WO2013167365A1 - Tellerfeder für eine reibkupplung - Google Patents

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WO2013167365A1
WO2013167365A1 PCT/EP2013/058270 EP2013058270W WO2013167365A1 WO 2013167365 A1 WO2013167365 A1 WO 2013167365A1 EP 2013058270 W EP2013058270 W EP 2013058270W WO 2013167365 A1 WO2013167365 A1 WO 2013167365A1
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WO
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friction clutch
spring
plate spring
disc spring
force
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/058270
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin GÜTLE
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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Publication of WO2013167365A1 publication Critical patent/WO2013167365A1/de

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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 plate spring for a friction clutch, which is adapted to bring the slats and clutch plates engaged with each other or make the Ü transfer of the engagement force on the slats and clutch plates.
  • Such a plate spring has an outer diameter and an inner diameter and is annular. Frequently, such a plate spring is made of a spring steel and has already in the non-installed state residual stresses, so that an increased resistance force is required for deformation of the plate spring.
  • the diaphragm spring allows slippage in an Ü overload between the slats and the clutch plates of a friction clutch, in which it lifts off at an excessive torque introduction.
  • friction clutches are used for motor vehicles, with many different motor vehicles exist, each using different drive units and propulsion systems and have a different weight and performance level. Therefore, it is necessary to adapt or even redesign the friction clutch for any application in terms of torque transmission.
  • the cam (s) have been adjusted accordingly in the pressure plate.
  • the position and height of the cam (s) on the pressure plate determines the characteristics of the friction clutch, because this defines the preload of the diaphragm spring and the lever arm length.
  • the pressure plate is the first of the clutch plates, which is adapted to transmit a force which is to be transmitted from the diaphragm spring to the clutch system, on the disks and clutch plates such that a torque can be transmitted.
  • the cam of the pressure plate is replaced by the adjusting ring. This results in a considerable design effort to adapt an adjusting clutch to the respective requirements, which relates in particular to the entire adjusting device.
  • the present invention has the object, at least partially overcome the known from the prior art disadvantages.
  • the object is solved by the features of the independent claims.
  • Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
  • the invention relates to a plate spring for a friction clutch having an outer diameter and an inner diameter, comprising a force portion at the outer diameter and a lever portion at the inner diameter, wherein via the lever portion, a force can be introduced and the force on the force acting on a pressure plate is transferable.
  • the plate spring is characterized in that a survey is provided between the inner diameter and the outer diameter, via which the plate spring can be mounted on a fixed component of a friction clutch.
  • the plate spring has a force section, which is arranged on the outer diameter. This is set up to initiate the actuating force on the pressure plate.
  • a lever portion At the inner diameter of a lever portion is provided, which receives the force of a Eingurbolzen or similar devices in the diaphragm spring. Often, the lever portion is characterized by radial slots, which improve the spring characteristic of the plate spring. The initiation or transmission of the actuating force on the diaphragm spring takes place by direct contact with the actuator or the pressure plate.
  • a survey is provided here instead of the previously known storage methods of the disc spring, which is arranged between the inner diameter and the outer diameter.
  • the diaphragm spring on a solid component of the friction clutch for example, the clutch housing can be stored.
  • the plate spring is rotated. That is, the force portion moves in an opposite direction to the lever portion.
  • the position of the survey between the inner diameter and the outer diameter can be selected accordingly.
  • a corresponding leverage ratio can be established.
  • elevation is arranged in the force section.
  • the arrangement of the survey in the power section it is possible to choose the location of the survey relatively freely, without having to make major structural changes to the diaphragm spring.
  • first the actuating force in the closed force section can be equalized before a Force change over the survey takes place. Also stress peaks are not carried into the survey by the introduction of the force on the lever section.
  • the elevation is formed by at least one of the following components:
  • the plate spring can be made by cold forming and / or by hot forming, in particular for the production of the disc spring described here compared to known disc springs no additional process step must be introduced, but rather the same, to a corresponding device for the collection supplemented, tool for production the diaphragm spring can be used, which has been used for the production of disc springs.
