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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hebelfeder für eine Reibkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zum Einsatz in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Hebelfedern oder Tellerfedern werden beispielweise zur Betätigung einer Reibkupplung eingesetzt. Hierbei weist die Hebelfeder oder Tellerfeder einen außenliegenden ringförmigen Kraftrand auf und Federzungen, die sich vom Kraftrand aus radial nach innen erstrecken. Um eine Betätigung der Reibkupplung zu ermöglichen, ist eine Zentrierung der Hebelfeder in Bezug auf andere Bauteile der Reibkupplung, insbesondere in Bezug auf einen Kupplungsdeckel, erforderlich. Hierzu werden Zentrierlöcher als bekannt angenommen, die im Bereich der Federzungen der Hebelfeder ausgebildet sind. Durch diese Zentrierlöcher erstrecken sich im verbauten Zustand Zentrierelemente, die die Hebelfeder in Radial- und Umfangsrichtung festlegen. Je nach Ausbildung der Reibkupplung fehlt der Bauraum zur Befestigung der Zentrierelemente im Bereich der Federzungen.
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Eine Hebelfeder, die auf den Oberbegriff des Anspruchs 1 lesbar ist, ist aus der
DE 101 19 914 A1 bekannt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Hebelfeder anzugeben, die eine Zentrierung über Zentrierelemente auch bei geringem Bauraum im Bereich der Federzungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Hebelfeder für eine Reibkupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfasst einen ringförmigen Kraftrand und mindestens drei sich vom Kraftrand aus radial nach innen erstreckende Federzungen, wobei mindestens drei Zentrierlöcher mit einer Längsachse zur Aufnahme eines Zentrierelementes zum Verbinden der Hebelfeder mit einem Element der Reibkupplung ausgebildet sind, wobei sich die Längsachse der Zentrierlöcher in einer radialen Richtung der Hebelfeder erstreckt, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Zentrierlöcher zumindest teilweise im Kraftrand jeweils im Bereich einer Federzunge ausgebildet sind.
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Die Hebelfeder ist insbesondere als Tellerfeder ausgebildet. Die Hebelfeder dient insbesondere der Betätigung der Reibkupplung, in dem ein Ausrücklager auf die Federzungen der Hebelfeder einwirkt. Alternativ kann die Hebelfeder auch in der Reibkupplung zum Vorspannen von Elementen der Reibkupplung eingesetzt werden. Bevorzugt umfasst die Hebelfeder mehr als drei Federzungen, lediglich im Bereich mindestens dreier Federzungen ist ein Zentrierloch ausgebildet.
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Die Zentrierelement, beispielsweise Zentrierbolzen und/oder Zentrierlaschen, dient der Festlegung der Hebelfeder zumindest in einer radialen und einer Umfangsrichtung. Über den Kraftrand stützt sich die Hebelfeder bei Betätigung der Federzungen an einem anderen Bauteil der Reibkupplung, beispielsweise einem Kupplungsdeckel, ab. Die Hebelfeder ist bevorzugt aus einem Federstahl ausgebildet.
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Durch die Ausbildung der Zentrierlöcher im Bereich des Kraftrandes ermöglicht die Positionierung der Zentrierelemente im (radialen) Bereich des Kraftrandes. Dies ermöglicht einen Platzsparenden Aufbau der Reibkupplung. Gleichzeitig verhindert die Ausbildung der Zentrierlöcher jeweils im Bereich einer Federzunge eine Schwächung der Hebelfeder durch die Zentrierlöcher.
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Bevorzugt erstreckt sich zumindest ein Zentrierloch zumindest teilweise bis in eine Federzunge hinein. Dies ermöglicht einen größeren Freiheitsgrad bei der Ausbildung der Zentrierlöcher, ohne, dass die Hebelfeder durch die Zentrierlöcher substantiell geschwächt wird.
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Zumindest ein Teil der Federzungen weist eine Verstärkungssicke auf. Bevorzugt erstreckt sich die Verstärkungssicke zumindest teilweise in radialer Richtung. Durch die Verstärkungssicke wird die Steifigkeit der Federzungen erhöht. Die Verstärkungssicke erstreckt sich zumindest teilweise bis in den Kraftrand, so dass auch die Steifigkeit in diesem Bereich des Kraftrandes erhöht wird. Zumindest ein Zentrierloch erstreckt sich zumindest teilweise bis in die Verstärkungssicke.
