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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Progressivitätsvorrichtung für eine Reibungskupplungsscheibe für ein Kraftfahrzeug. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um ein sogenanntes Industriefahrzeug handeln, z. B. um ein Schwerlastfahrzeug, ein öffentliches Transportfahrzeug oder ein landwirtschaftliches Fahrzeug.
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Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung von Kupplungen der Art, die eine Reibungskupplungsscheibe umfasst, die auf der Eingangswelle des Getriebes montiert ist und in der eingerückten Position auf einem Antriebsschwungrad aufliegt. Ein am Antriebsschwungrad, auch Trägheitsschwungrad genannt, befestigter Kupplungsmechanismus übt eine Klemmkraft auf die Kupplungsscheibe aus, um das vom Motor erzeugte Drehmoment zu übertragen.
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Reibungskupplungsscheiben umfassen traditionell entweder ringförmige Reibbeläge oder Reibungskontakte in Form von Segmenten, die an einem Träger befestigt sind, der wiederum an einer drehmomentübertragenden Platte befestigt ist. Die Reibbeläge sind vom organischen Typ, alternativ sind die Reibungskontakte in der Regel vom metall-keramischen Typ.
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Zwei auf beiden Seiten der Platte angeordnete Führungsscheiben sind auf einer zentralen Nabe montiert, die mit der angetriebenen Welle des Getriebes verbunden ist. Schraubendruckfedern sind in Umfangsrichtung zwischen den Führungsscheiben und der drehmomentübertragenden Platte angeordnet. Die Übertragung des Drehmoments und die Filterung der Azyklismen des Motors erfolgt durch sukzessives Zusammendrücken und Entspannen der Federn.
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Während der Wiedereinrückphase ist es notwendig, dass die Drehmomentübertragung so progressiv wie möglich erfolgt. Der Kupplungsmechanismus übt dazu eine zunehmende axiale Druckkraft auf die Progressivitätsvorrichtung aus, bis das Motordrehmoment vollständig übertragen wird.
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Es gibt bereits Progressivitätsvorrichtungen mit Reibbelägen, die an einer Progressivitätsvorrichtung befestigt sind, wie sie insbesondere im Dokument
FR 2352211 A1 beschrieben ist.
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Dieses Dokument offenbart insbesondere eine zentrale Platte, die an ihrem Umfang eine Progressivitätsvorrichtung trägt, die aus einer Reihe koplanarer Segmente besteht, die durch Nieten an der Platte befestigt sind und dazu bestimmt sind, einen ersten Reibbelag und einen zweiten Reibbelag, der an der gegenüberliegenden Seite der zentralen Platte befestigt ist, zu tragen. Die Segmente dieser Progressivitätsvorrichtung haben mindestens zwei geneigte Materialfalten, die zwischen sich den Auflagebereich für den ersten Reibbelag begrenzen.
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Während der Wiedereinrückphase üben die Niete, die die Verbindung zwischen den Segmenten und dem ersten Reibbelag sicherstellen, radiale Zugkraftbelastungen auf den ersten Reibbelag aus, und die geneigten Falten werden in divergierenden Richtungen durch Druckspannungen belastet. Die Resultierende dieser Kräfte führt dazu, dass an diesem ersten Reibbelag geometrische Defekte auftreten, wie z.B. falsche Parallelität, die ein Rattern erzeugt.
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Diese Art der Progressivitätsvorrichtung ist für die progressive Drehmomentübertragung während der Wiedereinrückphase nicht zufriedenstellend.
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Es gibt auch Progressivitätsvorrichtungen mit Reibungskontakten in Form von Segmenten, wie sie insbesondere in der Patentanmeldung
EP 3036451 A1 beschrieben sind.
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Dieses Dokument offenbart eine Reibungskupplungsscheibe, die insbesondere einen Torsionsschwingungsdämpfer und eine Progressivitätsvorrichtung umfasst. Die Progressivitätsvorrichtung besteht aus Reibungskontakten in Form von Segmenten, die an paarweise einander zugeordneten Progressivitätslamellen befestigt sind, wobei jede der Progressivitätslamellen am Umfang einer drehmomentübertragenden Platte angebracht ist.
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Die Progressivität der Vorrichtung wird durch die axiale Stapelung von zwei Lamellen gewährleistet, von denen eine als Stütze dient und die andere eine Falte aufweist, die sich beim Schließen des Kupplungsmechanismus radial verformt. Die beiden Reibflächen der Reibkupplungsscheibe sind geteilt. Je nach Anzahl der an der drehmomentübertragenden Platte angebrachten Segmente kann es zu einem schnellen Verschleiß der Reibflächen kommen, der sich negativ auf die Gesamtlebensdauer der Reibkupplungsscheibe auswirkt. Diese fragmentierte Reibflächenkonfiguration ist daher unbefriedigend.
