DE102019108347A1 - Clutch plate with extended contact surface, clutch with clutch plate as well as method for manufacturing the clutch plate - Google Patents
Clutch plate with extended contact surface, clutch with clutch plate as well as method for manufacturing the clutch plate Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kupplungslamelle (1) zum Übertragen von Kräften in Kupplungs- und/oder Bremsvorgängen für eine Lamellenkupplung (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Hauptkörperabschnitt (3), an dem zwei Kraftübertragungsflächen (4) ausgebildet sind, und mit von dem Hauptkörperabschnitt (3) vorstehenden Radialvorsprüngen (5), die zumindest je eine Kontaktfläche (6) zum Kontaktieren eines Lamellenträgers besitzen, wobei zur Erweiterung der Kontaktfläche (6) in Axialrichtung Material der Kupplungslamelle (1) gezielt zur Kontaktfläche (6) hin verlagert ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Kupplung (2) mit einer derartigen Kupplungslamelle (1) sowie ein Verfahren zum Herstellen der Kupplungslamelle (1).The invention relates to a clutch disk (1) for transmitting forces in clutch and / or braking processes for a disk clutch (2) of a motor vehicle, with a main body section (3) on which two force transmission surfaces (4) are formed, and with the main body section (3) protruding radial projections (5), each of which has at least one contact surface (6) for contacting a disk carrier, the material of the clutch disk (1) being specifically shifted towards the contact surface (6) in the axial direction to expand the contact surface (6). The invention also relates to a clutch (2) with such a clutch plate (1) and a method for producing the clutch plate (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplungslamelle, beispielsweise eine Stahllamelle, zum Übertragen von Kräften in Kupplungs- und/oder Bremsvorgängen für eine Lamellenkupplung oder Mehrscheibenkupplung, beispielsweise einer Doppelkupplung oder einer Fliehkraftkupplung, eines Kraftfahrzeugs, mit einem Hauptkörperabschnitt, an dem zwei, vorzugsweise in senkrecht zur Axialrichtung ausgerichteten Ebenen liegende, Kraftübertragungsflächen ausgebildet sind, und mit von dem Hauptkörperabschnitt vorstehenden, beispielsweise nach innen oder außen wegragenden, Radialvorsprüngen, die auch als Zähne oder als eine Verzahnung bezeichnet werden, die zumindest je eine Kontaktfläche zum Kontaktieren eines Lamellenträgers, insbesondere zum Weitergeben von Kräften an den Lamellenträger oder von dem Lamellenträger, besitzen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine (Lamellen-) Kupplung, insbesondere nach Art einer Fliehkraftkupplung oder Doppelkupplung, mit einer derartigen Kupplungslamelle. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Kupplungslamelle.The invention relates to a clutch plate, for example a steel plate, for transferring forces in clutch and / or braking processes for a multi-plate clutch or multi-plate clutch, for example a double clutch or a centrifugal clutch, of a motor vehicle, with a main body section on which two, preferably in perpendicular to the axial direction Aligned planes lying, force transmission surfaces are formed, and with protruding from the main body portion, for example inwardly or outwardly protruding, radial projections, which are also referred to as teeth or as a toothing, which each have at least one contact surface for contacting a plate carrier, in particular for transmitting forces to the plate carrier or from the plate carrier. The invention also relates to a (multi-disc) clutch, in particular in the manner of a centrifugal clutch or double clutch, with such a clutch disc. The invention also relates to a method for producing such a clutch plate.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Kupplungslamellen und Fliehkraftkupplungen mit Kupplungslamellen bekannt. Solche Lamellen werden beispielsweise als Trägerlamellen für Reiblamellen oder als thermische Gegenlamellen in Lamellenkupplungen verwendet. Insbesondere werden solche Lamellen in Motorradkupplungen, beispielsweise Motorradblattfederkupplungen, in (halbautomatischen) Fliehkraftkupplungen oder in (nassen) Doppelkupplungen eingesetzt.Clutch plates and centrifugal clutches with clutch plates are already known from the prior art. Such disks are used, for example, as carrier disks for friction disks or as thermal counter disks in multi-disk clutches. In particular, such disks are used in motorcycle clutches, for example motorcycle leaf spring clutches, in (semiautomatic) centrifugal clutches or in (wet) double clutches.
