DE212021000376U1

DE212021000376U1 - torque limiter

Info

Publication number: DE212021000376U1
Application number: DE212021000376.1U
Authority: DE
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2031-04-21
Also published as: WO2021228315A1; CN220286256U

Abstract

Drehmomentbegrenzer (1), insbesondere für einen Antriebsstrang (20), insbesondere eines Kraftfahrzeuges, der um eine Drehachse (2) rotierbar ist, mit einer Antriebsseite (6) und einer Abtriebsseite (7), wobei mindestens ein Reibpaket (3) aus einer Reibscheibe (4) und zwei Reibbelägen (5) ausgebildet ist, wobei jeder Reibbelag (5) eine Reibseite (8) aufweist, die mit der Reibscheibe (4) in Reibschluss bringbar ist, wobei jeder Reibbelag (5) eine Rückseite (9) aufweist, die der jeweiligen Reibseite (8) gegenüberliegt, wobei jeder Reibbelag (8) mit seiner Rückseite (9) an einem Reibbelagsträger (10) fixiert ist, wobei die Reibbelagsträger (10) mit einer ersten aus Antriebsseite (6) und Abtriebsseite (7) und die mindestens eine Reibscheibe (4) mit der jeweils anderen zweiten aus Antriebsseite (6) und Abtriebsseite (7) verbunden ist, wobei die Reibbeläge (5) mit einer in Richtung der Drehachse (2) wirkenden Vorspannkraft gegen die Reibscheibe (4) gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reibbelagsträger (10) in axialer Richtung des Drehmomentbegrenzers (1) betrachtet mindestens eine Öffnung (13) mit einer gratartigen, die Öffnung (13) zumindest teilweise begrenzenden Erhebung (14) aufweist, die sich in der Rückseite (9) des entsprechenden Reibbelags (5) unter Verformung der Rückseite (9) verhakt.

Torque limiter (1), in particular for a drive train (20), in particular of a motor vehicle, which can be rotated about an axis of rotation (2), having a drive side (6) and a driven side (7), with at least one friction assembly (3) consisting of a friction disc (4) and two friction linings (5), each friction lining (5) having a friction side (8) which can be brought into frictional contact with the friction disc (4), each friction lining (5) having a rear side (9), which is opposite the respective friction side (8), each friction lining (8) being fixed with its rear side (9) to a friction lining carrier (10), the friction lining carrier (10) having a first drive side (6) and driven side (7) and the at least one friction disk (4) is connected to the other of the drive side (6) and the output side (7), the friction linings (5) being pressed against the friction disk (4) with a prestressing force acting in the direction of the axis of rotation (2). , characterized in that s at least one friction lining carrier (10), viewed in the axial direction of the torque limiter (1), has at least one opening (13) with a ridge-like elevation (14) at least partially delimiting the opening (13), which is located in the rear side (9) of the corresponding Friction lining (5) hooked under deformation of the back (9).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentbegrenzer, insbesondere für einen Antriebsstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a torque limiter, in particular for a drive train, in particular in a motor vehicle.

Drehmomentbegrenzer werden in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen regelmäßig eingesetzt, um das Durchschlagen von Drehmomentspitzen, beispielsweise erzeugt von einem Verbrennungsmotor, auf andere Elemente des Antriebsstranges, in einem hybriden Antriebsstrang beispielsweise ein Elektromotor, zu verhindern, um Beschädigungen durch die Drehmomentspitzen zu vermeiden. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass der Drehmomentbegrenzer eingangs- oder antriebsseitig mindestens einen ersten Reibpartner und ausgangs- oder abtriebsseitig mindestens einen zweiten Reibpartner aufweist, die in einem Reibschluss stehen, wobei die Reibpartner so vorgespannt sind, dass bei Überschreiten eines Grenzdrehmomentes zwischen ersten und zweiten Reibpartnern ein Schlupf entsteht, so dass die Drehmomentspitze nicht übertragen wird. Um zu gewährleisten, dass der Schlupf lediglich an der gewünschten Stelle entsteht, ist es aus der DE 10 2017 121 431 A1 bekannt, entsprechende Reibbeläge als erste oder zweite Reibpartner einzusetzen, die materialbedingt unterschiedliche Reibwerte aufweisen, bei denen insbesondere der Reibwert hin zum jeweils anderen Reibpartner kleiner ist als ein Reibwert zu anderen Elementen, beispielsweise einem entsprechenden Halter für den Reibbelag. Aus der DE 10 2017 121 437 A1 ist ein anderes Konzept bekannt, bei dem die entsprechenden Reibflächen durch unterschiedliche Radien gekennzeichnet sind, die zu einer genauen Definition der Stelle genutzt werden, an der beim Überschreiten des Grenzdrehmomentes ein Schlupf entsteht. Diesen Konzepten ist gemeinsam, dass die die Reibpartner vergleichsweise komplex ausgebildet werden müssen.Torque limiters are regularly used in motor vehicle drive trains to prevent torque peaks, for example generated by an internal combustion engine, from passing through to other elements of the drive train, for example an electric motor in a hybrid drive train, in order to avoid damage from the torque peaks. This is achieved, for example, by the torque limiter having at least one first friction partner on the input or drive side and at least one second friction partner on the output or output side, which are in frictional contact, with the friction partners being preloaded in such a way that when a limit torque is exceeded between the first and second Friction partners a slip occurs, so that the torque peak is not transmitted. In order to ensure that the slip occurs only at the desired point, it is made of the DE 10 2017 121 431 A1 It is known to use corresponding friction linings as first or second friction partners, which have different coefficients of friction due to the material, in which, in particular, the coefficient of friction towards the other friction partner is smaller than a coefficient of friction towards other elements, for example a corresponding holder for the friction lining. From the DE 10 2017 121 437 A1 Another concept is known, in which the corresponding friction surfaces are characterized by different radii, which are used to precisely define the point at which slip occurs when the limit torque is exceeded. What these concepts have in common is that the friction partners have to be designed in a comparatively complex manner.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden.Proceeding from this, the object of the present invention is to at least partially overcome the problems known from the prior art.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This object is achieved with the features of independent claim 1. Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further refinements of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations of the invention being presented.