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Die mit dieser Progressivitätsvorrichtung verbundenen Nachteile liegen daher in der begrenzten Anzahl von Reibungskontakten und dem Fehlen einer Möglichkeit, die progressiven Lamellen während der Ausrückphasen zu halten. In dieser Phase übt der Kupplungsmechanismus keine Belastung mehr auf die Reibungskontakte aus. Das Ende der progressiven Lamelle verformt sich unkontrolliert, was zu geometrischen Fehlern führt. Der Komfort des Fahrzeugs während der Wiedereinrückphase wird dadurch verschlechtert.
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Die Anzahl der an den Progressivitätslamellen verfügbaren Falten ist ebenfalls begrenzt, so dass die Gesamtsteifigkeit der Progressivitätsvorrichtung hoch ist. Auch der Komfort des Fahrzeugs wird beeinträchtigt.
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Die Erfindung zielt darauf ab, diese technischen Probleme zu beheben, indem sie eine verbesserte Progressivitätsvorrichtung vorschlägt, die für die Verwendung mit Reibbelägen des organischen Typs oder alternativ für die Verwendung mit Reibbelägen des metall-keramischen Typs geeignet ist.
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Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Progressivitätsvorrichtung für eine Reibungskupplungsscheibe vor, umfassend:
- eine Trägerplatte mit einer zentralen Drehachse X, von der ein ringförmiger Mittelteil zum Zusammenwirken mit einem Torsionsschwingungsdämpfer eingerichtet ist und ein äußerer Teil auf einer Seite davon mindestens ein Reibungselement und auf der anderen Seite eine einheitliche Reibungsunterbaugruppe trägt,
- wobei die einheitliche Reibungsunterbaugruppe eine progressive, ringförmige Platte, die mittels unmittelbar in der Platte ausgebildeter, gestufter Falten unmittelbar an dem äußeren Teil der Trägerplatte anliegt, und mindestens ein an der progressiven ringförmigen Platte befestigtes Reibungselement umfasst.
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Diese erfindungsgemäße Progressivitätsvorrichtung hat dank der Verwendung einer einzigen progressiven ringförmige Platte den Vorteil, die Anzahl der Bauteile zu reduzieren und die Herstellungskosten zu begrenzen. Die progressive ringförmige Platte dient als Auflage für das Reibungselement und übernimmt gleichzeitig die progressive Funktion dank der gestuften Falten, die aus dem Material der Platte hervorgehen.
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Die progressive ringförmige Platte kann aus einem dünnen Stahlblech ausgeführt sein. Die Dicke kann zwischen 0,5 und 1,5 mm betragen. Die Formgebung der gestuften Falten wird besser beherrscht. Die geometrischen Defekte an den Auflageflächen der Reibbeläge bzw. Reibungskontakte sind stark begrenzt, so dass die Übertragung des Drehmoments während der Wiedereinrückphase progressiv erfolgt.
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Vorzugsweise kann die progressive ringförmige Platte einen ringförmigen Bereich zur Befestigung des mindestens einen Reibungselements aufweisen. Die ringförmige Befestigungsbereich kann sich kontinuierlich über 360° erstrekken. Die Verteilung des ringförmigen Befestigungsbereichs über 360° ermöglicht eine vergrößerte Oberfläche des Zusammenhalts mit dem Reibungselement. Vorzugsweise ist der ringförmige Befestigungsbereich flach.
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Vorteilhafterweise kann die gestufte Falte eine aus dem ringförmigen Befestigungsbereich ausgehende Basis und ein an der Trägerplatte befestigtes freies Ende aufweisen, wobei das freie Ende axial versetzt zum ringförmigen Befestigungsbereich ist. Dadurch ist es möglich, die Anzahl der gestuften Falten auf der progressiven ringförmige Platte zu erhöhen und folglich den Komfort des Fahrzeugs während der Wiedereinrückphase zu verbessern.
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Vorzugsweise können sich die gestuften Falten der progressiven ringförmigen Platte in einer zur Mittelachse X der Trägerplatte orthoradialen Richtung erstrekken, so dass die gestuften Falten unter Belastung durch Aufliegen isostatisch zusammengedrückt werden. Die Haltbarkeit der Progressivitätsvorrichtung wird dadurch verbessert.
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Vorteilhafterweise kann die progressive ringförmige Platte eine erste Reihe von gestuften Falten, die an der Trägerplatte befestigt sind, und eine zweite Reihe von gestuften Falten, die sich axial an der Trägerplatte abstützen, umfassen, wobei die erste und zweite Reihe von gestuften Falten winklig um die Mittelachse X verteilt sind. Die Ausbildung der gestuften Falten unmittelbar auf dem Blech ermöglicht es, deren Anzahl zu erhöhen und damit den Komfort des Fahrzeugs während der Wiedereinrückphase zu verbessern.
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Vorzugsweise können die erste Reihe von gestuften Falten und die zweite Reihe von gestuften Falten in Umfangsrichtung abwechselnd um die Mittelachse X verteilt sein.
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Die Trägerplatte kann ein Haltemittel umfassen, das durch die progressive ringförmige Platte hindurchgeht.