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Weiterhin wird eine Reibkupplung vorgeschlagen, umfassend eine Hebelfeder wie hier beschrieben, die über Zentrierelemente an einem Kupplungsdeckel der Reibkupplung festgelegt ist, die sich durch die Zentrierlöcher erstrecken. Die mindestens drei Zentrierelemente in den entsprechenden Zentrierlöchern verbinden die Hebelfeder mit dem Kupplungsdeckel, zentrieren die Hebelfeder gegen den Kupplungsdeckel und verhindern eine radiale Verschiebung oder eine Verschiebung in Umfangsrichtung der Hebelfeder relativ zum Kupplungsdeckel.
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Bevorzugt umfassen die Zentrierelemente Zentrierbolzen, die bevorzugt einen Kopf aufweisen, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Zentrierloches (der Zentrierlochdurchmesser wie unten definiert). Hierdurch kann die Beweglichkeit der Hebelfeder gegen den Kupplungsdeckel in Richtung der Zentrierbolzen (entsprechend der axialen Richtung der Reibkupplung) beschränkt werden.
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Bevorzugt umfassen die Zentrierelemente Zentrierlaschen. Unter Zentrierlaschen werden Laschen verstanden, die aus dem Kupplungsdeckel gebildet sind und aus diesem hervorragen. Im Gegensatz dazu werden Zentrierbolzen als zusätzliche Bauteile verstanden.
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Weiterhin wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend eine Reibkupplung wie hier beschrieben.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1: ein erstes Beispiel einer Hebelfeder in einer perspektivischen Ansicht;
- 2: ein zweites Beispiel einer Hebelfeder in einer perspektivischen Ansicht;
- 3: einen Teil eines ersten Beispiels einer Reibkupplung mit einer Hebelfeder nach dem ersten Beispiel;
- 4: einen Teil eines zweiten Beispiels einer Reibkupplung mit einer Hebelfeder nach dem ersten Beispiel;
- 5: einen Teil eines dritten Beispiels einer Reibkupplung mit einer Hebelfeder nach dem zweiten Beispiel;
- 6: einen Teil eines vierten Beispiels einer Reibkupplung mit einer Hebelfeder nach dem ersten Beispiel; und
- 7: ein Beispiel eines Kraftfahrzeugs mit einer entsprechenden Reibkupplung
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1 zeigt eine Hebelfeder 1, die als Tellerfeder ausgebildet ist. Sie umfasst einen ringförmigen Kraftrand 2, von dem sich radial nach innen neun Federzungen 3 erstrecken. Die Federzungen 3 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Die Hebelfeder 1 ist dabei aus einem Federstahl ausgebildet, insbesondere durch Stanzen und anschließendes Umformen und gegebenenfalls abschließendes thermisches und/oder mechanisches Nachbearbeiten. Die Federzungen 3 sind elastisch verformbar. Die Hebelfeder 1 ist auf den Einsatz in einer Reibkupplung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges ausgelegt. Insbesondere werden die Federzungen 3 zum Bereitstellen einer Spannkraft für weitere Elemente oder zum Aufbringen einer Rückstellkraft eingesetzt, beispielsweise in dem ein Ausrücker die Federzungen 3 mit Kraft beaufschlagt, diese elastisch verformt und dann die Federkraft als Rückstellkraft eingesetzt wird, wenn die Krafteinleitung des Ausrückers beendet wird.
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Die Hebelfeder 1 weist im vorliegenden Beispiel drei Zentrierlöcher 4 auf, die als Langlöcher ausgebildet sind. Die Zentrierlöcher 4 sind dabei im Kraftrand 2 im Bereich jeweils einer Federzunge 3 ausgebildet. Jedes der Zentrierlöcher 4 weist eine Längsachse 5 auf, die sich in einer radialen Richtung 6 der Hebelfeder 1 erstreckt (diese sind der Übersichtlichkeit halber nur exemplarisch in 1 eingezeichnet). Der maximale Durchmesser des Zentrierlochs 4 senkrecht zur Längsachse 5 wird als Zentrierlochdurchmesser bezeichnet. Die Zentrierlöcher 4 dienen dabei der zur Aufnahme eines Zentrierelementes zum Verbinden der Hebelfeder mit einem benachbarten Element der Reibkupplung, wie insbesondere auch im Zusammenhang mit den 3 bis 6 deutlich wird. Das benachbarte Element ist insbesondere ein Kupplungsdeckel der Reibkupplung.