Der erfindungsgemäße Drehmomentbegrenzer, insbesondere für einen Antriebsstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, ist um eine Drehachse rotierbar, mit einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite, wobei mindestens ein Reibpaket aus einer Reibscheibe und zwei Reibbelägen ausgebildet ist, wobei jeder Reibbelag eine Reibseite aufweist, die mit der Reibscheibe in Reibschluss bringbar ist, wobei jeder Reibbelag eine Rückseite aufweist, die der jeweiligen Reibseite gegenüberliegt, wobei jeder Reibbelag mit seiner Rückseite an einem Reibbelagsträger fixiert ist, wobei die Reibbelagsträger mit einer ersten aus Antriebsseite und Abtriebsseite und die mindestens eine Reibscheibe mit der jeweils anderen zweiten aus Antriebsseite und Abtriebsseite verbunden ist, wobei die Reibbeläge mit einer in Richtung der Drehachse wirkenden Vorspannkraft gegen die Reibscheibe gepresst werden. Der Drehmomentbegrenzer zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Reibbelagsträger in axialer Richtung des Drehmomentbegrenzers betrachtet mindestens eine Öffnung mit einer gratartigen, die Öffnung zumindest teilweise begrenzenden Erhebung aufweist, die sich in der Rückseite des entsprechenden Reibbelags unter Verformung der Rückseite verhakt.The torque limiter according to the invention, in particular for a drive train, in particular of a motor vehicle, can be rotated about an axis of rotation, with a drive side and a driven side, with at least one friction assembly being formed from a friction disk and two friction linings, with each friction lining having a friction side which is connected to the friction disk can be brought into frictional contact, with each friction lining having a rear side which is opposite the respective friction side, with the rear side of each friction lining being fixed to a friction lining carrier, the friction lining carrier having a first drive side and an output side and the at least one friction disk having the other second one in each case is connected from the input side and the output side, the friction linings being pressed against the friction disc with a preload force acting in the direction of the axis of rotation. The torque limiter is characterized in that at least one friction lining carrier, viewed in the axial direction of the torque limiter, has at least one opening with a ridge-like elevation that at least partially delimits the opening and hooks into the back of the corresponding friction lining, deforming the back.

Unter einer gratartigen Erhebung wird eine Erhebung verstanden, die eine scharfe Kante aufweist. Mit dieser scharfen Kante dringt der Reibbelagsträger in das Material des Reibbelags ein und verhakt sich in diesem. Hierdurch entsteht eine Art erzwungener Formschluss, der für eine Fixierung des Reibbelags am Reibbelagsträger sorgt, so dass ein Schlupf nur an der Reibseite, nicht jedoch an der Rückseite des Reibbelags entstehen kann. So wird die Position bzw. die Stelle, an der der Schlupf oder das Rutschen beim Überschreiben eines Grenzdrehmoments entsteht, definiert. Dieser findet ausschließlich zwischen Reibscheibe und der Reibseite der jeweiligen Reibbeläge statt.A ridge-like elevation is understood to be an elevation that has a sharp edge. The friction lining carrier penetrates the material of the friction lining with this sharp edge and hooks into it. This results in a type of forced form fit, which ensures that the friction lining is fixed to the friction lining carrier, so that slippage can only occur on the friction side, but not on the rear side of the friction lining. This defines the position or point at which the slip occurs when a limit torque is exceeded. This takes place exclusively between the friction disk and the friction side of the respective friction lining.

Das Grenzdrehmoment wird dabei bevorzugt über die Vorspannkraft im Zusammenspiel mit den Reibwerten beziehungsweise Reibungskoeffizienten zwischen der Reibscheibe und den jeweiligen Reibbelägen, sowie der für die Reibung zwischen Reibscheibe und Reibbelägen zur Verfügung stehenden Fläche definiert. Durch die Festlegung der Anzahl der gratartigen Erhebungen, der Höhe der gratartigen Erhebungen, die die Eindringtiefe in den Reibbelag definiert, der jeweiligen Erstreckung, also der Länge, der gratartigen Erhebungen, der Position der gratartigen Erhebungen, der Form der gratartigen Erhebungen und/oder des Materials des Reibbelags wird gewährleistet, dass sich die Verbindung zwischen Reibbelag und Reibbelagsträger bei der Übertragung von Drehmomenten bis über das Grenzdrehmoment hinaus nicht löst.The limit torque is preferably defined via the pretensioning force in interaction with the coefficients of friction or friction coefficients between the friction disk and the respective friction linings, as well as the surface area available for the friction between the friction disk and the friction linings. By determining the number of ridge-like elevations, the height of the ridge-like elevations, which defines the depth of penetration into the friction lining, the respective extension, i.e. the length, of the ridge-like elevations, the position of the ridge-like elevations, the shape of the ridge-like elevations and/or the The material of the friction lining ensures that the connection between the friction lining and the friction lining carrier does not come loose when torque is transmitted beyond the limit torque.

