WO2012175186A1 - Lever spring - Google Patents

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WO2012175186A1
WO2012175186A1 PCT/EP2012/002557 EP2012002557W WO2012175186A1 WO 2012175186 A1 WO2012175186 A1 WO 2012175186A1 EP 2012002557 W EP2012002557 W EP 2012002557W WO 2012175186 A1 WO2012175186 A1 WO 2012175186A1
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WO
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spring
force
lever
lever spring
clutch
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Application number
PCT/EP2012/002557
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German (de)
French (fr)
Inventor
Karl-Ludwig Kimmig
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/583—Diaphragm-springs, e.g. Belleville

Definitions

  • the invention relates to a lever spring for a clutch, in particular for a friction clutch with a wear adjustment device, for a motor vehicle comprising lever elements for transmitting a force for opening or closing the clutch, and a force edge connected to the lever elements.
  • the lever spring can be arranged in a compressed friction clutch, wherein the
  • Friction clutch may be a partial clutch, for example, a dual clutch or hybrid clutch.
  • the friction clutch comprises a counterplate and at least one pressure plate axially displaceable relative to the counterplate.
  • the pressure plate can be displaced in the axial direction via the lever spring, which is supported on a housing and radially inwardly in the axial direction can be acted upon by an actuating element with a force. Due to the axial displacement of the pressure plate relative to the counter-plate, a frictional engagement of friction linings, which can be arranged between the counter-plate and the pressure plate, are controlled.
  • the friction linings may comprise a pad spring, wherein the Pad spring, in particular in a closed state in which an operating torque is transferable, causes a pad spring force, which acts substantially opposite to the force of the lever spring.
  • the friction clutch may have a wear adjusting device, which can compensate for wear of the friction linings, for example by broadening the pressure plate in the axial direction. Thereby, a change in the path-dependent spring characteristics, in particular the lever spring can be avoided, whereby the operating point of the lever spring over the life can be kept substantially constant.
  • the lever spring may be in the form of an axially clampable disc spring, for example as a stamped sheet metal part, wherein the lever spring has a resilient, annular base body, the force edge, and from this radially inwardly extending, the lever elements forming tongues.
  • the lever spring in particular the force edge and / or the lever elements, have a thickness s which, for example, corresponds to the thickness of the material, for example a spring plate, from which the lever spring has been made.
  • the lever spring for example in the form of a plate spring, has an installation height h 0 .
  • the installation height h 0 corresponds to the distance by which the lever spring, for example, measured from radially outside to radially inside, increases in the axial direction.
  • the lever spring may be mounted on the housing in such a way that, when the lever elements are subjected to an axial force, for example an engagement force in the direction of the counterplate, the force edge of the lever spring will move in an opposite direction to the axial force and thereby connect to the force edge Pressure plate can be moved away in the axial direction of the counter plate or weghebelt. As a result, the friction engagement of the friction clutch can be separated and the clutch can thus be opened. In an unbiased position, with a closed friction clutch, the forces of the lever spring and the pad spring are in balance.
  • an axial force for example an engagement force in the direction of the counterplate
  • the force with which the lever spring radially outward on the force of the force applied to the pressure plate must be reduced, which can be effected by an axially inwardly directed force on the lever elements.
  • the pad spring can spring down substantially completely, the force of the edge must travel a corresponding way, so that the pressure plate can perform a corresponding axial movement away from the counter-plate.
  • the force, the engagement force, with which the lever elements must be acted upon to open the friction clutch, at the beginning of the opening process substantially corresponds to the difference between the force of the lever spring and the force of the pad spring. Due to the inventive design of the lever spring, the spring force of the lever spring does not increase steadily with increasing actuation.
  • the lever spring Due to the design of the lever spring as a snap spring, which folds down or snap over from a certain travel, wherein the umschnappte lever spring a spring force in the fore generated ago direction opposite direction, the lever spring force, in particular on the force edge, act in the direction of the pad spring force.
  • the lever spring may at least partially have a degressive spring characteristic, which is adjustable in dependence on the installation height h 0 to the thickness s of the lever spring, wherein the spring characteristic of a snap spring is at least partially in a negative spring force range.
  • the lever spring By snapping the lever spring, in particular the force edge, the lever spring can support the engagement process by means of an internal force compensation, whereby the required engagement force for actuating the lever spring and to open the friction clutch, especially at a predetermined actuation path, can be significantly reduced.
  • Snap spring is a cost effective way to reduce the engagement forces.
  • the spring characteristic of the lever spring is adjustable in particular as a function of the installation height h 0 and the thickness s of the lever spring.
  • the ratio a of the installation height h 0 to the thickness s of the lever spring is adjustable such that the lever spring at least partially has a degressive spring characteristic.
  • the spring characteristic may at least partially have a negative spring force, for example in a snap spring.
  • the ratio a of the installation height h 0 to the thickness s is to be set as high as possible.
  • the invention further relates to a clutch, in particular a friction clutch, for a
  • the invention further relates to a dual clutch for a motor vehicle with at least one lever spring which has been designed and developed as described above.
  • the invention will be explained by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to a preferred embodiment.
  • Fig. 1 a schematic representation of a dual clutch with at least one
  • Fig. 2 a force-displacement diagram with different spring characteristics of a normally open coupling
  • Fig. 3 a force-displacement diagram with different spring characteristics of a normal
  • Fig. 5 to 7 a force-displacement diagram of a lever spring with different installation heights.
  • the double clutch 10 shown in FIG. 1 has two partial clutches, which each have a pressure plate 14 axially displaceable relative to a counter plate 12, wherein in a closed state of the partial clutches between the pressure plates 14 and the counter plate 12 friction linings 16 are clamped non-positively to transmit torque.
  • the pressure plates 14 are axially displaceable by means of lever springs 18, wherein the lever springs 18 may be mounted on a housing (not shown).
  • the lever springs 18 have a radially outwardly arranged force edge 20, which is annular. At the force edge 20 lever elements 22 are arranged, which extend tongue-like radially inward. In the region of the force edge 20, the lever spring can be movably mounted to be movable in a bearing 24.
  • the force edge 20 can contact the pressure plate 14 for essentially axial force transmission from the force edge 20 to the pressure plate 14.
  • the lever elements 22 can be acted on radially inwardly via an actuating element (not shown) with a substantially axial force, an engagement force.
  • the lever elements 22 can execute an axial movement in the direction of the counterplate 12, wherein the force edge 20 of the lever spring 18 can move away from the counterplate 12 in the axial direction via the bearing 24.
  • the pressure plate 14 in the axial direction be moved away on the friction linings 16 and the friction clutch or part clutch can be opened.
  • the friction linings 16 may have a padding spring (not shown), wherein in particular in a closed state of the partial couplings, the forces of the pad springs and the lever springs 18 may be in equilibrium.
  • the dual clutch 10 is shown in an open state, wherein the pressure plates 14 are moved away from the friction linings 16, whereby no torque via the partial clutches is transferable.
  • the force-displacement diagram ( Figure 2) shows a lever spring characteristic 26 of a lever spring (not shown) and a pad spring characteristic 28 of a pad spring (not shown) of a normally open coupling.
  • the pad spring characteristic 28 has a maximum value in a closed state of the clutch, when the friction linings are subjected to maximum force. With increasing opening, contrary to the illustrated actuating direction, the force of the pad spring is reduced until the pad spring is completely rebounded in an open state of the clutch, and thus the pad spring force is substantially zero.
  • the lever spring characteristic 26, which can represent a force acting on the force edge of the lever spring has a region-wise substantially parallel course to the pad spring characteristic 28.
  • the difference of the spring characteristics is the engagement force 30 required for actuating the clutch, which is represented by double arrows.
  • the engagement force 30 has a substantially constant value.
  • the lever spring characteristic curve 26 has a region with a negative lever spring force in the area of the almost completely spring-loaded pad spring, wherein the minimum of the lever spring characteristic curve 26 is also in the range of the negative lever spring force. This can be achieved by the design of the lever spring as a snap spring, which can reverse the direction of the spring force in certain areas.
  • the force-displacement diagram ( Figure 3) shows a lever spring characteristic 26 of a lever spring (not shown) and a pad spring characteristic 28 of a pad spring (not shown) of a normally closed clutch.
  • the pad spring characteristic 28 is below the lever spring characteristic 26, the characteristics close to the maximum of the lever spring characteristic 26 have an intersection in which the pad spring characteristic 28 can begin, for example, in a closed state clutch, in which the pad spring force and the lever spring force are in equilibrium, at the same time greatest acting spring force, which ensures a reliable torque transmission through the clutch.
  • a release force 36 is required, which is indicated by double arrows as a difference between are represented by the lever spring force and the pad spring force.
  • the lever spring characteristic 267 has a maximum and a minimum, both of which are in the range of a positive spring force.
  • the force-displacement diagram (FIG. 4) shows the characteristic of a lever spring which is arranged in the form of a snap spring in a friction clutch.
  • a fully engaged, closed clutch has an apply force 32 of approximately 8000 Newton (N) at an engagement travel of approximately 9 millimeters (mm).
  • the engagement force 30, which is needed to open the clutch is about 1900 N. With increasing opening, a reduction of the engagement, the required engagement force 30 decreases to a region-wise substantially constant value of less than 1000 N, wherein the contact pressure 32 also decreases , and at about 3.5 mm engagement travel drops to zero.
  • the snap spring the required engagement force can be lowered, the theoretical efficiency is about 76%.
  • FIGS. 5 to 7 the characteristic of a lever spring, which is designed in the form of a plate spring, is shown.
  • the lever spring has a constant thickness s, for example of 1, 5 mm, and a constant width of force, for example, with an outer diameter of 200 mm and an inner diameter of 160 mm on.
  • the altitude h 0 , or the slope were each varied.
  • the lever spring can be designed as a snap spring.
  • the characteristic of the lever spring has a pronounced maximum in the range of the negative travel and a pronounced minimum in the range of the positive travel.
  • the minimum of the characteristic is also in the negative spring force range, whereby the lever spring has a snap spring characteristic, the region-wise reversal of the spring force.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

A lever spring for a clutch, in particular a friction clutch having a wear compensation device, for a motor vehicle, comprises lever elements for transmitting a force for opening or closing the clutch, and a force edge which is connected to the lever elements, wherein the lever spring has an upright height h0 and a thickness s. According to the invention, the lever spring is embodied as a snap-action spring. By snapping over the lever spring, in particular the force edge, the required engagement force for actuating the lever spring and for opening the friction clutch can be significantly reduced.

