vorteilhaften Rupfverhaltens optimiert sind. Dies kann insbesondere deshalb von Vorteil sein, da die für ein vorteilhaftes Rupfverhalten auszuwählenden Materialien und die für eine hohe thermische Resistenz zu verwendenden Materialien oftmals auseinanderfallen können.
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Mit Bezug auf die Materialien der Reibbeläge kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der erste Reibbelag ein keramischer Reibbelag ist und dass der zweite Reibbelag ein organischer Reibbelag ist. Insbesondere derartige Reibbeläge beziehungsweise eine derartige Kombination eines keramischen mit einem organischen Reibbelags können besonders vorteilhaft sein.
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Der keramische Reibbelag kann insbesondere derart positioniert sein, dass er benachbart zu einer Gegendruckplatte, insbesondere zu einer Zwischenanpressplatte, angeordnet wird. Ein keramisches Material bietet dabei den Vorteil, dass es eine besonders hohe Wärmebeständigkeit beziehungsweise thermische Beständigkeit aufweist. Dadurch kann der keramische Reibbelag auch bei einem hohen Temperatureintrag einen guten Reibwert beziehungsweise eine gute Momentübertragungskapazität beibehalten und so auch bei einem hohen Temperatureintrag ein verlässliches Arbeiten gewährleisten.
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Im Gegensatz dazu kann der zweite Reibbelag ein organischer Reibbelag sein. Organische Reibbeläge zeichnen sich dabei dadurch aus, dass diese bei nicht zu hohen Temperaturen ebenfalls einen guten Reibwert aufweisen. Darüber hinaus weisen organische Reibbeläge oftmals ein vorteilhaftes Rupfverhalten auf, was den Komfort bei einem Schaltvorgang erhöhen kann. Insbesondere dann, wenn die organischen Reibbeläge nicht auf der Seite einer Zwischenanpressplatte angeordnet sind, sondern beispielsweise in Richtung der Anpressplatte beziehungsweise in Richtung eines Schwungrades angeordnet sind, kann eine vergleichsweise geringe thermische Belastbarkeit problemlos akzeptiert werden.
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Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann somit dem entgegengewirkt werden, dass beispielsweise aufgrund der erweiterten gesetzlichen Anforderungen bezüglich der in den Reibwerkstoffen zulässigen Einsatzstoffe – z. B. keine Schwermetalle – es schwierig sein kann, einen organischen Belag in Richtung höhere Reibungszahl oder Temperaturfestigkeit zu verbessern. Keramische Materialien können diesbezüglich sehr hohe Leistungsdaten aufweisen, jedoch mit hohen Kosten verbunden sein. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann diese im Stand der Technik stets auftretende Anpassungsproblematik auf vorteilhafte Weise umgangen werden, da nicht entweder höhere Kosten oder geringere Leistungsdaten der Reibmaterialien in unangemessener Weise akzeptiert werden brauchen.
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Im Vergleich zu einer Anordnung, bei der die Kupplungsscheibe beidseitig mit keramischen Reibbelägen oder organischen Reibbelägen ausgestattet ist, kann somit bei geringen Kosten eine hohe Temperaturbeständigkeit dort erreicht werden, wo sie benötigt wird. Daher kann bei einer Ausgestaltung der Kupplungsscheibe mit einem keramischen und einem organischen Reibbelag eine gute thermische Beständigkeit und Langlebigkeit ermöglicht werden, da jeder Reibbelag für seine Anforderungen ausreichend ausgestattet ist.
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Mit Bezug auf den keramischen Reibbelag kann dieser beispielhaft und in keiner Weise beschränkend ausgestaltet sein basierend auf einem silikatkeramischen Werkstoff oder einem oxidkeramischen oder einem nicht-oxidkeramischen Werkstoff. Im weitesten Sinne sind unter silikatkeramischen Werkstoffen Erzeugnisse auf Basis der Verbindungen von Kieselsäure zu verstehen. Beispiele der oxidkeramischen Werkstoffe umfassen Aluminiumoxid (Al2O3) und Zirkonoxid (ZrO2). Beispiele für nicht-oxidkeramische Werkstoffe umfassen Karbide, Nitride, Boride und Silizide, die allgemein auch als Hartstoffe bezeichnet werden. Dabei soll eine Ausgestaltung basierend auf den vorgenannten Materialien bedeuten, dass die Reibbeläge neben den vorgenannten Materialien noch weitere Materialien aufweisen können.
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Insbesondere die vorgenannten keramischen Materialien zeichnen sich durch eine hohe thermische Beständigkeit aus und sind gleichermaßen durch einen guten Reibwert und geringen Verschleiß als Reibbelag geeignet.
