-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung betrifft allgemein eine Kupplungsscheibe und insbesondere eine Kupplungsscheibe mit einem Mitschleifverringerungsbauteil als integraler Bestandteil.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Kupplungsscheiben sind bekannt. Ein Beispiel ist in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung 2011/0 000 758 für eine Kupplungsscheibe mit verringertem Mitschleifverhalten, die ein elastisches Mitschleifverringerungsbauteil mit einem geformten Abschnitt enthält, der radial zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang eines Reibungsrings angeordnet ist.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Beispielhafte Aspekte betreffen allgemein eine Kupplungsscheibe mit einem ringförmigen Körper und einem elastischen Abschnitt als integraler Bestandteil, der durch eine erste in Umfangsrichtung verlaufende Zunge mit dem ringförmigen Körper verbunden ist. Der ringförmige Körper weist einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser und eine erste und eine dazu parallele zweite dazwischen verlaufende Fläche auf. Der elastische Abschnitt weist eine dritte und eine dazu parallele vierte Fläche auf, die sich unter entsprechenden spitzen Winkeln zu der ersten und der dazu parallelen zweiten Fläche erstrecken. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen enthält die Kupplungsscheibe ein an der ersten und der dritten Fläche befestigtes Nassreibungsmaterial. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe ein an der zweiten und der vierten Fläche befestigtes Nassreibungsmaterial auf. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe erste beziehungsweise zweite Umfangsschlitze auf, die radial innerhalb und außerhalb der ersten in Umfangsrichtung verlaufenden Zunge angeordnet sind.
-
Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen enthält die Kupplungsscheibe eine zweite in Umfangsrichtung verlaufende Zunge. Der elastische Abschnitt ist in Umfangsrichtung zwischen der ersten und der zweiten in Umfangsrichtung verlaufenden Zunge angeordnet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe erste beziehungsweise zweite Umfangsschlitze, die radial innerhalb und außerhalb der ersten in Umfangsrichtung verlaufenden Zunge angeordnet sind, und dritte beziehungsweise vierte Umfangsschlitze auf, die radial innerhalb und außerhalb der zweiten in Umfangsrichtung verlaufenden Zunge angeordnet sind. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen enthält die dritte Fläche des elastischen Abschnitts eine Kante, und eine axiale Höhe der Kante ist, gemessen von der zweiten Fläche, größer als eine Dicke des ringförmigen Körpers. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der elastische Abschnitt so angeordnet, dass er in Bezug auf den ringförmigen Körper so geschwenkt wird, dass eine axiale Höhe der Kante auf eine durch die erste ringförmige Fläche gebildete Ebene ausgerichtet ist.
-
Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein ein Kupplungspaket, das erste und zweite Andruckscheiben und die dazwischen angeordnete Kupplungsscheibe enthält. Bei einer beispielhaften Ausführungsform enthält die erste und/oder zweite Andruckscheibe und/oder die Kupplungsscheibe einen radial äußeren Zahnkranz zum Eingreifen in einen ersten Kupplungsträger und die jeweils andere zweite oder erste Andruckscheibe oder die Kupplungsscheibe enthält einen inneren Zahnkranz zum Eingreifen in einen zweiten Kupplungsträger. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der elastische Abschnitt so angeordnet, dass er durch die erste und die zweite Andruckscheibe verbiegbar ist.
-
Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein eine Kupplungsscheibe, die einen ringförmigen Körperabschnitt, erste und zweite Schlitze, einen Verbindungsabschnitt und einen schwenkbaren Abschnitt enthält. Der Körperabschnitt weist eine erste ringförmige Fläche auf und enthält eine Mittelachse, die rechtwinklig zu der ringförmigen Fläche verläuft. Der erste Schlitz erstreckt sich bei einem, gemessen von der Mittelachse, veränderlichen Radius von der ersten ringförmigen Fläche durch den Körperabschnitt in einer Umfangsrichtung. Der zweite Schlitz erstreckt sich bei einem, gemessen von der Mittelachse, veränderlichen Radius von der ersten ringförmigen Fläche durch den Körperteil in einer Umfangsrichtung. Der Verbindungsabschnitt ist an einer ersten Umfangsposition radial zwischen den beiden Schlitzen angeordnet. Der schwenkbare Abschnitt ist an einer zweiten Umfangsposition, die gegen die erste Umfangsposition versetzt ist, radial zwischen den beiden Schlitzen angeordnet und enthält eine planare Fläche, die sich unter einem spitzen Winkel in Bezug auf die erste ringförmige Fläche erstreckt.
