DE102017116340A1

DE102017116340A1 - Kupplungsscheibenbaugruppe mit Reibungslamelle

Info

Publication number: DE102017116340A1
Application number: DE102017116340.9A
Authority: DE
Inventors: Patrick Lindemann; David Avins
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2018-01-25
Also published as: US10458483B2; US20180023633A1

Abstract

Eine Kupplungsscheibenbaugruppe enthält eine Mittelachse, eine Kupplungsscheibe mit einer ersten Reibungsfläche und einem radial äußeren vertieften Abschnitt und einen Ring aus Reibungsmaterial. Der Ring aus Reibungsmaterial ist an die erste Reibungsfläche angeklebt und erstreckt sich radial außerhalb der ersten Reibungsfläche, sodass ein äußerer Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial axial auf den radial äußeren vertieften Abschnitt der Kupplungsscheibe ausgerichtet ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die erste Reibungsfläche unter einem spitzen Winkel zu einer Ebene angeordnet, die senkrecht zur Mittelachse steht. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist die erste Reibungsfläche konisch. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der radial äußere vertiefte Abschnitt konisch und axial gegen die erste Reibungsfläche versetzt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird der radial äußere vertiefte Abschnitt durch spanabhebendes Bearbeiten, Stanzen oder Prägen hergestellt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Kupplungsscheibenbaugruppe und insbesondere eine Kupplungsscheibenbaugruppe mit einer Reibungslamelle.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kupplungsscheibenbaugruppen sind bekannt. Ein Beispiel ist in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung 2013/0230385 gezeigt.
KURZDARSTELLUNG
Beispielhafte Aspekte umfassen allgemein eine Kupplungsscheibenbaugruppe, die eine Mittelachse, eine Kupplungsscheibe mit einer ersten Reibungsfläche und einem radial äußeren vertieften Abschnitt und einen Ring aus Reibungsmaterial enthält. Der Ring aus Reibungsmaterial ist an die erste Reibungsfläche angeklebt und erstreckt sich radial außerhalb der ersten Reibungsfläche derart, dass ein äußerer Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial axial auf den radial äußeren vertieften Abschnitt der Kupplungsscheibe ausgerichtet ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die erste Reibungsfläche unter einem spitzen Winkel zu einer Ebene angeordnet, die senkrecht zur Mittelachse steht. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist die erste Reibungsfläche konisch. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der radial äußere vertiefte Abschnitt konisch und axial gegenüber der ersten Reibungsfläche versetzt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird der radial äußere vertiefte Abschnitt durch spanabhebendes Bearbeiten, Stanzen oder Prägen hergestellt.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen weist die Kupplungsscheibenbaugruppe einen Spalt zwischen dem radial äußeren vertieften Abschnitt und dem Ring aus Reibungsmaterial auf. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen weist die Kupplungsscheibenbaugruppe ein in dem Spalt angeordnetes elastisches Bauteil auf. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem elastischen Bauteil um eine Membranfeder. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe eine äußere Nase zum Haltern des elastischen Bauteils auf.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen weist der Ring aus Reibungsmaterial einen ersten Abschnitt mit einer ersten gestauchten Dicke und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten gestauchten Dicke auf, die größer als die erste gestauchte Dicke ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist mindestens ein Abschnitt des ersten Abschnitts axial auf die erste Reibungsfläche und mindestens ein Abschnitt des zweiten Abschnitts axial auf den radial äußeren vertieften Abschnitt ausgerichtet.
Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein eine Turbinenbaugruppe mit einem Gehäuse, das die Kupplungsscheibenbaugruppe und eine Vielzahl am Gehäuse befestigter Schaufeln enthält. Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein einen Drehmomentwandler, der die Turbinenbaugruppe enthält.
Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein einen Drehmomentwandler, der die Kupplungsscheibenbaugruppe enthält. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen weist der Drehmomentwandler ein Gehäuse auf. Wenn sich die Kupplungsscheibenbaugruppe in einem ausgerückten Zustand befindet, berührt nur der zweite Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial das Gehäuse. Der erste und der zweite Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial berühren das Gehäuse, wenn sich die Kupplungsscheibenbaugruppe in einem eingerückten Zustand befindet. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist das Gehäuse eine zweite Reibungsfläche auf, und der zweite Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial ist so angeordnet, dass er die zweite Reibungsfläche berührt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der zweite Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial so angeordnet, dass er einen gekrümmten Abschnitt des Gehäuses berührt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nunmehr werden das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Offenbarung ausführlich in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren beschrieben, wobei:
