DE102018108142A1

DE102018108142A1 - Kupplungsscheibe mit Pendelwippendämpfer mit nur einer Bewegungsrichtung zwischen seinen Flanschbereichen; sowie Reibkupplung

Info

Publication number: DE102018108142A1
Application number: DE102018108142.1A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ahnert; Maria Fischer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2019-10-10
Also published as: DE112019001804A5; WO2019192643A1; JP7052074B2; EP3775607A1; KR20200138241A; US11255408B2; US20210115982A1; CN111742160A; CN111742160B; JP2021517619A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe (1) für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem um eine Drehachse (2) drehbaren, einen Reibbelag (3) aufweisenden Eingangsteil (4), einem ebenfalls drehbar um die Drehachse (2) angeordneten Ausgangsteil (5) und einem das Eingangsteil (4) mit dem Ausgangsteil (5) koppelnden Pendelwippendämpfer (6), wobei der Pendelwippendämpfer (6) zwei relativ zueinander um die Drehachse (2) in einem begrenzten Winkelbereich verdrehbare, mit dem Eingangsteil (4) und dem Ausgangsteil (5) zusammenwirkende Flanschbereiche (7, 8) sowie mehrere jeweils über eine Kulisseneinrichtung (9, 10) an einem ersten Flanschbereich (7) und einem zweiten Flanschbereich (8) pendelbar aufgenommene Zwischenteile (11) aufweist und die Kulisseneinrichtungen (9, 10) derart ausgebildet sind, dass bei einer Relativverdrehung des ersten Flanschbereiches (7) zu dem zweiten Flanschbereich (8) die Zwischenteile (11) jeweils durch eine Federeinrichtung (12) in ihrer Bewegung gehemmt sind, wobei die Kulisseneinrichtungen (9, 10) derart ausgebildet sind und jeder Flanschbereich (7, 8) mit dem Eingangsteil (4) und dem Ausgangsteil (5) derart in Wirkverbindung steht, dass sowohl bei einem Wechsel einer Wirkrichtung einer auf das Eingangsteil (4) einwirkenden resultierenden Belastung von einer ersten Drehrichtung zu einer, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung als auch bei einem Wechsel der Wirkrichtung von der zweiten Drehrichtung zu der ersten Drehrichtung beide Flanschbereiche (7, 8) in einer einzigen festen Bewegungsrichtung relativ zueinander bewegt werden. Auch betrifft die Erfindung eine Reibkupplung mit dieser Kupplungsscheibe (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einem um eine Drehachse drehbaren, einen Reibbelag aufweisenden Eingangsteil, einem ebenfalls drehbar um die Drehachse angeordneten (vorzugsweise mit einer Nabe weiter verbundenen) Ausgangsteil und einem das Eingangsteil mit dem Ausgangsteil koppelnden Pendelwippendämpfer, wobei der Pendelwippendämpfer zwei relativ zueinander um die Drehachse in einem begrenzten Winkelbereich verdrehbare, mit dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil zusammenwirkende Flanschbereiche sowie mehrere jeweils über eine Kulisseneinrichtung an einem ersten Flanschbereich und einem zweiten Flanschbereich pendelbar aufgenommene Zwischenteile aufweist und die Kulisseneinrichtungen derart ausgebildet sind, dass bei einer Relativverdrehung des ersten Flanschbereiches zu dem zweiten Flanschbereich die Zwischenteile jeweils durch eine Federeinrichtung in ihrer Bewegung (relativ zu den Flanschbereichen) gehemmt sind. Auch betrifft die Erfindung eine Reibkupplung mit dieser Kupplungsscheibe.
Gattungsgemäße Kupplungsscheiben sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Die DE 10 2015 211 899 A1 offenbart beispielsweise einen in einer Kupplungsscheibe einsetzbaren Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil, einem Ausgangsteil sowie einer Federeinrichtung.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat es sich jedoch als Nachteil herausgestellt, dass die hierin umgesetzten Kulisseneinrichtungen häufig relativ großbauend sowie aufwändig in der Herstellung sind. Insbesondere bei Umsetzen mehrdimensionaler Kulissenbahnen, d.h. von Kulissenbahnen mit mehreren schräg zueinander verlaufenden Kurvenabschnitten, in der jeweiligen Kulisseneinrichtung sind die Flanschbereiche und/oder die Zwischenteile ausreichend groß auszubilden. Bei einem relativ großen Schwenkwinkel der Zwischenteile / der Flanschbereiche sowie einem relativ großen Federweg der Federeinrichtung wird dieser Effekt noch verstärkt. Zudem bedingen die auftretenden Kräfte an den Kulisseneinrichtungen (bei Vorsehen von Rollen in der Kulisseneinrichtung Kräfte hinsichtlich der umgesetzten Rollenkontakte) eine gewisse ausreichend große Dimensionierung der Bestandteile der Kulisseneinrichtung (bspw. einen gewissen Durchmesser der Rollen), um ertragbare Pressungen zu realisieren. Dadurch ist es ebenfalls notwendig, Öffnungen in den entsprechenden Bauteilen (entlang der Rollenbahnen) mit einer erheblichen Größe auszuführen. Dies ist für die Dimensionierung der Bauteile sowie für die gesamte Baugruppe hinsichtlich des Bauraums nachteilig. Des Weiteren ist bekannt, dass die umgesetzten Ausführungen durch Umsetzen mehrerer sich quer zueinander erstreckender Kurvenabschnitte häufig Momentenkennlinien bedingen, die eine Unschlüssigkeit aufweisen. Folge hieraus ist, dass auf die Bauteile der Kulisseneinrichtung im Betrieb eine stoß- / ruckartige Bewegung und somit eine relativ hohe Bauteilbelastung wirkt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Kupplungsscheibe mit einem Pendelwippendämpfer umzusetzen, der einerseits kompakt ausgebildet ist, andererseits eine möglichst stoßfreie Belastung seiner Bestandteile im Betrieb bewirkt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kulisseneinrichtungen derart ausgebildet sind und jeder Flanschbereich mit dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil derart in Wirkverbindung steht, dass sowohl bei einem Wechsel einer Wirkrichtung einer auf das Eingangsteil einwirkenden resultierenden Belastung von einer ersten Drehrichtung zu einer, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung als auch bei einem Wechsel der Wirkrichtung von der zweiten Drehrichtung zu der ersten Drehrichtung beide Flanschbereiche in einer einzigen / gemeinsamen festen Bewegungsrichtung relativ zueinander bewegt werden.
