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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft allgemein eine Kupplungsscheibe und insbesondere eine Kupplungsscheibe mit verringertem Schleppmoment mit gebogenen Zungen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Kupplungsscheiben mit verringertem Schleppmoment sind bekannt. Ein Beispiel ist in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung 2014/0339045 mit dem Titel REDUCED DRAG CLUTCH PLATE von Lindemann gezeigt, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, als wäre sie hierin vollständig dargelegt.
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KURZDARSTELLUNG
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Beispielhafte Aspekte umfassen allgemein eine Kupplungsscheibe, die eine erste und eine zweite ringförmige Fläche, die axial gegeneinander versetzt sind, eine erste angewinkelte Fläche, die sich unter einem spitzen Winkel in einer ersten axialen Richtung von der ersten ringförmigen Fläche aus erstreckt, und eine zweite angewinkelte Fläche enthält, die sich unter einem spitzen Winkel in einer zweiten axialen Richtung, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, von der ersten ringförmigen Fläche aus erstreckt. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen weist die Kupplungsscheibe ein Nassreibungsmaterial auf, das an der ersten und der zweiten ringförmigen Fläche und der ersten und/oder zweiten angewinkelten Fläche befestigt ist. Gemäß einem beispielhaften Aspekt weist die Kupplungsscheibe ein Nassreibungsmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizienten auf, das an dem Nassreibungsmaterial der ersten und/oder zweiten angewinkelten Fläche befestigt ist. Das Nassreibungsmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizienten kann durch Aufgießen oder Ankleben an dem Nassreibungsmaterial befestigt sein. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe ein erstes Nassreibungsmaterial, das an der ersten und der zweiten ringförmigen Fläche befestigt ist, und ein zweites Nassreibungsmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizienten auf, das an der ersten und/oder der zweiten ringförmigen Fläche befestigt ist.
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Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen weist die Kupplungsscheibe entsprechende ausgekehlte Abschnitte an entgegengesetzten Umfangsseiten der ersten und der zweiten angewinkelten Fläche auf. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe entsprechende Biegungsabschnitte auf, die die erste und die zweite angewinkelte Fläche miteinander verbinden, und die entsprechenden ausgekehlten Abschnitte erstrecken sich radial über die entsprechenden Biegungsabschnitte hinaus. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfassen die erste und die zweite ringförmige Fläche einen ersten und einen zweiten Umfangsrand, die an den ausgekehlten Abschnitten unterbrochen sind. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe entsprechende Biegungsabschnitte auf, die die erste und die zweite angewinkelte Fläche mit den ersten ringförmigen Flächen verbinden. Ein radialer Abstand zwischen dem ersten Umfangsrand und den entsprechenden Biegungsabschnitten ist kleiner als ein radialer Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Umfangsrand und entsprechenden gekrümmten Enden der ausgekehlten Abschnitte.
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Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen enthalten die erste und die zweite ringförmige Fläche einen ersten beziehungsweise zweiten Umfangsrand. Die Kupplungsscheibe enthält eine Umfangsfläche, die den ersten und den zweiten Umfangsrand miteinander verbindet, und eine Vielzahl von der Umfangsfläche hervorstehender Zahnprofilabschnitte. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen weist die Kupplungsscheibe entsprechende Paare von ausgekehlten Abschnitten an entgegengesetzten Umfangsseiten der ersten und der zweiten angewinkelten Fläche auf. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe eine Vielzahl ununterbrochener Zahnabschnitte auf, die sich in Umfangsrichtung über entsprechende Paare von ausgekehlten Abschnitten hinaus erstrecken.
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Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein die Kupplungsscheibe und ein Paar Trennbleche an axial entgegengesetzten Seiten der Kupplungsscheibe. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Paar Trennbleche entsprechende ringförmige Flächen mit Außendurchmessern, die sich radial über die angewinkelten Flächen der Kupplungsscheibe hinaus erstrecken. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe einen inneren Zahnprofilabschnitt auf, und die Trennbleche umfassen entsprechende äußere Zahnprofilabschnitte.
