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Die Erfindung betrifft eine Hebelfeder, mit deren Hilfe eine Anpressplatte einer Reibungskupplung verlagert werden kann, wenn eine Betätigungskraft auf die Hebelfeder einwirkt.
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Aus
DE 10 2016 213 598 A1 ist eine Reibungskupplung bekannt, bei der eine Hebelfeder um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt durch eine Änderung ihrer Konizität schwenkt werden kann, um eine Anpressplatte zu verlagern. Hierzu kann an einem radial inneren Ende von abstehenden Federzungen eine Betätigungskraft eingeleitet werden, so dass die Hebelfeder mit einem Schwenkbereich an einem mit einem Kupplungsdeckel verbundenen Drahtring abschwenken kann, so dass ein radial äußerer Kraftrand mit einem Anteil in axialer Richtung an der Anpressplatte angreifen kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis nach steifen Hebelfedern mit einem geringen Bauraumbedarf.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, die eine bauraumsparende steife Hebelfeder ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Hebelfeder mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Hebelfeder zur weg- und/oder kraftübersetzten Betätigung einer für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Reibungskupplung vorgesehen mit einem Ringkörper zur Verteilung und Übertragung angreifender Kräfte, mindestens einer von dem Ringkörper nach radial innen abstehenden inneren Federzunge zur Aufnahme einer Betätigungskraft zur Betätigung der Reibungskupplung, mindestens einer von dem Ringkörper nach radial außen abstehenden äußeren Federzunge zur Kraftabstützung bei einem Angreifenden der Betätigungskraft, einer sich zumindest teilweise über den Ringkörper und/oder die innere Federzunge und/oder die äußere Federzunge erstreckende und zumindest anteilig in eine erste Axialrichtung abstehenden ersten Sicke und einer sich zumindest teilweise über den Ringkörper und/oder die innere Federzunge und/oder die äußere Federzunge erstreckende und zumindest anteilig in eine zur ersten Axialrichtung entgegengesetzten zweiten Axialrichtung abstehenden zweiten Sicke.
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In vielen Reibungskupplungen werden in der Art von Tellerfedern ausgestaltete Hebelfedern als Teil des kupplungsinternen Betätigungsmechanismus eingesetzt. Diese Hebelfedern sorgen für eine Kraft- bzw. Wegübersetzung zwischen dem Kupplungsbetätigungssystem und einer Anpressplatte der Reibungskupplung und dienen zusätzlich durch ihre Federwirkung als Energiespeicher. Die durch die Federwirkung hervorgerufene Kraft kann je nach Bauweise und Einbaubedingung der Hebelfeder zum Öffnen oder Schließen der Reibungskupplung verwendet werden. Üblicherweise werden die Hebelfedern aus wärmebehandelten, insbesondere vergütetem, Federstahl hergestellt und bestehen aus mehreren auf dem Umfang verteilten von einem Ringkörper nach radial außen abstehenden äußeren Federzungen und nach radial innen abstehenden inneren Federzungen, die über den in Umfangsrichtung umlaufenden Ringkörper miteinander verbunden sind. Über die Längenverhältnisse der Federzungen kann eine Hebelwirkung der Hebelfeder eingestellt werden. Der Ringkörper kann der Erzeugung der Kraft- bzw. Federwirkung dienen, beispielsweise indem der Ringkörper vergleichbar zu einer Tellerfeder in seiner Konizität verändert wird. Die Federzungen können als mechanische Verbindungselemente zwischen dem Betätigungssystem und der Anpressplatte dienen und hierbei eine Hebelübersetzung bereitstellen. Indem sich die Federzungen zusätzlich noch an einer axial festen Abstützstelle schwenkbar abstützen, kann nach dem Hebelprinzip eine Kraft und Wegübersetzung zwischen dem Betätigungssystem und der Anpressplatte realisiert werden. Um die Biegebelastung, die auf die Federzungen der Hebelfedern wirkt, besser ertragen zu können, können Federzungen entlang ihrer, insbesondere im Wesentlichen radialen, Längsrichtung mit einer Sicke versehen sein. Die Sicken erhöhen das Flächenträgheitsmoment der Federzungen und erhöhen dadurch die Steifigkeit und Belastbarkeit der Federzungen ohne die Materialdicke der Hebelfeder erhöhen zu müssen. Mit Hilfe der Sicken kann bei der Hebelfeder, bei der in der Regel steife Federzungen und eine relativ geringe Steifigkeit des Ringkörpers benötigt wird, der Zielkonflikt aus dünner Materialstärke am Ringkörper für eine geringe Ringkörpersteifigkeit und dicker Materialstärke an den Federzungen für eine hohe Biegesteifigkeit der Federzungen entschärft werden. Durch die Sicken ist es möglich die Materialstärke der Hebelfeder auf die Anforderungen des Ringkörpers abzustimmen und die Steifigkeit der Federzungen durch die Sickenform zu erhöhen.