Dadurch findet eine relative Bewegung der Flanschbereiche zueinander entlang einer geradlinigen Bahn statt. Die Bestandteile des Pendelwippendämpfers sind folglich mit deutlich weniger Aufwand herstellbar. Beispielsweise sind in der jeweiligen Kulisseneinrichtung lediglich geradlinige Kulissenbahnen erforderlich. Als Folge daraus wird die Belastung der einzelnen Bestandteile des Pendelwippendämpfers im Betrieb deutlich gesenkt. Stöße / ruckartige Belastungssprünge auf die Bestandteile werden dadurch vermieden. Somit können die einzelnen Bauteile entsprechend kleiner dimensioniert werden und Bauraum eingespart werden oder die gesamte Kupplungsscheibe leistungsfähiger ausgeführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Hinsichtlich der Anbindung des Pendelwippendämpfers ist es auch von Vorteil, wenn der erste Flanschbereich über einen ersten Winkelbereich hinweg relativ zu dem Eingangsteil und/oder dem Ausgangsteil (begrenzt) verdrehbar ist. Folglich ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der zweite Flanschabschnitt über einen zweiten Winkelbereich hinweg relativ zu dem Eingangsteil und/oder dem Ausgangsteil verdrehbar ist. Dadurch ist die Schnittstelle zwischen dem Pendelwippendämpfer und dem jeweiligen Eingangsteil sowie dem Ausgangsteil besonders einfach herstellbar. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn der erste Winkelbereich und der zweite Winkelbereich gleich groß sind.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der erste Flanschbereich einen ersten Anschlag aufweist, welcher erste Anschlag so auf das Eingangsteil abgestimmt ist (d.h. mit einem (ersten) Gegenanschlag des Eingangsteils zusammenwirkt), dass bei einer Verdrehung des Eingangsteils in der ersten Drehrichtung das Eingangsteil an diesem ersten Anschlag (des ersten Flanschbereichs) drehfest anliegt und bei einer Verdrehung des Eingangsteils in der zweiten Drehrichtung das Eingangsteil relativ zu dem ersten Flanschbereich (begrenzt) verdrehbar / beabstandbar ist.
In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn der zweite Flanschbereich einen ersten Anschlag aufweist, welcher erste Anschlag so auf das Eingangsteil abgestimmt ist (d.h. mit einem dem ersten Gegenanschlag entgegen gerichteten (zweiten) Gegenanschlag des Eingangsteils zusammenwirkt), dass bei einer Verdrehung des Eingangsteils in der zweiten Drehrichtung das Eingangsteil an diesem ersten Anschlag (des ersten Flanschbereichs) drehfest anliegt und bei einer Verdrehung des Eingangsteils in der ersten Drehrichtung das Eingangsteil relativ zu dem zweiten Flanschbereich (begrenzt) verdrehbar / beabstandbar ist. Dadurch ist die Koppelung der Flanschbereiche mit dem Eingangsteil besonders einfach herstellbar.
Somit ist es seitens der Aufnahme am Ausgangsteil auch von Vorteil, wenn der erste Flanschbereich einen zweiten Anschlag aufweist, welcher zweite Anschlag so auf das Ausgangsteil abgestimmt ist (d.h. mit einem (ersten) Gegenanschlag des Ausgangsteils zusammenwirkt), dass bei einer Verdrehung des Ausgangsteils in der ersten Drehrichtung das Ausgangsteil an diesem zweiten Anschlag drehfest anliegt und bei einer Verdrehung des Ausgangsteils in der zweiten Drehrichtung das Ausgangsteil relativ zu dem ersten Flanschbereich (begrenzt) verdrehbar / beabstandbar ist.
