WO2016127997A1 - Reibscheibenkupplung - Google Patents

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WO2016127997A1
WO2016127997A1 PCT/DE2016/200092 DE2016200092W WO2016127997A1 WO 2016127997 A1 WO2016127997 A1 WO 2016127997A1 DE 2016200092 W DE2016200092 W DE 2016200092W WO 2016127997 A1 WO2016127997 A1 WO 2016127997A1
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WO
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friction
disc clutch
friction disc
elements
torque
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PCT/DE2016/200092
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English (en)
French (fr)
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Joydeep Roy
Arunkumar Natarajan
Suresh KRISHANASWAMY NAIG
Rajagopal Rengasamy
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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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
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D13/69—Arrangements for spreading lamellae in the released state
    • 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
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D13/648—Clutch-plates; Clutch-lamellae for clutches with multiple lamellae

Definitions

  • the invention relates to a friction disc clutch.
  • the invention relates to a multi-plate friction clutch for use in a motorcycle.
  • a friction disc clutch is operatively disposed between an internal combustion engine and a transmission to permit or interrupt a torque flow.
  • the friction disc clutch is usually operated manually, so that a Betuschistsweg and an operating force must be limited so that the driver can muster this.
  • the friction disc clutch usually includes a number of first and second friction elements alternately arranged in an axial direction with respect to a rotation axis.
  • the first friction elements have radially outward protrusions to engage an outer beam, while the second friction elements have radially inwardly facing protrusions to engage an inner beam.
  • Outer carrier and inner carrier form the input and output side of the coupling.
  • the stack of friction elements is axially compressed, so that a frictional connection is created and torque can be transmitted between the input side and the output side.
  • the invention solves this problem by means of a friction disc clutch with the features of the independent claim. Subclaims give preferred embodiments again.
  • a friction disc clutch includes an input side and an output side coaxially disposed about a rotation axis, first friction elements that are torque-connected to the input side, and second friction elements that are torque-connected to the output side.
  • First and second friction elements are arranged alternately in the axial direction.
  • an actuator is provided to axially compress the friction elements to allow a torque flow between the input side and the output side.
  • an elastic element is used to axially compress the friction elements.
  • An actuation path of the friction disc clutch is dimensioned at a point where the actuation element acts axially on one of the friction elements between an actuated and an unactuated position of the friction disc clutch. Without enlarging the actuation path with respect to a known friction disk clutch, the elastic elements can cause the first friction elements to be raised more uniformly axially from one another when the friction disk clutch is actuated so that they can release the second friction elements in an improved manner.
  • the friction disc clutch can thus have an improved separation behavior.
  • the transmittable in the open, actuated state of the friction disc clutch between the input side and the output side torque can be reduced.
  • the actuation travel can be in the range of approximately 2 mm, whereby the friction disc clutch can not transmit more than approximately 0.5 Nm of torque in the opened state.
  • the friction disc clutch can be advantageously used for improved separation, for example between an internal combustion engine and a transmission.
  • gear changes with open friction disc clutch can run more gentle, quiet or wear.
  • An actuation path of the friction disc clutch can be in the range of the actuation travel of a known friction disc clutch.
  • at least three elastic elements are distributed on a circumference about the axis of rotation between two axially adjacent first friction elements. As a result, tilting of the first friction elements with respect to the axis of rotation can be prevented.
  • a plant of a first friction element on a second friction element along a contact surface, which extends around the axis of rotation, can thereby be improved completely.
  • the elastic element is formed as a single-layer leaf spring.
  • the elastic element can be produced inexpensively.
  • An assembling operation of the elastic member to the friction disc clutch may be simplified.
  • An elastic element may be formed wave-shaped with at least three bends along the circumferential direction.
  • the elastic element can thereby improve applied to the first friction elements.
  • an axial spring force can be increased or better controlled.
  • the friction disc clutch further comprises a bolt which extends parallel to the axis of rotation through recesses in the first friction elements.
  • the elastic element has a recess through which passes bolts. The elastic element can thus be axially displaceable against occurring forces, in particular in the radial direction, secured. The position of the elastic element can thus be ensured even at high speed of the input side.
  • a projection for engagement in a corresponding recess of a first friction element is attached to a circumferential end of an elastic element.