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Mit Bezug auf den organischen Reibbelag kann dieser beispielhaft und in keiner Weise beschränkend ausgestaltet sein basierend auf beispielsweise härtbaren Kunststoffen, Kohlenstoff-Faser-Verbundwerkstoffen, Harzen sowie Kautschuk und/oder auf Basis von Glasfasern. Dabei soll eine Ausgestaltung basierend auf den vorgenannten Materialien bedeuten, dass die Reibbeläge neben den vorgenannten Materialien noch weitere Materialien aufweisen können, wie etwa eine Kunststoffmatrix, etwa umfassend ein Harz, wie beispielsweise Resol, Kautschuk oder Füllstoffe, um geeignete Eigenschaften einstellen zu können.
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Insbesondere die vorgenannten organischen Materialien zeichnen sich durch eine gute Kostengünstigkeit aus und sind gleichermaßen durch einen guten Reibwert als Reibbelag geeignet. Ferner können diese Materialien durch ein vorteilhaftes Rupfverhalten einen hohen Komfort ermöglichen.
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Mit Bezug auf weitere technische Merkmale und Vorteile der vorbeschriebenen Kupplungsscheibe wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der Zweischeibenkupplung, dem hydraulischen Kupplungssystem, der Figur sowie der Figurenbeschreibung verwiesen, und umgekehrt.
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Die vorbeschriebene Erfindung betrifft ferner eine Zweischeibenkupplung. Wie dies grundsätzlich bekannt ist, dient die Zweischeibenkupplung dem Kuppeln einer motorseitigen Eingangswelle mit einer getriebeseitigen Ausgangswelle. Die Zweischeibenkupplung weist eine relativ zu einer Gegenplatte axial bewegbare Anpressplatte und eine ebenfalls relativ zu einer Gegenplatte axial bewegbare Zwischenanpressplatte zum Kuppeln der mit der Ausgangswelle verbundenen Kupplungsscheiben auf.
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Dabei ist es vorgesehen, dass die erste Kupplungsscheibe und die zweite Kupplungsscheibe ausgebildet sind, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist. Das bedeutet, dass die erste Kupplungsscheibe und die zweite Kupplungsscheibe eine scheibenförmige Trägerplatte mit einer ersten Reibseite und einer zweiten Reibseite umfasst, wobei auf der ersten Reibseite ein erster Reibbelag angeordnet ist und wobei auf der zweiten Reibseite ein zweiter Reibbelag angeordnet. Dabei ist es bei der vorbeschriebenen Zweischeibenkupplung vorgesehen, dass der erste Reibbelag von dem zweiten Reibbelag verschieden ist.
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Eine vorbeschriebene Zweischeibenkupplung kann somit auf vorteilhafte Weise eine hohe Kostengünstigkeit vereinen mit einer hohen Temperaturbeständigkeit beziehungsweise einer hohen Langlebigkeit.
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Es kann bevorzugt sein, wenn die Anpressplatte axial bewegbar ist zu einer zentralen Zwischenanpressplatte, wobei der erste Reibbelag der ersten und zweiten Kupplungsscheibe ein keramischer Kupplungsbelag ist und zwischenanpressplattenseitig angeordnet ist, und wobei der zweite Reibbelag der ersten und der zweiten Kupplungsscheibe ein organischer Reibbelag ist und anpressplattenseitig beziehungsweise . schwungradseitig angeordnet ist. Insbesondere bei einer Zwischenanpressplatte können hohe Temperaturen auftreten, so dass eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit der zwischenanpressplattenseitigen Reibbeläge von Vorteil ist.
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Mit Bezug auf weitere technische Merkmale und Vorteile der vorbeschriebenen Zweischeibenkupplung wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der Kupplungsscheibe, dem hydraulischen Kupplungssystem, den Figuren sowie der Figurenbeschreibung verwiesen, und umgekehrt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein hydraulisches Kupplungssystem, welches eine vorbeschriebene Kupplungsscheibe und/oder eine vorbeschriebene Zweischeibenkupplung aufweist. Dabei kann das hydraulische Kupplungssystem beispielsweise Bestandteil sein eines Fahrzeugs, wie etwa eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines PKWs oder eines LKWs.
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Zusammenfassend schafft das vorbeschriebene Kupplungssystem eine Maßnahme, die bei einer kostengünstigen Umsetzbarkeit eine hohe Anpassbarkeit und ferner eine hohe thermische Beständigkeit einer Kupplung, wie beispielsweise einer Zweischeibenkupplung ermöglichen kann. Ferner kann insbesondere eine hohe thermische Beständigkeit mit einem guten Rupfverhalten kombiniert werden.
