DE102017113792A1 - Clutch disc with one-sided steel back and double clutch with such a clutch disc - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe (1) für eine Reibkupplung zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Hauptteil (2), das zur Drehmomentweitergabe an eine Welle (3) und zum Tragen von Reibbelägen (4, 5) ausgelegt ist, wobei an beiden Stirnseiten (6, 7) des Hauptteils (2) jeweils ein Reibbelag (4, 5) angebracht ist, wobei sich die beiden Reibbeläge (4, 5) im Aufbau voneinander unterscheiden, wobei ein erster Reibbelag (4) mit einem dem Hauptteil (2) zugewandten Stahlrücken (8) versehen ist, der einem zweiten Reibbelag (5), welcher an der dem ersten Reibbelag (4) abgewandten Stirnseite des Hauptteils (2) angebracht ist, fehlt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Doppelkupplung (9), in der eine Kupplungsscheibe (1) der erfindungsgemäßen Art eingesetzt ist.The invention relates to a clutch disc (1) for a friction clutch for use in a drive train of a motor vehicle, with a main part (2), which is designed for torque transmission to a shaft (3) and for supporting friction linings (4, 5) two end faces (6, 7) of the main part (2) each having a friction lining (4, 5) is mounted, wherein the two friction linings (4, 5) differ in construction from each other, wherein a first friction lining (4) with a main body ( 2) facing steel back (8) is provided, which is a second friction lining (5) which on the first friction lining (4) facing away from the end face of the main part (2) is missing. The invention further relates to a double clutch (9) in which a clutch disc (1) of the type according to the invention is used.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für eine vorzugsweise trockene Reibkupplung zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie einem PKW, einem LKW oder einem anderen Nutzfahrzeug, mit einem Hauptteil, das zur Drehmomentweitergabe an eine Welle und zum Tragen von Reibbelägen ausgelegt ist, wobei an beiden Stirnseiten des Hauptteils jeweils ein Reibbelag angebracht ist und sich die beiden Reibbeläge im Aufbau voneinander unterscheiden.The present invention relates to a clutch disc for a preferably dry friction clutch for use in a drive train of a motor vehicle, such as a car, a truck or other commercial vehicle, with a main part, which is designed for torque transmission to a shaft and for supporting friction linings, wherein Both end faces of the main part in each case a friction lining is mounted and the two friction linings differ in structure from each other.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine vorzugsweise trockene Doppelkupplung, die aus zumindest zwei Teilkupplungen aufgebaut ist.The invention further relates to a preferably dry double clutch, which is constructed from at least two partial clutches.
Eine gattungsgemäße Doppelkupplung ist aus der
So liegt im Stand der Technik ein Augenmerk darauf, ein tribologisches Verhalten von Kupplungsscheiben zu optimieren. Weiterhin ist das grundlegende Leitmotiv beim Einsatz unterschiedlicher Beläge im Stand der Technik, dass ein Ausgleich von Reibeigenschaften, eine sogenannte Kompromissbildung, erreicht wird.Thus, in the prior art, attention is paid to optimizing a tribological behavior of clutch disks. Furthermore, the basic leitmotiv in the use of different coverings in the prior art that a balance of frictional properties, a so-called compromise formation is achieved.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsscheiben ist, dass sie nicht bzw. nicht ausreichend dazu in der Lage sind, die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen einzuhalten, wenn entsprechend hohe Anforderungen an eine Berstdrehzahl gestellt sind. A disadvantage of the known from the prior art clutch discs is that they are not or not sufficiently able to comply with the economic conditions, if correspondingly high demands are placed on a bursting speed.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit insbesondere darin, eine Kupplungsscheibe derart zu gestalten, dass sie solche mechanische und thermische Eigenschaften aufweist, dass sie bei geringen Kosten eine hohe mechanische Festigkeit, also eine hohe Berstdrehzahl, sicherstellt.The object of the present invention is thus, in particular, to design a clutch disc such that it has such mechanical and thermal properties that it ensures high mechanical strength, ie a high bursting speed, at low cost.