DE102016220804A1

DE102016220804A1 - Kraftfahrzeugkupplung mit innenliegenden Blattfedern mit Servofederfunktion

Info

Publication number: DE102016220804A1
Application number: DE102016220804.7A
Authority: DE
Inventors: Ludovic Voorspoels
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkupplung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Anpressplatte (2), die zum axialen Verlagern und Einklemmen einer Kupplungsscheibe, zum Übertragen von Drehmoment, angeordnet und ausgelegt ist, mit einer Tellerfeder (3), die zum Kraftübertragen auf die Anpressplatte (2) mit dieser in Verbindung steht, wobei wenigstens eine Blattfeder (4) zum Bewegen der Anpressplatte (2) von der Kupplungsscheibe weg eingesetzt ist und wobei von der Blattfeder (4) ein sich radial nach außen erstreckender Federkraftwirkabschnitt (5) absteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie eines PKW’s, eines LKW’s oder eines anderen Nutzfahrzeugs, mit einer Anpressplatte, die zum axialen Verlagern und Einklemmen einer Kupplungsscheibe, zum Übertragen von Drehmoment, angeordnet und ausgelegt ist, mit einer Tellerfeder, die zum Kraftübertragen auf die Anpressplatte direkt oder zumindest indirekt mit dieser in Verbindung steht, wobei wenigstens eine Blattfeder zum Bewegen der Anpressplatte von der Kupplungsscheibe weg eingesetzt ist.
Die Erfindung ist auf dem Gebiet von Kupplungsdeckeln mit innenliegenden Blattfedern angeordnet. Sie kann bei sogenannten kleinen „KD’s“ (Kupplungsdeckeln) eingesetzt werden.
Aus dem Stand der Technik sind bereits derartige Kraftfahrzeugkupplungen bekannt. Zum Beispiel offenbart die deutsche Patentanmeldung DE 10 2014 216 355 A1 eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Anpressplatte, die zwischen einem als eine Gegendruckscheibe ausgebildetem Schwungrad und einem an diesem befestigten Deckel in einer axialen Richtung beweglich angeordnet ist, und einer Mitnehmerscheibe, die mit Reibbelägen versehen ist und zwischen der Gegendruckscheibe und der Anpressplatte angeordnet ist und axial verschiebbar auf einer Getriebewelle gelagert wird, wobei eine Tellerfeder zwischen dem Deckel und der Anpressplatte angeordnet ist und über einen Aktor gegenüber dem Schwungrad in der axialen Richtung einrückbar oder ausrückbar ist zum Schließen oder Öffnen einer reibschlüssigen Verbindung zwischen Anpressplatte, Gegendruckscheibe und Mitnehmerscheibe, wobei die Tellerfeder über eine Mehrzahl von Zentrierbolzen an dem Deckel befestigt ist, wobei eine Mehrzahl von Blattfedern mit jeweils einem ersten Ende und einem zweiten Ende vorgesehen ist zur Übertragung eines Drehmoments von dem Deckel auf die Anpressplatte, wobei jedes erste Ende mit der Anpressplatte und jedes zweite Ende mit dem Deckel verbunden ist, wobei das Schwungrad eine Mehrzahl von Anbindungsflächen aufweist zur Verbindung des Deckels mit dem Schwungrad, und wobei sich die Anbindungsflächen in der axialen Richtung über die Anpressplatte hinaus erstrecken.
Auch offenbart ein anderes Dokument, die DE 43 11 908 A1 , eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer ersten, an einer Brennkraftmaschine befestigbaren und einer zweiten, über eine Reibungskupplung einem Getriebe zu- und abschaltbaren Schwungmasse, die relativ zueinander verdrehbar gelagert sind und zwischen denen eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei eine Kupplungsscheibe unter der Einwirkung eines Kraftspeichers axial zwischen einer Druckplatte und einer durch die zweite Schwungmasse gebildete Gegendruckplatte der Reibungskupplung einspannbar ist, und wobei zumindest die Gegendruckplatte als massives Stanzteil ausgeführt ist, welches massiv verformte Drehmomentübertragungsmittel mit einer flächigen Materialstärkenreduzierung und ausgestanzte Ausnehmungen aufweist.