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Mit Bezug auf weitere technische Merkmale und Vorteile des vorbeschriebenen hydraulischen Systems wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der Kupplungsscheibe, der vorbeschriebenen Zweischeibenkupplung, den Figuren sowie der Figurenbeschreibung verwiesen, und umgekehrt.
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Im Folgenden wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert, wobei explizit darauf hingewiesen wird, dass der erfindungsgemäße Gegenstand nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht durch eine Zweischeibenkupplung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung;
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2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Zweischeibenkupplung aus 1.
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Die in 1 dargestellte Zweischeibenkupplung 10 weist eine erste Kupplungsscheibe 20 und eine zweite Kupplungsscheibe 30 auf. Ferner weist die Zweischeibenkupplung 10 eine axial bewegbare Zwischenanpressplatte 16 und eine axial nicht bewegbare Gegenplatte 18 auf, um die zwischen der Zwischenanpressplatte 16 und der Gegenplatte 18 angeordnete Kupplungsscheibe 20 über Reibbeläge 22, 24 reibschlüssig zu kuppeln. Dabei sind ein erster Reibbelag 22 und ein zweiter Reibbelag 24 an einer scheibenförmigen Trägerplatte 26 befestigt, beispielsweise vernietet. Im Detail ist der erste Reibbelag 22 an einer ersten Reibseite 27 der Trägerplatte 26 befestigt und ist der zweite Reibbelag 24 an einer zweiten Reibseite 29 der Trägerplatte 26 befestigt. Der erste Reibbelag 22, also der der Zwischenanpressplatte 16 zugewandte Reibbelag, ist dabei insbesondere ein keramischer Reibbelag, wohingegen der zweite Reibbelag 24, also der der Gegenplatte 18 zugewandte Reibbelag insbesondere ein organischer Reibbelag ist.
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Entsprechend weist die Zweischeibenkupplung 10 eine relativ zu der Zwischenanpressplatte 16 und zu der Gegenplatte 18 axial verschiebbare Anpressplatte 28 auf, um eine zwischen der Zwischenanpressplatte 16 und der Anpressplatte 28 angeordnete zweite Kupplungsscheibe 30 über Reibbeläge 32, 34 reibschlüssig zu kuppeln. Wiederum sind ein erster Reibbelag 32 und ein zweiter Reibbelag 34 an einer scheibenförmigen Trägerplatte 36 befestigt, beispielsweise vernietet. Im Detail ist wiederum der erste Reibbelag 32 an einer ersten Reibseite 37 der Trägerplatte 36 befestigt und ist der zweite Reibbelag 34 an einer zweiten Reibseite 39 der Trägerplatte 36 befestigt. Der erste Reibbelag 32, also der der Zwischenanpressplatte 16 zugewandte Reibbelag, ist dabei wiederum insbesondere ein keramischer Reibbelag, wohingegen der zweite Reibbelag 34, also der der Anpressplatte 28 zugewandte Reibbelag insbesondere ein organischer Reibbelag ist.
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Der vorbeschriebene Aufbau der Kupplungsscheiben 20, 30 und deren Anordnung zwischen der Gegenplatte 18, der Anpressplatte 28 und der Zwischenanpressplatte 16 ist im Detail in der 2 gezeigt.
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Die Gegenplatte 18, die Anpressplatte 28 und die Zwischenanpressplatte 16 sind insbesondere als separate voneinander getrennte Bauteile ausgestaltet, wobei die Anpressplatte 28 und die Zwischenanpressplatte 16 in gleicher axialer Richtung auf dieselbe Gegenplatte 18 drücken, um die Zweischeibenkupplung 10 zu schließen. Hierzu ist eine Betätigungsvorrichtung 38, wie etwa eine Tellerfeder, vorgesehen, die in einem Gehäuse 40 verlagerbar angeordnet sein kann. Ferner ist ein Schwungrad 42, wie etwa ein Zweimassenschwungrad, gezeigt. Weitere in der Figur zu erkennende Bauteile können in für eine Zweischeibenkupplung üblicher Weise ausgestaltet sein und werden hier nicht im Detail beschrieben.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zweischeibenkupplung
- 16
- Zwischenanpressplatte
- 18
- Gegenplatte (Reibfläche des Schwungrads)
- 20
- erste Kupplungsscheibe
- 22
- erster Reibbelag
- 24
- zweiter Reibbelag
- 26
- Trägerplatte
- 27
- erste Reibseite
- 28
- Anpressplatte
- 29
- zweite Reibseite
- 30
- zweite Kupplungsscheibe
- 32
- erster Reibbelag
- 34
- zweiter Reibbelag
- 36
- Trägerplatte
- 37
- erste Reibseite
- 38
- Betätigungsvorrichtung
- 39
- zweite Reibseite
- 40
- Gehäuse
- 42
- Schwungrad