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein erster Reibbelag mit einem dem Hauptteil zugewandten Stahlrücken versehen ist, der einem zweiten Reibbelag, welcher an der dem ersten Reibbelag abgewandten Stirnseite des Hauptteils angebracht ist, fehlt. Somit ist eine kosten- und bauraumoptimierte Kupplungsscheibe geschaffen, die sich insbesondere für den Einbau in trockenen Doppelkupplungen in Mehrscheibenbauweise eignet. Dadurch, dass der Stahlrücken somit einseitig von dem Hauptteil ausgebildet ist, ist es möglich, hohe Festigkeitsanforderungen zu erfüllen und zeitgleich das Gewicht sowie die Kosten gering zu halten.This is inventively achieved in that a first friction lining is provided with a main part facing steel back, which is a second friction lining, which is attached to the first friction facing away from the end face of the main part, missing. Thus, a cost and space-optimized clutch disc is created, which is particularly suitable for installation in dry double clutches in multi-disc design. The fact that the steel backing is thus formed on one side of the main part, it is possible to meet high strength requirements and at the same time to keep the weight and costs low.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn der erste Reibbelag gewickelt oder gepresst, beispielsweise massegepresst, ausgeführt ist. Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn der erste Reibbelag mit einer dem Stahlrücken bereitstellenden Blechplatte stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise geklebt, ist. Der gewickelte Belag zeichnet sich vor allem durch seine wirtschaftliche Herstellung aus. Ist der Reibbelag massegepresst, hält er hohen Festigkeitsanforderungen stand. Dadurch, dass der erste Reibbelag auf einer dem Stahlrücken stellenden Blechplatte aufgeklebt ist, wird bei geringem Gewicht, geringem zusätzlichen Material sowie optimalen Bauraumverhältnissen eine stoffschlüssige Verbindung hervorgerufen, die hohen (Berst-)Drehzahlen, sowie hohen Axialkräften zuverlässig standhält. So it is advantageous if the first friction lining wound or pressed, for example, mass-pressed, is executed. Additionally or alternatively, it is advantageous if the first friction lining with a steel backing providing sheet metal plate is materially connected, preferably glued, is. The wound covering is characterized mainly by its economic production. If the friction lining is mass-pressed, it withstands high strength requirements. Due to the fact that the first friction lining is glued to a metal plate which is placed on the steel backing, a cohesive connection is produced with low weight, low additional material and optimum space conditions, which reliably withstands high (bursting) rotational speeds as well as high axial forces.
Sobald der Stahlrücken als Blechträger fungiert, erfüllt er neben der Erhöhung der Festigkeit die zusätzliche Funktion des Tragens und örtlichen Fixierens des Reibbelags oder der Reibbeläge. Auf diese Weise erfüllt der Stahlrücken mehr als eine Funktion, was sich positiv auf die Kompaktheit der Kupplungsscheibe auswirkt. As soon as the steel back acts as a sheet metal carrier, in addition to increasing the strength, it fulfills the additional function of carrying and locally fixing the friction lining or the friction linings. In this way, the steel back fulfills more than one function, which has a positive effect on the compactness of the clutch disc.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn der zweite Reibbelag gewickelt ausgeführt ist und/oder direkt/unmittelbar an dem Hauptteil befestigt ist. Die gewickelte Ausführung bewirkt eine hohe wirtschaftliche Effizienz sowie das Ausnutzen von vorhandenen Fertigungsmechanismen. Dadurch, dass der zweite Reibbelag direkt am Hauptteil befestigt ist, wird weiterhin ein kostenintensiver Stahlrücken im zweiten Reibbelag vermieden. Somit steigt die Wirtschaftlichkeit der Kupplungsscheibe. Aufgrund der vorherrschenden, meist geringeren Temperaturen am zweiten Reibbelag, ist an diesem kein Stahlrücken notwendig, um der Belastung standzuhalten. Somit ist in dieser Ausführungsform keine bzw. nur eine unmerkliche Festigkeitsabnahmen registrierbar. It is also advantageous if the second friction lining is designed wound and / or directly / directly attached to the main body. The wound design results in high economic efficiency as well as the exploitation of existing manufacturing mechanisms. The fact that the second friction lining is attached directly to the main body, a cost-intensive steel backing is further avoided in the second friction lining. Thus, the efficiency of the clutch disc increases. Due to the prevailing, usually lower temperatures on the second friction lining, no steel backing is required on this, in order to withstand the load. Thus, in this embodiment, no or only an imperceptible strength decreases can be registered.