-
Bei einer beispielhaften Ausführungsform liegen die Radien der Schlitze an der ersten Umfangsposition am dichtesten beieinander und an der zweiten Umfangsposition am weitesten auseinander. Bei einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Kupplungsscheibe ein Nassreibungsmaterial, das an der ersten ringförmigen Fläche und der planaren Fläche des schwenkbaren Abschnitts befestigt ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein Innenumfang oder ein Außenumfang des ringförmigen Abschnitts einen Zahnkranz zum drehfesten Verbinden mit einem Kupplungsträger.
-
Eine andere beispielhafte Ausführungsform umfasst allgemein eine Kupplungsscheibe, die eine erste, eine zweite und eine dritte Fläche enthält. Bei der ersten Fläche handelt es sich um eine ringförmige Fläche parallel zu einer ersten Ebene. Die zweite Fläche ist integraler Bestandteil der ersten Fläche und parallel zu einer zweiten Ebene, die nicht parallel zu der ersten Ebene verläuft. Bei der dritten Fläche handelt es sich um eine nichtplanare Verbindungsfläche, die sich zwischen der ersten und der zweiten Fläche erstreckt. Die dritte Fläche enthält eine erste Kante, die sie mit der ersten Fläche gemeinsam hat und die zu der ersten Ebene parallel verläuft, und eine zweite Kante, die sie mit der zweiten Fläche gemeinsam hat und die parallel zu der zweiten Ebene verläuft. Bei einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Kupplungsscheibe ein Nassreibungsmaterial, das an der ersten und der zweiten Fläche befestigt ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Kupplungsscheibe eine vierte Fläche, die parallel zu der zweiten Fläche verläuft und um eine erste Dicke gegenüber dieser versetzt ist, und eine Mittelachse, die rechtwinklig zu der ersten Ebene verläuft. Die zweite und die vierte Fläche werden in Bezug auf die erste Fläche um eine Achse gedreht, die eine Tangente an einem Kreis mit einem Mittelpunkt auf der Mittelachse bildet und durch einen Punkt in der Mitte zwischen der zweiten und der vierten Fläche verläuft.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Nunmehr werden das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei:
-
1A eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems ist, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht;
-
1B eine perspektivische Ansicht eines Objekts in dem Zylinderkoordinatensystem von 1A ist, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht;
-
2 eine Draufsicht auf eine Kupplungsscheibe gemäß einem beispielhaften Aspekt ist;
-
3 eine Querschnittansicht der Kupplungsscheibe von 2 entlang der Schnittlinie 3-3 in 2 ist;
-
4 eine Detailansicht des Ausschnitts 4 in 2 ist;
-
5 eine Detailansicht des Ausschnitts 5 in 3 ist;
-
6 eine perspektivische Ansicht der Kupplungsscheibe von 2 ist.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Von vornherein sollte einsichtig sein, dass gleiche Zeichnungsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente bezeichnen. Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht nur auf die einzelnen hierin beschriebenen Ausführungsformen, Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Es ist auch klar, dass die hierin verwendeten Begriffe nur zum Beschreiben einzelner Aspekte dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränken sollen, der nur durch die beiliegenden Ansprüche eingeschränkt wird.
-
Sofern nicht anderweitig definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie einem Fachmann geläufig sind, an den sich diese Erfindung richtet. Zwar können beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, in der Praxis oder zum Testen der Erfindung verwendet werden, jedoch werden im Folgenden die folgenden beispielhaften Verfahren, Einheiten und Materialien beschrieben.