Aus der DE 10 2014 216 355 A1 und der DE 43 11 908 A1 sind somit Kraftfahrzeugkupplungen bekannt, bei denen Blattfedern, über die eine Anpressplatte drehfest und in axialer Richtung begrenzt verlagerbar an einem Kupplungsdeckel angebunden ist, mittels Tellerfederzentrierbolzen an dem Kupplungsdeckel befestigt sind und bezüglich von Anpressplattennocken in einer radialen Richtung der Kupplung innenliegend angeordnet sind.
Auch aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 200 392 A1 ist eine Kraftfahrzeugkupplung bekannt. Diese offenbart eine Federeinheit für eine Reibkupplung, wobei die Reibkupplung eine Rotationsachse umfasst, und wobei die Federeinheit zumindest eine der folgenden Komponenten aufweist: zumindest eine vorspannbare Stützfeder für eine Tellerfeder, wobei die Tellerfeder zum Anpressen einer Anpressplatte einer Reibkupplung eingerichtet ist; zumindest eine vorspannbare Anpressplattenfeder zum Verbinden mit einer Anpressplatte als Antagonist zu einer Tellerfeder; und zumindest ein Abstützelement zum axialen Lagern der Stützfeder und der Anpressplattenfeder entgegen einer Tellerfederkraft, wobei die zumindest eine Stützfeder und das zumindest eine Abstützelement einstückig gebildet sind.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeugkupplungen mit innenliegenden Blattfedern haben jedoch den Nachteil, dass sich die Ausrückkräfte, das heißt die Kräfte zum Betätigen der Kupplung bzw. die Pedalkräfte, mit zunehmendem Verschleiß der Kraftfahrzeugkupplung erheblich erhöhen. Auch wird im Stand der Technik durch die Anwendung von einer Vielzahl von verschiedenen Federelementen häufig in hohem Maße Bauraum beansprucht.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere sollen die mit zunehmendem Verschleiß der Kraftfahrzeugkupplung benötigten Ausrückkräfte reduziert werden und gleichzeitig der benötigte Bauraum der Kraftfahrzeugkupplung verringert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass von der Blattfeder ein sich radial nach außen erstreckender Federkraftwirkabschnitt absteht. Dies hat den Vorteil, dass mittels des Federkraftwirkabschnitts eine Servofederfunktion in die Blattfeder integriert werden kann. Der sich radial nach außen erstreckende Federkraftwirkabschnitt wirkt der Federwirkung der Tellerfeder entgegen und ermöglicht so eine Reduzierung der maximalen Ausrückkraft bei zunehmendem Verschleiß der Kraftfahrzeugkupplung, also wenn die Tellerfeder steiler steht. Außerdem kann durch das Vorsehen des Federkraftwirkabschnitts auf eine Servofeder als separates Maschinenelement verzichtet werden, wodurch der benötigte Bauraum der Kraftfahrzeugkupplung reduziert werden kann.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die wenigstens eine Blattfeder radial innerhalb eines Außenrandes der Tellerfeder angeordnet ist und/ oder radial innerhalb eines Kraftrandes der Tellerfeder angeordnet ist und/ oder radial innerhalb eines Außenrandes der Anpressplatte angeordnet ist, etwa nach Art einer „innenliegenden Blattfeder“. Das Vorsehen von innenliegenden Blattfedern hat gegenüber außenliegenden Blattfedern den Vorteil, dass ein Gesamtaußendurchmesser der Kraftfahrzeugkupplung erheblich verringert werden kann. Dies hat eine kompakte Bauweise der Kraftfahrzeugkupplung sowie eine Verringerung des benötigten Bauraums der Kraftfahrzeugkupplung zur Folge.