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Vorteilhafterweise kann der ringförmige Befestigungsbereich der progressiven ringförmige Platte mittels des Haltemittels axial gegenüber der Trägerplatte gehalten werden, wenn die Progressivitätsvorrichtung von jeglicher axialer Druckkraft befreit ist. Auf diese Weise werden geometrische Defekte an der Reibfläche der Kontakte reduziert, was zur Verbesserung des Komforts des Fahrzeugs während der Wiedereinrückphase beiträgt.
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Vorzugsweise kann das Haltemittel mindestens einen Niet mit abgesetztem Kopf umfassen, der an der Trägerplatte befestigt und in eine Öffnung eingeführt ist, die in dem ringförmigen Befestigungsbereich der progressiven ringförmigen Platte eingebracht ist, wobei ein Teil des ringförmigen Befestigungsbereichs geeignet ist, sich axial auf dem abgesetzten Kopf des Niets abzustützen. Die Nieten begrenzen insbesondere die Verformungen, die durch den hohen Temperaturanstieg der Reibungselemente bei übermäßiger Verwendung der Reibkupplungsscheibe entstehen.
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Alternativ kann das Haltemittel mindestens einen Niet mit abgesetztem Kopf umfassen, der an der Trägerplatte befestigt ist und in eine Öffnung eingeführt wird, die am freien Ende einer der gestuften Falten vorgesehen ist, wobei ein Teil des freien Endes geeignet ist, axial auf dem abgesetzten Kopf des Niets aufzuliegen. Die Nieten begrenzen die mit der Drehgeschwindigkeit der Reibkupplungsscheibe verbundenen Verformungen.
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Die Erfindung kann gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung das eine oder andere der nachfolgend beschriebenen Merkmale in Kombination miteinander oder unabhängig voneinander aufweisen:
- - das Reibungselement kann ein ringförmiger Reibbelag sein, wobei der Reibbelag mit dem ringförmigen Befestigungsbereich verklebt ist;
- - das Reibungselement kann ein ringförmiger Reibbelag sein, wobei der Reibbelag mit dem ringförmigen Befestigungsbereich vernietet ist; und
- - der Reibbelag kann aus einem organischen Material bestehen und z. B. Fasern aus Glas- und/oder Kohlenstoff, oder aus Kupferdraht umfassen;
- - die ringförmige Befestigungsbereich kann am Innenumfang und am Außenumfang der progressiven ringförmige Platte durchgehend sein;
- - der ringförmige Befestigungsbereich kann sich zwischen der ersten Reihe von gestuften Falten und der zweiten Reihe von gestuften Falten erstrecken;
- - der Reibbelag kann eine gerillte Fläche aufweisen, die zur Anlage an einen Kupplungsmechanismus geeignet ist, und eine glatte Fläche, die mit dem ringförmigen Befestigungsbereich der progressiven ringförmige Platte verklebt ist;
- - die einheitliche Reibungsunterbaugruppe, die Trägerplatte und das einzelne Reibungselement, das gegenüber der einheitliche Reibungsunterbaugruppe angeordnet ist, können durch eine Reihe von Nieten aneinander befestigt sein, wobei die Nieten durch Befestigungslöcher geführt werden, die am Ende der abgestuften Falten ausgebildet sind.
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Die Erfindung kann gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung jedes der unten beschriebenen Merkmale in Kombination miteinander oder unabhängig voneinander aufweisen:
- - das Reibungselement kann ein ringförmigen Zwischenlageblech umfassen, auf das eine Vielzahl von winklig um die Mittelachse X verteilten Reibungskontakten unmittelbar aufgeklebt ist;
- - der Reibungskontakt kann die Form eines Winkelsegments haben;
- - der Reibungskontakt kann eine rechteckige Form haben;
- - der Reibungskontakt kann aus einem Metall-Keramik-Werkstoff oder aus einem Sinterwerkstoff bestehen;
- - die Anzahl der Reibungskontakte pro Reibfläche kann zwischen 3 und 15 liegen;
- - das ringförmige Zwischenlageblech kann mittels Nieten an der progressiven ringförmigen Platte befestigt sein, um die einheitliche Reibungsunterbaugruppe zu bilden;
- - das ringförmige Zwischenlageblech kann auf die progressive ringförmige Platte geklebt sein, um die einheitliche Reibungsunterbaugruppe zu bilden;
- - das ringförmige Zwischenlageblech kann an den Befestigungsbereichen der progressiven ringförmige Platte befestigt sein, die sich zwischen der ersten Reihe von gestuften Falten und der zweiten Reihe von gestuften Falten erstrecken;
- - die Befestigungsbereiche der progressiven ringförmige Platte können Löcher enthalten, die zur Aufnahme von Nieten der Reibbeläge geeignet sind;
- - die einheitliche Reibungsunterbaugruppe, die Trägerplatte und das Reibungselement, das aus Reibungskontakten besteht und gegenüber der einheitliche Reibungsunterbaugruppe angeordnet ist, können durch eine Reihe von Verbindungsnieten aneinander befestigt sein, wobei die Verbindungsniete durch Befestigungslöcher hindurchgehen, die am Ende der gestuften Falten ausgebildet sind.