1 eine Draufsicht einer Kupplungsscheibe gemäß einem beispielhaften Aspekt ist;
2 eine perspektivische Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe von 1 ist;
3 eine perspektivische Teilansicht der Kupplungsscheibe von 2 ist;
4 eine Draufsicht einer Kupplungsscheibenbaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt ist;
5 eine perspektivische Querschnittsansicht der Kupplungsscheibenbaugruppe von 4 ist,
6 eine perspektivische Teilansicht der Kupplungsscheibenbaugruppe von 5 ist;
7 eine Teilquerschnittsansicht der Kupplungsscheibenbaugruppe von 4 ist;
8 eine Teilquerschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der Kupplungsscheibenbaugruppe von Figur ist, die ein elastisches Bauteil zeigt;
9 eine Teilquerschnittsansicht der Kupplungsscheibenbaugruppe von 7 ist, die verschieden gestauchte Stufen eines Rings aus Reibungsmaterial zeigt;
10 eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers ist, der die Kupplungsscheibenbaugruppe von 4 enthält;
11 eine Teilansicht einer alternativen Ausführungsform des Drehmomentwandlers von 10 ist, die einen Ring aus Reibungsmaterial zeigt, der an einer Krümmung des Gehäuses anliegt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Von vornherein sollte einsichtig sein, dass gleiche Zeichnungsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente bezeichnen. Außerdem ist klar, dass diese Offenbarung nicht nur auf die einzelnen hierin beschriebenen Ausführungsformen, Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Es ist auch klar, dass die hierin verwendeten Begriffe nur zum Beschreiben einzelner Aspekte dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränken, der nur durch die beiliegenden Ansprüche eingeschränkt wird.
Sofern nicht anderweitig definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie dem Fachmann geläufig sind, an den sich diese Offenbarung richtet. Zwar können zum Umsetzen oder Testen der Offenbarung beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, jedoch werden nunmehr die folgenden beispielhaften Verfahren, Einheiten und Materialien beschrieben.
Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 1 bis 3. 1 ist eine Draufsicht einer Kupplungsscheibe nach Anspruch 100 gemäß einem beispielhaften Aspekt. 2 ist eine perspektivische Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe von 1. 3 ist eine perspektivische Teilansicht der Kupplungsscheibe von 2. Die Kupplungsscheibe 100 enthält eine Mittelachse 102, eine Reibungsfläche 104 und einen radial äußeren vertieften Abschnitt 106. Die Reibungsfläche 104 ist unter einem spitzen Winkel 108 zur Ebene 110 angeordnet, die senkrecht zur Mittelachse 102 steht. Zwar ist die Reibungsfläche 104 konisch dargestellt, jedoch kann die Reibungsfläche auch andere Formen haben. Zum Beispiel kann die Reibungsfläche 104 eben sein (nicht gezeigt). Mit anderen Worten, die Reibungsfläche 104 kann parallel zu einer Fläche sein, die senkrecht zu der Mittelachse 102 steht. Der radial äußere vertiefte Abschnitt 106 ist konisch und axial gegen die Reibungsfläche 104 versetzt. Der Abschnitt 106 kann zum Beispiel durch spanabhebendes Bearbeiten, Stanzen oder Prägen hergestellt werden.
Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 4 bis 7. 4 ist eine Draufsicht einer Kupplungsscheibenbaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt. 5 ist eine perspektivische Querschnittsansicht der Kupplungsscheibenbaugruppe von 4. 6 ist eine perspektivische Teilansicht der Kupplungsscheibenbaugruppe von 5. 7 ist eine Teilquerschnittsansicht der Kupplungsscheibenbaugruppe von 4. Die Kupplungsscheibenbaugruppe 112 enthält die Mittelachse 102, eine Kupplungsscheibe 100 und einen Ring 114 aus Reibungsmaterial. Der Ring 114 aus Reibungsmaterial ist zum Beispiel durch einen wärmehärtenden Klebstoff auf die Reibungsfläche 104 geklebt und erstreckt sich radial außerhalb der Reibungsfläche 104, sodass der äußere Abschnitt 116 des Rings 114 aus Reibungsmaterial axial auf den radial äußeren vertieften Abschnitt 106 der Kupplungsscheibe ausgerichtet ist. Der äußere Abschnitt 116 bildet eine biegsame Lamelle aus Reibungsmaterial, die im Folgenden näher beschrieben wird.
Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 7 bis 8. 8 ist eine Teilquerschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform 118 der Kupplungsscheibenbaugruppe von 7, die das elastische Bauteil 120 zeigt. Die Kupplungsscheibenbaugruppe 112 enthält einen Spalt 122 zwischen dem radial äußeren vertieften Abschnitt 106 und dem Ring 114 aus Reibungsmaterial. Bei der in 8 gezeigten Ausführungsform ist das elastische Bauteil 120 in dem Spalt 122 angeordnet. Zwar ist das elastische Bauteil 120 in 8 als Membranfeder dargestellt, jedoch können anderen Typen elastischer Bauteile verwendet werden. Zum Beispiel sind ein komprimierbarer Kautschuk oder eine Wellenfeder möglich. Die Kupplungsscheibe 100 enthält eine äußere Nase 124 zum Haltern des elastischen Bauteils 120. Das elastische Bauteil 120 verbiegt den äußeren Abschnitt 116 des Rings 114 aus Reibungsmaterial, was durch eine Strichlinie 125 in 8 dargestellt ist.
Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf 9. 9 ist eine Teilquerschnittsansicht der Kupplungsscheibenbaugruppe 112 von 7, die verschiedene Dicken des Rings 114 aus Reibungsmaterial zeigt. Der Ring 114 aus Reibungsmaterial enthält einen Abschnitt 126 mit einer gestauchten Dicke 128 und einen Abschnitt 130 mit einer gestauchten Dicke 132, die größer als die Dicke 128 ist. Der Abschnitt 126 ist axial auf die Reibungsfläche 104 und der Abschnitt 130 auf den gestauchten Abschnitt 106 ausgerichtet. Die Dicke 132 ist durch das Stauchen des Rings 114 aus Reibungsmaterial beim Ankleben größer als die Dicke 128. Das heißt, da der Abschnitt 130 durch den Spalt 122 nicht unterstützt ist, wird dieser Abschnitt nicht zusammengedrückt, wenn die Kupplungsscheibenbaugruppe in eine Klebeform eingeklemmt ist. In den 4 bis 5 enthält die Turbinenbaugruppe 200 ein Gehäuse 202 mit einer Kupplungsscheibenbaugruppe 112 und am Gehäuse 202 befestigten Schaufeln 204.
Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 10 bis 11. 10 ist eine Teilansicht eines Drehmomentwandlers 300, der die Kupplungsscheibenbaugruppe 112 von 4 enthält. 11 ist eine Teilansicht einer alternativen Ausführungsform des Drehmomentwandlers von 10, die einen Ring aus Reibungsmaterial zeigt, der an einer Krümmung des Gehäuses anliegt. Der Drehmomentwandler 300 enthält eine Turbinenbaugruppe 200. Der Drehmomentwandler 300 enthält eine Kupplungsscheibenbaugruppe 112. Der Drehmomentwandler 300 enthält ein Gehäuse 302. Wenn sich die Kupplungsscheibenbaugruppe in einem ausgerückten Zustand befindet, liegt nur der Abschnitt 130 des Rings aus Reibungsmaterial am Gehäuse 302 an. Die Abschnitte 126 und 130 des Rings aus Reibungsmaterial liegen am Gehäuse an, wenn sich die Kupplungsscheibenbaugruppe in einem eingerückten Zustand befindet. Das Gehäuse 302 enthält eine Reibungsfläche 304 und der Abschnitt 130 des Rings aus Reibungsmaterial ist so angeordnet, dass er an der Reibungsfläche 304 anliegt.
Der Drehmomentwandler 300 enthält ein Laufrad 306, einen Deckel 308, einen Dämpfer 310 und einen Stator 312 mit einer Freilaufkupplung 314. Die Turbine 200 ist durch einen Niet 316 am Dämpfer 310 befestigt. Die Turbinenbaugruppe 200 enthält eine Buchse 318 zum Abdichten gegen eine (nicht gezeigte) Antriebswelle des Getriebes. Zwar ist die Reibungsfläche 304 am Laufrad dargestellt, jedoch sind andere Konfigurationen möglich. Zum Beispiel kann die Reibungsfläche 304 am Deckel 308 sein (nicht gezeigt). Bei der alternativen Ausführungsform von 11 ist deutlich zu erkennen, dass der Abschnitt 130 des Rings aus Reibungsmaterial so angeordnet ist, dass er an einem gekrümmten Abschnitt 320 des Gehäuses anliegt.
Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 1 bis 11. Das elastische Bauteil 120 und der dickere Abschnitt 130 halten den Ring 114 aus Reibungsmaterial während eines ausgerückten Zustands der Kupplungsbaugruppe in Kontakt mit dem Gehäuse 302. Im eingerückten Zustand wird durch den Spalt vom vertieften Abschnitt ermöglicht, dass sich das elastische Bauteil und/oder die Lamelle des Rings aus Reibungsmaterial zur Kupplungsscheibe 100 hin verbiegt, sodass der Abschnitt 126 in Kontakt mit der Reibungsfläche 304 gelangt. Durch den Kontakt zwischen dem Ring 114 aus Reibungsmaterial und dem Gehäuse 302 werden die beiden Komponenten gegeneinander abgedichtet, sodass beim Beaufschlagen des Drehmomentwandlers mit einem höheren Druck zum Einrücken der Kupplung die Flüssigkeit nicht an der Reibungsfläche vorbeisickern kann, sodass der Druck schneller aufgebaut und die Reaktionszeit der Kupplung verkürzt wird.
Ein Vorteil besteht darin, dass die Kupplungsscheibenbaugruppe 112 den Kontakt zwischen dem Ring 114 aus Reibungsmaterial und dem Gehäuse 302 aufrechterhält. Dadurch werden das Einkuppeln im Leerlauf (d. h., wenn sich die Turbine schneller als das Laufrad dreht) verbessert und die gesamte Reaktionszeit der Kupplung (d. h. die Einkuppelzeit) verkürzt. Zwar nimmt die obige Beschreibung Bezug auf einen Turbinenkolben, jedoch kann die Kupplungsscheibenbaugruppe 112 auch in einer herkömmlichen Kupplungsanwendung mit einem herkömmlichen Kolbenblech von Vorteil sein.
Natürlich sollten dem Fachmann Änderungen und Modifikationen der obigen Beispiele der Offenbarung offensichtlich sein, ohne vom Wesensgehalt oder Schutzumfang der beanspruchten Offenbarung abzuweichen. Zwar wird die Offenbarung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte und/oder beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist klar, dass daran Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang oder Wesensgehalt der beanspruchten Offenbarung abzuweichen.