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Damit die Sicken den Bauraumbedarf der Hebelfeder nicht unnötig erhöhen, sind die erste Sicke und die zweite Sicke in entgegengesetzte Axialrichtungen aus einem ebenen scheibenförmigen Grundkörper für die Hebelfeder heraus ausgeformt. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass die Hebelfeder in der Regel zwischen zwei axialen Anlagestellen eingespannt ist, wenn die Hebelfeder verschwenkt wird. Die erste Sicke kann der von einer ersten Anlagestelle der Hebelfeder weg weisenden Axialseite abstehen, während die zweite Sicke an der von einer in die entgegengesetzte Axialrichtung weisenden zweiten Anlagestelle der Hebelfeder weg weisenden Axialseite absteht. Die Hebelfeder kann dadurch an dem ebenen Axialbereich, der außerhalb der jeweiligen Sicke an der Anlagestelle verbleibt, kraftübertragend angreifen. Ein punktförmiger Kontakt für die Kraftübertragung kann dadurch vermieden werden. Stattdessen kann ein linienförmiger und/oder flächiger Kontakt an der Anlagestelle vorgesehen werden, der zu geringeren Flächenpressungen in der Anlagestelle führt. Gleichzeitig ist es möglich die jeweilige Sicke in radialer Richtung sehr lang auszuführen, so dass durch die Bereitstellung einer ebenen Kontaktfläche der Hebelfeder in der Anlagestelle keine Beeinträchtigungen der Steifigkeit der Federzungen hingenommen werden muss. Stattdessen kann im Vergleich zu einer vor der Anlagestelle endenden Sicke sogar eine erhöhte Steifigkeit der Federzungen erreicht werden, ohne dass hierzu die Materialdicke erhöht werden müsste. Im Vergleich zu nur in einer Axialrichtung abstehenden Sicken ist es bei den in entgegengerichtet abstehenden Sicken möglich, dass in beiden entgegen gerichteten Anlagestellen sowohl eine linienförmige und/oder flächige ebene Kontaktfläche als auch die versteifende Sicke vorgesehen sein kann ohne den Bauraumbedarf zu erhöhen. Durch die in entgegengesetzte Axialrichtungen abstehenden Sicken der Hebelfeder kann ohne zusätzlichen Bauraumbedarf eine gute Kraftabstützung der Hebelfeder und eine hohe Steifigkeit der Federzungen erreicht werden, so dass eine bauraumsparende steife Hebelfeder ermöglicht ist.