In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn der zweite Flanschbereich einen zweiten Anschlag aufweist, welcher zweite Anschlag so auf das Ausgangsteil abgestimmt ist (d.h. mit einem dem ersten Gegenanschlag entgegen gerichteten (zweiten) Gegenanschlag des Ausgangsteils zusammenwirkt), dass bei einer Verdrehung des Ausgangsteils in der zweiten Drehrichtung das Ausgangsteil an diesem zweiten Anschlag drehfest anliegt und bei einer Verdrehung des Ausgangsteils in der ersten Drehrichtung das Ausgangsteil relativ zu dem zweiten Flanschbereich (begrenzt) verdrehbar ist. Dem zufolge ist auch die Anbindung der jeweiligen Flanschbereiche seitens des Ausgangsteils besonders geschickt umgesetzt.
Somit ist sowohl an dem ersten Flanschbereich als auch an dem zweiten Flanschbereich ein (erster) Anschlag derart angebracht, dass das Ausgangsteil und das Eingangsteil bei ihrer Verdrehung in der ersten Drehrichtung in Anlage mit dem jeweiligen Flanschbereich sind. Auch ist sowohl an dem ersten Flanschbereich als auch an dem zweiten Flanschbereich ein (zweiter) Anschlag derart angebracht, dass das Ausgangsteil und das Eingangsteil bei ihrer Verdrehung in der zweiten Drehrichtung in Anlage mit dem jeweiligen Flanschbereich sind.
Weist die Federeinrichtung entlang ihres Federwegs eine sich ändernde Federsteifigkeit auf, ist eine mehrstufige Momentenkennlinie des Pendelwippendämpfers auf einfache Weise umgesetzt.
In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn die Federeinrichtung eine Federeinheit mit mehreren, vorzugsweise in Parallelanordnung zueinander angeordneten, zwischen den Zwischenteilen wirkenden Federelementen aufweist.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn jedes Zwischenteil mittels einer ersten geradlinig verlaufenden Kulissenbahn mit dem ersten Flanschbereich gekoppelt ist und mittels einer, zu der ersten Kulissenbahn schräg verlaufenden, zweiten geradlinig verlaufenden Kulissenbahn mit dem zweiten Flanschbereich gekoppelt ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Reibkupplung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer als erster Kupplungsbestandteil eingesetzten erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen und einem mit der Kupplungsscheibe reibkraftschlüssig verbindbaren zweiten Kupplungsbestandteil.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine Kupplungsscheibe mit Pendelwippendämpfer realisiert, bei dem Eingangs- und Ausgangsflansch (erster Flanschbereich und zweiter Flanschbereich) auch beim Wechsel der Belastungsrichtung nur in einer Richtung zueinander bewegt werden. Es ist nur ein (gerader) Abschnitt der bisherigen Bahnkurven erforderlich.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Umfangsbereiches einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe, umgesetzt nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei ein zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil eingesetzter Pendelwippendämpfer der Kupplungsscheibe seitens eines einen ersten Flanschbereichs, eines zweiten Flanschbereichs und eines diese Flanschbereiche koppelnden Zwischenteils veranschaulicht ist,
2 schematische Darstellungen der Kupplungsscheibe nach 1, wobei in der mittleren Teildarstellung der Pendelwippendämpfer, wie bereits in 1, in einer Mittenstellung angeordnet ist, in der linken Teildarstellung das Eingangsteil in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem Ausgangsteil verdreht ist und in der rechten Teildarstellung das Eingangsteil in einer zweiten Drehrichtung relativ zu dem Ausgangsteil verdreht ist,
3 schematische Darstellungen der Kupplungsscheibe nach 1, wobei nun zusätzlich Federelemente des Pendelwippendämpfers veranschaulicht sind, und wobei in einer oberen Teildarstellung die Mittenstellung des Pendelwippendämpfers umgesetzt ist, in einer mittleren Teildarstellung das Eingangsteil in der ersten Drehrichtung relativ zu dem Ausgangsteil verdreht ist und in einer unteren Teildarstellung das Eingangsteil in der zweiten Drehrichtung relativ zu dem Ausgangsteil verdreht ist,
4 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe in einer bevorzugten Ausführung, wobei entlang des Umfangs der Kupplungsscheibe insgesamt drei Zwischenteile nach der in den 1 bis 3 dargestellten Wirkbeziehung mit den Flanschbereichen eingesetzt sind,
5 eine Draufsicht eines in 4 eingesetzten Zwischenteils, sowie
6a und 6b zwei Diagramme, von denen 6a eine durch den Pendelwippendämpfer der 1 bis 4 umgesetzte Momentenkennlinie zeigt und 6b in dem Pendelwippendämpfer der 1 bis 4 umgesetzte Wegkennlinie des Zwischenteils zeigt.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Zunächst sei auf 4 verwiesen, die den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe 1 gut erkennen lässt. Die Kupplungsscheibe 1 weist auf typische Weise ein ringförmiges / ringscheibenförmiges und daher auch als Reibring bezeichnetes Eingangsteil 4 auf. Das Eingangsteil 4 ist um eine zentrale Drehachse 2 drehbar angeordnet. An dem Eingangsteil 4 ist ein Reibbelag 3, vorzugsweise zu beiden axialen Seiten des Eingangsteils 4 (in Bezug auf die Drehachse 2) hin, angeordnet. Die Kupplungsscheibe 1 ist in ihrem Betrieb in einer Reibkupplung, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, eingesetzt. Der Reibbelag 3 wirkt dann auf typische Weise mit einer Anpressplatte und/oder Gegenplatte / Druckplatte der Reibkupplung zusammen. Die Kupplungsscheibe 1 ist im Betrieb vorzugsweise mit ihrem Ausgangsteil 5 mit einer Getriebewelle eines Getriebes eines Kraftfahrzeugantriebsstranges drehfest verbunden und bildet demnach einen ersten Kupplungsbestandteil der Reibkupplung aus. Ein zweiter Kupplungsbestandteil, der in einer geschlossenen Stellung der Reibkupplung mit dem ersten Kupplungsbestandteil über einen Reinkraftschluss drehfest verbunden ist und in einer geöffneten Stellung der Reibkupplung frei relativ zu dem ersten Kupplungsbestandteil verdrehbar ist, weist wiederum die Anpressplatte und/oder die Druckplatte auf.