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Die Erfindung kann gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung jedes der unten beschriebenen Merkmale in Kombination miteinander oder unabhängig voneinander aufweisen:
- - das Reibungselement kann Reibungskontakte umfassen, die winkelmäßig um die zentrale Achse X verteilt sind, wobei jeder der Reibungskontakte ein Zwischenlageblech umfasst, wobei die Reibungskontakte über die Zwischenlagebleche an der progressiven ringförmigen Platte mittels Nieten befestigt sind, um die einheitliche Reibungsunterbaugruppe zu bilden;
- - jeder Reibungskontakt kann unmittelbar auf das Zwischenlageblech geklebt sein;
- - der Reibungskontakt und das zugehörige Zwischenlageblech können eine Form eines winkelmäßigen Segments haben;
- - der Reibungskontakt und das zugehörige Zwischenlageblech können eine rechteckige Form haben;
- - der Reibungskontakt kann aus einem Metall-Keramik-Material oder aus einem gesinterten Material bestehen;
- - die Anzahl der Reibungskontakte pro Reibfläche kann zwischen 3 und 15 liegen;
- - die Zwischenlagebleche können an den Befestigungsbereichen der progressiven ringförmige Platte befestigt sein, die sich zwischen der ersten Reihe von gestuften Falten und der zweiten Reihe von gestuften Falten erstrecken;
- - die Befestigungsbereiche der progressiven ringförmige Platte können Löcher enthalten, die zur Aufnahme von Nieten für die Montage der Reibbeläge geeignet sind;
- - die einheitliche Reibungsunterbaugruppe, die Trägerplatte und das aus Reibungskontakten bestehende und gegenüber der einheitliche Reibungsunterbaugruppe angeordnete Reibungselement können durch eine Reihe von Verbindungsnieten miteinander verbunden sein, wobei die Verbindungsniete durch am Ende der gestuften Falten ausgebildete Befestigungslöcher hindurchgehen;
- - zwei in Umfangsrichtung benachbarte Zwischenlagebleche können durch eine Zapfenverbindung miteinander verbunden sein;
- - das mit dem Reibungskontakt verbundene Zwischenlageblech mit einer winkelmäßigen Segmentform kann an den Seitenflächen ein asymmetrisches Profil aufweisen. An einer der Seitenflächen kann das Zwischenlageblech einen Vorsprung aufweisen, der den Zapfen bildet, und an der anderen Seitenfläche kann das Zwischenlageblech einen Hohlraum aufweisen, der das Zapfenloch bildet.
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Die Erfindung kann gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung das eine oder andere der nachfolgend beschriebenen Merkmale in Kombination miteinander oder unabhängig voneinander aufweisen:
- - das Reibungselement kann Reibungskontakte umfassen, die winklig um die zentrale Achse X verteilt sind, wobei die Reibungskontakte unmittelbar an Abschnitten der progressiven ringförmige Platte befestigt sind, zum Beispiel durch Kleben.
- - die Reibungskontakte können winklig zwischen den gestuften Falten der progressiven ringförmige Platte angeordnet sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt hat die Erfindung eine Reibungskupplungsscheibe für ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, die eine drehmomentübertragende Platte, zwei beiderseits der drehmomentübertragenden Platte angeordnete Führungsscheiben, sich auf der drehmomentübertragenden Platte und den Führungsscheiben abstützende Schraubendruckfedern und eine Progressivitätsvorrichtung mit allen oder einigen der vorgenannten Merkmale aufweist, wobei die Trägerplatte entweder von der drehmomentübertragenden Platte oder von einer der beiden Führungsscheiben getragen wird.
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Die Trägerplatte kann Einbuchtungen oder Fenster aufweisen, die die Schraubendruckfedern umgeben.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung verwiesen, die nur beispielhaft ist und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, in denen:
- - 1 ist eine Querschnittsansicht einer Reibungskupplungsscheibe, die eine Progressivitätsvorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen der Erfindung enthält;
- - 2 ist eine isometrische Explosionsdarstellung einer Progressivitätsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- - 3 ist eine Vorderansicht der progressiven ringförmige Platte gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung von 2;
- - 4 ist eine Vorderansicht der Progressivitätsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung von 2;
- - 5a ist eine Teilquerschnittsansicht der Progressivitätsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung von 2;
- - 5b ist eine Teilquerschnittsansicht der Progressivitätsvorrichtung gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung von 2;
- - 6 ist eine isometrische Explosionsdarstellung einer Progressivitätsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- - 7 ist eine Querschnittsansicht der Progressivitätsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung der 6;
- - 8 ist eine isometrische Explosionsdarstellung einer Progressivitätsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
- - 9 ist eine Vorderansicht der Progressivitätsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung von 8.