Description

Hebelfeder  lever spring
Die Erfindung betrifft eine Hebelfeder für eine Kupplung, insbesondere für eine Reibkupplung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung, für ein Kraftfahrzeug umfassend Hebelelemente zur Übertragung einer Kraft zum öffnen oder Schließen der Kupplung, und einen mit den Hebelelementen verbundenen Kraftrand. The invention relates to a lever spring for a clutch, in particular for a friction clutch with a wear adjustment device, for a motor vehicle comprising lever elements for transmitting a force for opening or closing the clutch, and a force edge connected to the lever elements.
Üblicherweise erfordern Kupplungen, insbesondere zugedrückte Kupplungen, welche als Reibkupplungen ausgebildet sind, eine hohe Einrückkraft zum Betätigen der Kupplung. Es besteht daher das ständige Bedürfnis, die zum Betätigen der Kupplung benötigte Kraft, insbesondere die Einrückkraft, unter Gewährleistung der sicheren Funktionsweise der Kupplung zu reduzieren. Usually require couplings, in particular compressed couplings, which are designed as friction clutches, a high engagement force for actuating the clutch. There is therefore a constant need to reduce the force required to actuate the clutch, in particular the engagement force, while ensuring the safe operation of the clutch.
Es ist die Aufgabe der Erfindung die Kraft, insbesondere die Kraft, welche zur Betätigung einer Kupplung erforderlich ist, zu reduzieren. It is the object of the invention to reduce the force, in particular the force, which is required to actuate a clutch.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüche angegeben. The object is achieved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Hebelfeder für eine Kupplung, insbesondere eine Reibkupplung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung, für ein Kraftfahrzeug umfasst Hebelelemente zur Übertragung einer Kraft zum Öffnen oder Schließen der Kupplung, und einen mit den Hebelelementen verbundenen Kraftrand, wobei die Hebelfeder eine Aufstellhöhe h0 und eine Dicke s aufweist. Erfindungsgemäß ist die Hebelfeder als Schnappfeder ausgebildet. The lever spring according to the invention for a clutch, in particular a friction clutch with a wear adjustment device for a motor vehicle comprises lever elements for transmitting a force to open or close the clutch, and a force associated with the lever elements, the lever spring has a set-up height h 0 and a thickness s , According to the invention, the lever spring is designed as a snap spring.
Die Hebelfeder kann in einer zugedrückten Reibkupplung angeordnet sein, wobei die The lever spring can be arranged in a compressed friction clutch, wherein the
Reibkupplung eine Teilkupplung beispielsweise einer Doppelkupplung oder Hybridkupplung sein kann. Die Reibkupplung umfasst eine Gegenplatte und mindestens eine gegenüber der Gegenplatte axial verlagerbare Anpressplatte. Die Anpressplatte kann über die Hebelfeder, welche an einem Gehäuse abgestützt und radial innen in axialer Richtung von einem Betätigungselement mit einer Kraft beaufschlagt sein kann, in axialer Richtung verlagert werden. Durch die axiale Verlagerung der Anpressplatte relativ zu der Gegenplatte kann ein Reibeingriff von Reibbelägen, welche zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte angeordnet sein können, gesteuert werden. Die Reibbeläge können eine Belagfeder aufweisen, wobei die Belagfeder insbesondere in einem geschlossenen Zustand, bei dem ein Betriebs- Drehmoment übertragbar ist, eine Belagfederkraft bewirkt, welche der Kraft der Hebelfeder im Wesentlichen entgegengesetzt wirkt. Die Reibkupplung kann eine Verschleißnachstellvorrichtung aufweisen, welche einen Verschleiß der Reibbeläge, beispielsweise durch eine Verbreiterung der Anpressplatte in axialer Richtung, kompensieren kann. Dadurch kann eine Veränderung der wegabhängigen Federkennlinien, insbesondere der Hebelfeder, vermieden werden, wodurch der Betriebspunkt der Hebelfeder über die Lebensdauer im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Die Hebelfeder kann in Form einer axial verspannbaren Tellerfeder, beispielsweise als gestanztes Blechteil, ausgebildet sein, wobei die Hebelfeder einen federnden, ringförmigen Grundkörper, den Kraftrand, und von diesem radial nach innen verlaufende, die Hebelelemente bildende Zungen aufweist. Die Hebelfeder, insbesondere der Kraftrand und/oder die Hebelelemente, weisen eine Dicke s auf, welche beispielsweise der Dicke des Materials, beispielsweise einem Federblech, entspricht, aus welchem die Hebelfeder gefertigt wurde. Die Hebelfeder, beispielsweise in Form einer Tellerfeder, weist eine Aufstellhöhe h0 auf. Die Aufstellhöhe h0 entspricht der Strecke, um welche die Hebelfeder, beispielsweise von radial außen nach radial innen gemessen, in axialer Richtung ansteigt. Die Hebelfeder kann derart an dem Gehäuse gelagert sein, dass bei einer radial innen liegenden Beaufschlagung der Hebelelemente mit einer axialen Kraft, beispielsweise einer Einrückkraft in Richtung der Gegenplatte, der Kraftrand der Hebelfeder eine der axialen Kraft entgegengesetzte Bewegung ausführt und dadurch die mit dem Kraftrand verbundenen Anpressplatte in axialer Richtung von der Gegenplatte wegbewegt oder weghebelt werden kann. Dadurch kann der Reibeingriff der Reibkupplung getrennt werden und die Kupplung somit geöffnet werden. In einer unbeaufschlagten Position, bei einer geschlossenen Reibkupplung, befinden sich die Kräfte der Hebelfeder und der Belagfeder in einem Gleichgewicht. Zum öffnen der Kupplung muss die Kraft mit welcher die Hebelfeder radial außen über den Kraftrand die Anpressplatte beaufschlagt verringert werden, welches durch eine nach axial innen gerichtete Kraft an den Hebelelementen bewirkt werden kann. Zum öffnen der Reibkupplung ist erforderlich, dass die Belagfeder im Wesentlichen vollständig ausfedern kann, wobei der Kraftrand eine entsprechenden Weg zurücklegen muss, damit die Anpressplatte ein entsprechende axiale Bewegung weg von der Gegenplatte ausführen kann. Die Kraft, die Einrückkraft, mit welcher die Hebelelemente zum öffnen der Reibkupplung beaufschlagt werden müssen, entspricht zu Beginn des Öffnungsvorgangs im Wesentlichen der Differenz zwischen der Kraft der Hebelfeder und der Kraft der Belagfeder. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Hebelfeder steigt die Federkraft der Hebelfeder nicht mit zunehmendem Betätigungsweg stetig an. Durch die Ausbildung der Hebelfeder als Schnappfeder, welche ab einem bestimmten Federweg umklappt oder umschnappt, wobei die umgeschnappte Hebelfeder eine Federkraft in die zur vor- herigen Richtung entgegengesetzten Richtung erzeugt, kann die Hebelfederkraft, insbesondere an dem Kraftrand, in Richtung der Belagfederkraft wirken. Die Hebelfeder kann zumindest bereichsweise eine degressive Federkennlinie aufweisen, welche in Abhängigkeit der Aufstellhöhe h0 zu der Dicke s der Hebelfeder einstellbar ist, wobei das die Federkennlinie einer Schnappfeder zumindest bereichsweise in einem negativen Federkraftbereich liegt. Durch das Umschnappen der Hebelfeder, insbesondere des Kraftrandes, kann die Hebelfeder den Einrückvorgang mittels einer inneren Kraftkompensation unterstützen, wodurch die benötigte Einrückkraft zur Betätigung der Hebelfeder und zum öffnen der Reibkupplung, insbesondere bei einem vorgegebenen Betätigungsweg, deutlich verringert werden kann. Zudem ist die Friction clutch may be a partial clutch, for example, a dual clutch or hybrid clutch. The friction clutch comprises a counterplate and at least one pressure plate axially displaceable relative to the counterplate. The pressure plate can be displaced in the axial direction via the lever spring, which is supported on a housing and radially inwardly in the axial direction can be acted upon by an actuating element with a force. Due to the axial displacement of the pressure plate relative to the counter-plate, a frictional engagement of friction linings, which can be arranged between the counter-plate and the pressure plate, are controlled. The friction linings may comprise a pad spring, wherein the Pad spring, in particular in a closed state in which an operating torque is transferable, causes a pad spring force, which acts substantially opposite to the force of the lever spring. The friction clutch may have a wear adjusting device, which can compensate for wear of the friction linings, for example by broadening the pressure plate in the axial direction. Thereby, a change in the path-dependent spring characteristics, in particular the lever spring can be avoided, whereby the operating point of the lever spring over the life can be kept substantially constant. The lever spring may be in the form of an axially clampable disc spring, for example as a stamped sheet metal part, wherein the lever spring has a resilient, annular base body, the force edge, and from this radially inwardly extending, the lever elements forming tongues. The lever spring, in particular the force edge and / or the lever elements, have a thickness s which, for example, corresponds to the thickness of the material, for example a spring plate, from which the lever spring has been made. The lever spring, for example in the form of a plate spring, has an installation height h 0 . The installation height h 0 corresponds to the distance by which the lever spring, for example, measured from radially outside to radially inside, increases in the axial direction. The lever spring may be mounted on the housing in such a way that, when the lever elements are subjected to an axial force, for example an engagement force in the direction of the counterplate, the force edge of the lever spring will move in an opposite direction to the axial force and thereby connect to the force edge Pressure plate can be moved away in the axial direction of the counter plate or weghebelt. As a result, the friction engagement of the friction clutch can be separated and the clutch can thus be opened. In an unbiased position, with a closed friction clutch, the forces of the lever spring and the pad spring are in balance. To open the clutch, the force with which the lever spring radially outward on the force of the force applied to the pressure plate must be reduced, which can be effected by an axially inwardly directed force on the lever elements. To open the friction clutch is necessary that the pad spring can spring down substantially completely, the force of the edge must travel a corresponding way, so that the pressure plate can perform a corresponding axial movement away from the counter-plate. The force, the engagement force, with which the lever elements must be acted upon to open the friction clutch, at the beginning of the opening process substantially corresponds to the difference between the force of the lever spring and the force of the pad spring. Due to the inventive design of the lever spring, the spring force of the lever spring does not increase steadily with increasing actuation. Due to the design of the lever spring as a snap spring, which folds down or snap over from a certain travel, wherein the umschnappte lever spring a spring force in the fore generated ago direction opposite direction, the lever spring force, in particular on the force edge, act in the direction of the pad spring force. The lever spring may at least partially have a degressive spring characteristic, which is adjustable in dependence on the installation height h 0 to the thickness s of the lever spring, wherein the spring characteristic of a snap spring is at least partially in a negative spring force range. By snapping the lever spring, in particular the force edge, the lever spring can support the engagement process by means of an internal force compensation, whereby the required engagement force for actuating the lever spring and to open the friction clutch, especially at a predetermined actuation path, can be significantly reduced. In addition, the