Ferner ist es zweckmäßig, dass der Federkraftwirkabschnitt ein integraler, das heißt insbesondere einmaterialiger, einstofflicher bzw. einstückiger Bestandteil der Blattfeder ist. Dies hat den Vorteil, dass der Federkraftwirkabschnitt an der Blattfeder bereits bei der Herstellung bzw. Fertigung der Blattfeder vorgesehen ist und somit kein nachträglicher Montageschritt des Federkraftwirkabschnitts an die Blattfeder vonnöten ist. Somit können sowohl die Herstellung der den Federkraftwirkabschnitt enthaltenden Blattfeder als auch die Montage derselben in eine Kraftfahrzeugkupplung in einfacher Weise gewährleistet werden.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn der Federkraftwirkabschnitt direkt an der Außenoberfläche der Tellerfeder anliegt, etwa an einer Stirnfläche, beispielsweise im Bereich des Kraftrandes der Tellerfeder, oder benachbart, insbesondere unmittelbar benachbart dazu. Dadurch ist es möglich, dass der Federkraftwirkabschnitt als ein zusätzlicher Kraftrand, insbesondere als ein Zusatzkraftrand, auf den tellerfederseitigen Kraftrand wirkt und insbesondere der Tellerfederkraft entgegen wirkt. Dadurch kann ein Anstieg der Anpresskraft der Tellerfeder im Verschleißzustand der Kraftfahrzeugkupplung verringert bzw. abgebaut werden, wodurch eine konstante Ausrückkraft auch mit zunehmendem Verschleiß der Kraftfahrzeugkupplung ermöglicht wird bzw. sich erzeugen lässt. Der Federkraftwirkabschnitt erfüllt somit die Funktion einer direkt an dem Kraftrand der Tellerfeder angreifenden Servofeder, weshalb auf eine Servofeder als separates Maschinenelement in der erfindungsgemäßen Kupplung verzichtet werden kann.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Nockenring in Form einer Hülse vorgesehen ist, der mit der Anpressplatte in Verbindung steht und zwischen der Anpressplatte und der Tellerfeder angeordnet ist. Die Verbindung zwischen dem Nockenring und der Anpressplatte kann dabei stoffschlüssig, kraftschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Verbindung durch Verschweißen, Verschrauben, Vernieten oder dergleichen erzeugt werden. Auch kann der Nockenring auf Nocken der Anpressplatte aufgesteckt sein und/ oder in Aussparungen, insbesondere in gestanzte Ausnehmungen der Anpressplatte eingreifen. Aufgrund der hülsenartigen, hohlen Ausbildung des Nockenrings ist es möglich, die zumindest eine Blattfeder radial innerhalb eines Außenrandes des Nockenrings anzuordnen. Zudem ist es durch das Vorsehen des Nockenrings möglich, die Anpressplatte, welche vorzugsweise eine Metallplatte, insbesondere eine Stahlplatte, ist, als ein flaches Bauteil, insbesondere eine flache Platte, zu gestalten. Dies hat den Vorteil, dass sowohl die Anpressplatte, als auch der Nockenring in einfacher Weise, sowie kostengünstig hergestellt werden können.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Federkraftwirkabschnitt in Anlage mit dem Nockenring ist und an einer der Tellerfeder zugewandten axialen Stirnfläche des Nockenrings vorgesehen ist. Außerdem ist es zweckmäßig, wenn der Federkraftwirkabschnitt zwischen der Tellerfeder und dem Nockenring angeordnet bzw. vorgesehen ist. Dadurch ist es möglich, dass die resultierende Kraft aus der Anpresskraft der Tellerfeder und der der Tellerfederkraft entgegenwirkenden Federkraft des Federkraftwirkabschnitts auf die axiale Stirnfläche des Nockenrings und somit auf die Anpressplatte aufgebracht wird, insbesondere aufgrund der direkten, das heißt drehfesten und axialfesten Verbindung des Nockenrings mit der Anpressplatte. Erfindungsgemäß ist somit ein direkter axialer Kraftfluss von dem Kraftrand der Tellerfeder über den Federkraftwirkabschnitt zu dem Nockenring und somit zu der Anpressplatte vorgesehen, was kraftflusstechnisch vorteilhaft ist. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen des Federkraftwirkabschnitts wird somit ermöglicht, auch bei zunehmendem Verschleiß der Kraftfahrzeugkupplung, eine reduzierte Ausrückkraft, welche über den Ausrückweg näherungsweise konstant ist, bereitzustellen.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftwirkabschnitt in Form eines Flügels mit einer Kuppe, insbesondere in einer geschwungenen Form ausgebildet ist. Aufgrund der geometrischen Ausbildung des Federkraftwirkabschnitts in Form eines Flügels mit Kuppe kann der Federkraftwirkabschnitt in optimaler Weise in Anlage mit dem Nockenring gebracht werden bzw. auf dem Nockenring abrollen. Es ist somit vorteilhaft, wenn der Federkraftwirkabschnitt an seiner dem Nockenring bzw. der Anpressplatte zugewandten axialen Seite konkav ausgebildet ist. In anderen Worten umgreift der Federkraftwirkabschnitt aufgrund seiner geometrischen Ausbildung die axiale Stirnfläche des hülsenartigen Nockenrings. Es ist somit möglich, die Federkraft des Federkraftwirkabschnitts in geeigneter bzw. optimaler Weise zu nutzen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Federkraftwirkabschnitt zusätzlich eine Sicke aufweist. Die Sicke ist dabei in vorteilhafter Weise zum Hervorrufen eines Axialvorsprunges mit einer Oberflächenform, die geeignet zum Abrollen auf dem Nockenring ist, ausgebildet. Das zusätzliche Vorsehen einer Sicke stellt somit eine konstruktive Verbesserung des Eingriffs des Federkraftwirkabschnitts in den Kraftübertragungspfad von der Tellerfeder über den Federkraftwirkabschnitt zu dem Nockenring und zu der Anpressplatte dar. Es ist somit möglich, die gewünschte Reduzierung der Ausrückkräfte im Verschleißzustand der Kraftfahrzeugkupplung zu erreichen.