Claims

Kupplungsscheibenbaugruppe, die umfasst: eine Mittelachse; eine Kupplungsscheibe, die eine erste Reibungsfläche und einen radial äußeren vertieften Abschnitt umfasst; und einen Ring aus Reibungsmaterial, der an die erste Reibungsfläche angeklebt ist und sich radial außerhalb der ersten Reibungsfläche erstreckt, sodass ein äußerer Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial axial auf den radial äußeren vertieften Abschnitt der Kupplungsscheibe ausgerichtet ist.
Kupplungsscheibenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die erste Reibungsfläche konisch ist.
Kupplungsscheibenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der radial äußere vertiefte Abschnitt konisch und axial gegen die erste Reibungsfläche versetzt ist.
Kupplungsscheibenbaugruppe nach Anspruch 1, die ferner einen Spalt zwischen dem radial äußeren vertieften Abschnitt und dem Ring aus Reibungsmaterial umfasst.
Kupplungsscheibenbaugruppe nach Anspruch 4, die ferner ein in dem Spalt angeordnetes elastisches Bauteil umfasst.
Kupplungsscheibenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Ring aus Reibungsmaterial einen ersten Abschnitt mit einer ersten gestauchten Dicke und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten gestauchten Dicke umfasst, die größer als die erste gestauchte Dicke ist.
Kupplungsscheibenbaugruppe nach Anspruch 6, wobei mindestens ein Abschnitt des ersten Abschnitts axial auf die erste Reibungsfläche und mindestens ein Abschnitt des zweiten Abschnitts axial auf den radial äußeren vertieften Abschnitt ausgerichtet sind.
Drehmomentwandler, der die Kupplungsscheibenbaugruppe nach Anspruch 6 und ein Gehäuse umfasst, wobei: nur der zweite Abschnitt des Reibungsmaterials am Gehäuse anliegt, wenn sich die Kupplungsscheibenbaugruppe in einem ausgerückten Zustand befindet; und der erste und der zweite Abschnitt am Gehäuse anliegen, wenn sich die Kupplungsscheibenbaugruppe in einem eingerückten Zustand befindet.
Drehmomentwandler nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse eine zweite Reibungsfläche umfasst und der zweite Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial so angeordnet ist, dass er an der zweiten Reibungsfläche anliegt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 8, wobei der zweite Abschnitt des Rings aus Reibungsmaterial so angeordnet ist, dass er an einem gekrümmten Abschnitt des Gehäuses anliegt.