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Im weiteren Verlauf der Beschreibung und der Ansprüche werden die Begriffe „vorne“ oder „hinten“ nicht einschränkend und zum leichteren Verständnis entsprechend der Richtung in Bezug auf eine axiale Ausrichtung verwendet, die durch die Hauptdrehachse X des Getriebes des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, und die Begriffe „innen/inneren“ oder „außen/äußeren“ in Bezug auf die Achse X und entsprechend einer radialen Ausrichtung, die orthogonal zu dieser axialen Ausrichtung ist.
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Die 1 bis 5a zeigen eine erste Ausführungsform einer Reibkupplungsscheibe 1 mit der erfindungsgemäßen Progressivitätsvorrichtung 10.
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Die Reibkupplungsscheibe 1 der Drehachse X umfasst eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 100, in der sich konventionell eine drehmomentübertragende Platte 2, Führungselemente 3 und Druckschraubenfedern 4 befinden. Die koaxialen Teile 2 und 3 sind entgegen der Schraubendruckfedern 4 drehbar zueinander gelagert. Die Reibkupplungsscheibe ist in diesem Fall sogenannt „symmetrisch“ aufgebaut und umfasst eine an der drehmomentübertragenden Platte 2 befestigte Trägerplatte 11. Die Trägerplatte11 ist beidseitig mit Reibungselementen 30 ausgestattet, die über den Umfang der drehmomentübertragenden Platte 2 entlang der X-Achse verteilt sind und an einer Druckplatte eines Kupplungsmechanismus reiben können. Die beiden Führungselemente 3, auch als Führungsscheiben 3 bezeichnet, sind auf beiden Seiten der drehmomentübertragenden Platte 2 angeordnet und fangen die Schraubendruckfedern 4 in dazwischenliegenden Aufnahmen ein.
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Die Trägerplatte 11 enthält Öffnungen 14 oder Vertiefungen, welche die Schraubendruckfedern 4 umgeben. Die Öffnungen 14 oder Vertiefungen sind am Mittelteil 12 ausgebildet. Die Trägerplatte11 ist durch Nieten (nicht dargestellt), die winklig zwischen den Öffnungen 14 angeordnet sind, mit der drehmomentübertragenden Platte 2 verbunden.
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Ein am Schwungrad befestigter Kupplungsmechanismus (nicht dargestellt) übt eine Klemmkraft auf die Reibkupplungsscheibe 1 aus, um das vom Motor erzeugte Drehmoment auf das Getriebe zu übertragen.
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Das Motordrehmoment tritt über die Trägerplatte 11 in die Reibkupplungsscheibe ein und tritt über eine zwischen den beiden Führungsscheiben 3 angeordnete Zentralnabe 5 aus. Die zentrale Nabe 5 ist durch Niete 8 mit den Führungsscheiben 3 verbunden. Die zentrale Nabe 5 steht mit einem Vordämpfer 7 in Eingriff, insbesondere über einen Nabenkörper 9. Der Nabenkörper 9 ist auf der Abtriebswelle des Getriebes (nicht dargestellt) montiert und überträgt das Antriebsmoment über eine an seiner Innenbohrung ausgebildete Verzahnung.
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Gemäß einer nicht dargestellten Variante kann die Reibkupplungsscheibe eine sogenannte „asymmetrische“ Architektur aufweisen, bei der die Trägerplatte11 unmittelbar an einer der Führungsscheiben 3 befestigt ist.
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Wie in den 2 und 4 dargestellt, umfasst die Trägerplatte11 einen ringförmigen Mittelteil 12, der zum Zusammenwirken mit dem Drehschwingungsdämpfer 100 geeignet ist, und einen Außenteil 13, der auf einer Seite ein Reibungselement 30 und auf der anderen Seite eine einheitliche Reibungsunterbaugruppe 40 trägt.
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Die einheitliche Reibungsunterbaugruppe 40 umfasst eine progressive ringförmige Platte 20, die mit Hilfe von unmittelbar in der Platte ausgebildeten gestuften Falten 21 unmittelbar am äußeren Teil 13 der Trägerplatte anliegt. An der progressiven ringförmige Platte 20 ist ein Reibungselement 30 befestigt. Diese Baugruppe kann separat vom Rest der progressiven Vorrichtung hergestellt und auf die Bedürfnisse der Anwendung des Fahrzeugherstellers zugeschnitten werden.
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Die einheitliche Reibungsunterbaugruppe 40, die Trägerplatte 11 und das gegenüber der einheitlichen Reibungsunterbaugruppe 40 angeordnete Reibungselement 30 sind durch eine Reihe von Nieten 17 miteinander verbunden, wobei die Niete 17 durch Befestigungslöcher 24 hindurchgehen, die am Ende der gestuften Falten 21 ausgebildet sind.
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Gemäß einer nicht dargestellten Alternative kann das Reibungselement 30, das gegenüber der einheitlichen Reibungsunterbaugruppe 40 angeordnet ist, unmittelbar mit dem Trägerplatte 11 verklebt werden.