Schnappfeder eine kostengünstige Möglichkeit, die Einrückkräfte zu reduzieren. Snap spring is a cost effective way to reduce the engagement forces.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Hebelfeder ist das Verhältnis a der Aufstellhöhe h0 zu der Dicke s der Hebelfeder derart ausgebildet, dass 1 £ a .s 6, vorzugsweise 2 £ a .s 5, besonders bevorzugt 3 s a .s 4, ganz besonders bevorzugt a = 3,831 ist. Die Federkennlinie der Hebelfeder ist insbesondere in Abhängigkeit von der Aufstellhöhe h0 und der Dicke s der Hebelfeder einstellbar. Das Verhältnis a der Aufstellhöhe h0 zu der Dicke s der Hebelfeder ist derart einstellbar, dass die Hebelfeder zumindest bereichsweise eine degressive Federkennlinie aufweist. Die Federkennlinie kann zumindest bereichsweise eine negative Federkraft aufweisen, beispielsweise bei einer Schnappfeder. Zur Ausbildung einer Schnappfeder ist das Verhältnis a der Aufstellhöhe h0 zu der Dicke s möglichst hoch einzustellen. Eine Hebelfeder mit einem Verhältnis von 2 a £ 5, beispielsweise a = 2,615, kann einen degressiven Federkennlinienbereich aufweisen, in welchem beispielsweise die zum Öffnen der Reibkupplung benötigte Einrückkraft vermindert ist. Ein Verhältnis a von 3 a £ 4, beispielsweise a = 3,831 , kann einer Hebelfeder eine Schnappcharakteristik verleihen, bei der die Federkraft, beispielsweise an dem Kraftrand der Hebelfeder, umschnappt und in Richtung der Kraft der Belagfeder wirkt. Dadurch kann die zur Öffnung der Reibkupplung benötigte Einrückkraft mittels einer internen Kraftkompensation vermindert werden. In a preferred embodiment of the lever spring, the ratio a of the set-up height h 0 to the thickness s of the lever spring is such that 1 lb.sup.s 6, preferably 2 lbs.sup.5, more preferably 3 sec.sup.4, is particularly preferred a = 3.831. The spring characteristic of the lever spring is adjustable in particular as a function of the installation height h 0 and the thickness s of the lever spring. The ratio a of the installation height h 0 to the thickness s of the lever spring is adjustable such that the lever spring at least partially has a degressive spring characteristic. The spring characteristic may at least partially have a negative spring force, for example in a snap spring. To form a snap spring, the ratio a of the installation height h 0 to the thickness s is to be set as high as possible. A lever spring with a ratio of 2 a £ 5, for example a = 2.615, may have a degressive spring characteristic range in which, for example, the engagement force required to open the friction clutch is reduced. A ratio a of 3 a £ 4, for example a = 3.831, can impart a snap-action characteristic to a lever spring in which the spring force, for example at the force edge of the lever spring, snaps over and acts in the direction of the force of the pad spring. As a result, the engagement force required for opening the friction clutch can be reduced by means of an internal force compensation.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kupplung, insbesondere eine Reibkupplung, für ein The invention further relates to a clutch, in particular a friction clutch, for a
Kraftfahrzeug mit mindestens einer wie vorstehend aus- und weitergebildeten Hebelfeder. Motor vehicle with at least one as above trained and further developed lever spring.
Die Erfindung betrifft ferner eine Doppelkupplung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildeten Hebelfeder. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert. The invention further relates to a dual clutch for a motor vehicle with at least one lever spring which has been designed and developed as described above. The invention will be explained by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to a preferred embodiment.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Doppelkupplung mit mindestens einer Fig. 1: a schematic representation of a dual clutch with at least one
Teilkupplung mit einer erfindungsgemäßen Hebelfeder;  Partial coupling with a lever spring according to the invention;
Fig. 2: ein Kraft-Weg-Diagramm mit verschiedenen Federkennlinien einer normal offenen Kupplung; Fig. 2: a force-displacement diagram with different spring characteristics of a normally open coupling;
Fig. 3: ein Kraft-Weg-Diagramm mit verschiedenen Federkennlinien einer normal Fig. 3: a force-displacement diagram with different spring characteristics of a normal
geschlossenen Kupplung;  closed coupling;
Fig. 4: ein Kraft-Weg-Diagramm mit Kennlinien einer Anpresskraft und einer Einrückkraft; 4 shows a force-displacement diagram with characteristics of a contact force and an engagement force;
Fig. 5 bis 7: ein Kraft-Weg-Diagramm einer Hebelfeder mit unterschiedlichen Aufstellhöhen. Fig. 5 to 7: a force-displacement diagram of a lever spring with different installation heights.