Das Eingangsteil 4 weist an einem in Bezug auf die Drehachse 2 radial innenliegenden Bereich zwei Anschlagsvorsprünge 23 auf. Die Anschlagsvorsprünge 23 bilden einen ersten Gegenanschlag 20a und einen zweiten Gegenanschlag 20b des Eingangsteils 4, die dann in den 1 bis 3 näher zu erkennen sind, aus. In 4 ist lediglich ein (zweiter) Gegenanschlag 20b des Eingangsteils 4 veranschaulicht. Die Gegenanschläge 20a, 20b des Eingangsteils 4 sind an einer von dem Reibbelag 3 in radialer Richtung nach innen abstehenden Nase 24 angebracht. Die beiden Gegenanschläge 20a, 20b sind in einer Umfangsrichtung des Eingangsteils 4, d.h. entlang einer um die Drehachse 2 herum verlaufenden Kreislinie beabstandet zueinander angeordnet.
Das Ausgangsteil 5 ist konzentrisch zu dem Eingangsteil 4 angeordnet. Das Ausgangsteil 5 ist daher auch drehbar um die Drehachse 2 drehbar angeordnet. Das Ausgangsteil 5 ist in 4 als Ring gezeigt und bildet im Betrieb vorzugsweise unmittelbar eine mit der Getriebewelle drehfest verbundene Nabe aus. Das Ausgangsteil 5 weist mehrere in radialer Richtung nach außen abstehende Erhebungen 22 auf. Die Erhebungen 22 bilden einen ersten Gegenanschlag 21a und einen zweiten Gegenanschlag 21b des Ausgangsteils 5, die dann in den 1 bis 3 näher zu erkennen sind, aus. Die Gegenanschläge 21a, 21b sind in der Umfangsrichtung des Ausgangsteils 5, d.h. entlang der um die Drehachse 2 herum verlaufenden Kreislinie beabstandet zueinander angeordnet.
Das Eingangsteil 4 ist über einen Pendelwippendämpfer 6 mit dem Ausgangsteil 5 rotatorisch verbunden / gekoppelt. Der Pendelwippendämpfer 6 dient auf typische Weise zum Dämpfen hauptsächlich seitens des Eingangsteiles 4 im Betrieb anliegender Torsionsschwingungen. Das Eingangsteil 4 ist somit durch die Ausbildung des Pendelwippendämpfers 6 beschränkt um einen bestimmten (Dreh-)Winkelbereich relativ zu dem Ausgangsteil 5 verdrehbar.
In diesem Zusammenhang sei zunächst auf 1 verwiesen. In 1 ist schematisch jener Umfangsbereich der Kupplungsscheibe 1 nach 4 veranschaulicht, der ein Zwischenteil 11 zwischen einem ersten Flanschbereich 7 und einem zweiten Flanschbereich 8 veranschaulicht. Die Flanschbereiche 7 und 8 sind separat von den Ein- und Ausgangsteilen 4, 5 ausgebildet und bilden somit jeweils ein einzelnes Flanschteil aus. Das Eingangsteil 4 ist mit seinen in der Umfangsrichtung entgegen gerichteten Gegenanschlägen 20a, 20b schematisch dargestellt. Auch das Ausgangsteil 5 ist mit seinen beiden in der Umfangsrichtung entgegen gerichteten Gegenanschlägen 20a, 20b schematisch dargestellt. Der Pendelwippendämpfer 6 weist die beiden Flanschbereiche 7, 8 sowie mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Zwischenteile 11 auf. Das jeweilige Zwischenteil 11 ist mit dem ersten Flanschbereich 7 über eine erste Kulisseneinrichtung 9 gekoppelt und mit dem zweiten Flanschbereich 8 über eine zweite Kulisseneinrichtung 10 gekoppelt. Das Zwischenteil 11 ist folglich über die erste Kulisseneinrichtung 9 relativ zu dem ersten Flanschbereich 7 verschiebbar angeordnet und über die zweite Kulisseneinrichtung 10 relativ zu dem zweiten Flanschbereich 8 verschiebbar angeordnet.