  • the position of the elastic element with respect to the first friction element can thereby be better secured.
  • the elastic member in conjunction with the recess for the bolt, the elastic member may be secured by the projection against twisting around the bolt.
  • a first friction element may have a radially outwardly facing projection for torque-locking engagement with the input side, wherein a width of an elastic element substantially corresponds to the radial length of the projection.
  • the projection usually extends into an axis-parallel slot of the input side, which may be cup-shaped.
  • the first friction element is mounted in a form-fitting and axially displaceable manner on the input side.
  • the second friction element builds radially shorter, so that in the area axially between projections of two adjacent first friction elements an otherwise unused space is available, in which the elastic element can be arranged.
  • This available space can be exploited improved by the specified width of the elastic element.
  • the elastic member is made of a hardened steel strip.
  • the steel strip can be obtained inexpensively as a semifinished product and further processed by conventional methods.
  • a plurality of elastic elements can advantageously be made of low-cutting steel tape.
  • the elastic elements can be punched out of the steel strip. After punching, the elastic members can be bent to provide the required preload. By using hardened steel, the spring force of the elastic member can be maintained.
  • the material of the elastic element is tempered after curing. Thus, it can be prevented that the elastic element becomes brittle and breaks under load.
  • the friction disc clutch is adapted to run in a liquid bath.
  • the liquid bath may in particular be an oil bath.
  • the friction disc clutch When used in a motorcycle, the friction disc clutch usually runs in the same oil bath as the transmission.
  • FIG. 1 is a sectional view of a friction disc clutch for a motorcycle
  • FIG. 2 is another view of the friction disc clutch of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a side view of a friction disk clutch according to FIGS. 1 or 2 with additional elastic elements
  • FIG. 4 shows an elastic element of the friction disk clutch of FIG. 3
  • FIG. 5 shows a plurality of elastic elements in a semifinished product.
  • Figure 1 shows a sectional view of a friction disc clutch 100, which is preferably adapted for use in a motorcycle.
  • a friction disc clutch 100 Around an axis of rotation 105, an input side 1 10 and an output side 1 15 are arranged rotatably relative to each other.
  • first friction elements 120 and second friction elements 125 are also rotatable about the rotation axis 105 arranged.
  • the first friction elements 120 are torque-lockingly connected to the input side 1 10 and the second friction elements 125 torque-locking to the output side 1 15.
  • a first friction element 120 comprises a radially outwardly facing projection 130, which engages in a recess 135 of the input side 1 10 positively.
  • the recess 135 extends in the axial direction, so that the first friction element 120 is coupled with an axially displaceable torque-locking connection with the input side 110.
  • adjacent second friction elements 125 engage each other in a torque-locking manner, wherein one of the second friction elements 125, in the representation of FIG. 1, the lowermost friction element 125, is positively connected to the output side 15.
  • the second friction elements 125 in the representation of FIG. 1, the lowermost friction element 125, is positively connected to the output side 15.
  • Other variants are also possible.
  • an actuating element 140 is provided for axial compression of the stack of first and mutual friction elements 120, 125.
  • the actuating element 140 is designed disc-shaped and radially symmetrical to the axis of rotation 105.
  • the actuating element is mounted axially on a circumference about the axis of rotation 105, which lies radially within the axially abutting friction elements 120 and 125.
  • the actuating element 140 acts like a plate spring, so that an axial contact pressure of the actuating element 140 on the friction elements 120 and 125 decreases when the actuating element 140 is pressed axially in the direction of the friction elements 120, 125.
  • a release bearing 145 can be provided. If the release bearing 145 is moved axially by one release travel, a radially outer region of the activation element 140 is moved axially by one actuation travel.
  • a ratio of Ausschwegs respect to the actuation path can be selected by selecting appropriate radial leverage ratios. However, other mechanisms for axially compressing the friction members 120, 125 may also be used.
  • the friction disk clutch 100 opens and a torque lock between the input side 110 and the output side 15 is interrupted.
  • a remaining transmittable torque depends on how well the first and second friction elements 120, 125 are axially lifted apart from each other. In a typical actuation path in the rich of about 2 mm and as shown six first friction elements 120 100 adjacent first friction elements 120 are lifted off from each other on average only by about 1/3 mm with fully open friction disc clutch.