-
1A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, die als Bezugspunkt für die folgenden räumlichen und Richtungsbegriffe dient. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 steht) beziehungsweise zum Umfang 83. Die Begriffe „axial”, „Radial” und „Umfangs-” beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen. Zur Verdeutlichung der Lage der verschiedenen Ebenen dienen Objekte 84, 85 und 86. Die Fläche 87 des Objekts 84 bildet eine axiale Ebene. Das heißt, die Achse 81 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsfläche. Das heißt, der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Ein weiteres Beispiel besagt, dass eine axiale Bewegung oder Lage parallel zur Achse 81, eine radiale Bewegung oder Lage parallel zum Radius 82 und eine Umfangsbewegung oder Lage parallel zum Umfang 83 erfolgt. Eine Drehung bezieht sich auf die Achse 81.
-
Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 beziehungsweise zum Umfang 83. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen.
-
1B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts 90 in einem Zylinderkoordinatensystem 80 von 1A, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Das zylindrische Objekt 90 ist für ein zylindrisches Objekt in einem Zylinderkoordinatensystem repräsentativ und soll die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken. Das Objekt 90 enthält eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche 93. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsfläche.
-
Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 2 bis 6. 2 ist eine Draufsicht auf eine Kupplungsscheibe 100 gemäß einem beispielhaften Aspekt. 3 ist eine Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe 100 von 2 entlang der Schnittlinie 3-3 in 2. 4 ist eine Detailansicht des Ausschnitts 4 in 2. 5 ist eine Detailansicht des Ausschnitts 5 in 3. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Kupplungsscheibe 100 von 2. Die Kupplungsscheibe 100 enthält einen ringförmigen Körper 102 mit einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser 104 beziehungsweise 106 und entsprechende parallele Flächen 108 und 110, die sich dazwischen erstrecken. Die Scheibe 100 enthält auch einen elastischen Abschnitt 112 als integralen Bestandteil, der durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Zunge 114 mit dem ringförmigen Körper 102 verbunden ist. Unter integralem Bestandteil ist zu verstehen, dass der Körper und der elastische Abschnitt aus ein und demselben Materialstück gebildet sind. Der Abschnitt 112 enthält entsprechende parallele Flächen 116 und 118, die sich unter entsprechenden spitzen Winkeln α und β zu den Flächen 108 und 110 erstrecken. Die Kupplungsscheibe 100 enthält ein Nassreibungsmaterial 120, das an den Flächen 108 und 116 befestigt ist, und ein Reibungsmaterial 122, das an den Flächen 110 und 118 befestigt ist. Die Scheibe 100 ist zwar mit dem an beiden Seiten befestigten Reibungsmaterial dargestellt, jedoch können andere Ausführungsformen das Reibungsmaterial nur an einer Seite enthalten oder gar kein Reibungsmaterial aufweisen.
-
Die Kupplungsscheibe 100 enthält in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze 124 beziehungsweise 126, die radial innerhalb und außerhalb der in Umfangsrichtung verlaufenden Zunge 114 angeordnet sind. Die Kupplungsscheibe 100 enthält auch eine in Umfangsrichtung verlaufende Zunge 128. 4 zeigt deutlich, dass ein elastischer Abschnitt 112 in Umfangsrichtung zwischen in der Umfangsrichtung verlaufenden Zungen 114 und 128 angeordnet ist. Die Fläche 116 enthält eine Kante 130. Die Höhe 132 der Kante 130 ist, gemessen von der Fläche 110, größer als die Dicke 134 des Körpers 102. Der Abschnitt 112 ist so angeordnet, dass er in Bezug auf den ringförmigen Körper 102 geschwenkt wird, sodass die axiale Höhe 132 der Kante 130 auf eine durch die ringförmige Fläche 108 gebildete Ebene ausgerichtet ist. Mit anderen Worten, da der Abschnitt 112 aus ein und demselben Material wie der Körper 102 gebildet ist, ist der Abschnitt 112 schwenkbar, um koplanar mit dem ringförmigen Körper zu liegen zu kommen, sodass der Abschnitt und der Körper eine ebene Fläche bilden.