Es ist zweckmäßig, wenn die Kupplungsscheibe zwischen einer Gegendruckplatte und der Anpressplatte angeordnet ist und axial verschiebbar lagerbar ist. Die Kupplungsscheibe ist dabei vorzugsweise mit Reibbelägen versehen und axial verschiebbar auf einer Getriebewelle des Kraftfahrzeugs gelagert. Dabei wird in einem eingerückten Zustand der Tellerfeder die Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte reibschlüssig eingeklemmt, so dass eine Drehmomentübertragung von einer Kraftfahrzeugmotorantriebswelle über die Kupplung auf die Getriebewelle ermöglicht wird. In einem ausgerückten Zustand der Tellerfeder wird die Anpressplatte über die zumindest eine Blattfeder von der Gegendruckplatte bzw. der Kupplungsscheibe weggezogen, so dass eine Drehmomentübertragung von der Kraftfahrzeugmotorantriebswelle auf die Getriebewelle nicht möglich ist.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Anpressplatte in Form einer flachen Platte ausgebildet ist. Dadurch wird ermöglicht, dass die Anpressplatte in einfacher Weise sowie kostengünstig hergestellt werden kann. Die Anpressplatte ist vorzugsweise eine Metallplatte, insbesondere eine Stahlplatte, und wird durch Stanzen oder durch ein Schneidverfahren wie etwa Wasserstrahlschneiden, Brennschneiden, Plasmaschneiden, Laserschneiden oder dergleichen hergestellt. Auch die in der Platte vorgesehenen Ausnehmungen bzw. Löcher werden vorzugsweise gleichzeitig in einem der genannten Verfahren hergestellt. Es wird somit eine einfache, schnelle sowie kostengünstige Fertigung der Anpressplatte erreicht.
Außerdem kann die zumindest eine Blattfeder ein Teil eines Blattfederstapels sein, so dass mehrere einzelne Blattfedern zu einem Stapel von Blattfedern zusammengesetzt sind. Somit ist es möglich, dass die von der Blattfeder erzeugte Federkraft durch Applikation von mehreren übereinander angeordneten Blattfedern, insbesondere in Form eines Stapels von Blattfedern, beliebig auf die gewünschte Federkraft eingestellt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Blattfedern oder Blattfederpakete vorgesehen, welche über den Umfang gleichmäßig verteilt, insbesondere winkelgleichverteilt sind und in einer Umfangsrichtung der Kraftfahrzeugkupplung angeordnet vorgesehen sind. Durch die gleichmäßige Verteilung der Blattfedern bzw. Blattfederpakete kann über den Umfang verteilt eine gleichmäßige Kraftübertragung der Blattfedern gewährleistet werden. Es wird somit eine über den Umfang konstante Federkraft der Blattfedern erreicht, welche der Tellerfederkraft entgegenwirkt.
Es ist zweckmäßig, wenn in der Kraftfahrzeugkupplung der vorliegenden Erfindung ein Deckel bzw. Kupplungsdeckel vorgesehen ist, an welchem die zumindest eine Blattfeder oder die Vielzahl von Blattfedern befestigt, insbesondere vernietet sind. Die Blattfedern sind dabei auch zur Übertragung eines Drehmoments von dem Deckel auf die Anpressplatte vorgesehen und vorzugsweise an einem ersten Ende mit der Anpressplatte und an einem zweiten Ende mit dem Deckel bzw. Kupplungsdeckel verbunden, insbesondere vernietet. Die Blattfedern erfüllen in der vorliegenden Erfindung somit nicht nur die Funktion des Aufbringens einer Gegenkraft zu der Anpresskraft der Tellerfeder, sondern sorgen auch für eine drehfeste Verbindung des Kupplungsdeckels mit der Anpressplatte. Es ist somit möglich, die gewünschte Funktionsweise der vorliegenden Kraftfahrzeugkupplung zu ermöglichen.