Zum Beispiel offenbart die
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass solche (Kupplungs-) Lamellen üblicherweise durch Stanzen hergestellt sind und bedingt durch die Stanztechnologie ein Glattschnittanteil bei etwa 50% liegt. Das heißt also, dass ein übriger Anteil, beispielsweise ein Bruchanteil der Blechdicke, vorhanden ist, so dass eine tragende Kontaktfläche einer Verzahnung an der Lamelle reduziert ist. Dadurch ergeben sich Nachteile oder Herausforderungen hinsichtlich der Grenzflächenpressung.However, the prior art always has the disadvantage that such (clutch) disks are usually produced by stamping and, due to the stamping technology, a smooth cut proportion is around 50%. This means that there is a remaining portion, for example a fractional portion of the sheet metal thickness, so that a load-bearing contact surface of a toothing on the lamella is reduced. This results in disadvantages or challenges with regard to the interface pressure.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere sollen eine Kupplungslamelle und eine Kupplung mit einer solchen Kupplungslamelle bereitgestellt werden, bei denen die Lamelle so ausgeführt ist, dass die Kontaktfläche der Lamellen optimal ausgenutzt wird und eine Flächenpressung reduziert wird. Zudem soll ein möglichst einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren für diese Lamellen bereitgestellt werden.It is therefore the object of the invention to avoid or at least alleviate the disadvantages of the prior art. In particular, a clutch plate and a clutch with such a clutch plate are to be provided in which the plate is designed in such a way that the contact surface of the plates is optimally used and surface pressure is reduced. In addition, the simplest and most economical production method possible for these lamellae is to be provided.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Erweiterung der Kontaktfläche in Axialrichtung Material der Kupplungslamelle gezielt zur Kontaktfläche hin verlagert ist, beispielsweise verdrängt ist, etwa mittels einer Kaltumformung, insbesondere mittels Prägen. Mit anderen Worten ist die Kontaktfläche in axialer Richtung erweitert, insbesondere zu einer Dicke der Radialvorsprünge in einem Bereich abgesehen von der Kontaktfläche.This object is achieved in a generic device according to the invention in that, in order to expand the contact surface in the axial direction, material of the clutch plate is specifically shifted towards the contact surface, for example displaced, for example by means of cold forming, in particular by means of stamping. In other words, the contact surface is widened in the axial direction, in particular to a thickness of the radial projections in a region apart from the contact surface.
Dies hat den Vorteil, dass das Material der Kupplungslamelle gezielt in den Bereich der Kontaktfläche verdrängt/gedrückt wird, so dass beispielsweise ein Bruchanteil der Stanzfläche aufgefüllt oder ausgefüllt wird und somit ein Anteil der Kontaktfläche, die eben, wie der Glattschnittanteil ist, vergrößert wird. Mit anderen Worten wird die Kontaktfläche insgesamt vergrößert, so dass vorteilhafterweise auch eine Flächenpressung reduziert werden kann.This has the advantage that the material of the clutch plate is purposefully displaced / pressed into the area of the contact surface, so that, for example, a broken portion of the punching surface is filled or filled in and thus a portion of the contact surface that is flat like the smooth cut portion is increased. In other words, the contact area is enlarged overall, so that surface pressure can advantageously also be reduced.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können die Radialvorsprünge eine Verzahnung, beispielsweise eine Außenverzahnung oder bevorzugt eine Innenverzahnung, ausbilden, mittels der eine Drehmomentübertragung zwischen einem Lamellenträger und der Kupplungslamelle sichergestellt wird. Dabei dienen insbesondere Radialflächen der Radialvorsprünge als die Kontaktflächen (als Krafteinleitungsfläche) zum Weitergeben des Drehmoments von dem Lamellenträger an die Lamelle oder (als Kraftausleitungsfläche) zum Weitergeben des Drehmoments von der Lamelle an den Lamellenträger.According to an advantageous embodiment, the radial projections can form a toothing, for example an external toothing or preferably an internal toothing, by means of which torque transmission between a disk carrier and the clutch disk is ensured. In particular, radial surfaces of the radial projections serve as the contact surfaces (as force introduction surface) for transmitting the torque from the disk carrier to the disk or (as force dissipation surface) for transmitting the torque from the disk to the disk carrier.