  • an elastic element 150 (not shown) between adjacent first friction elements 120 in each case.
  • FIG. 2 shows a further view of the friction disk clutch 100 of FIG. 1.
  • the elastic elements 150 axially between each adjacent first friction elements 120 are not shown here, but only indicated in their positions.
  • FIG. 3 shows a side view of a friction disk clutch 100 according to one of FIGS. 1 or 2 with additional elastic elements 150.
  • the entire friction disk clutch 100 is shown in FIG. 3a and an enlarged detail in the region of two elastic elements 150 in the lower area in FIG.
  • the elastic element 150 is preferably designed as a leaf spring and more preferably as a single-ply leaf spring. It is further preferred that between axially adjacent first friction elements 120 at least three elastic elements 150 are distributed on a circumference about the axis of rotation 105. It can also be provided on the circumference more elastic elements 150, in particular as many as recesses 135 are provided in the input side 1 10.
  • the elastic element 150 designed as a leaf spring is stretched in the axial direction and has at least one, but preferably at least three, bends, as shown. As a result, the elastic member 150 is given a waveform in the circumferential direction. Ends of the elastic element 150 and axially outermost points of the bends are applied to the first friction elements 120.
  • a bolt 305 is provided, which runs parallel to the axis of rotation 105 and are located through recesses in the first friction elements 120 and recesses in the elastic element 150.
  • the pin 305 is located in the region of the recesses 135, radially outside an axial abutment region of the first friction elements 120 on the second friction elements 125.
  • An elastic element 150 may have at one of its ends a projection 310 which is adapted to a corresponding recess of a first friction element 120 to intervene.
  • the end of the elastic element 150 with the projection 310 preferably in the circumferential direction. It is also possible to use projections 310 at be provided the ends.
  • the recess in the first friction member 120 may extend, in particular, in the circumferential direction to allow movement of the projection 310 in the recess in the circumferential direction when the elastic member 150 is axially compressed.
  • a radial length of a protrusion 130 of a first friction member 120 radially outward of a region in which first and second friction members 120, 125 axially abut one another defines the maximum width of the resilient member 150.
  • the width of the resilient member 150 is slightly less than the radial Length of the protrusion 130, in spite of the curvature of the radially outer boundary of the projection 130 of the first friction element 120 about the axis of rotation 105 radially outwardly not overhang.
  • FIG. 4 shows an elastic element 150 of the friction disk clutch 100 of FIG. 3 in an enlarged view.
  • the waveform along the length of the elastic element 150 formed as a leaf spring, the recesses for receiving the bolt 305 and the projection 310 can be clearly seen.
  • FIG. 5 shows a plurality of elastic elements 150 in a semifinished product.
  • the elastic members 150 may be formed simply by punching and bending from a sheet.
  • a preferred location of a plurality of elastic members 150 prior to punching in a sheet metal strip 505 is shown in FIG.
  • a plurality of elastic elements 150 are provided, whose projections 310 preferably point in the same direction.
  • An adjacent row of elastic members 150 in the sheet metal strip 505 has oriented the protrusions 310 in an opposite direction in one embodiment.
  • Recesses for receiving the bolt 305 are preferably made oval, when the elastic element 150 is bent in the region of the recesses.

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

Abstract

Eine Reibscheibenkupplung umfasst eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, die koaxial um eine Drehachse angeordnet sind, erste Reibelemente, die drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite verbunden sind, und zweite Reibelemente, die drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite verbunden sind. Erste und zweite Reibelemente sind in axialer Richtung abwechselnd angeordnet. Ferner ist ein Betätigungselement vorgesehen, um die Reibelemente axial zusammen zu pressen, um einen Drehmomentfluss zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite zu ermöglichen. Zwischen axial benachbarten ersten Reibelementen ist jeweils ein elastisches Element eingesetzt, um die Reibelemente axial auseinander zu drücken.

Description

Reibscheibenkupplung
Die Erfindung betrifft eine Reibscheibenkupplung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Mehrscheiben-Reibkupplung zum Einsatz in einem Motorrad.
In einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Motorrad, ist eine Reibscheibenkupplung funktional zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet, um einen Dreh- momentfluss zu erlauben oder zu unterbrechen. Die Reibscheibenkupplung wird üblicherweise manuell betätigt, sodass ein Betätigungsweg und eine Betätigungskraft begrenzt sein müssen, damit der Fahrer diese aufbringen kann. Die Reibscheibenkupplung umfasst üblicherweise eine Anzahl erster und zweiter Reibelemente, die in einer axialen Richtung bezüglich einer Drehachse abwechselnd angeordnet sind. Die ersten Reibelemente weisen radial nach außen weisende Vorsprünge auf, um in einen Außenträger einzugreifen, während die zweiten Reibelemente radial nach innen weisende Vorsprünge aufweisen, um in einen Innenträger einzugreifen. Außenträger und Innenträger bilden Eingangs- und Ausgangsseite der Kupplung. Um die Kupplung zu schließen, wird der Stapel von Reibelementen axial komprimiert, sodass ein Reibschluss entsteht und Drehmoment zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite übertragen werden kann.
Um die Kupplung zu öffnen, wird die axiale Anpresskraft auf die Reibelemente verringert. Ein Betätigungselement zum axialen Komprimieren des Stapels von Reibelementen wird dabei axial nur wenig bewegt, üblicherweise in einem Bereich zwischen 1 und 2 mm. Aufgrund von Fertigungstoleranzen heben die Reibelemente beim Öffnen der Kupplung in axialer Richtung üblicherweise ungleichmäßig voneinander ab, sodass die Kupplung nicht vollständig trennt. Läuft die Kupplung in einem Ölbad, so kann das Öl ein Verkleben axial aneinander anliegender erster und zweiter Reibelemente bewirken, wodurch das zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite übertragbare Drehmoment unerwünscht ansteigen kann.
Wird in dem Getriebe eine eingelegte Gangstufe gewechselt, so kann durch einen nicht ausreichend unterbrochenen Drehmomentfluss zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe eine hohe Belastung auf die Gangstufen wirken. Dies kann äußerlich durch ein krachendes Geräusch beim Wechseln der Gangstufe bemerkbar sein. Ein Fahrkomfort oder eine Lebensdauer von Elementen des Antriebsstrangs des Motorrads können dadurch verringert sein.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibscheibenkupplung anzugeben, die ein verbessertes Trennverhalten, vorzugsweise bei einem nicht vergrößerten Betätigungsweg, bereitstellt. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer Reibscheibenkupplung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Eine Reibscheibenkupplung umfasst eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, die koaxial um eine Drehachse angeordnet sind, erste Reibelemente, die drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite verbunden sind, und zweite Reibelemente, die drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite verbunden sind. Erste und zweite Reibelemente sind in axialer Richtung abwechselnd angeordnet. Ferner ist ein Betätigungselement vorgesehen, um die Reibelemente axial zusammenzupressen, um einen Drehmomentfluss zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite zu ermöglichen. Zwischen axial benachbarten ersten Reibelementen ist jeweils ein elastisches Element eingesetzt, um die Reibelemente axial auseinanderzudrücken.