Wenn der erste Reibbelag auf der Seite des Hauptteils angebracht ist, auf der höhere Temperaturen zu erwarten sind, nämlich in Bezug auf die andere Seite des Hauptteils, erwachsen Synergieeffekte aus der Anordnung der einzelnen Komponenten. So weist der erste Reibbelag vorzugsweise einen Stahlrücken auf, der somit auf der Seite eingesetzt ist, auf der höhere Temperaturen zu erwarten sind. Hierbei gilt, dass sich die höheren Temperaturen auf den Normalzustand im stationären Betrieb einer Kupplung, in der die Kupplungsscheibe eingesetzt ist, beziehen. Die Einsparung an Masse der Kupplungsscheibe wirkt sich dadurch, dass der Stahlrücken am zweiten Reibbelag fehlt, und der zweite Reibbelag auf der verglichen mit der anderen Seite kalten Seite des Hauptteils angeordnet ist, positiv auf die Effizienz der Kupplung aus. When the first friction lining is mounted on the side of the main body where higher temperatures are expected, namely with respect to the other Side of the main part, synergy effects arise from the arrangement of the individual components. Thus, the first friction lining preferably has a steel backing, which is thus used on the side on which higher temperatures are to be expected. In this case, it applies that the higher temperatures refer to the normal state in the stationary operation of a clutch in which the clutch disc is used. The reduction in the mass of the clutch disc has a positive effect on the efficiency of the clutch because the steel back on the second friction lining is missing, and the second friction lining on the cold side of the main part is arranged in relation to the other side.
Ebenfalls Teil der Erfindung ist eine Doppelkupplung, in der eine Kupplungsscheibe, wie sie vorstehend offenbart worden ist, eingesetzt ist. Eine solche Kupplung hält hohen Festigkeitsanforderungen stand und ist wirtschaftlich fertigbar. Weiterhin weist sie in Axialrichtung einen optimierten Bauraum und ein geringes Gewicht auf. Ebenso Teil der Erfindung sind trockenlaufende Doppelkupplungen, speziell in Mehrscheibenbauweise.Also part of the invention is a dual clutch in which a clutch disc, as disclosed above, is used. Such a coupling withstands high strength requirements and is economically manufacturable. Furthermore, it has an optimized space and a low weight in the axial direction. Likewise part of the invention are dry running double clutches, especially in multi-disc design.
Eine vorteilhafte Ausführungsform kennzeichnend, ist in wenigstens einer Teilkupplung der Doppelkupplung mehr als eine Kupplungsscheibe eingesetzt, wobei zwischen zwei Kupplungsscheiben eine vorzugsweise metallische Zwischenplatte eingesetzt ist und der mit dem Stahlrücken versehende Reibbelag zum Inkontaktgelangen mit dieser Zwischenscheibe ausgelegt und angeordnet ist. Hierbei gilt, dass bei der Anordnung von mehreren Kupplungsscheiben mehrere Reibbeläge angeordnet sind. So ist es möglich, dass mehr als ein Reibbelag einen Stahlrücken aufweist. Erfindungsgemäß ist zumindest einer der Reibbeläge zum Inkontaktgelangen mit der Zwischenscheibe ausgelegt. Dies zieht einen im Wesentlichen flächigen Kraftschluss zwischen der Kupplungsscheibe und der Zwischenplatte nach sich, wodurch die Doppelkupplung dazu in der Lage ist, hohe Drehmomente zuverlässig zu übertragen. Characterizing an advantageous embodiment, more than one clutch disc is used in at least one partial clutch of the double clutch, wherein between two clutch plates, a preferably metallic intermediate plate is used and provided with the steel backing friction lining for contacting with this washer designed and arranged. It is true that in the arrangement of a plurality of clutch discs a plurality of friction linings are arranged. So it is possible that more than one friction lining has a steel backing. According to the invention, at least one of the friction linings is designed for contacting with the intermediate disc. This results in a substantially flat frictional connection between the clutch disc and the intermediate plate, whereby the dual clutch is able to reliably transmit high torques.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gilt, dass beide Teilkupplungen eine oder mehrere Zwischenscheiben besitzen und jede Teilkupplung wenigstens eine erfindungsgemäße Kupplungsscheibe einsetzt. Auf diese Weise potenzieren sich die Vorteile der Kupplungsscheibe hinsichtlich des Bauraums sowie des Gewichts ebenso wie hinsichtlich der Festigkeit und der Wirtschaftlichkeit auf die gesamte Kupplung. In a further advantageous embodiment, both partial clutches have one or more intermediate discs and each partial clutch employs at least one clutch disc according to the invention. In this way, the advantages of the clutch disc in terms of space and weight as well as in terms of strength and cost to the entire clutch potentiate.