Es ist dabei vorteilhaft, wenn die Federkraftwirkabschnitte im Vergleich zu der Blattfeder einen verjüngten, insbesondere dünneren bzw. flächenkleineren Querschnitt aufweisen, das heißt insbesondere querschnittsverjüngt sind bzw. die Blattfeder im Vergleich zu dem Federkraftwirkabschnitt einen massiveren, insbesondere dickeren bzw. flächengrößeren Querschnitt aufweist. Durch die massivere Ausbildung der Blattfeder im Vergleich zu dem Federkraftwirkabschnitt wird eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit der Blattfeder für die Drehmomentübertragung zwischen dem Kupplungsdeckel und der Anpressplatte bereitgestellt, während der querschnittsverjüngte Federkraftwirkabschnitt insbesondere zur Einstellung der gewünschten Federkraft ausgelegt ist. Somit wird gewährleistet, dass die Blattfedern zusammen mit ihren integralen Federkraftwirkabschnitten die in der vorliegenden Erfindung gewünschten Anforderungen erfüllen bzw. Eigenschaften aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zumindest eine Blattfeder oder die Vielzahl von Blattfedern mittels Tellerfederzentrierbolzen an dem Kupplungsdeckel befestigt. Somit sind die Blattfedern vorzugsweise nicht über eigene Verbindungselemente an dem Kupplungsdeckel angeordnet, sondern nutzen die für die Zentrierung der Tellerfeder erforderlichen Zentrierbolzen. Dadurch ist es möglich, dass weitere bzw. zusätzliche Öffnungen an dem Deckel zur Anordnung von Verbindungselementen zur Verbindung von Deckel und Blattfedern eingespart werden können.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn die Tellerfeder über einen Aktor, insbesondere ein Kupplungspedal, ein- und ausrückbar ist, wodurch die gewünschte Funktionsweise der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkupplung gewährleistet werden kann.
Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung einen Kupplungsdeckel mit innenliegenden Blattfedern, welche Servoflügel aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist somit in allen aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeugkupplungen mit einem kleinen Kupplungsdeckel, das heißt mit innenliegenden Blattfedern einsetzbar. Generell sind Kraftfahrzeugkupplungen mit kleinem Kupplungsdeckel konventionelle Kupplungen mit einer Stahlanpressplatte. Die Anpressplatte weist dabei keine Blattfederbefestigungslappen auf, an denen die Blattfedern fixiert sind. Um Bauraum zu gewinnen erfolgt die Fixierung der Blattfedern an einem inneren Durchmesser der Anpressplatte, wobei die Blattfedern an der Anpressplatte und an dem Deckel bzw. Kupplungsdeckel vernietet sind.
In allen konventionellen Kupplungen werden die Ausrückkräfte mit zunehmendem Verschleiß der Scheibe bzw. Kupplungsscheibe höher. Die erfindungsgemäße Einführung der auf eine Blattfeder integrierten Servofederfunktion ermöglicht eine Reduzierung der Kräfte bzw. der Ausrückkräfte in dem Verschleißzustand der Kupplungsscheibe. Der Erfindung liegt die Aufgabe bzw. die Problemstellung zugrunde, die maximale Ausrückkraft in dem Verschleißzustand der Kupplungsscheibe mit einer neuen Kraftfahrzeugkupplung mit kleinem Kupplungsdeckel zu reduzieren. Die erfinderische Lösung der Aufgabe besteht darin, in einem äußeren Bereich der Blattfeder einen zusätzlichen Kraftrand bzw. Zusatzkraftrand bzw. Federkraftwirkabschnitt zu integrieren, um die Anpresskraft, insbesondere die Anpresskraft der Tellerfeder, zu reduzieren.