Aufgrund der gratartigen Erhebungen ist die Montage des Reibbelags im Reibbelagsträger einfach, eine Ausrichtung in Umfangsrichtung, bezogen auf die Drehachse, des Reibbelags zum Reibbelagsträger kann unterbleiben, da der Formschluss nicht zwischen vorgefertigten Elementen in Reibbelag und Reibbelagsträger erfolgt, sondern vielmehr durch das Eindringen der gratartigen Erhebung in den Reibbelag erzeugt wird. Weiterhin kann eine weitere Fixierung, beispielsweise eine stoffschlüssige Fixierung des Reibbelags am Reibbelagsträger oder eine reibschlüssige Fixierung unterbleiben.Due to the burr-like elevations, the assembly of the friction lining in the friction lining carrier is easy, an alignment in the circumferential direction, based on the axis of rotation, of the friction lining to the friction lining carrier can be omitted, since the positive connection does not take place between prefabricated elements in the friction lining and friction lining carrier, but rather through the penetration of the ridge-like Collection is generated in the friction lining. Furthermore, a further fixation, for example a cohesive fixation of the friction lining on the friction lining carrier or a frictional fixation, can be omitted.

Als Reibbeläge werden bevorzugt Reibbeläge einem Material umfassend Fasern und bevorzugt ein organisches Bindemittel eingesetzt. Bei diesen kann das Verhaken mit und gegebenenfalls das Eindringen in den Reibbelag auf einfache Art erfolgen. Bei den Fasern handelt es sich bevorzugt um Glasfasern und/oder Aramidfasern, bei dem organischen Bindemittel bevorzugt um mindestens ein Harz. Bevorzugt umfasst der mindestens eine Reibbelag weiterhin mindestens eine metallische Komponente, die insbesondere die Formstabilität des Reibbelags gewährleistet.The friction linings used are preferably friction linings made from a material comprising fibers and preferably an organic binder. In the case of these, hooking onto and possibly penetrating into the friction lining can take place in a simple manner. The fibers are preferably glass fibers and/or aramid fibers, and the organic binder is preferably at least one resin. The at least one friction lining preferably also comprises at least one metallic component, which in particular ensures the dimensional stability of the friction lining.

Bevorzugt ist die mindestens eine Öffnung in einem radialen Außenbereich des Reibbelagsträgers ausgebildet ist. Der radiale Außenbereich umfasst insbesondere höchstens die äußeren 15% des Außenradius des Reibbelagsträgers. Eine Ausbildung am radialen Außenbereich ist konstruktiv einfach ausführbar, mit nur geringem Einfluss auf andere Bauteile.The at least one opening is preferably formed in a radial outer area of the friction lining carrier. In particular, the radial outer area comprises at most the outer 15% of the outer radius of the friction lining carrier. A configuration on the radial outer area can be carried out in a structurally simple manner, with only a small influence on other components.

Bevorzugt wird die gratartige Erhebung bei der Herstellung der Öffnung des Reibbelagsträgers erzeugt. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau des Reibbelagsträgers, da die Öffnung in einem Arbeitsschritt mit der gratartigen Erhebung erstellt werden kann. Es ist auch möglich, den gesamten Reibbelagsträger mit Öffnungen und gratartigen Erhebungen in einem Arbeitsschritt, beispielsweise durch ein Stanzen aus einem Rohling, zu erzeugen. Bevorzugt wird die gratartige Erhebung und gegebenenfalls die entsprechende Öffnung durch einen Stanzprozess erzeugt. Hierdurch können die gratartigen Erhebungen, ggf. die Öffnungen und der Reibbelagsträger einfach und kostengünstig aus einem Blechrohling, insbesondere einem Rohling aus Stahlblech, erzeugt werden.The burr-like elevation is preferably produced during the manufacture of the opening in the friction lining carrier. This enables the friction lining carrier to be constructed in a simple manner, since the opening can be created in one work step with the ridge-like elevation. It is also possible to produce the entire friction lining carrier with openings and ridge-like elevations in one work step, for example by stamping from a blank. The ridge-like elevation and optionally the corresponding opening are preferably produced by a stamping process. As a result, the ridge-like elevations, possibly the openings and the friction lining carrier, can be produced easily and inexpensively from a sheet metal blank, in particular a blank made of sheet steel.