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Die progressive ringförmige Platte 20 ist aus einem Stahlblech mit geringer Dicke gefertigt, die insbesondere zwischen 0,5 und 1,5 mm liegt. Die progressive ringförmige Platte 20 enthält einen ringförmigen Befestigungsbereich 23 für das Reibungselement. In der ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Reibungselement 30 ein ringförmiger Reibbelag. Der Reibbelag besteht hier aus einem organischen Material und umfasst z. B. Glasfasern, Kohlefasern und Kupferdraht.
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Vorteilhafterweise ist der Reibbelag 30 auf den ringförmigen Befestigungsbereich 23 aufgeklebt. Der Reibbelag 30 umfasst eine gerillte Fläche 31, die zur Auflage auf dem Kupplungsmechanismus (nicht dargestellt) geeignet ist, und eine glatte Fläche 32, die mit dem ringförmigen Befestigungsbereich 23 der progressiven Ringscheibe verbunden ist.
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Um den Komfort des Kraftfahrzeugs zu verbessern, ist die progressive ringförmige Platte 20 mit einer ersten Reihe von gestuften Falten 21 ausgestattet, die winkelmäßig um die zentrale Drehachse X verteilt sind. Jede gestufte Falte 21 umfasst eine Basis 21a, die ausgehend von dem ringförmigen Befestigungsbereich 23 gebildet wird, und ein freies Ende 21b, das mit der Trägerplatte 11 vernietet ist. Das freie Ende 21b ist axial vom ringförmigen Befestigungsbereich versetzt, wodurch sich der Reibbelag der einheitlichen Reibungsunterbaugruppe 40 während der Wiedereinrückphase axial bewegen kann.
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Wie in 3 dargestellt, erstrecken sich die gestuften Falten 21 der progressiven ringförmigen Platte 20 in einer zur Mittelachse X der Trägerplatte 11 orthoradialen Richtung, so dass die gestuften Falten bei Auflagebelastungen isostatisch zusammengedrückt werden.
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Die progressive ringförmige Platte 20 umfasst auch eine zweite Reihe von gestuften Falten 22, die sich axial auf der Trägerplatte abstützen, wobei die erste und zweite Reihe von gestuften Falten 21, 22 winklig um die zentrale Achse X verteilt sind. Genauer gesagt sind die erste Reihe von gestuften Falten 21 und die zweite Reihe von gestuften Falten 22 in Umfangsrichtung abwechselnd um die Mittelachse X verteilt. Auf diese Weise ist es möglich, eine große Anzahl von Falten über den gesamten Umfang der progressiven ringförmige Platte 20 zu verteilen.
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Vorzugsweise bilden die gestuften Falten 21, 22 identische Ausbuchtungen. Die Falten sind in einem Winkel zwischen 1° und 20° gegenüber der Ebene senkrecht zur Mittelachse X geneigt. Die Neigung der Falten sorgt für eine Überhöhung des ringförmigen Befestigungsbereichs 23 gegenüber der Trägerplatte 11 von 0,5 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,9 mm.
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Die progressive ringförmige Platte 20 kann auch zusätzliche gefaltete Laschen enthalten, die die Gesamtsteifigkeit der progressiven Vorrichtung 10 verbessern sollen.
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Der ringförmige Befestigungsbereich 23 ist durchgehend um den Innenumfang und den Außenumfang der progressiven ringförmigen Platte und erstreckt sich zwischen der ersten Reihe von gestuften Falten 21 und der zweiten Reihe von gestuften Falten 22. Die Verklebung des Reibbelags 30 mit der progressiven ringförmige Platte 20 kann über den gesamten ringförmigen Befestigungsbereich 23 erfolgen.
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In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann das Reibungselement mit dem ringförmigen Befestigungsbereich vernietet sein.
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Unter Bezugnahme auf 5a weist die Reibungskupplungsscheibe 1 die Progressivitätsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung auf, wobei die Trägerplatte 11 ein Haltemittel 50 aufweist, das durch die progressiven ringförmige Platte 20 hindurchgeht.
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Das Haltemittel 50 umfasst insbesondere einen Niet 51a mit einem abgesetzten Kopf 52a, der an der Trägerplatte 11 befestigt ist und in eine Öffnung 25 eingesetzt ist, die am freien Ende 22b der gestuften Falte 22 vorgesehen ist. Der Durchmesser der Öffnung 25 ist größer als der Durchmesser des Schaftes des Nietes 51a, so dass das freie Ende 22b der gestuften Falte 22 axial gleiten kann, wenn die Progressivitätsvorrichtung durch den Kupplungsmechanismus zusammengedrückt wird.
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Um das Gleiten zu erleichtern, sollte die Höhe der Schulter, welche die Trägerplatte 11 vom Schulterkopf 52a des Nietes 51a trennt, etwas größer sein als die Dicke der progressiven ringförmige Platte 20.
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Wenn die Progressivitätsvorrichtung von jeder axialen Druckkraft befreit ist, kann das freie Ende 22b axial auf dem abgesetzten Kopf 52a zur Anlage kommen. Das freie Ende 22b der gestuften Falte 22 wird durch die Haltemittel 50 axial gegenüber der Trägerplatte 11 gehalten, wodurch geometrische Defekte an der Reibfläche des Reibungselementes 30 reduziert werden.
