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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibungsscheibe einer Kupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Eine Kraftfahrzeugkupplung ist dazu bestimmt, ein Drehmoment zwischen einer Antriebswelle, beispielsweise einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, und einer Eingangswelle eines Getriebes zu übertragen. Dafür umfasst die Kupplung einen an die Antriebswelle gekoppelten Mechanismus und eine an die Eingangswelle des Getriebes gekoppelte Reibungsscheibe.
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Der Kupplungsmechanismus umfasst eine Druckplatte und eine Reaktionsplatte, die drehfest verbunden und axial zueinander beweglich sind, um die Reibungsscheibe in der Einrückphase oder in der Ausrückphase jeweils einzuspannen bzw. freizugeben.
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Die Reibungsscheibe umfasst zwei entgegengesetzt liegende Reibbeläge, die mit einem ringförmigen Flansch oder einer Nabe der Reibungsscheibe verbunden sind. Jeder Belag umfasst einen ringförmigen Reibkörper, der auf einem ringförmigen Träger befestigt ist. Die Träger sind im Allgemeinen Metallfolien mit einer Dicke zwischen 0,2 und 1 mm. Die Reibkörper bestehen herkömmlicher Weise aus einem Fasermaterial, einem Bindemittel und Füllstoffen, wie dies insbesondere aus dem Dokument
FR 2 941 758 A1 im Namen der Anmelderin bekannt ist.
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In der Einrückphase sind die Druckplatte und die Reaktionsplatte dazu bestimmt, an den Reibkörpern der Beläge zur Anlage zu gelangen.
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Die Reibungsscheibe muss verschiedenen technischen Anforderungen entsprechen.
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Einerseits müssen die Masse und die Trägheit der Reibungsscheibe begrenzt werden. Dazu muss die axiale und radiale Dimension der Reibbeläge begrenzt werden. Es kann auch vorzuziehen sein, eine Befestigung der Reibkörper an den Trägern mit Hilfe von Nieten auf Grund der Masse dieser letztgenannten zu vermeiden. Es wird somit vorgezogen, diese Befestigung durch Kleben oder Heißpressen durchzuführen, falls dies möglich ist.
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Andererseits muss auf progressive Weise eingerückt und ausgerückt werden können, d.h. progressiv das von der Antriebswelle auf die Welle des Getriebes mit Hilfe der Reibungsscheibe übertragene Drehmoment erhöht oder verringert werden können.
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Das Patent
FR 2 871 538 A1 in Namen der Anmelderin schlägt daher vor, elastische Mittel zwischen den beiden entgegengesetzt liegenden Reibbelägen, genauer zwischen den beiden Trägern der Beläge, anzuordnen. Diese elastischen Mittel können entweder elastische Laschen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und in mindestens einem der Träger ausgebildet sind, oder konzentrische ringförmige Elemente aus Elastomer umfassen.
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Die Patentanmeldung
DE 10 2010 024 460 A1 schlägt vor, die Funktion der Progressivität mit Hilfe von in Axialrichtung elastisch verformbaren metallischen Elementen, die zwischen den Reibbelägen montiert sind, zu gewährleisten.
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In beiden Fällen führt die Abweichung der Temperatur zwischen der äußeren Peripherie der Reibungsscheibe, die Reibungen und Erhitzungen während des Betriebs ausgesetzt ist, und der inneren Peripherie der Reibungsscheibe zu differentiellen Dehnungen, die zu Verformungen der Träger, insbesondere zu Wellungen oder Welligkeit dieser Träger, führen.
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Solche Verformungen haben negative Auswirkungen auf den ordnungsgemäßen Betrieb der Kupplung und können die Reibkörper beschädigen oder ablösen. Diese Verformungen gilt es daher zu vermeiden oder zu verringern.
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Aus der
US 1 956 828 A ist außerdem eine Reibungsscheibe einer Kupplung mit mindestens zwei gegenüberliegenden ringförmigen Reibbelägen, einem Träger und elastischen Mitteln, die zwischen den Trägern angeordnet sind bekannt.