Bevorzugt bildet die gratartige Erhebung in der Draufsicht, d.h. in axialer Richtung des Drehmomentbegrenzers betrachtet, eine geschlossene Kontur. Unter der Kontur wird eine Kurve verstanden, die die gratartige Erhebung von seiner Umgebung abgrenzt. Beispielsweise können als geschlossene Konturen kreisförmig, ellipsenförmige, racetrack-förmige, vieleckige oder rechteckige geschlossene Konturen ausgebildet werden. Eine gratartige Erhebung mit geschlossener Kontur ist einfach auszubilden.The ridge-like elevation preferably forms a closed contour when viewed from above, i.e. viewed in the axial direction of the torque limiter. The contour is understood to be a curve that delimits the ridge-like elevation from its surroundings. For example, circular, elliptical, racetrack-shaped, polygonal or rectangular closed contours can be formed as closed contours. A ridge-like elevation with a closed contour is easy to form.

Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass die gratartige Erhebung in der Draufsicht eine offene Kontur bildet. Diese weist im Unterschied zu einer geschlossenen Kontur weitere Kanten in den Bereichen auf, in denen die Kontur endet. Dies verbessert den erzwungenen Formschluss im Vergleich zu gratartigen Erhebungen mit geschlossener Kontur. Es ist möglich, in einem Drehmomentbegrenzer und insbesondere in einem Reibbelagsträger gratartige Erhebungen mit offener Kontur und mit geschlossener Kontur zu kombinieren.Alternatively or additionally, it is preferred that the ridge-like elevation forms an open contour when viewed from above. In contrast to a closed contour, this has additional edges in the areas where the contour ends. This improves the forced form fit compared to ridge-like elevations with a closed contour. It is possible to combine ridge-like elevations with an open contour and with a closed contour in a torque limiter and in particular in a friction lining carrier.

Weiterhin wird ein Drehschwingungsdämpfer vorgeschlagen, der einen erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzer umfasst. Dies erlaubt eine kompakte Implementierung des Drehmomentbegrenzers. Insbesondere kann der Drehmomentbegrenzer direkt in den Drehschwingungsdämpfer integriert sein oder mit einem Ausgang oder einer Abtriebsseite des Drehschwingungsdämpfers verbunden sein.Furthermore, a torsional vibration damper is proposed which includes a torque limiter according to the invention. This allows for a compact implementation of the torque limiter. In particular, the torque limiter can be integrated directly into the torsional vibration damper or can be connected to an output or an output side of the torsional vibration damper.

Weiterhin wird ein Antriebsstrang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzer und/oder einen erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer. Bevorzugt umfasst der Antriebsstrang mindestens einen Elektromotor zur zumindest zeitweisen Abgabe von Drehmoment. So kann ein angetriebenes Rad von einem Verbrennungsmotor und/oder mindestens einem Elektromotor mit Drehmoment versorgt werden. Durch den Drehmomentbegrenzer kann der Elektromotor in einem hybriden Antriebsstrang vor Drehmomentspitzen, die durch einen Verbrennungsmotor erzeugt werden, geschützt werden.Furthermore, a drive train, in particular for a motor vehicle, is proposed, comprising at least one torque limiter according to the invention and/or a torsional vibration damper according to the invention. The drive train preferably includes at least one electric motor for at least temporarily delivering torque. A driven wheel can be supplied with torque by an internal combustion engine and/or at least one electric motor. The torque limiter can protect the electric motor in a hybrid drive train against torque peaks that are generated by an internal combustion engine.

Die für den Drehmomentbegrenzer offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf den Drehschwingungsdämpfer und den Antriebsstrang und jeweils umgekehrt anwenden und übertragen.The details and advantages disclosed for the torque limiter can be applied and transferred to the torsional vibration damper and the drive train and vice versa.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter (erste, zweite) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.As a precaution, it should be noted that the numerals used here (first, second) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, variables or processes, i.e. in particular do not necessarily specify any dependency and/or sequence of these objects, variables or processes in relation to one another. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:

1: ein Beispiel eines Drehmomentbegrenzers;
2: einen Reibbelagsträger aus dem Beispiel eines Drehmomentbegrenzers in einer Schnittansicht;
3: den Reibbelagsträger nach 2 in einer perspektivischen Teilansicht;
4 und 5: Beispiele eines Drehschwingungsdämpfers mit einem Drehmomentbegrenzer; und
6: ein Beispiel eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug.

The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the figures explained. It should be pointed out that the invention should not be limited by the exemplary embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description and/or figures. In particular, it should be pointed out that the figures and in particular the proportions shown are only schematic. The same reference symbols designate the same objects, so that explanations from other figures can be used as a supplement if necessary. Show it:

1 : an example of a torque limiter;
2 : a friction lining carrier from the example of a torque limiter in a sectional view;
3 : the friction lining carrier 2 in a perspective partial view;
4 and 5 : Examples of a torsional vibration damper with a torque limiter; and
6 : an example of a power train for a motor vehicle.