Die erste Kulisseneinrichtung 9 weist mehrere erste Kulissenbahnen 18 auf, die über ein in ihnen verschiebbar aufgenommenes Rollenelement 25 miteinander zusammenwirken. Eine erste Kulissenbahn 18 ist in dem Zwischenteil 11 unmittelbar ausgebildet, eine weitere erste Kulissenbahn 18 ist unmittelbar in dem ersten Flanschbereich 7 ausgebildet. Ein Rollenelement 25 ist in den beiden ersten Kulissenbahnen 18 eingesetzt und dient somit zur Koppelung / Bewegungskoppelung des ersten Flanschbereiches 7 mit dem Zwischenteil 11 entlang der durch die ersten Kulissenbahnen 18 definierten Rollbahn der Rollelemente 25. Die erste Kulisseneinrichtung 9 weist auch mehrere zweite Kulissenbahnen 19 auf, die über ein in ihnen verschiebbar aufgenommenes Rollenelement 25 miteinander zusammenwirken. Eine zweite Kulissenbahn 19 ist in dem Zwischenteil 11 unmittelbar ausgebildet, eine weitere zweite Kulissenbahn 19 ist unmittelbar in dem ersten Flanschbereich 7 ausgebildet. Ein Rollenelement 25 ist in den beiden zweiten Kulissenbahnen 19 eingesetzt und dient somit zur Bewegungskoppelung des ersten Flanschbereiches 7 mit dem Zwischenteil 11 entlang der durch die zweiten Kulissenbahnen 19 definierten Rollbahn der Rollelemente 25. Die in dem Zwischenteil 11 eingebrachte zweite Kulissenbahn 19 verläuft schräg zu der ersten Kulissenbahn 18, wie in 5 gut zu erkennen..
Auf ähnliche Weise ist das Zwischenteil 11 mit dem zweiten Flanschbereich 8 über die zweite Kulisseneinrichtung 10 bewegungsgekoppelt. Die zweite Kulisseneinrichtung 10 weist zwei (dritte) Kulissenbahnen 26 auf, wobei eine der dritten Kulissenbahnen 26 in dem Zwischenteil 11 eingebracht ist und eine weitere zweite Kulissenbahn 26 in dem zweiten Flanschbereich 8 eingebracht ist. Ein Rollenelement 25 ist in den beiden dritten Kulissenbahnen 26 eingesetzt und dient somit zur Bewegungskoppelung des zweiten Flanschbereiches 8 mit dem Zwischenteil 11 entlang der durch die dritten Kulissenbahnen 26 definierten Rollbahn der Rollelemente 25. Die in dem Zwischenteil 11 eingebrachte dritte Kulissenbahn 26 verläuft schräg sowohl zu der ersten Kulissenbahn 18 als auch zu der zweiten Kulissenbahn 19 des Zwischenteils 11.
Alle Kulissenbahnen 18, 19, 26 verlaufen jeweils ausschließlich geradlinig, d.h. sind als gerade Langlöcher umgesetzt. Wie dann in 2 gut zu erkennen, sind die Kulisseneinrichtungen 9 und 10 so ausgebildet, dass bei einem Verschieben des Zwischenteils 11, d.h. bei einer wippenden Bewegung des Zwischenteils 11 in der radialen Richtung sowie in Umfangsrichtung die Flanschbereiche 7, 8 in Umfangsrichtung auseinandergedrückt werden bzw. wieder zusammengeschoben werden.
Bei ihrer Bewegung in radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung relativ zu den Flanschbereichen 7, 8 sind die Zwischenteile 11 über eine Federeinrichtung 12 abgestützt. Auf jedes Zwischenteil 11 wirkt die Federeinrichtung 12 ein. Die Federeinrichtung 12, dies ist auch wiederum in 4 gut zu erkennen, weist je Zwischenteil 11 eine Federeinheit 15 auf. Die Federeinheiten 15 sind in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Zwischen je zwei in Umfangsrichtung benachbarten Zwischenteilen 11 ist eine Federeinheit 15 angeordnet. Die Federeinheit 15 ist unmittelbar zur Abstützung der Zwischenteile 11 eingesetzt. Ein erstes Ende der Federeinheit 15 ist einem Zwischenteil 11 in Kontakt, ein, dem ersten Ende gegenüberliegendes, zweites Ende der Federeinheit 15 ist mit einem anderen Zwischenteil 11 in Kontakt. Die Federeinheiten 15 sind dabei derart zwischen den Zwischenteilen 11 eingespannt, dass es zu einem radialen Vorspannen der Zwischenteile 11 in radialer Richtung nach außen kommt. Werden die Zwischenteile 11 aufgrund einer relativen Verdrehung der Flanschbereiche 7, 8 zueinander in radialer Richtung nach innen bewegt, kommt es zu einem Komprimieren der Federeinheiten 15 und somit zu einer erhöhten Kraftbeaufschlagung der Zwischenteile 11 in radialer Richtung nach außen. Die jeweilige Federeinheit 15 weist ein erstes Federelement 16 sowie ein zweites Federelement 17, das parallel (alternativ in Reihe) mit dem ersten Federelement 16 angeordnet ist, auf. Beide Federelemente 16 und 17 sind in dieser Ausführung als Schraubendruckfedern realisiert. Das zweite Federelement 17 ist innerhalb des ersten Federelementes 16 angeordnet.