Die in Fig. 1 dargestellte Doppelkupplung 10 weist zwei Teilkupplungen auf, welche jeweils gegenüber einer Gegenplatte 12 axial verlagerbare Anpressplatten 14 aufweisen, wobei in einem geschlossenen Zustand der Teilkupplungen zwischen den Anpressplatten 14 und der Gegenplatte 12 Reibbeläge 16 kraftschlüssig zur Drehmomentübertragung geklemmt sind. Die Anpressplatten 14 sind mittels Hebelfedern 18 axial verlagerbar, wobei die Hebelfedern 18 an einem Gehäuse (nicht dargestellt) gelagert sein können. Die Hebelfedern 18 weisen einen radial außen angeordneten Kraftrand 20 auf, welcher ringförmig ausgebildet ist. An dem Kraftrand 20 sind Hebelelemente 22 angeordnet, welche sich zungenartig nach radial innen erstrecken. Im Bereich des Kraftrandes 20 kann die Hebelfeder hebelbar bewegbar in einer Lagerung 24 gelagert sein. Der Kraftrand 20 kann zur im Wesentlichen axialen Kraftübertragung von dem Kraftrand 20 auf die Anpressplatte 14 die Anpressplatte 14 kontaktieren. Die Hebelelemente 22 können radial innen über ein Betätigungselement (nicht dargestellt) mit einer im Wesentlichen axialen Kraft, einer Einrückkraft, beaufschlagt werden. Bei einer Beaufschlagung der Hebelelemente 22 mit der Einrückkraft können die Hebelelemente 22 eine axiale Bewegung in Richtung der Gegenplatte 12 ausführen, wobei über die Lagerung 24 der Kraftrand 20 der Hebelfeder 18 eine in axialer Richtung entgegengesetzte Bewegung von der Gegenplatte 12 weg ausführen kann. Dadurch kann die Anpressplatte 14 in axialer Richtung on den Reibbelägen 16 abgerückt werden und die Reibkupplung oder Teilkupplung geöffnet werden. Die Reibbeläge 16 können eine Belagfeder (nicht dargestellt) aufweisen, wobei insbesondere in einem geschlossenen Zustand der Teilkupplungen die Kräfte der Belagfedern und der Hebelfedern 18 in einem Gleichgewicht sein können. Die Doppelkupplung 10 ist in einem geöffneten Zustand dargestellt, wobei die Anpressplatten 14 von den Reibbelägen 16 abgerückt sind, wodurch kein Drehmoment über die Teilkupplungen übertragbar ist. The double clutch 10 shown in FIG. 1 has two partial clutches, which each have a pressure plate 14 axially displaceable relative to a counter plate 12, wherein in a closed state of the partial clutches between the pressure plates 14 and the counter plate 12 friction linings 16 are clamped non-positively to transmit torque. The pressure plates 14 are axially displaceable by means of lever springs 18, wherein the lever springs 18 may be mounted on a housing (not shown). The lever springs 18 have a radially outwardly arranged force edge 20, which is annular. At the force edge 20 lever elements 22 are arranged, which extend tongue-like radially inward. In the region of the force edge 20, the lever spring can be movably mounted to be movable in a bearing 24. The force edge 20 can contact the pressure plate 14 for essentially axial force transmission from the force edge 20 to the pressure plate 14. The lever elements 22 can be acted on radially inwardly via an actuating element (not shown) with a substantially axial force, an engagement force. When the lever elements 22 are acted upon by the engagement force, the lever elements 22 can execute an axial movement in the direction of the counterplate 12, wherein the force edge 20 of the lever spring 18 can move away from the counterplate 12 in the axial direction via the bearing 24. As a result, the pressure plate 14 in the axial direction be moved away on the friction linings 16 and the friction clutch or part clutch can be opened. The friction linings 16 may have a padding spring (not shown), wherein in particular in a closed state of the partial couplings, the forces of the pad springs and the lever springs 18 may be in equilibrium. The dual clutch 10 is shown in an open state, wherein the pressure plates 14 are moved away from the friction linings 16, whereby no torque via the partial clutches is transferable.
Das Kraft-Weg-Diagramm (Fig. 2) zeigt eine Hebelfederkennlinie 26 einer Hebelfeder (nicht dargestellt) und eine Belagfederkennlinie 28 einer Belagfeder (nicht dargestellt) einer normal offenen Kupplung. Die Belagfederkennlinie 28 weist einen maximalen Wert in einem geschlossenen Zustand der Kupplung auf, wenn die Reibbeläge mit maximaler Kraft beaufschlagt werden. Mit zunehmender Öffnung, entgegen der dargestellten Betätigungsrichtung, wird die Kraft der Belagfeder reduziert, bis in einem geöffneten Zustand der Kupplung die Belagfeder vollständig ausgefedert ist, und damit die Belagfederkraft im Wesentlichen null beträgt. Die Hebelfederkennlinie 26, welche eine an dem Kraftrand der Hebelfeder wirkende Kraft darstellen kann, weist einen bereichsweise im Wesentlichen parallelen Verlauf zu der Belagfederkennlinie 28 auf. Die Differenz der Federkennlinien ist die zur Betätigung der Kupplung benötigte Einrückkraft 30, welche durch Doppelpfeile dargestellt ist. Bei geschlossener Kupplung wirkt eine hohe Hebelfederkraft, welche allerdings noch nicht das Maximum erreicht hat. Die Einrückkraft 30 weist einen im Wesentlichen konstanten Wert auf. Um dies zu erreichen weist die Hebelfederkennlinie 26 im Bereich der fast vollständig ausgefederten Belagfeder einen Bereich mit einer negativen Hebelfederkraft auf, wobei das Minimum der Hebelfederkennlinie 26 ebenfalls in dem Bereich der negativen Hebelfederkraft liegt. Dies kann durch die Ausbildung der Hebelfeder als Schnappfeder, welche in bestimmten Bereichen die Richtung der Federkraft umkehren kann, erreicht werden. The force-displacement diagram (Figure 2) shows a lever spring characteristic 26 of a lever spring (not shown) and a pad spring characteristic 28 of a pad spring (not shown) of a normally open coupling. The pad spring characteristic 28 has a maximum value in a closed state of the clutch, when the friction linings are subjected to maximum force. With increasing opening, contrary to the illustrated actuating direction, the force of the pad spring is reduced until the pad spring is completely rebounded in an open state of the clutch, and thus the pad spring force is substantially zero. The lever spring characteristic 26, which can represent a force acting on the force edge of the lever spring, has a region-wise substantially parallel course to the pad spring characteristic 28. The difference of the spring characteristics is the engagement force 30 required for actuating the clutch, which is represented by double arrows. When the clutch is closed, a high lever spring force acts, which, however, has not yet reached the maximum. The engagement force 30 has a substantially constant value. In order to achieve this, the lever spring characteristic curve 26 has a region with a negative lever spring force in the area of the almost completely spring-loaded pad spring, wherein the minimum of the lever spring characteristic curve 26 is also in the range of the negative lever spring force. This can be achieved by the design of the lever spring as a snap spring, which can reverse the direction of the spring force in certain areas.