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Die
EP 1 798 434 A1 und die
DE 198 80 853 T5 offenbaren eine Reibungsscheibe mit zwei parallelen Trägern und einem ringförmigen Außenteil, welches durch Befestigungsbereiche radial zur Mitte hin verlängert wird.
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Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Reibungsscheibe einer Kupplung vor, die mindestens zwei entgegengesetzt liegende ringförmige Reibbeläge aufweist, jeweils umfassend mindestens einen Reibkörper, einen Träger und elastische Mittel, die zwischen den Trägern angeordnet sind, um die axiale Annäherung oder Entfernung der Träger durch Kompression oder Entspannung der elastischen Mittel zu gestatten, wobei der Reibkörper auf dem Träger befestigt ist, wobei jeder Träger einen ringförmigen Teil und eine Befestigungslasche umfasst, die mit einer zentralen Nabe verbunden und an der inneren Peripherie des Trägers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch eine Spannscheibe umfasst, die an der Nabe befestigt ist, und dass jede Befestigungslasche axial zwischen der Nabe und der Spannscheibe gehalten wird, um die Verformung der Lasche während des Betriebs zu vermeiden.
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Die Laschen der Träger werden auf diese Weise durch die Spannscheiben an die Nabe gedrückt, die vermeiden, dass sich die Laschen insbesondere axial nach außen verformen. Es wurde festgestellt, dass eine solche Struktur die permanente Verformung der Träger auf Grund der während des Betriebs auftretenden Temperaturunterschiede erheblich verringert.
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Nach einem Merkmal der Erfindung umfasst jeder Träger eine verformbare Zone, die sich radial zwischen der Lasche und dem ringförmigen Teil befindet, wobei die verformbare Zone radial außerhalb der entsprechenden Spannscheibe angeordnet ist, um die axiale Annäherung oder Entfernung der ringförmigen Teile der Träger durch Verformung der verformbaren Zone zu gestatten.
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Vorzugsweise erstreckt sich jede Lasche in Umfangsrichtung und umfasst ein erstes Ende, das mit der inneren Peripherie des ringförmigen Teils des entsprechenden Trägers verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit Mitteln zur Befestigung an der Nabe, wie beispielsweise Nieten, zusammenwirkt.
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Ferner können die Träger in der Ruheposition im Wesentlichen flach sein, was bedeutet, dass sich jede Lasche in derselben Ebene wie der ringförmige Teil des entsprechenden Trägers erstreckt. Die Ruheposition ist durch die ausgerückte Position definiert, in der die Reibkörper nicht den entgegengesetzt wirkenden axialen Kräften der Druckplatte und der Reaktionsplatte ausgesetzt sind.
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Nach einer Ausführungsart der Erfindung umfassen die elastischen Mittel mindestens ein verformbares Element aus Elastomer.
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In diesem Fall können die elastischen Mittel konzentrische ringförmige Elemente aus Elastomer umfassen, die kontinuierlich oder nicht kontinuierlich ausgeführt sind.
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Nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung umfassen die elastischen Mittel mindestens ein in Axialrichtung elastisch verformbares Blech.
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Die Erfindung wird besser verständlich, und weitere Details, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Studie der nachfolgenden Beschreibung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen angeführt ist, wobei:
- 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Teils einer Reibungsscheibe des Standes der Technik ist,
- 2 eine halbe Axialschnittansicht der Reibungsscheibe des Standes der Technik ist,
- 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Reibungsscheibe nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung ist,
- 4 eine Vorderansicht der Reibungsscheibe aus 3 ist,
- 5 eine halbe Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 4 ist,
- 6 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Reibungsscheibe nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung ist,
- 7 eine Vorderansicht der Reibungsscheibe aus 6 ist,
- 8 eine halbe Schnittansicht entlang der Linie C-C aus 7 ist.
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Die 1 und 2 stellen eine Reibungsscheibe 1 nach dem Stand der Technik dar, die zwei entgegengesetzt liegende und koaxiale ringförmige Reibbeläge 2 , 2` umfasst, zwischen denen progressive elastische Mittel 3 angeordnet sind.