Es ist somit ein zusätzlicher Kraftrand in der Form eines Flügels mit einer Kuppe vorgesehen, wobei eventuell eine Sicke notwendig ist, wobei der zusätzliche Kraftrand bzw. Zusatzkraftrand oder Federkraftwirkabschnitt an der Blattfeder angebracht ist. Dieser zusätzliche Kraftrand wirkt auf die Tellerfeder in dem Nockenabstützbereich der Tellerfeder. Durch die Servofeder bzw. die Servofederfunktion kann der Kraftanstieg bzw. der Anpresskraftanstieg mit zunehmendem Verschleiß, welcher aus der Tellerfederkennlinie resultiert, abgebaut bzw. reduziert werden, wobei sich durch das entstehende Kraftplateau eine konstante Ausrückkraft erzeugen lässt. Durch eine geeignete Auslegung kann beeinflusst werden, wie die zu erreichende Ausrückkraft auszusehen hat. Mit einer nahezu plateauförmigen Anpresskraft der Tellerfeder kann zudem eine konstante Ausrückkraft über dem Verschleißbereich ohne Verschleißnachstellungssysteme in der Kupplung gewährleistet werden. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind eine Reduzierung der Ausrückkraft im Verschleiß, was zu einer konstanten Pedalkraft führt, die Verwendung des Kupplungskonzepts „Kraftfahrzeugkupplung mit kleinem Kupplungsdeckel“ bzw. „Kleine Kupplung“ bei gleichzeitigem Hinzufügen einer neuen Funktion, sowie die Anpassbarkeit individuell auf alle Tellerfederkennlinien und unabhängig vom Tellerfedergradienten.
Die Kraftfahrzeugkupplung mit kleinem Kupplungsdeckel oder „Kleine KD“ stellt somit eine neue Kupplung mit wenigeren Bauteilen dar, um die Kosten gering zu halten. Wie bei allen konventionellen Kupplungen steigen die Ausrückkräfte im Verschleiß. Durch die Einführung von zusätzlichen Flügeln auf der Blattfeder kann die Ausrückkraft im Verschleiß reduziert werden. In der vorliegenden Erfindung wird nämlich vorgeschlagen, die innenliegenden Blattfedern mit sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Flügeln zu versehen, die auf den Anpressplattennocken bzw. dem Nockenring als zusätzliche Kraftränder aufliegen bzw. in diesen Bereichen auf den tellerfederseitigen Kraftrand wirken, um den Anstieg der Tellerfederkraft im Verschleißzustand der Kupplung zu verringern und eine konstante Ausrückkraft zu ermöglichen. Vorzugsweise ermöglichen die blattfederseitigen Flügel somit die Funktion einer Servofeder.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Anordnung und Ausgestaltung von innenliegenden Blattfedern mit integriertem Federkraftwirkabschnitt in einer Kraftfahrzeugkupplung,
2 eine Längsschnittansicht der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausgestaltung der innenliegenden Blattfedern mit integriertem Federkraftwirkabschnitt in der Kraftfahrzeugkupplung,
3 eine teilweise dargestellte isometrische Ansicht im Längsschnitt der erfindungsgemäßen Kupplung aus 1 mit einer Anpressplatte und einem Nockenring,
4 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen innenliegenden Blattfeder mit integriertem Federkraftwirkabschnitt,
5 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen innenliegenden Blattfeder mit integriertem Federkraftwirkabschnitt,
6 ein Diagramm, in welchem Anpresskraftkennlinien über dem Weg dargestellt sind, und
7 ein Diagramm, in welchem Ausrückkraftkennlinien über dem Ausrückweg dargestellt sind.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Kupplung 1 dargestellt. Sie ist für einen Antriebstrang eines Kfz’s vorgesehen. Die Kupplung 1 kann als Einfach- oder Doppelkupplung ausgebildet sein. Die Kupplung 1 enthält eine Anpressplatte 2, welche in 2 und 3 dargestellt ist. Die Anpressplatte 2 ist zum Kontaktieren eines Reibbelages einer nicht dargestellten Kupplungsscheibe vorgesehen. Die Anpressplatte 2 wird durch eine Tellerfeder 3 verlagert. An der Anpressplatte 2 greift eine Blattfeder 4 an. An der Blattfeder 4 ist ein Federkraftwirkabschnitt 5 radial abstehend vorhanden.
Zurückkommend auf 1 sei ausgeführt, dass dort eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Anordnung und Ausgestaltung der innenliegenden Blattfedern 4 mit integriertem Federkraftwirkabschnitt 5 in der Kraftfahrzeugkupplung 1 dargestellt ist. Es sind dabei drei Blattfedern 4 vorgesehen, welche in Umfangsrichtung angeordnet und über den Umfang gleich verteilt, das heißt näherungsweise in einem 120° Winkel versetzt zueinander angeordnet sind. Die Blattfedern 4 sind in 1 über einen Niet 6 mit einem Kupplungsdeckel 7 verbunden. Zwischen dem Kupplungsdeckel 7 und den Blattfedern 4 ist eine axial verlagerbare bzw. ein- und ausrückbare Tellerfeder 3 angeordnet. Die Blattfedern 4 weisen jeweils in dem Bereich der Verbindungsstelle zu dem Kupplungsdeckel 7 über den Niet 6 den radial nach außen gerichteten Federkraftwirkabschnitt 5 auf. Die Blattfedern 4 und die Federkraftwirkabschnitte 5 sind dabei als integrales, einstückiges Bauteil ausgebildet.