1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Drehmomentbegrenzers 1, 2 und 3 zeigen weitere Ansichten des Drehmomentbegrenzers 1. 1 bis 3 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Der Drehmomentbegrenzer 1 ist um eine schematisch eingezeichnete Drehachse 2 rotierbar. Der Drehmomentbegrenzer 1 umfasst ein Reibpaket 3, welches eine Reibscheibe 4 und zwei Reibbeläge 5 umfasst. Die Reibbeläge 5 weisen jeweils eine Reibseite 8 auf, die mit der Reibscheibe 4 in Reibschluss bringbar ist. Die Reibbeläge 5 weisen jeweils eine Rückseite 9 auf, die gegenüber der jeweiligen Reibseite 9 ausgebildet ist. Jeder Reibbelag 5 ist mit seiner Rückseite 9 an einem Reibbelagsträger 10 befestigt. Der Reibbelagsträger 10 ist dabei aus einem Metallblech, insbesondere einem Stahlblech, ausgebildet. Die Reibscheibe 4 ist dabei mit einer Abtriebsseite 7 verbunden, während die Reibbelagsträger 10 mit einer Antriebsseite 6 verbunden sind. 1 schematically shows a section of a torque limiter 1, 2 and 3 show further views of the torque limiter 1. 1 until 3 are described together below. The torque limiter 1 can be rotated about an axis of rotation 2 shown schematically. The torque limiter 1 includes a friction assembly 3 which includes a friction disk 4 and two friction linings 5 . The friction linings 5 each have a friction side 8 which can be brought into frictional contact with the friction disc 4 . The friction linings 5 each have a rear side 9 which is formed opposite the respective friction side 9 . Each friction lining 5 is fastened to a friction lining carrier 10 with its rear side 9 . The friction lining carrier 10 is made from a metal sheet, in particular a steel sheet. The friction disk 4 is connected to an output side 7 , while the friction lining carriers 10 are connected to a drive side 6 .

Über ein Vorspannelement 11, welches mindestens ein Federelement 12 umfasst, werden die Reibbeläge 5 gegen die Reibscheibe 4 gepresst. Die Vorspannkraft, die das Vorspannelement 11 erzeugt, wirkt dabei in Richtung der Drehachse 2. Hierdurch entsteht ein Reibschluss zwischen den Reibbelägen 5 und der Reibscheibe 4. Durch die Vorspannkraft, die das Vorspannelement 11 ausübt und die Reibewerte der Reibpaare von Reibbelägen 5 und Reibscheibe 4 wird ein Grenzdrehmoment definiert. Liegt an der Antriebsseite 6 ein Drehmoment an, welches kleiner als das Grenzdrehmoment ist, so wird Drehmoment reibschlüssig über das Reibpaket 3 und damit den Drehmomentbegrenzer 1 übertragen. Kommt es, beispielsweise durch Drehmomentspitzen, zu einer Überschreitung des Grenzdrehmoments, kommt es zu Schlupf zwischen den Reibbelägen 5 und der Reibscheibe 4, so dass das Durchschlagen von Drehmomentspitzen von der Antriebsseite 6 auf die Abtriebsseite 7 verhindert werden kann.The friction linings 5 are pressed against the friction disk 4 via a prestressing element 11 which comprises at least one spring element 12 . The preloading force generated by the preloading element 11 acts in the direction of the axis of rotation 2. This creates a frictional connection between the friction linings 5 and the friction disk 4. The preloading force that the preloading element 11 exerts and the friction values of the friction pairs of friction linings 5 and friction disk 4 a limit torque is defined. If there is a torque on the drive side 6 which is less than the limit torque, then torque is transmitted by friction via the friction assembly 3 and thus the torque limiter 1 . If the limit torque is exceeded, for example due to torque peaks, slippage occurs between the friction linings 5 and the friction disc 4, so that torque peaks from the input side 6 to the output side 7 can be prevented.