In einer vorteilhaften Weiterbildung können die Radialvorsprünge in einem Bereich der Kontaktfläche eine größere Erstreckung in Axialrichtung aufweisen als in einem von der Kontaktfläche beabstandeten Bereich. Eine große Fläche ist insbesondere im Bereich der Kontaktfläche erforderlich, so dass in dem von der Kontaktfläche beabstandeten Bereich eine geringe Axialerstreckung und somit eine geringere Fläche keine negativen Auswirkungen nach sich zieht.In an advantageous development, the radial projections can have a greater extent in the axial direction in an area of the contact surface than in an area spaced apart from the contact surface. A large area is required in particular in the area of the contact area, so that in the area spaced apart from the contact area a small axial extent and thus a smaller area does not have any negative effects.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine vertiefte Ursprungsregion für das verlagerte Material im Bereich der Radialvorsprünge oder des Hauptkörperabschnitts, insbesondere beabstandet von der Kontaktfläche, vorhanden sein. Vorteilhafterweise liegt die Ursprungsregion im Bereich der Radialvorsprünge, da die Kontaktflächen an einer Außenseite der Radialvorsprünge ausgebildet sind und somit das Material nur wenig weit verlagert werden muss. Mit anderen Worten wird die Kontaktfläche in Axialrichtung erweitert, indem das Material von einer anderen Stelle der Radialvorsprünge zu der Kontaktfläche hin verlagert wird, so dass in dem Bereich der Ursprungsregion das Material verringert ist. Dadurch bildet sich je eine Vertiefung in den Radialvorsprüngen, die an die Kontaktfläche angrenzt.According to a preferred embodiment, a recessed region of origin for the displaced material can be present in the area of the radial projections or the main body section, in particular at a distance from the contact surface. The region of origin is advantageously in the area of the radial projections, since the contact surfaces are formed on an outside of the radial projections and the material therefore only has to be displaced a little. In other words, the contact surface is widened in the axial direction in that the material is displaced from another point of the radial projections to the contact surface, so that the material is reduced in the area of the region of origin. As a result, a recess is formed in each of the radial projections which adjoins the contact surface.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können die Radialvorsprünge eine Einprägung in zumindest einer axialen Stirnfläche der Radialvorsprünge aufweisen. Da die axialen Stirnflächen an die Kontaktflächen angrenzen, wird durch die Einprägung in der Stirnfläche das Material nach außen und somit in Richtung zu den Kontaktflächen hin gedrückt. Somit kann das Material der Radialvorsprünge auf einfache Weise verlagert werden.According to an advantageous embodiment, the radial projections can have an impression in at least one axial end face of the radial projections. Since the axial end faces adjoin the contact surfaces, the impression in the end face pushes the material outward and thus in the direction of the contact surfaces. The material of the radial projections can thus be displaced in a simple manner.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Ausführungsform können in beiden axialen Stirnflächen der Radialvorsprünge Einprägungen ausgebildet sein. Dadurch wird die Kontaktfläche zu beiden axialen Seiten hin erweitert, so dass sich eine besonders große Kontaktfläche ergibt. Die Flächenpressung kann folglich weiter verringert werden.In a preferred further development of the embodiment, embossments can be formed in both axial end faces of the radial projections. As a result, the contact area is widened on both axial sides, so that a particularly large contact area results. The surface pressure can consequently be further reduced.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Einprägung im Wesentlichen die gleiche Querschnittsform wie der Radialvorsprung aufweisen, beispielsweise trapezförmig ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Querschnitt der Vertiefung beispielsweise geringfügig kleiner ist als der Querschnitt des Radialvorsprungs. Insbesondere kann der Querschnitt skaliert kleiner als der Querschnitt des Radialvorsprungs sein, d.h. dass die Längenverhältnisse und/oder die Proportionen gleich sind. Dies hat den Vorteil, dass das durch die Einprägung verdrängte Material gleichmäßig zu einer Außenseite oder Außenkante, insbesondere der Außenkante der Kontaktfläche, gedrängt wird, und dort eine stanzbedingte Fehlstelle mit Material auffüllt und/oder die Kontaktfläche erweitert.According to an advantageous embodiment, the indentation can have essentially the same cross-sectional shape as the radial projection, for example be trapezoidal. It is particularly preferred if the cross section of the recess is, for example, slightly smaller than the cross section of the radial projection. In particular, the cross-section can be scaled smaller than the cross-section of the radial projection, i.e. that the length ratios and / or the proportions are the same. This has the advantage that the material displaced by the embossing is pushed uniformly to an outside or outside edge, in particular the outside edge of the contact surface, and there fills a punch-related defect with material and / or expands the contact surface.