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Durch die Zentrierelemente wird eine Fixierung der Hebelfeder 1 sowohl in radialer Richtung 6 als auch ein Umfangsrichtung 7 ermöglicht, so dass ein Verschieben der Hebelfeder 1 in diese Richtungen unterbunden wird. Die Ausbildung der Zentrierlöcher 4 im Kraftrand 2 ist platzsparend. Die Ausbildung der Zentrierlöcher 4 im Bereich von Federzungen 3 erlaubt eine größere Gestaltungsfreiheit bei der Gestaltung der Zentrierlöcher 4, da sich diese bis in die Federzungen 3 (wie in diesem Beispiel) hineinerstrecken können, ohne dass die eigentliche Geometrie des Kraftrandes 2 geändert werden muss.
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Weiterhin weist die Hebelfeder 1 radial außen am Kraftrand 2 ausgebildete nach radial außen weisende Außenzungen 9 auf, die beispielsweise zur weiteren Festlegung der Hebelfeder 1 in Umfangsrichtung 7 und zur Einleitung der Federkraft in andere Elemente der Reibkupplung dienen. Bevorzugt liegt jeder Federzunge 3 eine Außenzunge 9 gegenüber, die Anzahl der Außenzungen 9 entspricht also bevorzugt der Anzahl der Federzungen 3. Zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung 7 benachbarten Außenzungen 9 liegt eine Aussparung 10. Diese geben insbesondere Bauraum frei, in den sich benachbarte Elemente der Reibkupplung hinein erstrecken können. Auch die Außenzungen 9 und Aussparungen 10 sind der Übersichtlichkeit halber nur teilweise mit Bezugszeichen versehen.
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2 zeigt ein zweites Beispiel einer Hebelfeder 1. Hier sollen nur die Unterschiede zum ersten Beispiel der Hebelfeder 1 beschreiben werden, im Übrigen wird, um Wiederholungen zu vermeiden, auf die Beschreibung des ersten Beispiels verwiesen. Im Unterschied zum ersten Beispiel weist die Hebelfeder 1 des zweiten Beispiels auf jeder Federzunge 3 eine Verstärkungssicke 8 auf. Diese erstreckt sich über einen Teil der Federzunge 3 und verläuft jeweils in radialer Richtung 6. Die Verstärkungssicke 8 erstreckt sich auch über den Kraftrand 2. Auch im zweiten Beispiel sind drei Zentrierlöcher 4 ausgebildet, die sich innerhalb jeweils einer Verstärkungssicke 8 teilweise im Bereich des Kraftrandes 2 und teilweise im Bereich der Federzunge 3 erstrecken. Der Übersichtlichkeit halber sind die Verstärkungssicken 8 nur teilweise mit Bezugszeichen versehen.
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3 zeigt einen Teil eines ersten Beispiels einer Reibkupplung 11 mit einer Hebelfeder 1 nach dem ersten Beispiel. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung dieses ersten Beispiels Bezug genommen. Durch die Zentrierlöcher 4 erstrecken sich erste Zentrierbolzen 12 als Zentrierelemente, die die Hebelfeder 1 in radialer Richtung 6 und in Umfangsrichtung 7 festlegen. Die ersten Zentrierbolzen 12 verbinden die Hebelfeder 1 mit einem Kupplungsdeckel 13 der Reibkupplung 1.
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Über die Außenzungen 9 können beispielsweise hier nicht gezeigte Zuganker mit der Federkraft der Federzungen 3 beaufschlagt werden, so dass bei Beaufschlagung der Federzungen 3 in einer Betätigungsrichtung 16 durch die Außenzungen 9 Zuganker entgegengesetzt der Betätigungsrichtung 16 bewegt werden können. Durch die Zuganker können dann beispielsweise Anpressplatten bewegt werden, die Reibpartner wie beispielsweise eine Kupplungsscheibe und eine Gegendruckplatte oder eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben (Lamellen) mit einer Gegendruckplatte in Reibschluss bringt.