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Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein eine Kupplungsscheibe für ein Getriebe, die eine gekerbte ringförmige Fläche und eine Vielzahl angewinkelter Flächen enthält, die sich zwischen entsprechenden Kerbenpaaren unter einem spitzen Winkel zu der ringförmigen Fläche radial nach außen erstrecken. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich eine erste aus der Vielzahl angewinkelter Flächen in einer ersten axialen Richtung, und eine zweite aus der Vielzahl angewinkelter Flächen erstreckt sich in einer zweiten axialen Richtung, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen weist die Kupplungsscheibe ein Reibungsmaterial, das an der ringförmigen Fläche und der ersten und/oder zweiten Vielzahl angewinkelter Flächen befestigt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe ein Reibungsmaterial mit geringem Reibungskoeffizienten auf, das an dem Reibungsmaterial der ersten und/oder der zweiten Vielzahl angewinkelter Flächen befestigt ist. Das Reibungsmaterial mit geringem Reibungskoeffizienten kann durch Aufgießen oder Ankleben an dem Reibungsmaterial befestigt sein. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe ein erstes Reibungsmaterial, das an der ringförmigen Fläche befestigt ist, und ein zweites Reibungsmaterial mit geringem Reibungskoeffizienten auf, das an der ersten und/oder der zweiten Vielzahl angewinkelter Flächen befestigt ist. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen enthält der innere Zahnprofilabschnitt eine Vielzahl miteinander verbundener Zahnabschnitte, die sich in Umfangsrichtung über die entsprechenden Kerbenpaare hinaus erstrecken. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind ein Außendurchmesser der ringförmigen Fläche und entsprechende Außendurchmesser der angewinkelten Flächen radial aufeinander ausgerichtet.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nunmehr werden das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren ausführlich beschrieben, wobei:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsscheibe gemäß einem beispielhaften Aspekt ist;
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2 eine Draufsicht der Kupplungsscheibe von 1 ist;
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3 eine Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe von 1 entlang der Schnittlinie 3-3 in 2 ist, die zusammen mit Trennblechen gezeigt ist;
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4 eine Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe von 1 entlang der Schnittlinie 4-4 ist;
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5 eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsscheibe gemäß einem beispielhaften Aspekt ist;
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6 eine Draufsicht der Kupplungsscheibe von 5 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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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 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.
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Sofern nicht anderweitig definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie dem Fachmann geläufig sind, an den sich diese Erfindung richtet. Zwar können zum Umsetzen oder Testen der Erfindung beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, jedoch werden nunmehr die folgenden beispielhaften Verfahren, Einheiten und Materialien beschrieben.
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Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 1 bis 4. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsscheibe 100 gemäß einem beispielhaften Aspekt. 2 ist eine Draufsicht der Kupplungsscheibe 100 von 1. 3 ist eine Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe 100 entlang der Schnittlinie 3-3 in 2, die mit Trennblechen dargestellt ist. 4 ist eine Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe 100 entlang der Schnittlinie 4-4. Die Kupplungsscheibe (oder Scheibe) 100 enthält axial gegeneinander versetzte ringförmige Flächen 102 und 104, eine angewinkelte Fläche (oder Zunge) 106, die sich unter einem spitzen Winkel α von der ringförmigen Fläche 102 aus in einer axialen Richtung 108 erstreckt, und eine angewinkelte Fläche 110, die sich unter einem spitzen Winkel β von der ringförmigen Fläche 102 aus in einer axialen Richtung 112 erstreckt, die der axialen Richtung 108 entgegengesetzt ist. Vorzugsweise gibt es eine gerade Anzahl von Zungen, die sich je zur Hälfte in der axialen Richtung 108 (d.h. die Zungen 106) und in der Richtung 112 (d.h. die Zungen 110) erstrecken. Zwar sind 6 Zungen gezeigt, jedoch sind andere Anzahlen möglich. Zum Beispiel kann die Kupplungsscheibe 100 je nach Anwendung 4 oder 8 oder noch mehr Zungen enthalten.
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Der Außendurchmesser 113 der ringförmigen Fläche 102 und entsprechende Außendurchmesser 115 und 117 der angewinkelten Flächen 106 und 110 sind radial aufeinander ausgerichtet. Das heißt, eine Differenz zwischen den Durchmessern 113, 115 und 117 ist kleiner als eine Dicke t der Kupplungsscheibe. Ferner enthält die Kupplungsscheibe 100 ein Nassreibungsmaterial 114, das an der ringförmigen Fläche 102 und den angewinkelten Flächen 106 und 110 befestigt ist, und ein Nassreibungsmaterial 116, das an der ringförmigen Fläche 104 und den angewinkelten Flächen 107 und 111 befestigt ist, die gegenüber den angewinkelten Flächen 106 und 110 axial versetzt sind. Das Nassreibungsmaterial kann wie gezeigt ununterbrochen sein oder einen ersten an der ringförmigen Fläche befestigten ringförmigen Abschnitt und einen zweiten an der angewinkelten Fläche befestigten Zungenabschnitt enthalten. In beiden Fällen erstreckt sich das Nassreibungsmaterial radial so weit auf der Zunge, dass im Einbauzustand neben einem Trennblech nicht der Stahl, sondern das Reibungsmaterial am Trennblech anliegt, wie im Folgenden beschrieben wird.