  • a sheet preferably a spring steel sheet, which is suitable for the production of the plate spring provided.
  • the sheet is punched, for example, the slots in the lever portion and other required recesses, as well as the outer diameter and the inner diameter are generated.
  • the formed spring steel sheet is thermoformed so that the final shape and strength is achieved. Either punching or hot forming the survey is formed. When punching Method can also take place embossing, so that the survey (without breakthroughs) can be generated in the punching step.
  • a friction clutch is proposed for frictional connection of a drive unit to an output system, which has at least the following components:
  • the adjusting device acts on the lever portion of the plate spring and the force portion of the plate spring acts on the pressure plate while the elevation of the plate spring, the plate spring bears against the coupling housing.
  • the drive unit in motor vehicles is often an internal combustion engine or an electric motor and the output system is a propulsion for the motor vehicle, for example the wheels.
  • the friction clutch here has the task of releasably transferring a torque generated by the drive unit to the output system.
  • the plate spring by means of the plate spring, the actuating force is transmitted by an adjusting device, which is activated by the clutch, to the pressure plate, which is the first clutch disc of the friction system.
  • the pressure plate which is the first clutch disc of the friction system.
  • the friction clutch comprises a path-controlled adjusting device for a constant travel.
  • a path-controlled adjusting device eliminates the cam of the pressure plate, which is replaced by an adjusting ring.
  • the adjusting ring is already extensively designed to ensure optimum adjustment of the friction clutch. If this has to be changed in order to adapt the characteristic of the friction clutch, this is associated with considerable constructive effort and new design.
  • coupling alone is a change of the plate spring necessary, in which the survey in their position, in particular in the force section, changed and thereby the lever characteristic of the plate spring is changed.
  • the travel characteristic of the friction clutch is adjustable solely on the position and height of the elevation of the plate spring, in particular, the remaining components of the friction clutch remain unchanged.
  • the lever arm ratio between the lever portion and the force portion is changed. Due to the height of the survey, a bias of the plate spring and thus an always applied minimum friction is defined. It is therefore possible to interpret and adapt extensively the travel characteristic of the diaphragm spring via these two parameters.
  • a change in the other components is usually not necessary, because they are usually sufficiently dimensioned for the forces exerted by the disc spring forces, in particular, the clutch cover is suitable as a contact surface with changed contact points and increased biasing force without changes.
  • a motor vehicle which has a drive unit with an output shaft, a drive train and a friction clutch according to the above description for releasably connecting the output shaft to the drive train, wherein the drive unit in the motor vehicle in front of a driver's cab and transverse to a longitudinal axis of the motor vehicle is arranged.
  • the drive unit for example an internal combustion engine or an electric motor
  • the drive unit for example an internal combustion engine or an electric motor
  • vehicles of the class small cars and microcars are classified according to European classification of the class of subcompact car and in the British market they correspond to the class Supermini, for example, the class City Car.
  • Examples of the micro car class are a Volkswagen Fox or a Renault Twingo.
  • Examples of the small car class are an Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta or Renault Clio.
  • FIGS. show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited.
  • the figures and in particular the illustrated proportions are only schematic. Show it:
  • Fig. 4 a section of a plate spring with smallpox
  • Fig. 5 a motor vehicle with a friction clutch.
  • a friction clutch 2 is shown in section, in which a plate spring 1 acts on an adjusting device 17.
  • the adjusting device 17 adjusts a distance between the plate spring 1 and the pressure plate 8, so that the travel 18 between the pressure plate 8 and the blade 24 wear independent (almost) remains constant.
  • the plate spring 1 is actuated by the adjusting device 16, so that a force 7 is transmitted via the plate spring 1 on the pressure plate 8.
  • the plate spring 1 via the elevation 9 on the fixed component 10, here a coupling housing, mounted so that the direction of the force 7 vice versa becomes.
  • the plate spring 1 is divided into a force section 5 and a lever section 6, wherein the adjusting device 16 acts on the lever section 6 and the force section 5 acts on the pressure plate 8 and the adjusting device 17.
  • the plate spring 1 is supported on the side of the pressure plate 8 by an indirectly (for example by means of several centering pins) or directly mounted on the clutch housing 10 supporting spring tiltable.
  • the support spring may be provided in its outer region with a preferably circumferential, preferably issued in the direction of the plate spring 1 bead, which rests against the plate spring 1.
  • This system is preferably located in the radial direction outside of the plate spring-side elevation 9, through which the plate spring 1 is tilted on the coupling housing 10.
  • other forms of tiltable support of the plate spring 1 are possible, for example by means of a wire ring.
  • a detail of a plate spring 1 is shown, which has an inner diameter 4 and an outer diameter 3 and in which along a circular ring 26, a circumferential bead 1 1 is formed. Starting from the inner diameter 4, the plate spring 1 is provided with slots 25.
  • Fig. 3 and Fig. 4 show a similar arrangement as Fig. 2, wherein the plate spring 1 in Fig. 3 has an arc segment 12 and the plate spring 1 in Fig. 4 pox 13, which are each arranged along a circular ring 26.
  • a fixed component 10 not shown
  • FIG. 5 shows a motor vehicle 19 with a friction clutch 2, which is set up for the special motor vehicle 19 and has an optimized disc spring 1 (not shown).
  • a drive unit 14 is provided, which drives the drive train 15 of the motor vehicle 19 via an output shaft 20 with the friction clutch 2.
  • the motor axis 23 of the drive unit 14 is aligned transversely with respect to the longitudinal axis 22 of the motor vehicle 29.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tellerfeder für eine Reibkupplung mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, aufweisend einen Kraftabschnitt beim Außendurchmesser und einen Hebelabschnitt beim Innendurchmesser, wobei über den Hebelabschnitt eine Stellkraft einleitbar ist und über den Kraftabschnitt die Stellkraft auf eine Anpressplatte übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser eine Erhebung vorgesehen ist, über die die Tellerfeder an einem festen Bauteil einer Reibkupplung lagerbar ist. Mit der hier vorgeschlagenen Erfindung ist es möglich, eine Reibkupplung an individuelle Vorgaben für eine spezielles Kraftfahrzeug anzupassen, ohne dabei die gesamte Reibkupplung beziehungsweise einen Großteil der Teile neu auslegen zu müssen, sondern es genügt allein die geringfügige Umkonstruktion der Tellerfeder.

Description

Tellerfeder für eine Reibkupplung
Die Erfindung betrifft eine Tellerfeder für eine Reibkupplung, welche dazu eingerichtet ist, die Lamellen und Kupplungsscheiben miteinander in Eingriff zu bringen beziehungsweise die Ü- bertragung der Einrückkraft auf die Lamellen und Kupplungsscheiben vorzunehmen.
Eine solche Tellerfeder weist einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser auf und ist ringförmig. Häufig ist eine solche Tellerfeder aus einem Federstahl hergestellt und weist bereits im nicht eingebauten Zustand Eigenspannungen auf, so dass zur Verformung der Tellerfeder eine erhöhte Widerstandskraft benötigt wird. Die Tellerfeder ermöglicht bei einer Ü- berlast zwischen den Lamellen und den Kupplungsscheiben einer Reibkupplung ein Durchrutschen, in dem sie bei einer übermäßigen Drehmomenteinleitung abhebt.
Häufig werden Reibkupplungen für Kraftfahrzeuge eingesetzt, wobei viele verschiedene Kraftfahrzeuge existieren, die jeweils unterschiedliche Antriebseinheiten und Vortriebssysteme verwenden und ein unterschiedliches Gewicht und Leistungsniveau aufweisen. Daher ist es notwendig, die Reibkupplung für jegliche Anwendung in Bezug auf die Drehmomentübertragung anzupassen oder sogar neu zu konzeptionieren. Dazu wurden bisher bei der Anpressplatte die Nocke(n) entsprechend angepasst. Die Lage und Höhe der Nocke(n) auf der Anpressplatte bestimmt die Charakteristik der Reibkupplung, weil hierdurch die Vorspannung der Tellerfeder und die Hebelarmlänge definiert werden. Die Anpressplatte ist die erste der Kupplungsscheiben, welche dazu eingerichtet ist, eine Stellkraft, welche von der Tellerfeder auf das Kupplungssystem übertragen werden soll, auf die Lamellen und Kupplungsscheiben derart zu übertragen, dass ein Drehmoment übertragen werden kann. Insbesondere bei selbst nachstellender und weggesteuerter Nachstellung der Reibkupplung wird der Nocken der Anpressplatte durch den Verstellring ersetzt. Damit entsteht ein erheblicher konstruktiver Aufwand, eine nachstellende Kupplung an die jeweiligen Anforderungen anzupassen, welcher insbesondere die gesamte Nachstelleinrichtung betrifft.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die Erfindung betrifft eine Tellerfeder für eine Reibkupplung mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, aufweisend einen Kraftabschnitt beim Außendurchmesser und einen Hebelabschnitt beim Innendurchmesser, wobei über den Hebelabschnitt eine Stellkraft einleitbar ist und über den Kraftabschnitt die Stellkraft auf eine Anpressplatte übertragbar ist. Die Tellerfeder ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser eine Erhebung vorgesehen ist, über die die Tellerfeder an einem festen Bauteil einer Reibkupplung lagerbar ist.
Die Tellerfeder weist einen Kraftabschnitt auf, welcher am Außendurchmesser angeordnet ist. Dieser ist zur Einleitung der Stellkraft auf die Anpressplatte eingerichtet. Am Innendurchmesser ist ein Hebelabschnitt vorgesehen, welcher die Stellkraft von einem Einrückbolzen oder ähnlichen Einrichtungen in die Tellerfeder aufnimmt. Häufig ist der Hebelabschnitt durch radiale Schlitze gekennzeichnet, welche die Federeigenschaft der Tellerfeder verbessern. Die Einleitung beziehungsweise Übertragung der Stellkraft an der Tellerfeder findet durch direkten Kontakt mit der Stelleinheit beziehungsweise der Anpressplatte statt. Um nun die Charakteristik der Tellerfeder an die jeweiligen Anforderungen in einem existierenden Reibkupplungssystem anzupassen, ist anstelle der bisher bekannten Lagerungsmethoden der Tellerfeder hier eine Erhebung vorgesehen, welche zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser angeordnet ist. Über diese Erhebung ist die Tellerfeder an einem festen Bauteil der Reibkupplung, zum Beispiel dem Kupplungsgehäuse lagerbar. An diesem Lagerpunkt wird die Tellerfeder gedreht. Das heißt, der Kraftabschnitt bewegt sich in einer entgegengesetzten Richtung zu dem Hebelabschnitt. Um nun eine Anpassung der Charakteristik der Reibkupplung zu erreichen, kann die Lage der Erhebung zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser entsprechend gewählt werden. Damit kann ein entsprechendes Hebelübersetzungsverhältnis eingerichtet werden. Im Stand der Technik war es bisher ebenfalls notwendig, die Tellerfeder für die jeweilige Charakteristik neu auszulegen. Mit der hier vorgeschlagenen Tellerfeder ist es nun möglich, die übrigen Komponenten der Reibkupplung unverändert zu belassen und allein die Tellerfeder konstruktiv zu verändern.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Erhebung im Kraftabschnitt angeordnet.
Mit der Anordnung der Erhebung im Kraftabschnitt ist es möglich, die Lage der Erhebung relativ frei zu wählen, ohne größere konstruktive Veränderungen an der Tellerfeder vornehmen zu müssen. Insbesondere können bei einer geschlitzten Ausführung des Hebelabschnitts zunächst die Stellkraft im geschlossenen Kraftabschnitt vergleichmäßigt werden, bevor eine Kraftrichtungsänderung über die Erhebung stattfindet. Auch werden Spannungsspitzen durch die Einleitung der Stellkraft über die Hebelabschnitt nicht in die Erhebung hineingetragen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Tellerfeder ist die Erhebung durch zumindest eine der folgenden Komponenten gebildet:
eine kreisringartig umlaufende Sicke;
zumindest ein auf einem Kreisring angeordnetes Bogensegment; und
auf einem Kreisring angeordnete Pocken.
Durch die Ausbildung einer kreisringartig umlaufenden Sicke wird eine besonders große Anlagefläche erzeugt. Hierdurch werden die Tellerfeder und auch die Anbaukomponenten durch eine breit verteilte Krafteinleitung geschont. Demgegenüber kann es vorteilhaft sein, nur Bo- gensegmente vorzusehen oder gar nur Pocken, welche ebenfalls im Gesamtbild einen Kreisring bilden. Hierdurch wird die Stabilität der Tellerfeder und unter Umständen eine vorteilhafte Charakteristik der Tellerfeder erzeugt. Die Tellerfeder kann dabei durch Kaltumformen und/oder durch Warmumformen gefertigt werden, wobei insbesondere für die Herstellung der hier beschriebenen Tellerfeder gegenüber bekannten Tellerfedern kein zusätzlicher Verfahrensschritt eingeführt werden muss, sondern vielmehr das gleiche, um eine entsprechende Vorrichtung für die Erhebung ergänztes, Werkzeug zur Herstellung der Tellerfeder verwendet werden kann, welches bisher zur Herstellung von Tellerfedern eingesetzt worden ist.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Tellerfeder nach obiger Beschreibung vorgeschlagen, welches zumindest die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Blechs;
Stanzen des Federstahlblechs zu einer gewünschten Tellerfederform; und
Warmumformen des Federstahlblechs zur Erzeugung der endgültigen Form und Festigkeit,
wobei beim Stanzen und/oder Warmumformen zugleich die Erhebung erzeugt wird.
Zunächst wird ein Blech, bevorzugt ein Federstahlblech, das für die Herstellung der Tellerfeder geeignet ist, bereitgestellt. Anschließend wird das Blech gestanzt, wobei zum Beispiel die Schlitze im Hebelabschnitt und sonstige erforderliche Ausnehmungen, sowie der Außendurchmesser und der Innendurchmesser erzeugt werden. Anschließend wird das geformte Federstahlblech warm umgeformt, so dass die endgültige Form und Festigkeit erreicht wird. Entweder beim Stanzen oder beim Warmumformen wird die Erhebung gebildet. Beim Stanz- verfahren kann ebenfalls ein Prägen stattfinden, so dass die Erhebung (ohne Durchbrüche) im Stanzschritt erzeugt werden kann.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Reibkupplung zum reibschlüssigen Verbinden einer Antriebseinheit mit einem Abtriebssystem vorgeschlagen, welches zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
eine Tellerfeder gemäß der obigen Beschreibung;
ein mitrotierendes Kupplungsgehäuse;
eine Stelleinrichtung und
eine Anpressplatte,
wobei die Stelleinrichtung auf den Hebelabschnitt der Tellerfeder einwirkt und der Kraftabschnitt der Tellerfeder auf die Anpressplatte wirkt und dabei die Erhebung der Tellerfeder die Tellerfeder gegen das Kupplungsgehäuse lagert.
Die Antriebseinheit ist in Kraftfahrzeugen häufig eine Verbrennungskraftmaschine oder ein E- lektromotor und das Abtriebssystem ein Vortrieb für das Kraftfahrzeug, zum Beispiel die Räder. Die Reibkupplung hat hierbei die Aufgabe, ein von der Antriebseinheit erzeugtes Drehmoment lösbar auf das Abtriebssystem zu übertragen. Hierzu wird mittels der Tellerfeder die Stellkraft durch eine Stelleinrichtung, welche durch die Kupplung aktiviert wird, auf die Anpressplatte, welche die erste Kupplungsscheibe des Reibsystems darstellt, übertragen. Häufig ist es notwendig, in einer existierenden Reibkupplungskonfiguration den Stellweg und die Kraftübertragung an die jeweilige Anforderung eines Kraftfahrzeugs anzupassen. Hierzu ist es möglich, allein die Tellerfeder, welche für Veränderungen der Charakteristik der Reibkupplung jeweils neu ausgelegt werden muss, zu ändern, ohne weitere Auslegungs- und Umkonstruk- tionsmaßnahmen an der Reibkupplung vornehmen zu müssen. Die Erhebung ersetzt somit bekannte Konfigurationen mit einem oder mehreren Drahtringen oder einer Sicke im Reibkupplungsdeckel. Insbesondere sind keine Veränderungen an der Anpressplatte notwendig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Reibkupplung eine weggesteuerte Nachstelleinrichtung für einen konstanten Stellweg.
Bei einer weggesteuerten Nachstelleinrichtung entfällt die Nocke der Anpressplatte, welche durch einen Verstellring ersetzt wird. Der Verstellring ist bereits umfangreich ausgelegt, um eine optimale Nachstellung der Reibkupplung zu gewährleisten. Muss diese verändert werden, um die Charakteristik der Reibkupplung anzupassen, ist dies mit einem erheblichen konstruktivem Aufwand und neuer Auslegung verbunden. Mit der hier vorgeschlagenen Reib- kupplung ist aber allein eine Veränderung der Tellerfeder notwendig, bei der die Erhebung in ihrer Lage, insbesondere im Kraftabschnitt, verändert und dadurch die Hebelcharakteristik der Tellerfeder verändert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Reibkupplung ist die Stellwegcharakteristik der Reibkupplung allein über die Lage und Höhe der Erhebung der Tellerfeder einstellbar, wobei insbesondere die übrigen Komponenten der Reibkupplung unverändert bleiben.
Durch die Veränderung der Lage wird das Hebelarmverhältnis zwischen dem Hebelabschnitt und dem Kraftabschnitt verändert. Durch die Höhe der Erhebung wird eine Vorspannung der Tellerfeder und somit eine stets anliegende Mindestreibkraft definiert. Es ist also möglich, über diese zwei Parameter die Stellwegcharakteristik der Tellerfeder umfassend auszulegen und anzupassen. Eine Veränderung der übrigen Komponenten ist in der Regel nicht notwendig, weil diese in aller Regel für die von der Tellerfeder ausgeübten Kräfte ausreichend dimensioniert sind, insbesondere ist der Kupplungsdeckel als Anlagefläche mit veränderten Anlagepunkten und erhöhter Vorspannungskraft ohne Änderungen geeignet.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches eine Antriebseinheit mit einer Abtriebswelle, einen Antriebsstrang und eine Reibkupplung gemäß der obigen Beschreibung zum lösbaren Verbinden der Abtriebswelle mit dem Antriebsstrang, wobei die Antriebseinheit im Kraftfahrzeug vor einer Fahrerkabine und quer zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt die Antriebseinheit, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder ein Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Kupplung kleiner Baugröße zu verwenden.
Verschärft wird die Bauraumsituation bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Die oben beschriebene Tellerfeder ermöglicht den Einsatz von Kupplungen sehr geringer Baugröße, welche aufwendig und vielfältig optimiert sind, um die geringe Baugröße zu erzielen. Allein die Tellerfeder an die Erfordernisse des jeweiligen Kraftfahrzeugs anpassen zu müssen erweitert somit die Einsetzbarkeit einer kleinen Reibkupplung. Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht, Leistung eingeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beispielsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen Fox oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
Fig. 1 : eine Reibkupplung mit Tellerfeder im Schnitt,
Fig. 2: einen Ausschnitt einer Tellerfeder mit umlaufender Sicke,
Fig. 3: einen Ausschnitt einer Tellerfeder mit Bogensegment,
Fig. 4: einen Ausschnitt einer Tellerfeder mit Pocken, und
Fig. 5: ein Kraftfahrzeug mit einer Reibkupplung.
In Fig. 1 wird eine Reibkupplung 2 im Schnitt gezeigt, in der eine Tellerfeder 1 auf eine Nachstelleinrichtung 17 wirkt. Die Nachstelleinrichtung 17 verstellt einen Abstand zwischen der Tellerfeder 1 und der Anpressplatte 8, so dass der Stellweg 18 zwischen der Anpressplatte 8 und der Lamelle 24 verschleißunabhängig (nahezu) konstant bleibt. Die Tellerfeder 1 wird von der Stelleinrichtung 16 betätigt, so dass eine Stellkraft 7 über die Tellerfeder 1 auf die Anpressplatte 8 übertragen wird. Dabei ist die Tellerfeder 1 über die Erhebung 9 an dem festen Bauteil 10, hier einem Kupplungsgehäuse, gelagert, so dass die Richtung der Stellkraft 7 umgekehrt wird. Die Tellerfeder 1 unterteilt sich in einen Kraftabschnitt 5 und einen Hebelabschnitt 6, wobei die Stelleinrichtung 16 auf den Hebelabschnitt 6 einwirkt und der Kraftabschnitt 5 auf die Anpressplatte 8 beziehungsweise die Nachstelleinrichtung 17 einwirkt.
Vorzugsweise ist die Tellerfeder 1 auf Seiten der Anpressplatte 8 durch eine mittelbar (beispielsweise mittels mehrerer Zentrierbolzen) oder unmittelbar am Kupplungsgehäuse 10 gelagerte Stützfeder verkippbar abgestützt. Die Stützfeder kann in ihrem Außenbereich mit einer vorzugsweise umlaufenden, vorzugsweise in Richtung der Tellerfeder 1 ausgestellten Sicke versehen sein, die an der Tellerfeder 1 anliegt. Diese Anlage befindet sich vorzugsweise in radialer Richtung außerhalb der tellerfederseitigen Erhebung 9, durch die die Tellerfeder 1 verkippbar am Kupplungsgehäuse 10 anliegt. Anpressplattenseitig sind jedoch auch andere Formen der verkippbaren Abstützung der Tellerfeder 1 möglich, beispielsweise mittels Drahtring.
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt einer Tellerfeder 1 gezeigt, die einen Innendurchmesser 4 und einen Außendurchmesser 3 aufweist und bei der entlang eines Kreisrings 26 eine umlaufende Sicke 1 1 gebildet ist. Ausgehend vom Innendurchmesser 4 ist die Tellerfeder 1 mit Schlitzen 25 versehen.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine ähnliche Anordnung wie Fig. 2, wobei die Tellerfeder 1 in Fig. 3 ein Bogensegment 12 aufweist und die Tellerfeder 1 in Fig. 4 Pocken 13 aufweist, die jeweils entlang eines Kreisrings 26 angeordnet sind. Dadurch ist eine Anlagerung der Tellerfeder an einem festen Bauteil 10 (nicht dargestellt) ohne weitere Elemente möglich.
Fig. 5 zeigt ein Kraftfahrzeug 19 mit einer Reibkupplung 2, welche für das spezielle Kraftfahrzeug 19 eingerichtet ist und eine (nicht dargestellte) optimierte Tellerfeder 1 aufweist. Vor der Fahrerkabine 21 ist eine Antriebseinheit 14 vorgesehen, welche über eine Abtriebswelle 20 mit der Reibkupplung 2 den Antriebsstrang 15 des Kraftfahrzeugs 19 antreibt. Die Motorachse 23 der Antriebseinheit 14 ist dabei quer in Bezug auf die Längsachse 22 des Kraftfahrzeugs 29 ausgerichtet.