2 zeigt eine Längsschnittansicht der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausgestaltung der innenliegenden Blattfedern 4 mit integriertem Federkraftwirkabschnitt 5 in der Kraftfahrzeugkupplung 1. Es ist die Anpressplatte 2 dargestellt, an der eine der drei in 1 dargestellten Blattfedern 4 mittels eines ersten Niets 6 vernietet ist. Eine andere der drei in 1 dargestellten Blattfedern 4 ist mittels eines zweiten Niets 6 mit dem Kupplungsdeckel 7 vernietet. Um den zweiten Niet 6 herum ist eine Hülse 8 vorgesehen, an welcher die Tellerfeder 3 geführt und axial verlagerbar ist. In die Anpressplatte 2 greift ein Nockenring 9 ein, welcher mit dieser in Verbindung steht. Die Blattfeder 4 weist einen querschnittsverjüngten Federkraftwirkabschnitt 5 in Form eines Flügels 10 und einer Kuppe 11 auf. Die Kuppe 11 ist tellerfederseitig in Anlage mit einem Kraftrand der Tellerfeder 3 und liegt anpressplattenseitig auf dem Nockenring 9 auf.
In 3 ist eine teilweise dargestellte isometrische Ansicht im Längsschnitt der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausgestaltung der innenliegenden Blattfedern 4 mit integriertem Federkraftwirkabschnitt 5 in der Kraftfahrzeugkupplung 1 dargestellt. Die Blattfeder 4 ist auf einer Seite mit der flachen Anpressplatte 2 über einen nicht dargestellten Niet 6 verbunden. Auf der andern Seite ist die Blattfeder 4 über den Niet 6 mit dem Kupplungsdeckel 7 verbunden. Die Führung der Tellerfeder 3 erfolgt wiederum über die Hülse 8. Der Nockenring 9 greift in die flache Anpressplatte 2 ein und ist mit dieser fest verbunden. Der Federkraftwirkabschnitt 5 in Form des Flügels 10 mit der Kuppe 11 ist zwischen der Tellerfeder 3 und dem Nockenring 9 angeordnet.
4 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen innenliegenden Blattfeder 4 mit integriertem Federkraftwirkabschnitt 5. Der Federkraftwirkabschnitt 5 besteht wiederum aus dem Flügel 10 und der Kuppe 11. Zudem ist eine Sicke 12 vorgesehen. In anderen Worten bilden der Flügel 10, die Kuppe 11 und die Sicke 12 somit den Federkraftwirkabschnitt 5. Eine Querschnittverjüngungsgrenze 13 stellt den Übergang zwischen dem massiven Querschnitt der Blattfeder 4 und dem verjüngten Querschnitt des Federkraftwirkabschnitts 5 dar. Die Blattfeder 4 weist eine leicht gekrümmte Form auf und sieht zwei Ausnehmungen 14 vor, über welche im eingebauten Zustand der Blattfeder 4 die Vernietung mit dem Kupplungsdeckel 7 sowie der Anpressplatte 2 erfolgt. Der Federkraftwirkabschnitt 5 ist im Wesentlichen orthogonal nach außen abstehend von der Blattfeder 4 angeordnet und bildet mit dieser ein einstückiges, integrales Bauteil.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen innenliegenden Blattfeder 4 mit integriertem Federkraftwirkabschnitt 5. Die obige Beschreibung der 4 kann gänzlich auf die 5 angewandt werden. Die zweite Ausführungsform der Blattfeder 4 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Flügel 10 um einiges kürzer ausgebildet ist. In anderen Worten ist der Federkraftwirkabschnitt 5 der ersten Ausführungsform um einiges weiter nach außen abstehend als der Federkraftwirkabschnitt 5 der zweiten Ausführungsform. Die Länge des Flügels 10 des Federkraftwirkabschnitts 5 kann beliebig gewählt werden und ist nicht auf die in 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen begrenzt.