Sobald alle in der Doppelkupplung eingesetzten Kupplungsscheiben gemäß der vorstehend ausgeführten Ausführungsform ausgeführt sind, folgen zusätzlich Vorteile in der logistischen Handhabung, da alle Kupplungsscheiben in gleichen Fertigungsverfahren und bevorzugt sogar in einem Fertigungsschritt herstellbar sind. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit weiterhin. Once all the clutch discs used in the dual clutch are executed according to the above-described embodiment, additional advantages in logistical handling, since all the clutch discs in the same manufacturing process and preferably even in a single production step can be produced. This continues to increase profitability.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn das Hauptteil mit in Axialrichtung identischen Eigenschaften versehen ist. Somit wird ermöglicht, dass ein gewisser axialer Längenausgleich vom Hauptteil realisierbar ist. Weiterhin wird auf diese Weise das Hauptteil auch zur Energieaufnahme genutzt. Somit ist ein thermischer Eintrag auf andere Komponenten gemildert, was einer Überhitzung der Kupplung vorbeugt. It is also advantageous if the main part is provided with identical properties in the axial direction. This makes it possible that a certain axial length compensation of the main part is feasible. Furthermore, the main part is also used for energy absorption in this way. Thus, a thermal input is mitigated to other components, which prevents overheating of the coupling.
Kupplungsscheiben für trockene Doppelkupplungen sind im Betrieb darauf angewiesen, hohe Berstdrehzahlen, speziell auch nach thermischer Belastung, aufzuweisen. Hierfür sind zum einen Beläge mit aufgeklebten Stahlrücken und zum anderen spezielle Beläge in Sandwichwickelbauweisen entwickelt. Im Stand der Technik sind die Beläge einer Kupplungsscheibe bezüglich der Berstfestigkeit gleich ausgestaltet. Somit haben beispielsweise beide Beläge einen Stahlrücken oder beide Belege sind in Sandwichwickelbauweise ausgeführt. Clutch discs for dry double clutches depend on the operation to have high bursting speeds, especially after thermal stress. For this purpose, on the one hand, coverings with glued-on steel backing and, on the other hand, special coverings in sandwich winding designs have been developed. In the prior art, the linings of a clutch disc with respect to the bursting strength are made equal. Thus, for example, both pads have a steel backing or both documents are designed in Sandwichwickelbauweise.
Erfindungsgemäß ist nun bei trockenen Mehrscheibenkupplungen oder auch bei Mehrscheibeneinfachkupplungen erreicht, dass die signifikanten Temperaturunterschiede, die auf den unterschiedlichen Belegen wirken, in das konstruktive Konzept der Kupplungsscheibe integriert sind. Es gilt, dass Berstdrehzahlen stark von einer thermischen Belastung/Schädigung abhängen. Als Lösung wird im Rahmen dieser Anmeldung vorgeschlagen, jeweils auf der im Betrieb kälteren Anpressplattenseite einen kostengünstigeren gewickelten Belag zu verwenden und auf der heißeren Zwischenplattenseite einen aufgeklebten Belag zu verwenden. According to the invention, it is now achieved in dry multi-plate clutches or even in multi-plate single-clutch systems that the significant temperature differences which act on the different documents are integrated in the design concept of the clutch disk. It is true that bursting speeds depend strongly on a thermal load / damage. As a solution is proposed in the context of this application, each to use a cheaper coiled on the operating side in the cold Anpressplattenseite and to use a glued topping on the hotter intermediate plate side.
In anderen Worten kann gesagt werden, dass die Zielsetzung dieser Erfindung darin besteht, eine geforderte Berstdrehzahl bei möglichst niedrigen Kosten zu realisieren. Reibbeläge werden erfindungsgemäß ohne Blechträger an der Stelle eingesetzt, an der geringere thermische Belastungen vorliegen. In other words, it can be said that the object of this invention is to realize a required bursting speed at the lowest possible cost. Friction linings are used according to the invention without sheet metal support at the point where there are lower thermal loads.