Das Kraft-Weg-Diagramm (Fig. 3) zeigt eine Hebelfederkennlinie 26 einer Hebelfeder (nicht dargestellt) und eine Belagfederkennlinie 28 einer Belagfeder (nicht dargestellt) einer normal geschlossenen Kupplung. Die Belagfederkennlinie 28 liegt unterhalb der Hebelfederkennlinie 26, wobei die Kennlinien nahe dem Maximum der Hebelfederkennlinie 26 einen Schnittpunkt aufweisen, in welchem die Belagfederkennlinie 28 beginnen kann, beispielsweise bei einer Kupplung in geschlossenem Zustand, in dem die Belagfederkraft und die Hebelfederkraft in einem Gleichgewicht sind, bei gleichzeitig größter wirkender Federkraft, durch welche eine zuverlässige Drehmomentübertragung durch die Kupplung gewährleistet ist. Zum öffnen der im normalen Zustand geschlossenen Kupplung, beispielsweise in einer ersten geschlossenen Position, ist eine Ausrückkraft 36 erforderlich, welche durch Doppelpfeile als Differenz zwi- schen der Hebelfederkraft und der Belagfederkraft dargestellt sind. Ab einem bestimmten Öffnungsgrad der Kupplung sinkt die Belagfederkraft auf nahezu null ab, gleichzeitig ist weiterhin eine Ausrückkraft erforderlich, um die Kupplung, beispielsweise in einer zweiten geöffneten Position, geöffnet zu halten. Die Hebelfederkennlinie 267 weist ein Maximum und ein Minimum auf, welche beide im Bereich einer positiven Federkraft liegen. The force-displacement diagram (Figure 3) shows a lever spring characteristic 26 of a lever spring (not shown) and a pad spring characteristic 28 of a pad spring (not shown) of a normally closed clutch. The pad spring characteristic 28 is below the lever spring characteristic 26, the characteristics close to the maximum of the lever spring characteristic 26 have an intersection in which the pad spring characteristic 28 can begin, for example, in a closed state clutch, in which the pad spring force and the lever spring force are in equilibrium, at the same time greatest acting spring force, which ensures a reliable torque transmission through the clutch. To open the normally closed clutch, for example, in a first closed position, a release force 36 is required, which is indicated by double arrows as a difference between are represented by the lever spring force and the pad spring force. From a certain opening degree of the clutch, the pad spring force drops to almost zero, at the same time a release force is still required to keep the clutch, for example, in a second open position, open. The lever spring characteristic 267 has a maximum and a minimum, both of which are in the range of a positive spring force.
Das Kraft-Weg-Diagramm (Fig. 4) zeigt die Kennlinie einer Hebelfeder welche in Form einer Schnappfeder in einer Reibkupplung angeordnet ist. Eine vollständig eingerückte, geschlossene Kupplung, weist bei einem Einrückweg von ungefähr 9 Millimetern (mm) eine Anpresskraft 32 von ungefähr 8000 Newton (N) auf. Die Einrückkraft 30, welche zum öffnen der Kupplung benötigt wird, beträgt ungefähr 1900 N. Mit zunehmender Öffnung, einer Reduzierung des Einrückweges, sinkt die benötigte Einrückkraft 30 auf einen bereichsweise im Wesentlichen konstanten Wert von unter 1000 N ab, wobei die Anpresskraft 32 ebenfalls absinkt, und bei ungefähr 3,5 mm Einrückweg auf null fällt. Durch die Schnappfeder kann die benötigte Einrückkraft abgesenkt werden, wobei der theoretische Wirkungsgrad ungefähr 76 % beträgt. The force-displacement diagram (FIG. 4) shows the characteristic of a lever spring which is arranged in the form of a snap spring in a friction clutch. A fully engaged, closed clutch has an apply force 32 of approximately 8000 Newton (N) at an engagement travel of approximately 9 millimeters (mm). The engagement force 30, which is needed to open the clutch, is about 1900 N. With increasing opening, a reduction of the engagement, the required engagement force 30 decreases to a region-wise substantially constant value of less than 1000 N, wherein the contact pressure 32 also decreases , and at about 3.5 mm engagement travel drops to zero. By the snap spring, the required engagement force can be lowered, the theoretical efficiency is about 76%.