Zudem ist es von Vorteil, wenn die Radialvorsprünge eine schulterartige Axialerweiterung oder einen in Axialrichtung abstehenden Flansch besitzen. Das heißt, dass der Radialvorsprung in einer Längsschnittebene ein im Wesentlichen Doppel-T-förmiges Profil aufweist. Dadurch kann die Kraftübertragung verbessert werden.In addition, it is advantageous if the radial projections have a shoulder-like axial expansion or a flange protruding in the axial direction. This means that the radial projection has a substantially double-T-shaped profile in a longitudinal sectional plane. This can improve the power transmission.
Auch ist es bevorzugt, wenn die Radialvorsprünge in Axialrichtung scharfrandig ausgebildet sind. Dabei ist unter scharfrandig zu verstehen, dass die Kontaktfläche über die gesamte Erstreckung in Axialrichtung eben ausgebildet ist und winklig, beispielsweise über einen im Wesentlichen rechten Winkel, in eine benachbarte Fläche, insbesondere eine axiale Stirnfläche, übergeht. Mit anderen Worten ist die Kontaktfläche nicht so ausgebildet, dass sie in einem (zentralen) Abschnitt eben ist und in Axialrichtung nach außen leicht geneigte Flächen, Bruchkanten oder Radien aufweist, über die sie in die axiale Stirnfläche übergeht. Das heißt, dass die Kontaktfläche vollständig durch eine eben und/oder glatte Schnittfläche gebildet wird. Mit anderen Worten entspricht die Kontaktfläche einer gestanzten Fläche mit einem Glattschnittanteil von 100%.It is also preferred if the radial projections are designed with sharp edges in the axial direction. Here, sharp-edged is to be understood as meaning that the contact surface is designed to be flat over the entire extent in the axial direction and merges at an angle, for example over an essentially right angle, into an adjacent surface, in particular an axial end surface. In other words, the contact surface is not designed in such a way that it is flat in a (central) section and has surfaces, breaking edges or radii that are slightly inclined outward in the axial direction, via which it merges into the axial end surface. This means that the contact surface is completely formed by a flat and / or smooth cut surface. In other words, the contact area corresponds to a punched area with a smooth cut portion of 100%.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Kupplung, etwa nach Art einer Fliehkraftkupplung oder einer Doppelkupplung, oder eine Bremse mit einer derartigen Kupplungslamelle gelöst.The object of the invention is also achieved by a clutch, for example in the manner of a centrifugal clutch or a double clutch, or a brake with a clutch plate of this type.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Kupplungslamelle gelöst. In dem Verfahren wird in einem Schritt der von dem Hauptkörperabschnitt abstehende Radialvorsprung der Kupplungslamelle gezielt durch Umformen, insbesondere durch (Kalt-)Prägen, bearbeitet, so dass Material der Kupplungslamelle in Richtung der von dem Radialvorsprung gestellten Kontaktfläche zur Axialerweiterung dieser Kontaktfläche verlagert wird.Furthermore, the object of the invention is achieved by a method for producing such a clutch plate. In the method, the radial projection of the clutch plate protruding from the main body section is processed in a targeted manner by forming, in particular by (cold) stamping, so that the material of the clutch plate is shifted in the direction of the contact surface provided by the radial projection in order to expand this contact surface axially.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Radialvorsprung an einer axialen Stirnseite, bevorzugt an beiden axialen Stirnseiten, durch Prägen so umgeformt, dass das Material des Radialvorsprungs nach außen gedrängt wird und vorzugsweise sich die Kontaktfläche in Axialrichtung erweitert.According to a preferred embodiment, the radial projection is reshaped by stamping on one axial end face, preferably on both axial end faces, in such a way that the material of the radial projection is pushed outward and the contact surface preferably expands in the axial direction.