Bekannterweise ergibt sich aufgrund des Aufbaus mit einer Zwischenanpressplatte bei einer Mehrscheibendoppelkupplung eine ungünstige Temperaturverteilung zwischen den einzelnen Anpressplatten, welche zum Beispiel das Berstverhalten negativ beeinträchtigen. Um ein optimales Verhältnis zwischen Kosten und Lebensdauer zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, dass Reibbeläge mit unterschiedlichen Rückseiten auf den unterschiedlichen Seiten der Reibscheiben verwendet werden. Hierbei ist es vorzugsweise so, dass Belagsysteme an die lokal entstehenden Temperaturen anpassbar sind.Known manner, due to the structure with an Zwischenanpressplatte in a multi-disc dual clutch unfavorable temperature distribution between the individual pressure plates, which, for example, adversely affect the bursting behavior. In order to achieve an optimal cost / life ratio, the present invention is directed to using friction liners having different backs on the different sides of the friction discs. In this case, it is preferably the case that lining systems can be adapted to the locally arising temperatures.
Auf diese Weise werden auf der Seite der Reibscheibe, auf der höhere Temperaturen zu erwarten sind, Belagsysteme verwendet, welche höheren Temperaturen standhalten. Beispielsweise sind solche Belagsysteme auf der einen Seite aufgeklebte Metallbleche, etwa massegepresst oder gewickelt, mit Stahlrücken und auf der anderen Seite einfache gewickelte Beläge. Ebenso ist es möglich, dass auf beiden Seiten die gleichen Beläge verwendet werden, wobei der Stahlrücken nur auf einer Seite vorgesehen ist. Hintergrund hierbei ist, dass Beläge ohne aufgeklebten Stahlrücken, bei anhaltend hohen thermischen Belastung, deutlich schneller ihre mechanische Festigkeit verlieren. Durch die hohe thermische Belastung wird die Bindematrix organisch gebundener Reibbeläge geschwächt. Entsprechend ist der Stahlrücken dazu in der Lage, den Temperaturbereich, in dem eine Kupplungsscheibe einsetzbar ist, sowie die mechanische Festigkeit deutlich zu erhöhen. In this way, on the side of the friction disk, on which higher temperatures are expected, lining systems are used, which withstand higher temperatures. For example, such flooring systems on one side glued metal sheets, such as mass pressed or wound, with steel backing and on the other hand simple wound coverings. It is also possible that the same coverings are used on both sides, the steel backing being provided on one side only. The background to this is that coverings without glued-on steel backing lose their mechanical strength much faster, while the thermal load remains high. Due to the high thermal load, the binding matrix of organically bonded friction linings is weakened. Accordingly, the steel backing is able to significantly increase the temperature range in which a clutch disc can be used and the mechanical strength.
Die hierin offenbarte Erfindung ist in sämtlichen Reibungskupplungen einsetzbar, in denen an unterschiedlichen Seiten eines Hauptteils unterschiedliche Temperaturentwicklungen zu erwarten sind. Zusätzlich sei erwähnt, dass bei der Mehrscheibenkupplung die Seite für die höhere Temperatur immer die der Zwischendruckplatte zugewandte Seite ist. The invention disclosed herein can be used in all friction clutches in which different temperature developments are to be expected on different sides of a main part. In addition, it should be noted that in the multi-plate clutch, the higher temperature side is always the side facing the intermediate pressure plate.
Die Erfindung wird nachfolgend mittels Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail by means of figures. Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die einzelnen Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden. Die gleichen Merkmale sind mit denselben Bezugszeichen versehen. The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The individual features of the individual embodiments can be interchanged. The same features are provided with the same reference numerals.
Der erste Reibbelag
Die Ansicht in
Dadurch, dass in Mehrscheibendoppelkupplungen auf die Zwischenanpressplatten
Das Hauptteil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kupplungsscheibe clutch disc
- 22
- Hauptteil Bulk
- 33
- Welle wave
- 44
- Erster Reibbelag First friction lining
- 55
- Zweiter Reibbelag Second friction lining
- 66
- Erste Stirnseite First front page
- 77
- Zweite Stirnseite Second front side
- 88th
- Stahlrücken steel backing
- 99
- Doppelkupplung Double coupling
- 1010
- Erste Teilkupplung First part clutch
- 1111
- Zweite Teilkupplung Second partial clutch
- 1212
- Zwischenplatte intermediate plate
- 1313
- Versatzteil offset part
- 1414
- Wellenverbindungsteil Shaft connection part
- 1515
- Reibmaterial friction material
- 1616
- Perforation perforation
- 1717
- Perforationen perforations
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |