DE10227328B4

DE10227328B4 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE10227328B4
Application number: DE10227328A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Michael (FH) Peterseim; Ingrid Hoffelner; Dr.-Ing. Diemer Matthias
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: US20030234149A1; US6892870B2; DE10227328A1; FR2841309A1; FR2841309B1

Abstract

Reibungskupplung insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundenen, drehbaren Kupplungsscheibe, die axial zwischen zwei Kupplungsdruckplatten einklemmbar ist, wobei die Kupplungsdruckplatten ringartige Reibflächen besitzen, mit denen die Kupplungsscheibe beaufschlagbar ist, wobei zumindest eine der ringartigen Reibflächen aus den Reibflächen einer Mehrzahl gleichmäßig verteilt einen Ring bildend angeordneter Reibsegmente (5''') oder Reibsegmentgruppen besteht und wobei jedes Reibsegment (5''') oder jede Reibsegmentgruppe um ein bestimmtes Maß axial elastisch federnd angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibsegmente (5''') oder Reibsegmentgruppen an einem, eine der Kupplungsdruckplatten (1''') bildenden ringartigen Federelement befestigt sind, das radial umlaufend etwa wellenartig ausgebildet ist, wobei sich die Befestigungsbereiche (29) der Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen des ringartigen Federelements jeweils um einen bestimmten Winkel gegenüber der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe (33) geneigt erstrecken.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine gattungsgemäße Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise mit der DE 100 38 411 A1 offenbart. Die dort beschriebene Reibungskupplung umfasst eine mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundene, drehbare Kupplungsscheibe, die axial zwischen zwei Kupplungsdruckplatten einklemmbar ist, wobei die Kupplungsdruckplatten ringartige Reibflächen besitzen, mit denen die Kupplungsscheibe beaufschlagbar ist. Beide ringartigen Reibflächen bestehen aus den Reibflächen einer Mehrzahl gleichmäßig verteilt einen Ring bildend angeordneter Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen, wobei jedes Reibsegment oder jede Reibsegmentgruppe um ein bestimmtes Maß axial elastisch federnd angeordnet ist.
Weitere Reibungskupplungen der vorstehend erläuterten Art sind mit der WO 99/37 932 A1 , der US 2,063,203 A und der DE 100 31 598 A1 bekannt geworden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reibungskupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf eine einfache Art eine Anregung von lokalen Reibschwingungen der Kupplungsdruckplatten weitgehend vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine gattungsgemäße Reibungskupplung mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird eine Reibungskupplung vorgeschlagen, bei welcher die Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen an einem die Kupplungsdruckplatte bildenden ringartigen Federelement befestigt sind, das radial umlaufend etwa wellenartig ausgebildet ist, wobei sich die Befestigungsbereiche der Reibelemente oder Reibelementgruppen des ringartigen Federelements jeweils um den bestimmten Winkel gegenüber der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe geneigt erstrecken.
Durch diese Ausbildung sind Kupplungsdruckplatte und Federelement durch ein einziges Bauteil gebildet, wodurch die Reibungskupplung besonders montagefreundlich ausgeführt ist.
Die Aufteilung der Kupplungsdruckplatte in Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen erlaubt, dass die Flächenpressung weitgehend konstant bleibt, unabhängig von Dickenschwankungen des Reibbelags der Kupplungsscheibe. Des weiteren ermöglicht die Aufteilung der Kupplungsdruckplatte in separate Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen, dass diese einzeln schwingen können. Diese Schwingung wird durch lokale Reibung schneller reduziert als bei einem starren Ringkörper entsprechend der bekannten Kupplungsdruckplatten.
Die axiale Federung der einzelnen Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen erschwert den Aufbau von selbsterregten Reibschwingungen und ermöglicht somit, dass Reibbeläge der Kupplungsscheibe mit höheren Reibwerten, beispielsweise durch optimierte Belagmaterialien, eingesetzt werden können.
Die Aufteilung in Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen führt weiterhin dazu, dass deren Reibflächen auch bei Erwärmung sich weitgehend parallel verhalten. Ein nicht paralleles Aufweiten durch Wärme, wie es bei Kupplungsdruckplatten der Fall ist, die als starrer Ringkörper ausgebildet sind, ist nicht möglich.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn sich in der Außereingriffstellung das Auslaufende der Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen näher und das Einlaufende entfernter von der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe befindet. Durch die elastisch federnde Beaufschlagung der Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen kommt es bei einem Schließen der Kupplung nicht zu einem plötzlichen Greifen der gesamten Reibflächen, sondern durch das Verringern des Winkels der Reibflächen gegenüber der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe zu einem allmählichen Vergrößern der wirksamen Reibfläche. Vorzugsweise sind dabei die Ränder der Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen mit einer Fase versehen oder abgerundet.
Eine Schwingungsanregung wird besonders gut unterbunden, wenn die Reibflächen der Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen mit unterschiedlichem Winkel gegenüber der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe geneigt sind.
Zum Schließen der Kupplung kann entweder das ringartige Federelement von einer Feder, insbesondere von einer Membranfeder gegen die Kupplungsscheibe beaufschlagbar sein oder das ringartige Federelement in den Bereichen der Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen axial durchgehende Ausnehmungen aufweisen, durch die Beaufschlagungsansätze der Federelemente oder Federelementgruppen ragen, die von einer Feder, insbesondere einer Membranfeder gegen die Kupplungsscheibe beaufschlagbar sind.
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 einen Querschnitt einer ausschnittsweisen Seitenansicht eines nicht von der Erfindung erfassten Ausführungsbeispiels einer Reibungskupplung;
2 eine Ansicht des Bereichs eines Reibsegments eines Schwungrads nach 1;
3 eine Ansicht des Bereichs eines Reibsegments einer axial beweglichen Kupplungsdruckplatte nach 1;
4 einen Querschnitt einer ausschnittsweisen Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Reibungskupplung;
5 eine Ansicht des Bereichs eines Reibsegments einer Kupplungsdruckplatte nach 4;
6 eine ausschnittsweise Draufsicht der Reibungskupplung nach 4.
Die in den Figuren dargestellten Reibungskupplungen besitzen eine axial bewegbare Kupplungsdruckplatte 1, 1'''. Die Kupplungsdruckplatte 1, 1''' ist von einer an einem Kupplungsgehäuse 2 kippbar abgestützten Membranfeder 3 beaufschlagbar und axial gegen ein axial unbewegbares, mit dem Kupplungsgehäuse 2 fest verbundenes Schwungrad 4 bewegbar, das von einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine drehbar antreibbar ist. An den einander zugewandten Seiten sich axial gegenüberliegend weisen die Kupplungsdruckplatte 1, 1''' und das Schwungrad 4 Reibflächen auf, zwischen denen eine Kupplungsscheibe 33 axial einklemmbar und damit kraftschlüssig verbindbar ist, die mit einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle eines Getriebes drehfest verbunden ist.
Mit Ausnahme des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 ist die Reibfläche des Schwungrads 4 eine am Schwungrad 4 fest ausgebildete Reibfläche.
Die Reibflächen der axial beweglichen Kupplungsdruckplatten 1, 1''' sowie auch die Reibfläche des Schwungrads 4 des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 bestehen aus den Reibflächen einer Mehrzahl gleichmäßig verteilt einen Ring bildenden Reibsegmente 5, 5''', die von der Kupplungsdruckplatte 1, 1''' sowie in den 1 bis 3 auch von dem Schwungrad 4 getragen werden.
Bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 4 sind in der Kupplungsdruckplatte 1 sowie in dem Schwungrad 4 zur Kupplungsscheibe 33 hin offene topfartige Ausnehmungen 6 ausgebildet, deren Querschnitte den Querschnitten der Reibsegmenten 5 entsprechen. Die Reibsegmente 5 sind axial verschiebbar geführt in den topfartigen Ausnehmungen 6 eingesetzt und von Wendelfedern 7 beaufschlagt, die an den Böden 8 der topfartigen Ausnehmungen 6 abgestützt sind und die den Böden 8 zugewandten Seiten der Reibsegmente 5 beaufschlagen.
Damit die bei geschlossener Reibungskupplung vollständig in die topfartigen Ausnehmungen 6 verschobenen Reibsegmente 5 sich an den Böden 8 abstützen können, sind im Anlagebereich der Wendelfedern 7 sowohl an den Böden 8 als auch an den Reibsegmenten 5 Vertiefungen 9 ausgebildet, die die auf Block zusammengepreßten Wendelfedern 7 aufnehmen können.
In den 1 bis 3 sind in Umfangsrichtung im Abstand zueinander zwei Wendelfedern 7 angeordnet, die unterschiedliche Federsteifigkeit besitzen.
Bei dem gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellten Ausführungsbeispiel der 4 bis 6 besteht die Kupplungsdruckplatte 1''' aus einem ringartigen Federelement, das etwa wellenartig ausgebildet ist und Befestigungsbereiche 29 aufweist, an denen Reibsegmente 5''' mittels Nieten 30 befestigt sind. Dabei erstrecken sich die Befestigungsbereiche 29 bei geöffneter Reibungskupplung jeweils um einen bestimmten Winkel gegenüber der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe 33 geneigt. Das Auslaufende der Reibsegmente 5''' befindet sich in dieser Stellung näher und das Einlaufende entfernter von der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe 33.
In den Befestigungsbereichen 29 sind axial durchgehende Ausnehmungen 31 ausgebildet, durch die Beaufschlagungsansätze 32 hindurchragen, die zum Schließen der Reibungskupplung von der Membranfeder 3 gegen die Kupplungsscheibe 33 beaufschlagbar sind. Wird die Reibungskupplung geschlossen und die Kupplungsdruckplatte 1''' gegen die Kupplungsscheibe 33 beaufschlagt, streckt sich die ringartige Kupplungsdruckplatte 1''' in Umfangsrichtung zu einem zumindest weitgehend wellenlosen Ring und die Reibsegmente 5''' kommen mit ihren Reibflächen zu einer flachen Auflage an der Kupplungsscheibe 33. Die Kupplungsdruckplatte 1''' ist durch nicht dargestellte Tangentialblattfedern mit dem Kupplungsgehäuse 2 verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsdruckplatte
1''': Kupplungsdruckplatte
2: Kupplungsgehäuse
3: Membranfeder
4: Schwungrad
5: Reibsegment
5''': Reibsegment
6: topfartige Ausnehmung
7: Wendelfeder
8: Boden
9: Vertiefung
29: Befestigungsbereich
30: Niet
31: Ausnehmung
32: Beaufschlagungsansatz
33: Kupplungsscheibe
37: Umlaufrichtung

Claims

Reibungskupplung insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundenen, drehbaren Kupplungsscheibe, die axial zwischen zwei Kupplungsdruckplatten einklemmbar ist, wobei die Kupplungsdruckplatten ringartige Reibflächen besitzen, mit denen die Kupplungsscheibe beaufschlagbar ist, wobei zumindest eine der ringartigen Reibflächen aus den Reibflächen einer Mehrzahl gleichmäßig verteilt einen Ring bildend angeordneter Reibsegmente (5''') oder Reibsegmentgruppen besteht und wobei jedes Reibsegment (5''') oder jede Reibsegmentgruppe um ein bestimmtes Maß axial elastisch federnd angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibsegmente (5''') oder Reibsegmentgruppen an einem, eine der Kupplungsdruckplatten (1''') bildenden ringartigen Federelement befestigt sind, das radial umlaufend etwa wellenartig ausgebildet ist, wobei sich die Befestigungsbereiche (29) der Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen des ringartigen Federelements jeweils um einen bestimmten Winkel gegenüber der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe (33) geneigt erstrecken.
Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Außereingriffstellung das Auslaufende der Reibsegmente (5''') oder Reibsegmentgruppen näher und das Einlaufende entfernter von der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe (33) befindet.
Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen der Reibsegmente oder Reibsegmentgruppen mit unterschiedlichem Winkel gegenüber der Beaufschlagungsebene der Kupplungsscheibe geneigt sind.
Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringartige Federelement von einer Feder, insbesondere von einer Membranfeder (3), gegen die Kupplungsscheibe beaufschlagbar ist.
Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringartige Federelement in den Bereichen der Reibsegmente (5''') oder Reibsegmentgruppen axial durchgehende Ausnehmungen (31) aufweist, durch die Beaufschlagungsansätze (32) der Reibsegmente (5''') oder Reibsegmentgruppen ragen, die von einer Feder, insbesondere einer Membranfeder (3) gegen die Kupplungsscheibe (33) beaufschlagbar sind.