Ein Betätigungsweg der Reibscheibenkupplung bemisst sich an einer Stelle, wo das Betäti- gungselement auf eines der Reibelemente axial wirkt, zwischen einer betätigten und einer unbetätigten Stellung der Reibscheibenkupplung. Ohne den Betätigungsweg gegenüber einer bekannten Reibscheibenkupplung zu vergrößern, kann durch die elastischen Elemente bewirkt werden, dass die erste Reibelemente beim Betätigen der Reibscheibenkupplung gleichmäßiger axial voneinander abgehoben werden, sodass sie die zweiten Reibelemente verbes- sert freigeben können. Die Reibscheibenkupplung kann so ein verbessertes Trennverhalten aufweisen. Das im geöffneten, betätigten Zustand der Reibscheibenkupplung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite übertragbare Drehmoment kann dadurch verringert sein. Beispielsweise kann der Betätigungsweg im Bereich von ca. 2 mm liegen, wobei die Reibscheibenkupplung im geöffneten Zustand nicht mehr als ca. 0,5 Nm Drehmoment über- tragen kann. In einem Antriebsstrang kann die Reibscheibenkupplung zur verbesserten Trennung, beispielsweise zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe, vorteilhaft eingesetzt werden. Insbesondere an einem Motorrad, wo das Getriebe unsynchronisiert sein kann, können Gangwechsel bei geöffneter Reibscheibenkupplung sanfter, geräuschärmer oder verschleißärmer ablaufen. Ein Betätigungsweg der Reibscheibenkupplung kann dabei im Bereich des Betätigungswegs einer bekannten Reibscheibenkupplung liegen. Bevorzugterweise sind zwischen zwei axial benachbarten ersten Reibelementen wenigstens drei elastische Elemente auf einem Umfang um die Drehachse verteilt. Dadurch kann ein Verkanten der ersten Reibelemente bezüglich der Drehachse verhindert werden. Eine Anlage eines ersten Reibelements an einem zweiten Reibelement entlang einer Anlagefläche, die um die Drehachse herum verläuft, kann dadurch verbessert vollständig erfolgen.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass das elastische Element als einlagige Blattfeder ausgebildet ist. Dadurch kann das elastische Element kostengünstig hergestellt werden. Ein Montagevorgang des elastischen Elements an der Reibscheibenkupplung kann vereinfacht sein.
Ein elastisches Element kann wellenförmig mit wenigstens drei Biegungen entlang der Um- fangsrichtung ausgebildet sein. Das elastische Element kann dadurch verbessert an den ersten Reibelementen anlegen. Außerdem kann eine axiale Federkraft vergrößert oder besser kontrollierbar sein.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Reibscheibenkupplung ferner einen Bolzen, der parallel zur Drehachse durch Aussparungen in den ersten Reibelementen verläuft. Dabei weist auch das elastische Element eine Aussparung auf, durch die Bolzen verläuft. Das elastische Element kann so axial verschiebbar gegen auftretende Kräfte, insbesondere in radialer Richtung, gesichert sein. Die Position des elastischen Elements kann so auch bei hoher Drehzahl der Eingangsseite sichergestellt sein.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist an einem in Umfangsrichtung liegenden Ende eines elastischen Elements ein Vorsprung zum Eingriff in eine korrespondierende Vertiefung ei- nes ersten Reibelements angebracht. Die Lage des elastischen Elements bezüglich des ersten Reibelements kann dadurch verbessert gesichert sein. Insbesondere in Verbindung mit der Aussparung für den Bolzen kann das elastische Element durch den Vorsprung gegen ein Verdrehen um den Bolzen herum gesichert sein. Ein erstes Reibelement kann einen radial nach außen weisenden Vorsprung zum drehmomentschlüssigen Eingriff mit der Eingangsseite aufweisen, wobei eine Breite eines elastischen Elements im Wesentlichen der radialen Länge des Vorsprungs entspricht. Der Vorsprung erstreckt sich üblicherweise in einen achsparallelen Schlitz der Eingangsseite, die topfförmig ausgebildet sein kann. Dadurch ist das erste Reibelement formschlüssig und axial verschieb- bar an der Eingangsseite angebracht. Das zweite Reibelement baut radial kürzer, sodass im Bereich axial zwischen Vorsprüngen zweier benachbarter erster Reibelemente ein ansonsten ungenutzter Raum zur Verfügung steht, in dem das elastische Element angeordnet werden kann. Dieser zur Verfügung stehende Bauraum kann durch die angegebene Breite des elastischen Elements verbessert ausgenutzt werden. Es ist bevorzugt, dass das elastische Element aus einem gehärteten Stahlband herstellbar ist. Das Stahlband kann als Halbzeug kostengünstig bezogen und mittels üblicher Verfahren weiterverarbeitet werden. Dabei kann eine Vielzahl elastischer Elemente vorteilhaft verschnittarm aus dem Stahlband gefertigt werden. Beispielsweise können die elastischen Elemente aus dem Stahlband ausgestanzt werden. Nach dem Ausstanzen können die elastischen Elemente gebogen werden, um die erforderliche Vorspannung bereitzustellen. Durch die Verwendung gehärteten Stahls kann die Federkraft des elastischen Elements aufrechterhalten sein.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Material des elastischen Elements nach dem Härten angelassen ist. So kann verhindert werden, dass das elastische Element spröde wird und unter Belastung bricht.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Reibscheibenkupplung dazu eingerichtet ist, in einem Flüssigkeitsbad zu laufen. Das Flüssigkeitsbad kann insbesondere ein Ölbad sein. Beim Einsatz in einem Motorrad läuft die Reibscheibenkupplung üblicherweise in dem gleichen Ölbad wie das Getriebe.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, wobei:
• Figur 1 eine Schnittansicht einer Reibscheibenkupplung für ein Motorrad;
· Figur 2 eine weitere Ansicht der Reibscheibenkupplung von Figur 1 ;
• Figur 3 eine Seitenansicht einer Reibscheibenkupplung nach den Figuren 1 oder 2 mit zusätzlichen elastischen Elementen;
• Figur 4 ein elastisches Element der Reibscheibenkupplung von Figur 3; und
• Figur 5 mehrere elastische Elemente in einem Halbzeug darstellt.
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Reibscheibenkupplung 100, die bevorzugterweise zum Einsatz in einem Motorrad eingerichtet ist. Um eine Drehachse 105 sind eine Eingangssei- te 1 10 und eine Ausgangsseite 1 15 zueinander drehbar angeordnet. Ebenfalls drehbar um die Drehachse 105 sind erste Reibelemente 120 und zweite Reibelemente 125 axial abwechselnd angeordnet. Die ersten Reibelemente 120 sind drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite 1 10 und die zweiten Reibelemente 125 drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite 1 15 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein erstes Reibelement 120 einen radial nach außen weisenden Vorsprung 130, der in einer Ausnehmung 135 der Eingangsseite 1 10 formschlüssig eingreift. Die Ausnehmung 135 erstreckt sich in axialer Richtung, sodass das erste Reibelement 120 axial verschiebbar drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite 1 10 gekoppelt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform greifen jeweils benachbarte zweite Reibelemente 125 drehmomentschlüssig ineinander ein, wobei eines der zweiten Reibelemente 125, in der Darstellung von Figur 1 das unterste Reibelement 125, formschlüssig mit der Ausgangsseite 1 15 verbunden ist. Andere Varianten sind ebenfalls möglich.
Zum axialen Zusammenpressen des Stapels erster und zueinander Reibelemente 120, 125 ist ein Betätigungselement 140 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Betätigungselement 140 scheibenförmig und radialsymmetrisch zur Drehachse 105 ausgeführt. Das Betätigungselement ist auf einem Umfang um die Drehachse 105, der radial innerhalb der axial aneinander anliegenden Reibelemente 120 und 125 liegt, axial gelagert. Dabei wirkt das Betätigungselement 140 wie eine Tellerfeder, sodass ein axialer Anpressdruck des Betätigungselements 140 auf die Reibelemente 120 und 125 absinkt, wenn das Betätigungselement 140 axial in Richtung der Reibelemente 120, 125 gedrückt wird. Zur Entkopplung einer Drehbewegung des Betätigungselements 140, das hier exemplarisch gegenüber der Aus- gangsseite 1 15 gelagert ist, kann ein Ausrücklager 145 vorgesehen sein. Wird das Ausrücklager 145 um einen Ausrückweg axial verfahren, so wird ein radial äußerer Bereich des Betätigungselements 140 um einen Betätigungsweg axial bewegt. Ein Verhältnis des Ausrückwegs bezüglich des Betätigungswegs ist durch Wahl geeigneter radialer Hebelverhältnisse wählbar. Es können jedoch auch andere Mechanismen zum axialen Komprimieren bzw. Freigeben der Reibelemente 120, 125 verwendet werden.