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Jeder Reibbelag 2 , 2` umfasst einen Träger 4 , 4` , der von einer ringförmigen Metallfolie gebildet ist, d.h. einer Folie aus dünnem metallischem Material, mit einer Dicke im Allgemeinen zwischen 0,2 und 1 mm. Die Metallfolien 4, 4` umfassen jeweils einen ringförmigen Teil 5 und Befestigungslaschen 6 , die sich von der radial inneren Peripherie des ringförmigen Teils 5 aus erstrecken. Jede Befestigungslasche 6 umfasst ein erstes Ende 7 , das mit der radial inneren Peripherie des ringförmigen Teils 5 verbunden ist, und ein zweites Ende 8 , umfassend ein Loch 9 für die Durchführung eines Niets 10 zur Befestigung an einem Flansch 11 einer Nabe 12 ( 2 ). Die Nabe 12 oder allgemeiner die Reibungsscheibe 1 sind dazu bestimmt, an eine Eingangswelle eines Getriebes gekoppelt zu werden, wie dies an sich bekannt ist.
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Die Enden 7 und 8 sind axial zueinander versetzt. Genauer betrachtet ist das zweite Ende 8 axial von dem ersten Ende 7 in Richtung der entgegengesetzt liegenden Metallfolie 2 , 2` entfernt. Die Befestigungslaschen 6 sind elastisch und axial verformbar, um die Annäherung oder Entfernung einer Metallfolie in Bezug zur anderen zu gestatten.
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Ringförmige Reibkörper 13 , 13' sind auf den Seiten der Metallfolien 4 , 4` montiert, die zu den elastischen Mittel 3 entgegengesetzt liegen. Diese Reibkörper 13 , 13` bestehen herkömmlicherweise aus einem Fasermaterial, einem Bindemittel und Füllstoffen, wie dies insbesondere aus dem Dokument
FR 2 941 758 im Namen der Anmelderin bekannt ist.
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Die Reibkörper 13 , 13` haben eine Dicke, die beispielsweise zwischen 1,5 und 5 mm liegt.
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Jeder Reibkörper 13 , 13` umfasst eine radiale Befestigungsfläche 14 , die zur Seite der entsprechenden Metallfolie 2 , 2` gewandt ist, und eine radiale Reibfläche 15 , die zu der Befestigungsfläche 14 entgegengesetzt liegend ist.
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Die Befestigungsflächen 14 sind beispielsweise auf die entsprechenden Metallfolien 2 , 2` geklebt.
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Die Reibflächen 15 sind dazu bestimmt, mit einer Druckplatte und einer Reaktionsplatte eines Kupplungsmechanismus zusammenzuwirken (nicht dargestellt), um ein Drehmoment von einem Antriebselement, wie beispielsweise einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, auf die Eingangswelle des Getriebes zu übertragen.
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Die elastischen Mittel 3 sind von konzentrischen ringförmigen Bändern 16 aus Elastomer, beispielsweise aus Silikon, gebildet.
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Während des Betriebs wird die Reibungsscheibe 1 bei einer Einrückphase zwischen der Druckplatte und der Reaktionsplatte eingespannt, so dass sich die Beläge 2 , 2` durch Verformung der Befestigungslaschen 6 und der Bänder aus Elastomer 16 einander annähern. Die Kompression der Bänder aus Elastomer 16 gestattet einen Axialausschlag zwischen den beiden Belägen 2, 2` zwischen 0,3 und 1,2 mm.
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Dies ermöglicht es, das Drehmoment progressiv von der Antriebswelle, die drehfest mit der Druckplatte und der Reaktionsplatte gekoppelt ist, auf die Eingangswelle des Getriebes zu übertragen.
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Eine solche Reibungsscheibe 1 ist detaillierter in dem Patent
FR 2 871 538 A1 im Namen der Anmelderin beschrieben.
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Wie vorangehend ausgeführt, führt die Temperaturabweichung zwischen der äußeren Peripherie der Reibungsscheibe 1 , die während des Betriebs Reibungen und Erhitzungen ausgesetzt ist, und der inneren Peripherie der Reibungsscheibe 1 zu Differentialdehnungen, die Verformungen der Träger 4 , 4` , insbesondere Wellungen oder Welligkeit dieser Träger 4 , 4` , hervorrufen.