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahren ist dem Umformschritt, beispielsweise unmittelbar, ein Stanzschritt vorgelagert, in dem eine Grundform der Kupplungslamelle, die einen Hauptkörperabschnitt und die von dem Hauptkörperabschnitt abstehenden Radialvorsprünge aufweist, wobei die Grundform der Kupplungslamelle eine konstante Dicke über ihre gesamte Erstreckung aufweist besitzt, vorzugsweise aus einem (Stahl-) Blech, ausgestanzt wird.In an advantageous development of the method, the forming step is preceded, for example directly, by a stamping step in which a basic shape of the clutch plate, which has a main body section and the radial projections protruding from the main body section, the basic shape of the clutch plate has a constant thickness over its entire extent , preferably from a (steel) sheet, is punched out.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine (Motorrad-)Lamellenkupplung, deren vorzugsweise innenverzahnte Stahllamellen vorzugsweise mit einem Glattschnittanteil von 40 bis 60 %, beispielsweise etwa 50% gestanzt sind, und anschließend im Bereich einer Verzahnung geprägt sind. Um im Bereich der Verzahnung die Kontaktflächen zu vergrößern und die Flächenpressung zu verringern, wird ein jeweiliger Zahn der Verzahnung durch Prägen von einer (Axial-)Seite oder bevorzugt von beiden (Axial-)Seiten so umgeformt, dass das dabei verdrängte Material die Kontaktfläche komplett ausfüllt oder dass die Kontaktfläche sich durch das verdrängte Material in axialer Richtung erweitert.In other words, the invention relates to a (motorcycle) multi-plate clutch, the steel plates of which are preferably internally toothed, preferably with a smooth cut portion of 40 to 60% for example about 50% are stamped, and then are stamped in the area of a toothing. In order to enlarge the contact surfaces in the area of the toothing and to reduce the surface pressure, a respective tooth of the toothing is formed by stamping from one (axial) side or preferably from both (axial) sides so that the material displaced completely covers the contact surface fills or that the contact surface expands in the axial direction by the displaced material.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungslamelle, -
2 eine perspektivische Ansicht eines Details der Kupplungslamelle, -
3 eine perspektivische Ansicht des Details der Kupplungslamelle, -
4 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplung, und -
5 eine perspektivische Ansicht einer Grundform der Kupplungslamelle.
-
1 a perspective view of a clutch plate according to the invention, -
2 a perspective view of a detail of the clutch plate, -
3 a perspective view of the detail of the clutch plate, -
4th a longitudinal sectional view of a coupling according to the invention, and -
5 a perspective view of a basic shape of the clutch plate.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely of a schematic nature and are used exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference symbols.
Die Kupplungslamelle
Die Kupplungslamelle
Die Kontaktflächen
Der Radialvorsprung
Die Kontaktflächen
Die Axialerweiterungen
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KupplungslamelleClutch plate
- 22
- LamellenkupplungMulti-disc clutch
- 33
- HauptkörperabschnittMain body section
- 44th
- KraftübertragungsflächePower transmission surface
- 55
- RadialvorsprungRadial projection
- 66
- KontaktflächeContact area
- 77th
- axiale Stirnflächeaxial face
- 88th
- Vertiefungdeepening
- 99
- AxialerweiterungAxial expansion
- 1010
- GrundformBasic form
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102014203954 A1 [0003]DE 102014203954 A1 [0003]
Claims (10)
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DE102019108347.8A DE102019108347A1 (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Clutch plate with extended contact surface, clutch with clutch plate as well as method for manufacturing the clutch plate |
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2019
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