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Die Hebelfeder kann insbesondere mehrere innere Federzungen und mehrere äußere Federzungen aufweisen, die vorzugsweise mit demselben Ringkörper verbunden sind und dadurch eine einstückige Hebelfeder ausbilden. Die Hebelfeder kann insbesondere aus einem ebenen Blech ausgestanzt sein, wobei der ausgestanzte Teilbereich einen ebenen Grundkörper ausbildet, der durch spanlose Umformung, bei der insbesondere auch die Sicken eingebracht werden, zu der gewünschten Geometrie der Hebelfeder umgeformt werden kann. Besonders bevorzugt erfolgt das Ausstanzen und Umformen in einem gemeinsamen Herstellungsschritt. Die Anzahl der inneren Federzungen kann grundsätzlich von der Anzahl der äußeren Federzungen abweichen, insbesondere geringer sein. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der inneren Federzungen der Anzahl der äußeren Federzungen. Wenn nachfolgend auf die Federzungen und die Sicken eingegangen wird, wird jeweils derjenige Umfangsbereich der Hebelfeder betrachtet, in dem genau eine innere Federzunge und genau eine äußere Federzungen vorgesehen sind, wobei die jeweils diskutierten Ausgestaltungen vorzugsweise analog für die anderen Umfangsbereich der Hebelfeder gelten, in denen insbesondere ebenfalls jeweils genau eine innere Federzunge und genau eine äußere Federzungen vorgesehen sind.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die erste Sicke und die zweite Sicke teilweise einander überlappen. Die eine Sicke erstreckt sich dadurch in den von der anderen Sicke eingenommenen Flächenbereich hinein. In einer Schnittansicht entlang einer Radialrichtung der Hebelfeder kann sich dadurch ein radialer Verlauf der Hebelfeder ergeben, bei dem das Material der Hebelfeder in der einen Axialrichtung zu der übrigen Hebelfeder beabstandet aus der einen Sicke im Wesentlichen stufenlos zu der übrigen Hebelfeder in der anderen Axialrichtung beabstandet in der anderen Sicke ankommt. Der Materialverlauf der Hebelfeder erfährt dadurch eine Art „Nulldurchgang“ durch eine Ebene, in der die Hebelfeder als ebene Scheibe ohne ausgeprägte Sicken vorhanden gewesen wäre. Dadurch kann ein besonders großer Flächenbereich der Hebelfeder für die Sicken genutzt werden.
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Vorzugsweise weisen die erste Sicke und die zweite Sicke eine im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufende Längserstreckung auf, wobei die Erstreckung der ersten Sicke und der zweiten Sicke in tangentialer Richtung unterschiedlich groß ist. Wenn die erste Sicke und die zweite Sicke sich zusätzlich einander überlappen, führt dies zu einer in radialer Richtung durchgängigen Versteifung der Hebelfeder. Selbst in einem Radiusbereich, in dem der Übergang von der einen Sicke in die andere Sicke vollzogen wird, kann in dem die schmalere Sicke in Umfangsrichtung umgebenen Teilbereich der breiteren Sicke ein signifikantes Abstehen der breiteren Sicke ausgebildet sein, um auch in diesem Radiusbereich eine ausreichende Versteifung zu erreichen. Der Wechsel der Axialrichtung, in denen die Sicken abstehen, führt dadurch nicht zu einem die Funktionalität der Hebelfeder beeinträchtigenden Abfall der Bauteilfestigkeit in einem Teilbereich der Hebelfeder.
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Besonders bevorzugt sind die innere Federzunge und die äußere Federzunge paarweise in Umfangsrichtung im Wesentlichen mittig zueinander in radialer Richtung hintereinander vorgesehen. Die innere Federzunge kann sich dadurch außerhalb des Ringkörpers in der äußeren Federzunge fortsetzen. Eine komplizierte Geometrie der Hebelfeder sowie Kerb- und Kanteneffekte bei der Kraftübertragung zwischen dem inneren Ende der inneren Federzunge und dem äußeren Ende der äußeren Federzunge können dadurch vermieden werden. Zudem ist es leicht möglich die Sicken als längliche wannenförmige und/der rippenförmige Verformung auszubilden. Ein gebogener Verlauf der Längsrichtung der jeweiligen Sicke kann vermieden werden.
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Insbesondere ist die innere Federzunge und/oder die äußere Federzunge unter Einbeziehung der ersten Sicke und der zweiten Sicke zu einer Radialrichtung im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgeformt. Die Sicken und die Federzungen können in dem jeweiligen Umfangswinkelbereich insbesondere im Wesentlichen in tangentialer Richtung mittig zueinander vorgesehen sein. Durch die spiegelsymmetrische Formgestaltung entlang der Radialrichtung ist ein Kippmoment und/oder ein Biegemoment um die Radialrichtung bei der Kraftübertragung vermieden. Eine ungleichmäßige Verteilung der Flächenpressung in den Anlagestellen ist dadurch vermieden.