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Ferner enthält die Kupplungsscheibe 100 ausgekehlte Abschnitte 118 und 120 an entgegengesetzten Umfangsseiten der angewinkelten Fläche 106 und ausgekehlte Abschnitte 122 und 124 an entgegengesetzten Umfangsseiten der angewinkelten Fläche 110. Mit anderen Worten, die Kupplungsscheibe 100 enthält eine gekerbte ringförmige Fläche 102 und angewinkelte Flächen 106 und 110, die sich zwischen entsprechenden Paaren von Kerben (d.h. den ausgekehlten Abschnitten 118 und 120) unter einem spitzen Winkel (d.h. dem Winkel α) zu der ringförmigen Fläche radial nach außen erstrecken.
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Ferner enthält die Kupplungsscheibe 100 einen Biegungsabschnitt 126, der die angewinkelte Fläche 106 mit der ringförmigen Fläche 102 verbindet, und einen Biegungsabschnitt 128, der die angewinkelte Fläche 110 mit der ringförmigen Fläche 104 verbindet. Die ausgekehlten Abschnitte 118 und 120 erstrecken sich radial über den Biegungsabschnitt 126 hinaus, und die ausgekehlten Abschnitte 122 und 124 erstrecken sich radial über den Biegungsabschnitt 128 hinaus. Die ringförmige Fläche 102 enthält einen Umfangsrand 130, der an den ausgekehlten Abschnitten 118, 120, 122 und 124 unterbrochen ist. Der radiale Abstand 134 zwischen dem Umfangsrand 130 und dem Biegungsabschnitt 126 ist kleiner als der radiale Abstand 136 zwischen dem Umfangsrand 130 und dem gekrümmten Ende 138 des ausgekehlten Abschnitts 118. Desgleichen ist der radiale Abstand 140 zwischen dem Umfangsrand 130 und dem Biegungsabschnitt 128 kleiner als der radiale Abstand 142 zwischen dem Umfangsrand 130 und dem gekrümmten Ende 144 des ausgekehlten Abschnitts 124.
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Die Kupplungsbaugruppe 200 enthält eine Kupplungsscheibe 100 und Trennbleche 202 und 204 an axial entgegengesetzten Seiten der Kupplungsscheibe. Die Trennbleche 202 und 204 enthalten entsprechende ringförmige Flächen 206 und 208 mit Außendurchmessern 210 und 212, die sich radial über die angewinkelten Flächen 106 beziehungsweise 110 der Kupplungsscheibe hinaus erstrecken. Die Kupplungsscheibe 100 enthält einen inneren Zahnprofilabschnitt 146. Mit anderen Worten, die ringförmigen Flächen 102 und 104 enthalten Umfangsränder 148 beziehungsweise 150. Die Kupplungsscheibe 100 enthält eine Umfangsfläche 152, die die Umfangsränder 148 und 150 miteinander verbindet, und Zahnprofilabschnitte 154, die von der Umfangsfläche hervorstehen. Die angewinkelten Flächen oder Zungen 126 und 128 sind in Umfangsrichtung auf eine Lücke zwischen entsprechenden Paaren von Zahnprofilen ausgerichtet. Das heißt, eine Mittellinie der Lücke ist in Umfangsrichtung auf eine Mittellinie der Zungen ausgerichtet.
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Die Trennbleche 202 und 204 umfassen entsprechende äußere Zahnprofilabschnitte 214 und 216. Zwar sind die Kupplungsscheibe mit mindestens einem inneren Zahnprofilabschnitt und die Trennbleche mit äußeren Zahnprofilabschnitten dargestellt, jedoch sind andere Varianten möglich. Zum Beispiel können die Kupplungsscheibe einen äußeren Zahnprofilabschnitt und die Trennbleche innere Zahnprofilabschnitte enthalten. Auf ähnliche Weise sind die angewinkelten Flächen zwar an einem Außendurchmesser der Kupplungsscheibe dargestellt, jedoch können andere Ausführungsformen gleichermaßen die angewinkelten Flächen an einem Innendurchmesser der Kupplungsscheibe enthalten.