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Alternativ, wie in 5b dargestellt, kann das Haltemittel 50 mindestens einen Niet 51b mit einem abgesetzten Kopf 52b umfassen, der an der Trägerplatte 11 befestigt und in ein Loch 26 eingesetzt ist, das an dem ringförmigen Befestigungsbereich 23 der progressiven ringförmige Platte 20 vorgesehen ist. Wenn die Progressivitätsvorrichtung von jeder axialen Druckkraft befreit ist, kommt ein Teil des ringförmigen Befestigungsbereichs 23 axial auf dem abgesetzten Kopf 52b des Niets 51b zur Anlage. Die Niete 51b begrenzen insbesondere die Verformungen, die durch den hohen Temperaturanstieg der Reibungselemente bei übermäßiger Verwendung der Reibkupplungsscheibe entstehen.
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Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 wird nun eine Reibungskupplungsscheibe 1 mit der Progressivitätsvorrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die der ersten Ausführungsform ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass das Reibungselement 30 ein ringförmiges Zwischenlageblech 31 umfasst, auf das eine Mehrzahl von Reibungskontakten 32 unmittelbar aufgeklebt ist. Die Reibungskontakte 32 sind winkelmäßig um die zentrale Drehachse X verteilt.
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In dieser zweiten Ausführungsform wird eines der beiden Reibungselemente 30 unmittelbar an einer der Flächen der Trägerplatte 11 und die einheitliche Reibungsunterbaugruppe 40 an der anderen Fläche der Trägerplatte 11 befestigt. Die Reibungskontakte 32 der beiden Reibflächen der Progressivitätsvorrichtung 10 sind einander gegenüberliegend auf beiden Seiten der drehmomentübertragenden Platte 2 angeordnet.
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Die Reibungskontakte 32 haben eine Winkelsegmentform und decken die Reibflächen der Reibkupplungsscheibe 1 vollständig ab. In diesem Beispiel wird jede der Reibflächen durch zehn separate Reibungskontakte 32 gebildet. Die Reibfläche ist im Wesentlichen durchgängig über 360°. Alternativ kann der Reibungskontakt auch eine rechteckige Form haben.
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Um die Lebensdauer der Kupplung zu erhöhen, wird der Reibbelag 32 aus einem Metall-Keramik-Material gebildet. Der Reibbelag kann aber auch aus gesintertem Material, Keramik oder einem anderen Material bestehen. Die Reibungskontakte 32 sind zur mechanischen Festigkeit mit dem Zwischenlageblech 31 verklebt, wobei das Zwischenlageblech 31 im Allgemeinen aus Stahl besteht.
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Wie in 6 dargestellt, ist das Reibungselement 30, das geeignet ist, mit der Reibfläche der Druckplatte des Kupplungsmechanismus zusammenzuwirken, mit Hilfe von Nieten 17 an die progressive ringförmige Platte 20 genietet und bildet so die einheitliche Reibungsunterbaugruppe 40. Insbesondere enthält das Zwischenlageblech 31 Durchgangslöcher für die Nieten 17. Das Zwischenlageblech wird an den Befestigungsbereichen 23 der progressiven ringförmige Platte befestigt, die sich zwischen der ersten Reihe von gestuften Falten 21 und der zweiten Reihe von gestuften Falten 22 erstreckt. Insbesondere enthalten die Befestigungsbereiche der progressiven ringförmigen Platte Löcher, die zur Aufnahme von Nieten 17 geeignet sind.
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Die einheitliche Reibungsunterbaugruppe 40, die Trägerplatte 11 und das Reibungselement 30, das aus Reibbelägen 32 zusammengesetzt ist und gegenüber der einheitlichen Reibungsunterbaugruppe 40 angeordnet ist, werden durch eine Reihe von Montagenieten 18 aneinander befestigt, wobei die Montagenieten 18 durch Befestigungslöcher führen, die am Ende der gestuften Falten 21 ausgebildet sind.
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Als Variante kann das ringförmige Zwischenlageblech 31 mit der progressiven ringförmige Platte verklebt sein, so dass die einheitliche Reibungsunterbaugruppe entsteht.
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Diese zweite Ausführungsform der Erfindung kann auch ein Rückhaltemittel 50 umfassen, das durch die progressive ringförmige Platte 20 hindurchgeht.
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Eine Reibungskupplungsscheibe 1 mit der Progressivitätsvorrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die der zweiten Ausführungsform ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass das Reibungselement 30 um die Mittelachse X winklig verteilte Reibungskontakte 32 aufweist, wobei jeder der Reibungskontakte ein Zwischenlageblech 31 aufweist, wird nun unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben.
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Die Reibungskontakte 32 sind durch die ineinandergreifenden Zwischenlagebleche 31 an der progressiven ringförmige Platte 20 durch Nieten 17 so befestigt, dass sie die einheitliche Reibbaugruppe 40 bilden. Jeder der Reibungskontakte 32 ist unmittelbar mit seinem eigenen Zwischenlageblech verbunden.