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Die 3 bis 5 stellen eine Reibungsscheibe 1 nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung dar. Diese Reibungsscheibe 1 umfasst, wie vorher, zwei entgegengesetzt liegende ringförmige Reibbeläge 2 , 2` , jeweils umfassend einen Reibkörper 13 , 13` , der auf einem Träger 4 , 4` befestigt ist, und elastische Mittel 3 , die zwischen den entgegengesetzt liegenden Trägern angeordnet sind, um die axiale Annäherung oder Entfernung der Träger zu gestatten.
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Die elastischen Mittel 3 sind bei dieser Ausführungsart nicht kontinuierliche und konzentrische Bänder 16 aus Elastomer. Natürlich können die Bänder auch kontinuierlich sein, wie im Falle der Reibungsscheibe der 1 .
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Jeder Träger 4 , 4` umfasst einen ringförmigen Teil 5 und Laschen 6 zur Befestigung an einer zentralen Nabe 12 , beispielsweise in der Anzahl von acht. Jede Lasche 6 erstreckt sich in Umfangsrichtung und umfasst ein erstes Ende 7 , das mit der inneren Peripherie des ringförmigen Teils 5 des entsprechenden Trägers 4 , 4` mit Hilfe einer verformbaren Zone 17 verbunden ist, und ein zweites Ende 8 , das mit Mitteln zur Befestigung an einem Flansch 11 der Nabe 12 , wie beispielsweise Nieten 10 , zusammenwirkt.
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Jede Befestigungslasche 6 wird axial zwischen dem Flansch 11 der Nabe 12 und einer Spannscheibe 18 , die mit Hilfe der Nieten 10 am Flansch 11 befestigt ist, gehalten.
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Wie besser in 5 zu sehen ist, liegen die Köpfe 19 der Nieten 10 auf den Außenflächen der Spannscheiben 18 auf, wobei die Innenflächen der Scheiben 18 die Befestigungslaschen 6 beiderseits des radialen Flansches 11 andrücken.
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Die verformbaren Zonen 17 der Träger 4 , 4` befinden radial außerhalb der Spannscheiben 18 , um die axiale Annäherung oder Entfernung der ringförmigen Teile 5 der Träger 4 , 4` durch Verformung der verformbaren Zonen 17 zu gestatten.
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In Ruheposition sind die Träger 4 , 4` im Wesentlichen flach, so dass sich die Laschen 6 und der ringförmige Teil 5 jedes Trägers 4 , 4` radial in derselben Ebene erstrecken.
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Die 6 bis 8 stellen eine zweite Ausführungsart der Erfindung dar, die sich von der ersten Ausführungsart dadurch unterscheidet, dass die elastischen Mittel 3 von einem ringförmigen Blech gebildet sind, umfassend eine radiale ringförmige Zone 20 , von der aus sich elastische Teile 21 radial nach außen erstrecken. Jeder elastische Teil 21 ist mit der vorgenannten ringförmigen Zone 20 aus einem Stück und erstreckt sich schräg in Bezug zur Radialebene. Dieser Teil 21 kann nun unter der Wirkung von entgegengesetzt gerichteten Axialkräften, die von den Belägen 2 , 2` ausgeübt werden, elastisch verformt werden.
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Auch bei dieser Ausführungsart sind die Reibkörper 13 , 13` an den Trägern 4 , 4` mit Hilfe von Nieten 22 befestigt, die in Löcher 23 , 24 der Träger 2 , 2` und der Reibkörper 13 , 13` eingreifen. Diese Nieten 10 sind in Löchern 25 der elastischen Teile 21 in Eingriff und dienen somit zur Befestigung des ringförmigen Blechs 3 .
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Bei jeder der beiden Ausführungsarten der Erfindung ermöglichen es die Spannscheiben 18 , die Verformung der Befestigungslaschen 6 zu vermeiden, wobei nur die Zonen 17 verformt werden. Wie vorangehend ausgeführt, wurde festgestellt, dass eine solche Struktur die Verformung der Träger 4 , 4` während des Betriebs erheblich verringert.