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Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 5 bis 6. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsscheibe 300 gemäß einem beispielhaften Aspekt. 6 ist eine Draufsicht der Kupplungsscheibe 300 von 5. Die Kupplungsscheibe 300 ist im Allgemeinen der Kupplungsscheibe 100 vergleichbar, und alle Bezugsnummern 3XX entsprechen bis auf die im Folgenden beschriebenen Abweichungen den Bezugsnummern 1XX. Die Kupplungsscheibe 300 enthält ununterbrochene Zahnabschnitte 356, die sich in Umfangsrichtung über entsprechende Paare ausgekehlter Abschnitte hinaus erstrecken. Mit anderen Worten, der innere Zahnprofilabschnitt 346 enthält eine Vielzahl miteinander verbundener Zahnprofilabschnitte 356, die sich in Umfangsrichtung über entsprechende Paare von Kerben (d.h. die Kerben 318 und 320) hinaus erstrecken. Das heißt, die Umfangslänge 358 des verbundenen Zahnprofilabschnitts 356 ist größer als die Umfangslänge 360 vom Rand 362 der Kerbe 318 bis zum Rand 364 der Kerbe 320.
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Die angewinkelten Flächen tragen dazu bei, dass die Trennbleche axial verbogen werden, wenn die Kupplung ausgerückt wird, um ein Mitschleppen durch die Viskosität der Flüssigkeit im Getriebe zu verringern. Die angewinkelten Flächen sind verbiegbar, damit sie axial auf die ringförmigen Flächen ausgerichtet sind, wenn die Kupplung betätigt wird. Die Steifigkeit der Zungen kann durch Verändern der Zungengeometrie, zum Beispiel der Breite und Tiefe, angepasst werden. Je nach Anwendung können die ununterbrochenen Zahnprofilabschnitte die Durchbiegung der angewinkelten Flächen aufgrund der Zentrifugalkräfte begrenzen oder die Bruchfestigkeit der Kupplungsscheibe bei hohen Drehzahlen erhöhen.
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Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 7 bis 9. 7 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Kupplungsscheibe 400 gemäß einem beispielhaften Aspekt. 8 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Kupplungsscheibe 500 gemäß einem beispielhaften Aspekt. 9 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Kupplungsscheibe 600 gemäß einem beispielhaften Aspekt. Die Kupplungsscheiben 400, 500 und 600 enthalten entsprechende Reibungsabschnitte 402, 502 und 602 mit niedrigem Reibungskoeffizienten. Die Kupplungsscheiben 400 und 500 enthalten Reibungsabschnitte 402 beziehungsweise 504 mit niedrigem Reibungskoeffizienten, die an den Reibungsabschnitten 404 beziehungsweise 504 befestigt sind. Der Reibungsabschnitt 402 mit niedrigem Reibungskoeffizienten ist zum Beispiel durch Aufgießen an dem Reibungsabschnitt 404 befestigt. Der Reibungsabschnitt 502 mit niedrigem Reibungskoeffizienten ist zum Beispiel durch Ankleben an dem Reibungsabschnitt 504 befestigt.
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Die Kupplungsscheibe 600 enthält einen Reibungsabschnitt 602 mit niedrigem Reibungskoeffizienten, der zum Beispiel durch Aufkleben an der angewinkelten Zunge 606 befestigt ist. Das heißt, zum Befestigen des Abschnitts 602 an der Zunge 606 wird ein Klebstoff verwendet. Zu dem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten kann eine äußere Kunstharzschicht ähnlich der gehören, die in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung 2014/0321782 mit dem Titel „THRUST WASHER INCLUDING WET FRICTION MATERIAL WITH RESIN COATED SURFACE“ gezeigt und beschrieben ist, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, als wäre sie hierin vollständig beschrieben. Unter Aufgießen ist zu verstehen, dass ein flüssiges Phenolharz auf die Oberfläche eines nicht ausgehärteten Reibungsmaterials aufgebracht wird, sodass eine obere Schicht des Reibungsmaterials mit dem Kunstharz getränkt wird. Dann werden das Reibungsmaterial und das Reibungsmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizienten in einem Ofen zusammen ausgehärtet. Unter Aufkleben ist zu verstehen, dass ein Film aus Phenolharz auf die Oberfläche eines nicht ausgehärteten Reibungsmaterials aufgebracht wird, sodass der Film auf einer oberen Schicht des Reibungsmaterials zu liegen kommt. Dann werden das Reibungsmaterial und das Reibungsmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizienten in einem Ofen zusammen ausgehärtet.
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Dem Fachmann sollten natürlich Änderungen und Modifikationen der obigen Beispiele der Erfindung offensichtlich sein, ohne vom Wesensgehalt oder Schutzumfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Zwar wird die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugt und/oder beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist klar, dass daran Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang oder Wesensgehalt der beanspruchten Erfindung abzuweichen.