Erfindungsgemäß sind die Kulisseneinrichtungen 9, 10 prinzipiell derart ausgebildet und jeder Flanschbereich 7, 8 mit dem Eingangsteil 4 und dem Ausgangsteil 5 derart in Wirkverbindung, dass sowohl bei einem Wechsel einer Wirkrichtung einer auf das Eingangsteil 4 einwirkenden resultierenden Belastung von einer ersten Drehrichtung (in erster Umfangsrichtung) zu einer, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung (zweite Umfangsrichtung) als auch bei einem Wechsel der Wirkrichtung von der zweiten Drehrichtung zu der ersten Drehrichtung beide Flanschbereiche 7, 8 in einer einzigen festen Bewegungsrichtung relativ zueinander bewegt werden. Dies ist besonders gut in den Teildarstellungen der 2 zu erkennen.
Der erste Flanschbereich 7 ist über einen ersten Winkelbereich hinweg relativ zu dem Eingangsteil 4 und dem Ausgangsteil 5 verdrehbar. Auch der zweite Flanschbereich 8 ist über einen zweiten Winkelbereich hinweg relativ zu dem Eingangsteil 4 und dem Ausgangsteil 5 verdrehbar.
Hierfür weist der erste Flanschbereich 7 einen mit dem Eingangsteil 4, nämlich den ersten Gegenanschlag 20a, zusammenwirkenden ersten Anschlag 13a auf. Der erste Anschlag 13a ist so ausgeformt und der erste Flanschbereich 7 prinzipiell derart ausgebildet, dass das Eingangsteil 4 bei seiner Verdrehung in der ersten Drehrichtung (relativ zu dem Ausgangsteil 5) an diesem ersten Anschlag 13a drehfest anliegt und somit den ersten Flanschbereich 7 mit verdreht. Dies ist in der linken Teildarstellung der 2 zu erkennen. Zugleich ist der erste Anschlag 13a sowie der erste Flanschbereich 7 so ausgebildet, dass es bei einer Verdrehung des Eingangsteils 4 in der zweiten Drehrichtung (relativ zu dem Ausgangsteil 5), d.h. entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung, zu einem freien Verdrehen des Eingangsteils 4 relativ zu dem ersten Flanschbereich 7 in dem feststehenden (ersten) Winkelbereich kommt. Das Eingangsteil 4 ist bei dieser Bewegung in der zweiten Drehrichtung über seinen dem ersten Gegenanschlag 20a entgegengesetzten zweiten Gegenanschlag 20b mit einem ersten Anschlag 13b des zweiten Flanschbereiches 8 in Kontakt. Dieser erste Anschlag 13b des zweiten Flanschbereiches 8 ist so auf das Eingangsteil 4 abgestimmt, dass das Eingangsteil 4 bei seiner Verdrehung in der zweiten Drehrichtung an dem ersten Anschlag 13b drehfest anliegt und bei einer Verdrehung in der ersten Drehrichtung relativ zu dem ersten Flanschbereich 7 verdrehbar ist.
Dem entsprechend wirken die Flanschbereiche 7 und 8 über ihre zweiten Anschläge 14a, 14b mit Gegenanschlägen 21a, 21b des Ausgangsteils 5 zusammen. Der zweite Flanschbereich 8 weist einen mit dem Ausgangsteil 5, nämlich dem ersten Gegenanschlag 21a, zusammenwirkenden zweiten Anschlag 14a auf. Der zweite Anschlag 14a ist so ausgeformt und der zweite Flanschbereich 8 prinzipiell derart ausgebildet, dass das Ausgangsteil 5 bei seiner Verdrehung in der ersten Drehrichtung (relativ zu dem Eingangsteil 4) an diesem zweiten Anschlag 14a drehfest anliegt und somit den zweiten Flanschbereich 8 mit verdreht. Dies ist in der rechten Teildarstellung der 2 zu erkennen. Zugleich ist der zweite Anschlag 14a sowie der zweite Flanschbereich 8 so ausgebildet, dass es bei einer Verdrehung des Ausgangsteils 5 in der zweiten Drehrichtung (relativ zu dem Eingangsteil 4), d.h. entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung, zu einem freien Verdrehen des Ausgangsteils 5 relativ zu dem zweiten Flanschbereich 8 in dem feststehenden (ersten) Winkelbereich kommt. Das Ausgangsteil 5 ist bei dieser Bewegung in der zweiten Drehrichtung über seinen dem ersten Gegenanschlag 21a entgegengesetzten zweiten Gegenanschlag 21b mit einem zweiten Anschlag 14b des zweiten Flanschbereiches 8 in Kontakt. Dieser zweite Anschlag 14b des zweiten Flanschbereiches 8 ist so auf das Ausgangsteil 5 abgestimmt, dass das Ausgangsteil 5 bei seiner Verdrehung in der zweiten Drehrichtung an dem zweiten Anschlag 14b drehfest anliegt und bei einer Verdrehung in der ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Flanschbereich 8 verdrehbar ist.