In einem radialen Außenbereich 16 (vgl. insbesondere 2) der Reibbelagsträger 10 sind Öffnungen 13 ausgebildet, die den Reibbelagsträger 10 durchdringen. Der radiale Außenbereich 16 umfasst dabei höchstens die äußeren 15% eines Außenradius 17 des Reibbelagsträgers 10. Der Außenradius 17 ist in 2 lediglich schematisch eingezeichnet. Die Öffnungen 13 weisen gratartige Erhebungen 14 auf, die in den entsprechenden Reibbelag 5 eindringen und sich mit diesem verhaken. Bei den gratartigen Erhebungen 14, die entsprechende Öffnungen 13 zumindest teilweise umgeben, kann es sich insbesondere um Stanzgrate handeln, die beim Stanzen auf der dem Stempeleintritt gegenüberliegenden Seite des Bleches bzw. des Reibbelagsträgers 10 entstehen. Durch diesen erzwungenen Formschluss, bei dem die gratartigen Erhebungen 14 in die Rückseite 9 des entsprechenden Reibbelags 5 eindringen beziehungsweise diese verformen und dann einen Formschluss mit dem umgebenden Material des Reibbelags 5 bilden. Die gratartigen Erhebungen 14 dringen zur Ausbildung des Formschlusses in die plane, unverformte und nicht durchbrochene Oberfläche der Rückseite 9 des entsprechenden Reibbelags 5 ein, und verformen diese in ihrer Umgebung, um den Formschluss mit dem Reibbelag 5 auszubilden. Durch das Andringen und Verhaken wird insbesondere der Reibbelag 5 in axialer Richtung des Drehmomentbegrenzers 1 nicht durchstoßen, sondern die der Rückseite 9 gegenüberliegende Reibseite 8 des jeweiligen Reibbelags 5 bleibt intakt. Hierdurch wird der Reibbelag 5 an dem Reibbelagsträger 10 fixiert. Die gratartigen Erhebungen 14 ragen um eine Höhe 15 aus dem umgebenden Material des Reibbelagsträgers 10 heraus, wie insbesondere 2 zeigt.In a radial outer area 16 (cf. in particular 2 ) of the friction lining carrier 10 are formed with openings 13 which penetrate the friction lining carrier 10 . The radial outer area 16 comprises at most the outer 15% of an outer radius 17 of the friction lining carrier 10. The outer radius 17 is in 2 only shown schematically. The openings 13 have burr-like elevations 14 which penetrate into the corresponding friction lining 5 and get caught with it. The burr-like elevations 14, which at least partially surround the corresponding openings 13, can in particular be stamping burrs that arise during stamping on the side of the metal sheet or of the friction lining carrier 10 opposite the punch entry. This forced form fit, in which the burr-like elevations 14 penetrate into the rear side 9 of the corresponding friction lining 5 or deform it and then form a form fit with the surrounding material of the friction lining 5 . The burr-like elevations 14 penetrate into the planar, non-deformed and non-perforated surface of the rear side 9 of the corresponding friction lining 5 to form the form fit and deform it in its vicinity in order to form the form fit with the friction lining 5 . Due to the pressing and snagging, the friction lining 5 in particular is not pierced in the axial direction of the torque limiter 1, but the friction side 8 of the respective friction lining 5 opposite the rear side 9 remains intact. As a result, the friction lining 5 is fixed to the friction lining carrier 10 . The ridge-like elevations 14 protrude by a height 15 from the surrounding material of the friction lining 10, such as in particular 2 shows.

Die gratartigen Erhebungen 14 werden dabei insbesondere in einem Arbeitsschritt mit der Herstellung der Öffnungen 13 oder auch des gesamten Reibbelagsträgers 10 erstellt, insbesondere durch Stanzen, wie zuvor beschrieben. So können die gratartigen Erhebungen 14 einfach und schnell hergestellt werden. Der Reibbelagsträger 10 weist dabei eine Vielzahl von Öffnungen 13 auf, die über den Umfang des Reibbelagsträgers 10 verteilt sind, wie insbesondere 3 zeigt.The burr-like elevations 14 are created in particular in one work step with the production of the openings 13 or the entire friction lining carrier 10, in particular by punching, as described above. In this way, the ridge-like elevations 14 can be produced quickly and easily. The friction lining carrier 10 has a multiplicity of openings 13 which are distributed over the circumference of the friction lining carrier 10, such as in particular 3 shows.

Durch diesen erzwungenen Formschluss kann auf die Ausbildung von Öffnungen im Reibbelag 5, die möglichen Formschlusselementen im Reibbelagsträger 10 entsprechen müssen, verzichtet werden. Weiterhin ist es nicht notwendig, spezifische Anforderungen an die Reibpaarungen der Rückseite 9 der Reibbeläge 5 zu stellen, da ein Reibschluss zwischen der Rückseite 9 des Reibbelags 5 mit dem Reibbelagsträger 10 nicht notwendig ist. Dadurch wird die Herstellung der Reibbeläge 5 vereinfacht und die Montage der Reibbeläge 5 an den jeweiligen Reibbelagsträgern 10 beschleunigt, da auf eine Ausrichtung des Reibbelags 5 zum jeweiligen Reibbelagsträger 10 verzichtet werden kann, da sich der erzwungene Formschluss beim Einpressen des Reibbelags 5 in den Reibbelagsträger 10 unabhängig von einer bestimmten Position des Reibbelags 5 zum Reibbelagsträger 10 bildet. Durch die Festlegung der Anzahl der gratartigen Erhebungen 14, der Höhe 15, der jeweiligen Erstreckung der gratartigen Erhebungen 14, der Position der gratartigen Erhebungen14, der Form der gratartigen Erhebungen 14 und/oder des Materials des Reibbelags 5 wird gewährleistet, dass sich die Verbindung zwischen Reibbelag 5 und Reibbelagsträger 10 bei der Übertragung von Drehmomenten bis über das Grenzdrehmoment hinaus nicht löst. Somit erfolgt Schlupf beim Anliegen von Drehmomenten, die größer als das Grenzdrehmoment sind, nur zwischen den Reibseiten 8 der Reibbeläge 5 und der Reibscheibe 4, so dass die Funktion des Drehmomentbegrenzers 1 gewährleistet ist.As a result of this forced form fit, the formation of openings in the friction lining 5, which must correspond to possible form fit elements in the friction lining carrier 10, can be dispensed with. Furthermore, it is not necessary to make specific demands on the friction pairings of the rear side 9 of the friction linings 5, since a frictional connection between the rear side 9 of the friction lining 5 and the friction lining carrier 10 is not necessary. This simplifies the production of the friction linings 5 and accelerates the assembly of the friction linings 5 on the respective friction lining carrier 10, since there is no need to align the friction lining 5 with the respective friction lining carrier 10, since the forced form fit when the friction lining 5 is pressed into the friction lining carrier 10 forms independently of a certain position of the friction lining 5 to the friction lining carrier 10 . By determining the number of ridge-like elevations 14, the height 15, the respective extension of the ridge-like elevations 14, the position of the ridge-like elevations 14, the shape of the ridge-like elevations 14 and / or the material of the friction lining 5 ensures that the connection between Friction lining 5 and friction lining carrier 10 does not dissolve during the transmission of torque up to the limit torque. Thus, when torques are applied that are greater than the limit torque, slip occurs only between the friction sides 8 of the friction linings 5 and the friction disk 4, so that the function of the torque limiter 1 is guaranteed.