6 zeigt ein Diagramm, in welchem Anpresskraftkennlinien über dem Weg dargestellt sind. Insbesondere ist die Anpresskraft-Kennlinie der Tellerfeder 3 mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet, die Servofeder-Kennlinie des Federkraftwirkabschnitts 5 ist mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet und die resultierende Kennlinie ist mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet. Die Servofeder-Kennlinie 16 ist dabei im Wesentlichen negativ, wodurch die der Anpresskraft der Tellerfeder 3 entgegengerichtete Federwirkung verdeutlicht wird. Aufgrund der durch die Auslegung gewählten Servofeder-Kennlinie 16 kann eine plateauförmige resultierende Anpresskraft-Kennlinie 17 eingestellt werden, wodurch eine konstante, reduzierte Ausrückkraft in einem Verschleißzustand der Kraftfahrzeugkupplung 1 erreicht werden kann.
7 zeigt abschließend ein Diagramm, in welchem Ausrückkraftkennlinien über dem Ausrückweg dargestellt sind. Dabei ist die Ausrückkraft-Kennlinie im Neuzustand mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet, die Ausrückkraft-Kennlinie im Verschleißzustand ohne Servofederwirkung des Federkraftwirkabschnitts 5 ist mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnet, sowie die Ausrückkraft-Kennlinie im Verschleißzustand mit Servofederwirkung des Federkraftwirkabschnitts 5 ist mit Bezugszeichen 20 bezeichnet. Es wird hier deutlich, dass es im Verschleißzustand ohne Servofeder zu einer beträchtlichen Erhöhung der Ausrückkraft kommt. Durch die Verwendung der Servofeder bzw. des Federkraftwirkabschnitts 5 kann die Ausrückkraft im Verschleißzustand reduziert werden und über dem Ausrückweg näherungsweise konstant gehalten werden, das heißt es ist kein Abfall der Ausrückkraft bei großen Ausrückwegen feststellbar (siehe Kennlinie 20).
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeugkupplung
2: Anpressplatte
3: Tellerfeder
4: Blattfeder
5: Federkraftwirkabschnitt
6: Niet
7: Kupplungsdeckel
8: Hülse
9: Nockenring
10: Flügel
11: Kuppe
12: Sicke
13: Querschnittsverjüngungsgrenze
14: Ausnehmung
15: Anpresskraft-Kennlinie der Tellerfeder
16: Servofeder-Kennlinie des Federkraftwirkabschnitts
17: Resultierende Kennlinie
18: Ausrückkraft-Kennlinie im Neuzustand
19: Ausrückkraft-Kennlinie im Verschleißzustand ohne Servofeder
20: Ausrückkraft-Kennlinie im Verschleißzustand mit Servofeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014216355 A1 [0003, 0005]
DE 4311908 A1 [0004, 0005]
DE 102015200392 A1 [0006]

Claims

Kraftfahrzeugkupplung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Anpressplatte (2), die zum axialen Verlagern und Einklemmen einer Kupplungsscheibe, zum Übertragen von Drehmoment, angeordnet und ausgelegt ist, mit einer Tellerfeder (3), die zum Kraftübertragen auf die Anpressplatte (2) mit dieser in Verbindung steht, wobei wenigstens eine Blattfeder (4) zum Bewegen der Anpressplatte (2) von der Kupplungsscheibe weg eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass von der Blattfeder (4) ein sich radial nach außen erstreckender Federkraftwirkabschnitt (5) absteht.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (4) radial innerhalb eines Außenrandes der Tellerfeder (3) angeordnet ist und/ oder radial innerhalb eines Kraftrandes der Tellerfeder (3) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftwirkabschnitt (5) ein integraler Bestandteil der Blattfeder (4) ist.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftwirkabschnitt (5) direkt an der Außenoberfläche der Tellerfeder (3) anliegt.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nockenring (9) vorgesehen ist, der mit der Anpressplatte (2) in Verbindung steht und zwischen der Anpressplatte (2) und der Tellerfeder (3) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftwirkabschnitt (5) in Anlage mit dem Nockenring (9) ist und an einer der Tellerfeder (3) zugewandten axialen Stirnfläche des Nockenrings (9) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftwirkabschnitt (5) zwischen der Tellerfeder (3) und dem Nockenring (9) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftwirkabschnitt (5) in Form eines Flügels (10) mit einer Kuppe (11) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftwirkabschnitt (5) zusätzlich eine Sicke (12) aufweist.
Kraftfahrzeugkupplung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe zwischen einer Gegendruckplatte und der Anpressplatte (2) angeordnet ist.