Somit ist der jeweilige erste Flanschbereich 7 und der zweite Flanschbereich 8 in Umfangsrichtung in einem begrenzten Winkelbereich relativ zu dem Eingangsteil 4 sowie dem Ausgangsteil 5 verdrehbar, wobei bei dieser Relativverdrehung die Federeinrichtung 12 derart auf die Bewegung der Zwischenteile 11 hemmend einwirkt, dass ein Belastungsunterschied zwischen dem Eingangsteil 4 und dem Ausgangsteil 5 gedämpft / geschwächt wird. Die Federeinrichtung 12 ist in 2 schematisch als mit F_F gekennzeichneter, auf das Zwischenteil 11 wirkender Kraftpfeil dargestellt. Mit dem an dem Eingangsteil 4 anliegenden Kraftpfeil F ist die resultierende, auf das Eingangsteil 4 einwirkende sowie das Eingangsteil 4 zu einer Relativverdrehung zu dem Ausgangsteil 5 zwingende Belastung dargestellt.
Mit 6a ist eine Momentenkennlinie (Verlauf des Drehmomentes M_D in Abhängigkeit des Verdrehwinkels (Winkelbereich) φ_D) des Pendelwippendämpfers 6 veranschaulicht. Mit 6b ist eine Wegkennlinie (Verlauf des Verschiebeweges sw in Abhängigkeit des Verdrehwinkels (Winkelbereich) φ_D) des Zwischenteils 11 (gemäß der Federbewegung) veranschaulicht.
In anderen Worten ausgedrückt, werden die beiden Flanschteile (erster und zweiter Flanschbereich 7, 8) erfindungsgemäß auch beim Wechsel der Belastungsrichtung nur in einer Richtung relativ zueinander bewegt. Es ist somit nur ein (gerader) Abschnitt der Bahnkurven (Kulissenbahnen 18, 19, 26) erforderlich. Ein Vorteil ist, dass so die Öffnungen (Kulissenbahnen 18, 19, 26) in den Bauteilen (entlang der Kurvenflanken) erheblich kleiner ausgeführt werden können oder, dass die Möglichkeit besteht, den Schwenkwinkel zwischen Eingangs- und Ausgangsteil 4, 5 relativ zu vergrößern. Dies ist für die Dimensionierung der Bauteile bzw. der gesamten Baugruppe bzw. für die Leistungsparameter der Kupplungsscheibe vorteilhaft. Es sind hierbei keine Übergangsbereiche der Bahnkurven 18, 19, 26 für die beiden Bewegungs- / Belastungsrichtungen erforderlich. In 5 sind die relativ kleineren Öffnungen für die Kurvenflanken 18,19, 26 (Raum für Rollenbewegung) beispielhaft für das Zwischenteil 11 zu sehen. Ein weiterer Vorteil ist, dass auch beim Wechsel der Belastungsrichtung, die gleiche Kurvenbahn 18, 19, 26 genutzt wird. An der sonst vorhandenen Übergangsstelle tritt an dem Rollen-Kurven-Kontakt keine Unstetigkeit und somit keine Stoß- bzw. Ruckbelastung auf. Die Momentenkennlinie weist folglich auch im „Übergangspunkt“ eine Steigung auf. Mit 4 sind die Kontaktstellen des Eingangsteiles 4 und des Ausgangsteiles 5 (jeweils zum ersten Flansch (erster Flanschbereich 7) und zum zweiten Flansch (zweiter Flanschbereich 8)) zu erkennen. Hierfür sind beispielhaft Anschlagbolzen (Anschlagsvorsprung 23) am Eingangsteil 4 bzw. Verzahnungen (Erhebungen 22) am Ausgangsteil 5 ausgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsscheibe
2: Drehachse
3: Reibbelag
4: Eingangsteil
5: Ausgangsteil
6: Pendelwippendämpfer
7: erster Flanschbereich
8: zweiter Flanschbereich
9: erste Kulisseneinrichtung
10: zweite Kulisseneinrichtung
11: Zwischenteil
12: Federeinrichtung
13a: erster Anschlag des ersten Flanschbereiches
13b: erster Anschlag des zweiten Flanschbereiches
14a: zweiter Anschlag des ersten Flanschbereiches
14b: zweiter Anschlag des zweiten Flanschbereiches
15: Federeinheit
16: erstes Federelement
17: zweites Federelement
18: erste Kulissenbahn
19: zweite Kulissenbahn
20a: erster Gegenanschlag des Eingangsteils
20b: zweiter Gegenanschlag des Eingangsteils
21a: erster Gegenanschlag des Ausgangsteils
21b: zweiter Gegenanschlag des Ausgangsteils
22: Erhebung
23: Anschlagsvorsprung
24: Nase
25: Rollenelement
26: dritte Kulissenbahn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015211899 A1 [0002]

Claims