In den Fig. 5 bis 7 ist die Kennlinie einer Hebelfeder, welche in Form einer Tellerfeder ausgebildet ist, dargestellt. Die Hebelfeder weist dabei eine konstante Dicke s, beispielsweise von 1 ,5 mm, und einen konstant breiten Kraftrand, beispielsweise mit einem Außendurchmesser von 200 mm und einem Innendurchmesser von 160 mm, auf. Die Aufstellhöhe h0, oder die Steigung wurden jeweils variiert. In Fig. 5 beträgt die Steigung der Hebelfeder 1 ,00/10mm, wodurch das Verhältnis a der Aufstellhöhe h0 zu der Dicke s a=1 ,327 beträgt, wobei die Kennlinie 30 im Bereich der positiven Federkraft verläuft. Bei einer Erhöhung der Steigung (Fig. 6) auf 2,0/10mm ist das Verhältnis a auf a=2,615 erhöht. Dadurch ergibt sich ein Kennlinienverlauf im Bereich der positiven Federkraft, allerdings mit einem Maximum bei einem negativen Federweg und einem Minimum bei einem bestimmten positiven Federweg. Durch eine weitere Erhöhung der Steigung und/oder der Aufstellhöhe h0 (Fig. 7), beispielsweise mit einem Verhältnis a von h0 zu s von a = 3,831 , kann die Hebelfeder als Schnappfeder ausgebildet werden. Dabei weist die Kennlinie der Hebelfeder ein ausgeprägtes Maximum im Bereich des negativen Federwegs und ein ausgeprägtes Minimum im Bereich des positiven Federwegs. Das Minimum der Kennlinie liegt zudem im negativen Federkraftbereich, wodurch die Hebelfeder eine Schnappfedercharakteristik, die bereichsweise Umkehr der Federkraft, aufweist. Bezuqszeichenliste In FIGS. 5 to 7, the characteristic of a lever spring, which is designed in the form of a plate spring, is shown. The lever spring has a constant thickness s, for example of 1, 5 mm, and a constant width of force, for example, with an outer diameter of 200 mm and an inner diameter of 160 mm on. The altitude h 0 , or the slope were each varied. In Fig. 5, the pitch of the lever spring is 1, 00 / 10mm, whereby the ratio a of the installation height h 0 to the thickness sa = 1, 327, wherein the characteristic curve 30 extends in the region of the positive spring force. Increasing the pitch (Figure 6) to 2.0 / 10mm increases the ratio a to a = 2.615. This results in a characteristic curve in the region of the positive spring force, but with a maximum at a negative travel and a minimum at a certain positive travel. By further increasing the pitch and / or the installation height h 0 (FIG. 7), for example with a ratio a of h 0 to s of a = 3.831, the lever spring can be designed as a snap spring. The characteristic of the lever spring has a pronounced maximum in the range of the negative travel and a pronounced minimum in the range of the positive travel. The minimum of the characteristic is also in the negative spring force range, whereby the lever spring has a snap spring characteristic, the region-wise reversal of the spring force. LIST OF REFERENCES
Doppelkupplung Double coupling
Gegenplatte counterplate
Anpressplatte pressure plate
Reibbelag friction lining
Hebelfeder lever spring
Kraftrand force boundary
Hebelelement lever member
Lagerung storage
Hebelfederkennlinie Lever spring characteristic
Belagfederkennlinie Lining spring characteristic
Einrückkraft apply force
Anpresskraft contact force
Kennlinie curve
Ausrückkraft h0 = Aufstellhöhe Release force h 0 = installation altitude
s = Dicke s = thickness

Claims

Patentansprüche claims
1. Hebelfeder für eine Kupplung, insbesondere eine Reibkupplung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung, für ein Kraftfahrzeug, umfassend Hebelelemente (22) zur Übertragung einer Kraft zum Öffnen oder Schließen der Kupplung, und einen mit den Hebelelementen (22) verbundenen Kraftrand (20), wobei die Hebelfeder (18) eine Aufstellhöhe h0 und eine Dicke s aufweist, A lever spring for a clutch, in particular a friction clutch with a wear adjusting device, for a motor vehicle, comprising lever elements (22) for transmitting a force for opening or closing the clutch, and a force edge (20) connected to the lever elements (22), wherein the Lever spring (18) has an installation height h 0 and a thickness s,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Hebelfeder (18) als Schnappfeder ausgebildet ist.  the lever spring (18) is designed as a snap spring.
2. Hebelfeder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis a der Aufstellhöhe hO zu der Dicke s der Hebelfeder 1 .s a £ 6, vorzugsweise 2 £ a -S 5, besonders bevorzugt 3 .. a £ 4, ganz besonders bevorzugt a = 3,831 ist. 2. lever spring according to claim 1, characterized in that the ratio a of the installation height hO to the thickness s of the lever spring 1 .sa £ 6, preferably 2 £ a -S 5, more preferably 3 .. a £ 4, most preferably a = 3,831.
3. Kupplung , insbesondere eine Reibkupplung, für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Hebelfeder nach Anspruch 1 oder 2. 3. clutch, in particular a friction clutch, for a motor vehicle with at least one lever spring according to claim 1 or 2.
4. Doppelkupplung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Hebelfeder nach Anspruch 1 oder 2. 4. Double clutch for a motor vehicle with at least one lever spring according to claim 1 or 2.
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