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Vorzugsweise weist die innere Federzunge einen sickenfreien inneren Kraftrand zur kraftübertragenden Kontaktierung mit einem Betätigungssystem und/oder die äußere Federzunge einen sickenfreien äußeren Kraftrand zur kraftübertragenden Kontaktierung an einem axial feststehenden Schwenkpunkt und/oder an einem mit einer axial verlagerbaren Anpressplatte der Reibungskupplung verbundenen Kraftaufnahmeelement auf. Dadurch kann zumindest ein radialer Endbereich der Hebelfeder frei von Sicken sein. Der sickenfreie Endbereich kann dadurch einen weniger steifen und dadurch weicheren Kraftrand ausbilden, der beispielsweise ein hartes Anschlagen eines Betätigungskolbens eines Betätigungssystems zur Bereitstellung der Betätigungskraft abfedern kann. Anschlaggeräusche und plötzliche Kraftstöße bei Aufbringen der Betätigungskraft können dadurch vermieden werden.
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Besonders bevorzugt ist eine in die erste Axialrichtung oder die zweite Axialrichtung abstehende dritte Sicke vorgesehen, wobei die erste Sicke, die zweite Sicke und die dritte Sicke in radialer Richtung alternierend in die Axialrichtungen abstehen. Die Hebelfeder kann insbesondere in drei verschiedenen Radiusbereichen jeweils Anlagestellen ausbilden, insbesondere zu einem Betätigungskolbens eines Betätigungssystems, einer Anpressplatte der Reibungskupplung und einem feststehenden Abstützelement zur Bereitstellung eines in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkts für die Hebelfeder. Durch das alternierende Abstehen der drei Sicken können auch die Anlagestellen an alternierenden Axialseiten vorgesehen, wobei es grundsätzlich möglich ist an den Anlagestellen und/oder in der Nähe der Anlagestellen an der von der Kontaktfläche weg weisenden Axialseite die jeweilige Sicke vorzusehen. Wenn die erste Sicke, die zweite Sicke und die dritte Sicke in radialer Richtung von außen nach innen vorgesehen sind, kann die Ausgestaltung und Anordnung der dritten Sicke relativ zur zweiten Sicke analog zur Ausgestaltung und Anordnung der ersten Sicke zur zweiten Sicke erfolgen, wobei sich insbesondere die Erstreckung der ersten Sicke und der dritten Sicke in radialer Richtung unterscheiden können.
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Insbesondere weist die innere Federzunge und/oder die äußere Federzunge einen zur Radialerstreckung abgekröpften Verlauf auf, wobei insbesondere die erste Sicke und/oder die zweite Sicke sich in den abgekröpften Verlauf hinein erstreckt. Die jeweilige Sicke kann dem in axialer Richtung abgekröpften Verlauf folgen und insofern gebogen ausgeführt sein. Durch den abgekröften Verlauf der Federzunge kann auf bauraum limitierende Vorgaben eingegangen werden und der zur Verfügung stehende Bauraum besser genutzt werden, ohne bei der Schwenkbewegung der Hebelfeder auch unter Berücksichtigung von Herstellungs- und Montagetoleranzen ein unbeabsichtigtes Anschlagen riskieren zu müssen. Die von einer ebenen Scheibe abweichende Formgestaltung der Federzungen führt dadurch nicht zu einer Reduzierung der Steifigkeit der Federzungen. Tatsächlich kann durch die Abkröpfung die Steifheit verbessert und eine Kraftübertragung in den Anlagebereichen optimiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Sicke vollständig innerhalb des von der ersten Sicke eingenommenen Flächenbereichs ausgebildet ist. Insbesondere ist zu einem die zweite Sicke begrenzenden umlaufenden Rand und wobei insbesondere der Abstand entlang des Verlaufs der Ränder im Wesentlichen gleich groß ist. Beispielsweise ist die zweite Sicke im Wesentlichen als eine konzentrische verkleinerte affine Abbildung der ersten Sicke ausgestaltet, die in die entgegengesetzte Axialrichtung absteht. Dadurch kann in einem von der ersten Sicke eingenommenen Teilbereich eine besonders starke Verformung vorgesehen sein, die zu einer besonders hohen Versteifung führen kann. Vorzugsweise weist die zweite Sicke wiederum eine weitere Sicke auf, in im Vergleich zu der zweiten Sicke in die entgegengesetzte Axialrichtung absteht und so weiter. Die ineinander liegenden Sicken können in radialer Richtung und in tangentialer Richtung einen wellenförmigen Querschnitt, vorzugsweise