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4 zeigt einen Teil eines zweiten Teils einer Reibkupplung 11 mit einer Hebelfeder 1 nach dem ersten Beispiel. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung dieses ersten Beispiels der Hebelfeder 1 und der Reibkupplung 11 Bezug genommen. Hier sollen nur die Unterschiede zum ersten Beispiel einer Reibkupplung 11 angemerkt werden. In diesem Beispiel erstrecken sich zweite Zentrierbolzen 14 als Zentrierelemente durch die Zentrierlöcher 4. Die zweiten Zentrierbolzen 14 weisen im Unterschied zu den ersten Zentrierbolzen 12 endseitig einen Kopf 15, also einen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser, auf, der einen größeren Durchmesser aufweist als das entsprechende Zentrierloch 4, so dass die Bewegung der Hebelfeder 1 entgegen der Betätigungsrichtung 16 begrenzt wird. Auch wird ein Abfallen der Hebelfeder 1 vom Kupplungsdeckel 13 verhindert.
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5 zeigt einen Teil eines dritten Beispiels einer Reibkupplung 11 mit einer Hebelfeder 1 nach dem zweiten Beispiel. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung dieses zweiten Beispiels der Hebelfeder 1 und des ersten und zweiten Beispiels der Reibkupplung 11 Bezug genommen. Hier werden nur die Unterschiede zum ersten und zweiten Beispiel einer Reibkupplung 11 beschrieben. Im Unterschied zum ersten und zum zweiten Beispiel einer Reibkupplung 11 ist in diesem dritten Beispiel eine Hebelfeder 1 nach dem zweiten Beispiel verbaut. Die Zentrierlöcher 4 sind in den Verstärkungssicken 8 ausgebildet, die sich über den Kraftrand 2 in den Bereich der Federzungen 3 erstrecken. In den Zentrierlöchern 4 sind erste Zentrierbolzen 12 ausgebildet.
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6 zeigt einen Teil eines vierten Beispiels einer Reibkupplung 11 mit einer Hebelfeder 1 nach dem ersten Beispiel. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung dieses ersten Beispiels der Hebelfeder 1 und des ersten bis dritten Beispiels der Reibkupplung 11 Bezug genommen. Hier werden nur die Unterschiede zum ersten bis dritten Beispiel einer Reibkupplung 11 beschrieben. Statt Zentrierbolzen erstrecken sich im vierten Beispiel einer Reibkupplung 11 Zentrierlaschen 17 als Zentrierelemente durch die Zentrierlöcher 4. Diese Zentrierlaschen 17 sind Teil des Kupplungsdeckels 13 und werden bei der Herstellung des Kupplungsdeckels 13 aufgebogen.
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7 zeigt ein Kraftfahrzeug 18 mit einem Antriebsstrang 19, der einen Verbrennungsmotor 20, eine Reibkupplung 11 wie hier beschrieben, eine Getriebeeinheit 21 und mindestens ein angetriebenes Rad 22 (oder mehrere angetriebene Räder 22, insbesondere zwei oder vier angetriebene Räder 22) aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hebelfeder
- 2
- Kraftrand
- 3
- Federzunge
- 4
- Zentrierloch
- 5
- Längsachse
- 6
- Radiale Richtung
- 7
- Umfangsrichtung
- 8
- Verstärkungssicke
- 9
- Außenzunge
- 10
- Aussparung
- 11
- Reibkupplung
- 12
- erster Zentrierbolzen
- 13
- Kupplungsdeckel
- 14
- Zweiter Zentrierbolzen
- 15
- Kopf
- 16
- Betätigungsrichtung
- 17
- Zentrierlasche
- 18
- Kraftfahrzeug
- 19
- Antriebsstrang
- 20
- Verbrennungsmotor
- 21
- Getriebeeinheit
- 22
- Angetriebene(s) Rad/Räder