Wie insbesondere 3 zeigt, ist in axialer Richtung des Drehmomentbegrenzers 1 betrachtet eine Kontur 18 der gratartigen Erhebungen 14 in der Draufsicht geschlossen, in diesem Beispiel kreisförmig. Die Form der Öffnung 13 und/oder der gratartigen Erhebungen 14 kann beliebige Geometrien aufweisen, beispielsweise kreisförmig, ellipsenförmig, Racetrack-förmig, vieleckig, rechteckig, etc. Die Kontur 18 der gratartigen Erhebungen 14 kann, wie in diesem Beispiel, geschlossen sein, sie kann jedoch auch in der Draufsicht offen sein, das heißt Unterbrechungen und/oder Enden aufweisen. Beispielsweise kann diese Kontur 18 in der Draufsicht mondsichelförmig sein.How in particular 3 shows, viewed in the axial direction of the torque limiter 1, a contour 18 of the ridge-like elevations 14 is closed in plan view, in this example circular. The shape of the opening 13 and/or the ridge-like elevations 14 can have any geometries, for example circular, elliptical, racetrack-shaped, polygonal, rectangular, etc. The contour 18 of the ridge-like elevations 14 can be closed, as in this example however, it can also be open in plan view, i.e. have interruptions and/or ends. For example, this contour 18 can be in the shape of a crescent moon when viewed from above.

4 und 5 zeigen zwei Beispiele eines Drehschwingungsdämpfers 19, die jeweils einen Drehmomentbegrenzer 1 nach den 1 bis 3 aufweisen, wobei der gewählte Schnitt den Bereich der Öffnungen 13 und damit der gratartigen Erhebungen 14 nicht sichtbar ist. Im ersten Beispiel in 4 ist der Drehmomentbegrenzer 1 in den Drehschwingungsdämpfer 19 integriert, im zweiten Beispiel aus 5 ist der Drehschwingungsdämpfer 19 mit seiner Antriebsseite 6, die in diesem Falle mit der Reibscheibe 4 verbunden ist, an der Abtriebsseite des Drehschwingungsdämpfers 19 verbunden. Zu Details zu dem Drehmomentbegrenzer 1 wird auf die obige Beschreibung zu 1 bis 3 verwiesen. 4 and 5 show two examples of a torsional vibration damper 19, each having a torque limiter 1 according to 1 until 3 have, wherein the chosen section the area of the openings 13 and thus the ridge-like elevations 14 is not visible. In the first example in 4 the torque limiter 1 is integrated into the torsional vibration damper 19, in the second example 5 the torsional vibration damper 19 is connected to the output side of the torsional vibration damper 19 with its drive side 6 , which in this case is connected to the friction disk 4 . For details on the torque limiter 1, refer to the description above 1 until 3 referred.

6 zeigt schematisch einen Antriebsstrang 20 eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang 20 weist einen Verbrennungsmotor 21 auf, über den Drehmoment erzeugbar ist. Mit einer Kurbelwelle 22 des Verbrennungsmotors 21 ist ein Drehschwingungsdämpfer 19 mit Drehmomentbegrenzer 1 jeweils wie oben beschrieben verbunden. Über eine Trennkupplung 23 und einen Elektromotor 24 ist der Verbrennungsmotor 21 mit einer Getriebeeinheit 25 und über diese mit mindestens einem angetriebenen Rad 26 des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Elektromotor 24 kann ebenfalls Drehmoment erzeugen, so dass der Antriebsstrang 20 einen hybriden Antriebsstrang darstellt. Über die Trennkupplung 23 kann der Verbrennungsmotor 21 vom angetriebenen Rad 26 getrennt werden, so dass ein rein elektrischer Antrieb über den Elektromotor 24 möglich ist. 6 shows schematically a drive train 20 of a motor vehicle. The drive train 20 has an internal combustion engine 21 via which torque can be generated. A torsional vibration damper 19 with a torque limiter 1 is connected to a crankshaft 22 of the internal combustion engine 21 as described above. The internal combustion engine 21 is connected via a separating clutch 23 and an electric motor 24 to a transmission unit 25 and via this to at least one driven wheel 26 of the motor vehicle. The electric motor 24 can also generate torque so that the powertrain 20 represents a hybrid powertrain. The internal combustion engine 21 can be separated from the driven wheel 26 via the separating clutch 23 so that a purely electric drive via the electric motor 24 is possible.