Wird das Betätigungselement 140 in der Darstellung von Figur 1 am Ausrücklager 145 axial nach unten betätigt, so öffnet die Reibscheibenkupplung 100 und ein Drehmomentschluss zwischen der Eingangsseite 1 10 und der Ausgangsseite 1 15 ist unterbrochen. Ein verbleiben- des übertragbares Drehmoment hängt davon ab, wie gut die ersten und zweiten Reibelemente 120, 125 axial voneinander abgehoben werden. Bei einem üblichen Betätigungsweg im Be- reich von ca. 2 mm und wie dargestellt sechs ersten Reibelementen 120 werden bei vollständig geöffneter Reibscheibenkupplung 100 benachbarte erste Reibelemente 120 im Durchschnitt nur um ca. 1/3 mm axial voneinander abgehoben. Um sicherzustellen, dass dabei das verbleibende übertragbare Drehmoment zwischen den ersten und den zweiten Reibelementen 120, 125 gering ist, wird vorgeschlagen, jeweils zwischen benachbarten ersten Reibelementen 120 ein elastisches Element 150 (nicht dargestellt) einzufügen. Figur 2 zeigt eine weitere Ansicht der Reibscheibenkupplung 100 von Figur 1 . Die elastischen Elemente 150 axial zwischen jeweils benachbarten ersten Reibelementen 120 sind auch hier nicht dargestellt, sondern nur in ihren Positionen angedeutet.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht einer Reibscheibenkupplung 100 nach einer der Figuren 1 oder 2 mit zusätzlichen elastischen Elementen 150. Im oberen Bereich ist in Figur 3a die gesamte Reibscheibenkupplung 100 und im unteren Bereich in Figur 3b eine Detailvergrößerung im Bereich zweier elastischer Elemente 150 dargestellt.
Das elastische Element 150 ist bevorzugterweise als Blattfeder und weiter bevorzugt als ein- lagige Blattfeder ausgebildet. Weiter ist bevorzugt, dass zwischen axial benachbarten ersten Reibelementen 120 wenigstens drei elastische Elemente 150 auf einem Umfang um die Drehachse 105 verteilt sind. Es können auch mehr elastische Elemente 150 auf dem Umfang vorgesehen sein, insbesondere so viele, wie Ausnehmungen 135 in der Eingangsseite 1 10 vorgesehen sind. Das als Blattfeder ausgebildete elastische Element 150 ist in axialer Rich- tung gespannt und weist dabei wenigstens eine, vorzugsweise jedoch wie dargestellt wenigstens drei Biegungen auf. Dadurch erhält das elastische Element 150 in Umfangsrichtung eine Wellenform. Enden des elastischen Elements 150 und axial äußerste Punkte der Biegungen liegen dabei an den ersten Reibelementen 120 an. Es ist weiter bevorzugt, dass ein Bolzen 305 vorgesehen ist, der parallel zur Drehachse 105 verläuft und sich durch Aussparungen in den ersten Reibelementen 120 und Aussparungen im elastischen Element 150 befinden. Bevorzugterweise liegt der Bolzen 305 im Bereich der Ausnehmungen 135, radial außerhalb eines axialen Anlagebereichs der ersten Reibelemente 120 an den zweiten Reibelementen 125. Ein elastisches Element 150 kann an einem seiner Enden einen Vorsprung 310 aufweisen, der dazu eingerichtet ist, in eine korrespondierende Vertiefung eines ersten Reibele- ments 120 einzugreifen. Dabei weist das Ende des elastischen Elements 150 mit dem Vorsprung 310 bevorzugterweise in Umfangsrichtung. Es können auch Vorsprünge 310 an bei- den Enden vorgesehen sein. Die Vertiefung im ersten Reibelement 120 kann sich insbesondere in Umfangsrichtung erstrecken, um eine Bewegung des Vorsprungs 310 in der Vertiefung in Umfangsrichtung zu erlauben, wenn das elastische Element 150 axial komprimiert wird.
Eine radiale Länge eines Vorsprungs 130 eines ersten Reibelements 120 radial außerhalb eines Bereichs, in dem erste und zweite Reibelemente 120, 125 axial aneinander anliegen, definiert die maximale Breite des elastischen Elements 150. Bevorzugterweise ist die Breite des elastischen Elements 150 etwas geringer als die radiale Länge des Vorsprungs 130, um trotz der Krümmung der radial äußeren Begrenzung des Vorsprungs 130 des ersten Reibelements 120 um die Drehachse 105 radial nicht außen überzustehen.