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Die Reibbeläge 32 haben eine Form von winkelförmigen Segmenten und decken die Reibflächen der Reibkupplungsscheibe 1 vollständig ab. In diesem Beispiel wird jede der Reibflächen durch zehn separate Reibungskontakte 32 gebildet. Die Reibfläche ist im Wesentlichen durchgängig über 360°. Alternativ kann der Reibungskontakt auch eine rechteckige Form haben.
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Jedes Zwischenlageblech 31 ist an Befestigungsbereichen 23 der progressiven ringförmige Platte befestigt, die sich zwischen der ersten Reihe von gestuften Falten 21 und der zweiten Reihe von gestuften Falten 22 erstrecken. Insbesondere enthalten die Befestigungsbereiche der progressiven ringförmige Platte Löcher, die zur Aufnahme von Nieten 17 geeignet sind.
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Die einheitliche Reibungsunterbaugruppe 40, die Trägerplatte 11 und das Reibungselement 30, das aus Reibungskontakten 32 besteht und gegenüber der einheitlichen Reibungsunterbaugruppe 40 angeordnet ist, sind durch eine Reihe von Verbindungsnieten 18 miteinander verbunden, wobei die Verbindungsniete 18 durch Befestigungslöcher hindurchgehen, die an den Enden der abgestuften Falten 21 ausgebildet sind.
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Wie in den 8 und 9 dargestellt, umfasst die Progressivitätsvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ein Haltemittel 50, das an dem Trägerplatte 11 befestigt ist und durch die progressive ringförmige Platte 20 hindurchgeht.
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Das Haltemittel 50 umfasst insbesondere einen Niet 51a mit abgesetztem Kopf 52a, der an der Trägerplatte 11 befestigt und in eine am freien Ende der abgestuften Falte 22 vorgesehene Öffnung 25 eingesetzt ist. Wenn die Progressivitätsvorrichtung von jeder axialen Druckkraft befreit ist, kann das freie Ende der abgestuften Falte 22 axial auf dem abgesetzten Kopf 52a zur Anlage kommen.
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Die dritte Ausführungsform der Erfindung sieht schließlich eine besondere Anordnung der Reibungskontakte 32 vor, die das Reibungselement 30 bilden. Insbesondere sind zwei in Umfangsrichtung benachbarte Zwischenlagebleche 31 durch eine Verbindung 60 vom Typ „Zapfen-Zapfenloch“ miteinander verbunden.
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Der Reibungskontakt 30 hat eine eckige Segmentform. Das zugehörige Zwischenlageblech 31 hat jedoch ein asymmetrisches Profil an den Seitenflächen. Das Zwischenlageblech hat auf einer Seitenfläche einen Vorsprung, der den Zapfen bildet, und auf der anderen Seitenfläche eine Aussparung, die das Zapfenloch bildet.
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Die Zwischenlagebleche 31 einer gleichen Reibfläche können axial ineinander gesteckt werden und bilden einen durchgehenden Ring über 360°. Wenn die Reibungskupplungsscheibe 1 einer hohen Drehzahl ausgesetzt ist, werden die Reibungskontakte 32 durch die Zapfenverbindungen sicher zusammengehalten, wodurch die Verformung der einheitlichen Reibungsunterbaugruppe 40 begrenzt wird. Die Zapfenverbindungen 60 haben außerdem den Vorteil, dass eine Unterbaugruppe entsteht, die die Montage der Progressivitätsvorrichtung 10 erleichtert.
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Die Erfindung ist nicht auf die soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung umfasst die einheitliche Reibungsunterbaugruppe 40 beispielsweise eine progressive ringförmige Platte 20, die sich mittels unmittelbar in der Platte ausgebildeter gestuften Falten 21 unmittelbar auf dem Außenteil 13 der Trägerplatte abstützt, und winkelmäßig um die Mittelachse X verteilte Reibungskontakte 32, wobei die Reibungskontakte 32 unmittelbar an Abschnitten der progressiven ringförmige Platte 20 befestigt sind. Jeder Reibungskontakt 32 stellt ein Reibungselement im Sinne der Erfindung dar. Die Reibungskontakte 32 sind z.B. mit der progressiven ringförmige Platte 20 verklebt. Die Reibungskontakte 32 können z.B. durch chemische Adhäsion mit der progressiven ringförmige Platte 20 verbunden sein.
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Der Reibbelag 32 ist aus einem Metall-Keramik-Material gebildet. Der Reibbelag kann aber auch aus gesintertem Material, Keramik oder einem anderen Material gebildet sein.
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Die Reibungskontakte 32 sind winkelmäßig zwischen den gestuften Falten 21 der progressiven ringförmige Platte 20 angeordnet. Auf diese Weise dient die progressive ringförmige Platte als Träger für das Reibungselement und übernimmt gleichzeitig die progressive Funktion durch die gestuften Falten, die aus dem Material der Platte stammen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2352211 A1 [0006]
- EP 3036451 A1 [0010]