Kupplungsscheibe (1) für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem um eine Drehachse (2) drehbaren, einen Reibbelag (3) aufweisenden Eingangsteil (4), einem ebenfalls drehbar um die Drehachse (2) angeordneten Ausgangsteil (5) und einem das Eingangsteil (4) mit dem Ausgangsteil (5) koppelnden Pendelwippendämpfer (6), wobei der Pendelwippendämpfer (6) zwei relativ zueinander um die Drehachse (2) in einem begrenzten Winkelbereich verdrehbare, mit dem Eingangsteil (4) und dem Ausgangsteil (5) zusammenwirkende Flanschbereiche (7, 8) sowie mehrere jeweils über eine Kulisseneinrichtung (9, 10) an einem ersten Flanschbereich (7) und einem zweiten Flanschbereich (8) pendelbar aufgenommene Zwischenteile (11) aufweist und die Kulisseneinrichtungen (9, 10) derart ausgebildet sind, dass bei einer Relativverdrehung des ersten Flanschbereiches (7) zu dem zweiten Flanschbereich (8) die Zwischenteile (11) jeweils durch eine Federeinrichtung (12) in ihrer Bewegung gehemmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisseneinrichtungen (9, 10) derart ausgebildet sind und jeder Flanschbereich (7, 8) mit dem Eingangsteil (4) und dem Ausgangsteil (5) derart in Wirkverbindung steht, dass sowohl bei einem Wechsel einer Wirkrichtung einer auf das Eingangsteil (4) einwirkenden resultierenden Belastung von einer ersten Drehrichtung zu einer, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung als auch bei einem Wechsel der Wirkrichtung von der zweiten Drehrichtung zu der ersten Drehrichtung beide Flanschbereiche (7, 8) in einer einzigen festen Bewegungsrichtung relativ zueinander bewegt werden.
Kupplungsscheibe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flanschbereich (7) über einen ersten Winkelbereich hinweg relativ zu dem Eingangsteil (4) und/oder dem Ausgangsteil (5) verdrehbar ist.
Kupplungsscheibe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Flanschbereich (8) über einen zweiten Winkelbereich hinweg relativ zu dem Eingangsteil (4) und/oder dem Ausgangsteil (5) verdrehbar ist.
Kupplungsscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flanschbereich (7) einen ersten Anschlag (13a) aufweist, welcher erste Anschlag (13a) so auf das Eingangsteil (4) abgestimmt ist, dass bei einer Verdrehung des Eingangsteils (4) in der ersten Drehrichtung das Eingangsteil (4) an diesem ersten Anschlag (13a) drehfest anliegt und bei einer Verdrehung des Eingangsteils (4) in der zweiten Drehrichtung das Eingangsteil (4) relativ zu dem ersten Flanschbereich (7) verdrehbar ist.
Kupplungsscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Flanschbereich (8) einen ersten Anschlag (13b) aufweist, welcher erste Anschlag (13b) so auf das Eingangsteil (4) abgestimmt ist, dass bei einer Verdrehung des Eingangsteils (4) in der zweiten Drehrichtung das Eingangsteil (4) an diesem ersten Anschlag (13b) drehfest anliegt und bei einer Verdrehung des Eingangsteils (4) in der ersten Drehrichtung das Eingangsteil (4) relativ zu dem zweiten Flanschbereich (8) verdrehbar ist.
Kupplungsscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flanschbereich (7) einen zweiten Anschlag (14a) aufweist, welcher zweite Anschlag (14a) so auf das Ausgangsteil (5) abgestimmt ist, dass bei einer Verdrehung des Ausgangsteils (5) in der ersten Drehrichtung das Ausgangsteil (5) an diesem zweiten Anschlag (14a) drehfest anliegt und bei einer Verdrehung des Ausgangsteils (5) in der zweiten Drehrichtung das Ausgangsteil (5) relativ zu dem ersten Flanschbereich (7) verdrehbar ist.
Kupplungsscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Flanschbereich (8) einen zweiten Anschlag (14b) aufweist, welcher zweite Anschlag (14b) so auf das Ausgangsteil (5) abgestimmt ist, dass bei einer Verdrehung des Ausgangsteils (5) in der zweiten Drehrichtung das Ausgangsteil (5) an diesem zweiten Anschlag (14b) drehfest anliegt und bei einer Verdrehung des Ausgangsteils (5) in der ersten Drehrichtung das Ausgangsteil (5) relativ zu dem zweiten Flanschbereich (8) verdrehbar ist.
Kupplungsscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (12) entlang ihres Federweges eine sich ändernde Federsteifigkeit aufweist.
Kupplungsscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (12) eine Federeinheit (15) mit mehreren zwischen den Zwischenteilen (11) wirkenden Federelementen (16, 17) aufweist.
Reibkupplung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer als erster Kupplungsbestandteil eingesetzten Kupplungsscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einem mit der Kupplungsscheibe (1) reibkraftschlüssig verbindbaren zweiten Kupplungsbestandteil.