Figur 4 zeigt ein elastisches Element 150 der Reibscheibenkupplung 100 von Figur 3 in einer vergrößerten Darstellung. Deutlich zu erkennen sind die Wellenform entlang der Länge des als Blattfeder ausgebildeten elastischen Elements 150, die Aussparungen zur Aufnahme des Bolzens 305 und der Vorsprung 310.
Figur 5 zeigt mehrere elastische Elemente 150 in einem Halbzeug. Die elastischen Elemente 150 können beispielsweise einfach durch Stanzen und Biegen aus einem Blech geformt werden. Eine bevorzugte Lage einer Vielzahl von elastischen Elementen 150 vor dem Stanzen in einem Blechstreifen 505 ist in Figur 5 dargestellt. Entlang dem Blechstreifen 505 sind mehrere elastische Elemente 150 vorgesehen, deren Vorsprünge 310 bevorzugterweise in die gleiche Richtung weisen. Eine benachbarte Reihe von elastischen Elementen 150 im Blechstreifen 505 hat die Vorsprünge 310 in einer Ausführungsform in der umgekehrten Richtung orientiert. Aussparungen zur Aufnahme des Bolzens 305 sind bevorzugterweise oval ausgeführt, wenn das elastische Element 150 im Bereich der Ausnehmungen gebogen wird.
Bezugszeichenliste
100 Reibscheibenkupplung
105 Drehachse
1 10 Eingangsseite
1 15 Ausgangsseite
120 erstes Reibelement
125 zweites Reibelement
130 Vorsprung
135 Ausnehmung
140 Betätigungselement
145 Ausrücklager
150 elastisches Element
305 Bolzen
310 Vorsprung
505 Blechstreifen

Claims

Patentansprüche
Reibscheibenkupplung (100), umfassend:
eine Eingangsseite (1 10) und eine Ausgangsseite (1 15), die koaxial um eine Drehachse (105) angeordnet sind;
erste Reibelemente (120), die drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite (1 10) verbunden sind;
zweite Reibelemente (125), die drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite (1 15) verbunden sind;
wobei erste (120) und zweite Reibelemente (125) in axialer Richtung abwechselnd angeordnet sind;
ein Betätigungselement (140), um die Reibelemente (120, 125) axial zusammen zu pressen, um einen Drehmomentfluss zwischen der Eingangsseite (1 10) und der Ausgangsseite (1 15) zu ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen axial benachbarten ersten Reibelementen (120) jeweils ein elastisches Element (150) eingesetzt ist, um die Reibelemente (120) axial auseinander zu drücken.
Reibscheibenkupplung (100) nach Anspruch 1 , wobei zwischen zwei axial benachbarten ersten Reibelementen (120) wenigstens drei elastische Elemente (150) auf einem Umfang um die Drehachse (105) verteilt sind.
Reibscheibenkupplung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein elastisches Element (150) als einlagige Blattfeder ausgebildet ist.
Reibscheibenkupplung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein elastisches Element (150) wellenförmig mit wenigstens drei Biegungen entlang der Um- fangsrichtung ausgebildet ist.
Reibscheibenkupplung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Bolzen (305), der parallel zur Drehachse (105) durch Aussparungen in den ersten Reibelementen (120) verläuft, wobei ein elastisches Element (150) eine Aussparung aufweist, durch die der Bolzen (305) verläuft.
6. Reibscheibenkupplung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an einem in Umfangsrichtung liegenden Ende eines elastischen Elements (150) ein Vorsprung (310) zum Eingriff in eine korrespondierende Vertiefung eines ersten Reibelements (120) angebracht ist.
7. Reibscheibenkupplung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein erstes Reibelement (120) einen radial nach außen weisenden Vorsprung (130) zum drehmomentschlüssigen Eingriff mit der Eingangsseite (1 10) aufweist und ein elastisches Element (150) eine Breite aufweist, die der radialen Länge des Vorsprungs (130) im Wesentlichen entspricht.
8. Reibscheibenkupplung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein elastisches Element (150) aus einem gehärteten Stahlband herstellbar ist.
9. Reibscheibenkupplung (100) Anspruch 8, wobei das Material des elastischen Elements (150) nach dem Härten angelassen ist.
10. Reibscheibenkupplung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Reibscheibenkupplung (100) dazu eingerichtet ist, in einem Flüssigkeitsbad zu laufen.
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