Mit der hier vorgeschlagenen Erfindung ist es möglich, eine Reibkupplung an individuelle Vorgaben für eine spezielles Kraftfahrzeug anzupassen, ohne dabei die gesamte Reibkupplung beziehungsweise einen Großteil der Teile neu auslegen zu müssen, sondern es genügt allein die geringfügige Umkonstruktion der Tellerfeder. Bezugszeichenliste Tellerfeder
Reibkupplung
Außendurchmesser
Innendurchmesser
Kraftabschnitt
Hebelabschnitt
Stellkraft
Anpressplatte
Erhebung
festes Bauteil
umlaufende Sicke
Bogensegment
Pocken
Antriebseinheit
Antriebsstrang
Stelleinrichtung
Nachstelleinrichtung
Stellweg
Kraftfahrzeug
Abtriebswelle
Fahrerkabine
Längsachse
Motorachse
Lamelle
Schlitz
Kreisring

Claims

Patentansprüche
Tellerfeder (1 ) für eine Reibkupplung
(2) mit einem Außendurchmesser (3) und einem Innendurchmesser (4), aufweisend einen Kraftabschnitt (5) beim Außendurchmesser
(3) und einen Hebelabschnitt (6) beim Innendurchmesser (4), wobei über den Hebelabschnitt (6) eine Stellkraft (7) einleitbar ist und über den Kraftabschnitt (5) die Stellkraft (7) auf eine Anpressplatte (8) übertragbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Innendurchmesser
(4) und dem Außendurchmesser (3) eine Erhebung (9) vorgesehen ist, über die die Tellerfeder (1 ) an einem festen Bauteil (10) einer Reibkupplung (2) lagerbar ist.
Tellerfeder (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Erhebung (9) im Kraftabschnitt (5) angeordnet ist.
Tellerfeder (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erhebung (9) durch zumindest eine der folgenden Komponenten gebildet ist:
eine kreisringartig umlaufende Sicke (1 1 );
zumindest ein auf einem Kreisring angeordnetes Bogensegment (12); und auf einem Kreisring angeordnete Pocken (13).
Verfahren zur Herstellung einer Tellerfeder (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Federstahlblechs;
Stanzen des Federstahlblechs zu einer gewünschten Tellerfederform; und Warmumformen des Federstahlblechs zur Erzeugung der endgültigen Form und Festigkeit,
wobei beim Stanzen und/oder Warmumformen zugleich die Erhebung (9) erzeugt wird.
Reibkupplung (2) zum reibschlüssigen Verbinden einer Antriebseinheit (14) mit einem Antriebsstrang (15), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
eine Tellerfeder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3;
ein mitrotierendes Kupplungsgehäuse (10);
eine Stelleinrichtung (16) und
eine Anpressplatte (8), wobei die Stelleinrichtung (16) auf den Hebelabschnitt (6) der Tellerfeder (1 ) einwirkt und der Kraftabschnitt
(5) der Tellerfeder (1 ) auf die Anpressplatte (8) wirkt und dabei die Erhebung (9) der Tellerfeder (1 ) die Tellerfeder (1 ) gegen das Kupplungsgehäuse (10) lagert.
6. Reibkupplung (2) nach Anspruch 5, wobei die Reibkupplung (2) eine weggesteuerte Nachstelleinrichtung (17) für einen konstanten Stellweg (18) umfasst.
7. Reibkupplung (2) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Stellwegcharakteristik der Reibkupplung (2) allein über die Lage und Höhe der Erhebung (9) der Tellerfeder (1 ) einstellbar ist, wobei insbesondere die übrigen Komponenten der Reibkupplung (2) unverändert bleiben.
8. Kraftfahrzeug (19) aufweisend eine Antriebseinheit (14) mit einer Abtriebswelle (20), einen Antriebsstrang (15) und eine Reibkupplung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 zum lösbaren Verbinden der Abtriebswelle (20) mit dem Antriebsstrang (15), wobei die Antriebseinheit (14) im Kraftfahrzeug (19) vor einer Fahrerkabine (21 ) und quer zu einer Längsachse (22) des Kraftfahrzeugs (19) angeordnet ist.
PCT/EP2013/058270 2012-05-07 2013-04-22 Tellerfeder für eine reibkupplung WO2013167365A1 (de)

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