mit einer konstanten Frequenz, aufweisen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung zur wahlweisen Übertragung eines Drehmoments in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Gegenplatte, einer relativ zu der Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte und einer Hebelfeder, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur axialen Verlagerung der Anpressplatte durch eine Schwenkbewegung um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt, insbesondere durch eine Änderung der Konizität der Hebelfeder. Durch die in entgegengesetzte Axialrichtungen abstehenden Sicken der Hebelfeder kann ohne zusätzlichen Bauraumbedarf eine gute Kraftabstützung der Hebelfeder und eine hohe Steifigkeit der Federzungen erreicht werden, so dass durch die bauraumsparende steife Hebelfeder ein komfortables Schalten bei einer hohen Lebenserwartung der Reibungskupplung ermöglicht ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Hybridmodul zum Kuppeln einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine, mit einer ersten Kupplung zum Kuppeln der Antriebswelle mit der Rotorwelle und einer zweiten Kupplung zum Kuppeln der Rotorwelle mit der Getriebeeingangswelle, wobei die erste Kupplung und/oder die zweite Kupplung als Reibungskupplung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, ausgestaltet ist. Durch die in entgegengesetzte Axialrichtungen abstehenden Sicken der Hebelfeder kann ohne zusätzlichen Bauraumbedarf eine gute Kraftabstützung der Hebelfeder und eine hohe Steifigkeit der Federzungen erreicht werden, so dass durch die bauraumsparende steife Hebelfeder der Reibungskupplung ein komfortabel schaltendes Hybridmodul mit einer hohen Lebenserwartung ermöglicht ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische Schnittansicht eines Hybridmoduls,
- 2: eine schematische perspektivische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Hebelfeder für das Hybridmodul aus 1,
- 3: eine schematische perspektivische Unteransicht der Hebelfeder aus 2,
- 4: eine schematische perspektivische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Hebelfeder für das Hybridmodul aus 1,
- 5: eine schematische perspektivische Unteransicht der Hebelfeder aus 4,
- 6: eine schematische Schnittansicht einer Hälfte der Hebelfeder aus 2 und
- 7: eine schematische Schnittansicht einer Hälfte einer zu der Hebelfeder aus 6 alternativen Hebelfeder.
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Das in 1 als Teilschnitt dargestellte Hybridmodul 10 kann zur Koppelung einer Antriebswelle 12 eines Kraftfahrzeugmotors, einer Rotorwelle 32 einer elektrischen Maschine 26 und einer Getriebeeingangswelle 50 einer Kraftfahrzeuggetriebes in einem Antriebsstrang eines Hybrid-Kraftfahrzeugs verwendet werden. Das Hybridmodul 10 ist zwischen dem Kraftfahrzeugmotor, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, und dem Kraftfahrzeuggetriebe angeordnet. Die Drehbewegung des Kraftfahrzeugmotors wird über die Antriebswelle 12 an einen als Zwei-Massen-Schwungrad ausgestalteten Drehschwingungsdämpfer 14 übertragen. Über eine Verzahnung 16 auf einer Zwischenwelle 18 wird die schwingungsgedämpfte Drehbewegung des Drehschwingungsdämpfers 14 an eine als Antriebsmodul 20 bezeichnete Baueinheit des Hybridmoduls 10 übertragen. Das Antriebsmodul 20 umfasst eine als Trennkupplung ausgestaltete erste Reibungskupplung 22 und eine als Doppelkupplung ausgestaltete zweite Reibungskupplung 24. Die Reibungskupplungen 22, 24 sind als Trockenkupplungen ausgebildet. Das Antriebsmodul 20 umfasst einen weiteren Antriebsmotor, der bei dem hier abgebildeten Ausführungsbeispiel als elektrische Maschine 26 mit einem Stator 28 und einem Rotor 30 ausgeführt ist. Auf einem Rotorwelle 32 sitzen auf einem Außenumfang der Rotorwelle 32 mehrere magnetisierbare Elemente des Rotors 30. Für die Halterung der ersten Reibungskupplung 22 und der zweiten Reibungskupplung 24 an der Rotortwelle 32 weist bei dieser Ausführungsform die Rotortwelle 32 eine Trägerplatte 34 auf. Die Trägerplatte 34 haltert die erste Reibungskupplung 22 und bildet eine Befestigungsstelle für die zweite Reibungskupplung 24 aus. Die erste Reibungskupplung 22 ist bei dieser Ausführungsform in der Rotorwelle 32 integriert.