Dieses Beispiel zeigt eine Ausgestaltung, bei der der Elektromotor 24 in Reihe verbunden ist, auch eine parallele Anbindung des Elektromotors 24 an den übrigen Antriebsstrang 20 ist möglich wie auch eine radindividuelle Anordnung es Elektromotors 24 am jeweiligen angetriebenen Rad 26. Es können auch mehrere Elektromotoren 24 im Antriebsstrang 20 ausgebildet sein. Durch den Drehmomentbegrenzer 1 wird eine Schädigung des oder der Elektromotors/Elektromotoren 24 durch Drehmomentspitzen des Verbrennungsmotors 21 verhindert.This example shows an embodiment in which the electric motor 24 is connected in series; a parallel connection of the electric motor 24 to the rest of the drive train 20 is also possible, as well as a wheel-specific arrangement of the electric motor 24 on the respective driven wheel 26. Several electric motors 24 be formed in the drive train 20. The torque limiter 1 prevents damage to the electric motor(s) 24 caused by torque peaks of the internal combustion engine 21 .

Der Aufbau des Drehmomentbegrenzers 1, bei dem die Reibbeläge 5 über einen erzwungenen Formschluss mit gratartigen Erhebungen 14 im Reibbelagsträger 10 verbunden werden, erlaubt einen einfachen Aufbau des Drehmomentbegrenzers 1 bei Gewährleistung einer zuverlässigen Funktion, bei der Schlupf beim Überschreiten des Grenzdrehmoments des Drehmomentbegrenzers 1 nur zwischen den Reibbelägen 5 und der Reibscheibe 4 erfolgt, nicht jedoch zwischen Reibbelag 5 und Reibbelagsträger 10.The structure of the torque limiter 1, in which the friction linings 5 are connected to ridge-like elevations 14 in the friction lining carrier 10 via a forced form fit, allows a simple structure of the torque limiter 1 while ensuring reliable functioning in which slippage occurs when the limit torque of the torque limiter 1 is exceeded only between the friction linings 5 and the friction disc 4, but not between the friction lining 5 and the friction lining carrier 10.

BezugszeichenlisteReference List

11: Drehmomentbegrenzertorque limiter
22: Drehachseaxis of rotation
33: Reibpaketfriction pack
44: Reibscheibefriction disc
55: Reibbelagfriction lining
66: Antriebsseitedrive side
77: Abtriebsseiteoutput side
88th: Reibseiterubbing side
99: Rückseiteback
1010: Reibbelagsträgerfriction lining carrier
1111: Vorspannelementbiasing element
1212: Federelementspring element
1313: Öffnungopening
1414: Gratartige ErhebungRidgelike elevation
1515: HöheHeight
1616: Radialer AußenbereichRadial exterior
1717: Außenradiusouter radius
1818: Konturcontour
1919: Drehschwingungsdämpfertorsional vibration damper
2020: Antriebsstrangpowertrain
2121: Verbrennungsmotorcombustion engine
2222: Kurbelwellecrankshaft
2323: Trennkupplungdisconnect clutch
2424: Elektromotorelectric motor
2525: Getriebeeinheitgear unit
2626: Angetriebenes Radpowered wheel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102017121431 A1 [0002]
DE 102017121437 A1 [0002]

Claims

Torque limiter (1), in particular for a drive train (20), in particular of a motor vehicle, which can be rotated about an axis of rotation (2), having a drive side (6) and a driven side (7), with at least one friction assembly (3) consisting of a friction disc (4) and two friction linings (5), each friction lining (5) having a friction side (8) which can be brought into frictional contact with the friction disc (4), each friction lining (5) having a rear side (9), which is opposite the respective friction side (8), each friction lining (8) being fixed with its rear side (9) to a friction lining carrier (10), the friction lining carrier (10) having a first drive side (6) and driven side (7) and the at least one friction disk (4) is connected to the other of the drive side (6) and the output side (7), the friction linings (5) being pressed against the friction disk (4) with a prestressing force acting in the direction of the axis of rotation (2). , characterized in that When viewed in the axial direction of the torque limiter (1), at least one friction lining carrier (10) has at least one opening (13) with a ridge-like elevation (14) at least partially delimiting the opening (13), which is located in the rear side (9) of the corresponding Friction lining (5) hooked under deformation of the back (9).

Torque limiter (1) after claim 1 , wherein the at least one opening (13) is formed in a radial outer area (16) of the friction lining carrier (10).

Torque limiter (1) after claim 1 or 2 , in which at least one friction lining (5), preferably all friction linings (5), is/are formed from a material comprising fibers.

Torque limiter (1) according to one of the preceding claims, in which the ridge-like elevation (14) is produced during the production of the opening (13) in the friction lining carrier (10).

Torque limiter (1) according to one of the preceding claims, in which the ridge-like elevation (14) is produced by a stamping process.

Torque limiter (1) according to one of the preceding claims, in which the ridge-like elevation (14) forms a closed contour (18).

Torque limiter (1) according to one of the preceding claims, in which the ridge-like elevation (14) forms an open contour (18).

Torsional vibration damper (19) comprising a torque limiter (1) according to one of the preceding claims.

Drive train (20), comprising at least one torque limiter (1) according to one of Claims 1 until 7 and/or a torsional vibration damper (19). claim 8 .

Drive train (20) after claim 9 , comprising at least one electric motor (24) for at least temporarily delivering torque.