-
5 zeigt, dass ein Kupplungspaket 200 Andruckscheiben 202 und 204 sowie eine Kupplungsscheibe 100 enthält. Die Andruckscheiben 202 und 204 enthalten einen radial äußeren Zahnkranz 206 zum Eingreifen in einen (nicht gezeigten) Kupplungsträger, und die Kupplungsscheibe 100 enthält einen radial inneren Zahnkranz 136 zum Eingreifen in einen (nicht gezeigten) Kupplungsträger. Der Abschnitt 112 so angeordnet, dass er durch die Andruckscheiben 202 und 204 verbiegbar ist. Zum Beispiel verschiebt der Abschnitt 112 die Andruckscheiben axial von der Kupplungsscheibe weg, um ein Mitschleifen durch die Viskosität eines Ölbades, in dem das Kupplungspaket eingebaut ist, zu verringern, wenn sich die Andruckscheiben und die Kupplungsscheibe mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen. Wenn jedoch die Kupplung eingerückt ist und eine axiale Kraft auf die Andruckscheiben ausgeübt wird, um die Kupplungsscheibe festzuklemmen, wird der elastische Abschnitt leicht verbogen, sodass die Andruckscheiben wie bei einer herkömmlichen Kupplungsscheibe fest gegen das Reibungsmaterial der Kupplungsscheibe gedrückt werden.
-
Eine Mittelachse 138 erstreckt sich senkrecht zur Fläche 108. Schlitze 124 erstrecken sich bei einem, von der Mittelachse 138 aus gemessenen, veränderlichen Radius 140 in einer Umfangsrichtung von der ringförmigen Fläche 108 durch den Körperabschnitt 102. Schlitze 126 erstrecken sich bei einem, von der Mittelachse 138 gemessenen, veränderlichen Radius 142 in einer Umfangsrichtung von der ringförmigen Fläche 108 durch den Körperabschnitt 102. Ein Verbindungsabschnitt 114 ist an einer ersten Umfangsposition radial zwischen den beiden Schlitzen und ein schwenkbarer Abschnitt 112 an einer zweiten Umfangsposition radial zwischen den beiden Schlitzen angeordnet, die gegen die erste Umfangsposition versetzt ist. Die radialen Abstände oder Radien 140 und 142 liegen an der ersten Umfangsposition am dichtesten beieinander und an der zweiten Umfangsposition am weitesten auseinander. Das heißt, eine radiale Breite des Abschnitts 114 ist kleiner als eine radiale Breite des schwenkbaren Abschnitts 112.
-
Die in Umfangsrichtung verlaufende Zunge 114 enthält eine Verbindungsfläche 144 mit einer Kante 146, die sie mit der Fläche 108 gemeinsam hat, und einer Kante 148, die sie mit der Fläche 116 gemeinsam hat. Der Abschnitt 112 und die Flächen 116 und 118 werden um eine Achse 150 gedreht, die eine Tangente an dem Kreis 152 mit einem Mittelpunkt auf der Mittelachse 138 bildet und durch einen Punkt 152 in der Mitte zwischen den Flächen 116 und 118 verläuft. Zwar ist eine Scheibe 100 mit drei schwenkbaren Abschnitten 112 gezeigt, jedoch sind andere Anzahlen möglich. Im Allgemeinen sind mindestens drei Abschnitte 112 bevorzugt.
-
Dem Fachmann sollten natürlich Änderungen und Modifikationen an den obigen Beispielen der Erfindung offensichtlich sein, ohne vom Wesensgehalt oder Schutzumfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Die Erfindung wird zwar unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte und/oder beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist klar, dass daran Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang oder Wesensgehalt der beanspruchten Erfindung abzuweichen.