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Eine Zentralplatte 36, die an ihren Axialseiten für beide Teilkupplungen 38, 40 der zweiten Reibungskupplung 24 jeweils eine Gegenplatte ausbildet, ist mit der Trägerplatte 34 verbunden und haltert die erste Teilkupplung 38 und die zweite Teilkupplung 40. Die erste Teilkupplung 38 und die zweite Teilkupplung 40 sind in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Die erste Teilkupplung 38 und die zweite Teilkupplung 40 sind in axialer Richtung hinter der elektrischen Maschine 26 angeordnet. Die Zentralplatte 36 ist zwischen den beiden Teilkupplungen 38, 40 angeordnet und dient beiden Teilkupplungen 38, 40 als Gegenplatte. Die erste Teilkupplung 38 weist eine erste Anpressplatte 42 und die zweite Teilkupplung 40 weist eine zweite Anpressplatte 44 auf, die drehfest aber axial beweglich mit der Zentralplatte 36, insbesondere über eine beispielsweise als Blattfeder ausgestaltete Rückstellfeder, verbunden sind. Die Anpressplatten 42, 44 sind mit einem Betätigungssystem 46 zum Betätigen der zweiten Reibungskupplung 24 wirkverbunden und können durch dieses kraftbeaufschlagt und axial verlagert werden. Zum Zwecke der Drehmomentübertragung zwischen dem Kraftfahrzeugmotor und/oder der elektrischen Maschine 26 einerseits und dem Kraftfahrzeuggetriebe andererseits, können die Anpressplatten 42, 44 die neben ihnen jeweils angeordnete Kupplungsscheibe 48 gegen die Zentralplatte 36 pressen. Dadurch bilden sich Reibkontakte zwischen der jeweiligen Anpressplatte 42, 44, der zugehörigen Kupplungsscheibe 48 und der Zentralplatte 36, die als Gegenplatte dient, aus, durch die ein Drehmoment von dem Kraftfahrzeugmotor und/oder der elektrischen Maschine 26 zu Getriebeeingangswellen 50 des Kraftfahrzeuggetriebes übertragen werden kann.
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Bei der ersten Reibungskupplung 22 sowie der ersten Teilkupplung 38 und der zweiten Teilkupplung 40 erfolgt die Übertragung einer zur Betätigung vorgesehenen Betätigungskraft über eine Hebelfeder 52, die eine Hebelübersetzung zur Verstärkung der Betätigungskraft bereitstellen kann. Die Hebelfedern 52 der jeweiligen Kupplung 22, 38, 40 sind aus einem einzelnen Bauteil ausgeformt. Die Hebelfeder 52 der ersten Reibungskupplung 22 stützt sich mit ihrem radial äußeren Ende an der Trägerplatte 34 ab und kann an ihrem radial inneren Ende durch ein weiteres Betätigungssystem 54 kraftbeaufschlagt werden. Ein mittlerer Bereich der Hebelfeder 52 liegt auf der der beiden anderen Kontaktstellen gegenüberliegenden Axialseite an einer Anpressplatte 56 an und kann diese kraftbeaufschlagen und verlagern, wenn das radial innere Ende der Hebelfeder 52 durch das weitere Betätigungssystem 54 verlagert wird. Die Hebefeder 52 der ersten Reibungskupplung 22 ist durch eine erste Sicke 58, eine zweite Sicke 60 und eine dritte Sicke 62 versteift, die jeweils wechselseitig angeordnet sind und ineinander übergehen. Die Schnittebene der 1 läuft bei der ersten Reibungskupplung 22 durch die Grundkontur der Hebelfeder 52 dicht neben den Sicken 58, 60, 62 hindurch.
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Bei der Hebelfeder 52 der ersten Teilkupplung 38 der zweiten Reibungskupplung 24 stützt sich die Hebelfeder 52 im mittleren Bereich auf einem Kupplungsdeckel 64 ab und liegt radial innen an einem Betätigungskolben des Betätigungssystems 46 an. Das radial äußere Ende der Hebelfeder 52 ist mit einem Zuganker 66 verbunden, so dass die Hebelfeder 52 die erste Anpressplatte 42 über den Zuganker 66 gegen die Kupplungsscheibe 48 und die Zentralplatte 36 ziehen kann, wenn das Betätigungssystem 46 den radial inneren Bereich der Hebelfeder 52 kraftbeaufschlagt. Aus Bauraumgründen ist der Auflagebereich der Hebelfeder 52 für den Kupplungsdeckel 64 axial versetzt zu dem Auflagebereich des Zugankers 66 ausgeführt. Dazu ist die Hebelfeder 52 zwischen den beiden Auflagebereichen stark abgekröpft. Die Hebelfeder 52 wird durch je zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Hebelfeder 52 angeordneten und ineinanderlaufenden Sicken 58, 60 versteift. Die Hebelfeder 52 der zweiten Teilkupplung 40 hat andere Abmessungen, ist ansonsten aber sehr ähnlich wie die Hebelfeder 52 der ersten Teilkupplung 38 ausgeführt. Die Hebelfeder 52 der zweiten Teilkupplung 40 tützt sich radial außen am Kupplungsdeckel 64 ab und kann mit ihrem radial mittleren Bereich die zweite Anpressplatte 44 gegen die zugeordnete Kupplungsscheibe 48 und die Zentralplatte 36 drücken, wenn die Hebelfeder 52 radial innen vom Betätigungssystem 46 mit der Betätigungskraft kraftbeaufschlagt wird. Die Schnittebene der 1 läuft bei der zweiten Reibungskupplung 24 jeweils durch den Kraftrand der in den beiden Teilkupplungen 328, 40 verbauten Hebelfedern 52 hindurch.
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Bei der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Hebelfeder 52 ist eine breite zweite Sicke 60 in der Mitte angeordnet, an die sich radial außen eine schmalere in die andere Axialrichtung ausgeformte erste Sicke 58 anschließt. In radialer Richtung von innen nach außen gesehen beginnt die schmalere radial äußere Sicke 58 früher als die breitere radial innere Sicke 60 endet. Durch diese radiale Überlappung der Sickenkonturen und die unterschiedliche Sickenbreite ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Ineinanderlaufen der ersten Sicke 58 und der zweiten Sicke 60 realisiert. Indem die breitere Sicke 60 nicht über ihre ganze Breite in Umfangsrichtung gewölbt ausgeführt ist, ergibt sich im mittleren Bereich ein relativ ebener Sickenbereich, der wirkt als wäre die Grundkontur der Hebelfeder 52 im Bereich der zweiten Sicke 60 einfach axial etwas versetzt worden. Die schmalere Sicke 58 kann in diesem ebenen Bereich der breiteren Sicke 60, in den Übergangsbereich der breiteren Sicke 60, wo der mittlere Bereich der breiteren Sicke 60 in die Grundkontur der Hebelfeder 52 übergeht, und in die Grundkontur der Hebelfeder 52 eingeprägt sein. Indem die schmalere Sicke 58 nicht nur in die Grundkontur, sondern mindestens auch in den Übergangsbereich der breiteren Sicke 60 eingeprägt ist, entsteht eine sehr steife Kontur einer von einem Ringkörper 66 nach radial innen abstehenden inneren Federzunge 68 und/oder einer von dem Ringkörper 66 nach radial außen abstehenden äußeren Federzunge 70.
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Bei der in 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Hebelfeder 52 ist im Vergleich zu der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Hebelfeder 52 ein Außenbereich der äußeren Federzunge 40 gegenüber dem Ringkörper 66 der Hebelfeder 52 in axialer Richtung deutlich abgekröpft. Dies hat bei vielen Kupplungsbauformen Bauraumvorteile. Indem man den Übergangsbereich zwischen den beiden gegenüberliegenden Sicken 58, 60 in diesen abgekröpften Bereich legt, kann der Höhenunterschied der Kröpfung relativ platzsparend versteift werden.
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6 zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung durch die Hebelfeder 52 aus 2 und 3. Damit die Federzungen 68, 70 als Kraft- und Wegübersetzungselemente dienen können, sind drei über die Länge der Hebelfeder 52 verteilte Krafteinleitungsstellen vorgesehen. Die mittlere Krafteinleitungsstelle 72 ist auf der gegenüberliegenden Axialseite angeordnet als die innere Krafteinleitungsstelle 74 und die äußere Krafteinleitungsstelle an den beiden Endbereichen der Hebelfeder 52. Wenn bei der in 6 gezeigten Situation Kraft auf die radial inneren Enden der inneren Federzunge 68 aufgebracht wird, entsteht eine auf die anderen Abstützelemente wirkende Kraftwirkung, die die mittlere Krafteinleitungsstelle 72 des Ringkörpers 66 und die äußere Krafteinleitungsstelle 76 der äußeren Federzunge 70 auseinander drücken will. Im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann an der inneren Krafteinleitungsstelle 74 die Betätigungskraft des Betätigungssystems 46 aufgebracht werden, so dass die an der mittlere Krafteinleitungsstelle 72 schwenkbar abgestützte Hebelfeder 52 an der mittlere Krafteinleitungsstelle 72 verschwenkt wird und dadurch die an der äußeren Krafteinleitungsstelle 76 abgestützte Anpressplatte 42, 44, 56 axial verlagert werden kann.
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7 zeigt einen Schnitt durch eine Hebelfeder 52, die neben der ersten Sicke 58 und der zweiten Sicke 60 auch eine dritte Sicke 62 aufweist. Die schraffierte Schnittebene verläuft durch die Mitte der Sicken 58, 60, 62. Die nicht schraffiert dargestellten Konturen, die auch die Krafteinleitungsstelle 72, 74, 76 der Hebelfeder 52 ausbilden, zeigen den Verlauf der Grundkontur der Hebelfeder 52. Die erste Sicke 58 und die dritte Sicke 62 am radial äußeren und radial inneren Ende der Hebelfeder 42 sind auf derselben Axialseite der Hebelfeder 52 angeordnet. Die mittlere zweite Sicke 60 ist auf der gegenüberliegenden Axialseite der Hebelfeder 52 angeordnet. Die innere dritte Sicke 62 kann in derselben Weise in die mittlere zweite Sicke 60 übergehen, wie bereits für den Übergang der äußeren ersten Sicke 58 in die mittlere zweite Sicke 60 beschrieben ist. Insbesondere sind die innere dritte Sicke 62 und die mittlere zweite Sicke 60 in tangentialer Richtung unterschiedlich breit ausgeführt. Da weiter innen auf dem Umfang der Hebelfeder 52 immer weniger Platz ist, ist es besonders bevorzugt, die innere dritte Sicke 62 schmaler als die mittlere zweite Sicke 58 auszuführen und die innere dritte Sicke 62 in die mittlere zweite Sicke 58 hineinlaufen zu lassen. Zudem kann die innere Federzunge 68 schmaler als die äußere Federzunge 70 ausgeführt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hybridmodul
- 12
- Antriebswelle
- 14
- Drehschwingungsdämpfer
- 16
- Verzahnung
- 18
- Zwischenwelle
- 20
- Antriebsmodul
- 22
- erste Reibungskupplung
- 24
- zweite Reibungskupplung
- 26
- elektrische Maschine
- 28
- Stator
- 30
- Rotor
- 32
- Rotorwelle
- 34
- Trägerplatte
- 36
- Zentralplatte
- 38
- erste Teilkupplung
- 40
- zweite Teilkupplung
- 42
- erste Anpressplatte
- 44
- zweite Anpressplatte
- 46
- Betätigungssystem
- 48
- Kupplungsscheibe
- 50
- Getriebeeingangswelle
- 52
- Hebelfeder
- 54
- weiteres Betätigungssystem
- 56
- Anpressplatte
- 58
- erste Sicke
- 60
- zweite Sicke
- 62
- dritte Sicke
- 64
- Kupplungsdeckel
- 66
- Ringkörper
- 68
- innere Federzunge
- 70
- äußere Federzunge
- 72
- mittlere Krafteinleitungsstelle
- 74
- innere Krafteinleitungsstelle
- 76
- äußere Krafteinleitungsstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016213598 A1 [0002]
