WO2020114950A1 - Axial-federring und lamellenkupplung mit einem solchen axial-federring - Google Patents

Axial-federring und lamellenkupplung mit einem solchen axial-federring Download PDF

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WO2020114950A1
WO2020114950A1 PCT/EP2019/083263 EP2019083263W WO2020114950A1 WO 2020114950 A1 WO2020114950 A1 WO 2020114950A1 EP 2019083263 W EP2019083263 W EP 2019083263W WO 2020114950 A1 WO2020114950 A1 WO 2020114950A1
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axial
axial spring
sections
spring element
ring
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PCT/EP2019/083263
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Sven Roth
Jörgen Schulz
Daniel Meyer
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Muhr Und Bender Kg
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    • F16D25/0635—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F16D25/0638—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs with more than two discs, e.g. multiple lamellae

Definitions

  • the invention relates to a spring element for separating plates in a plate clutch and a plate clutch with such a spring element.
  • DE 10 2006 029 1 63 A1 discloses a multi-plate clutch with axial spring elements for separating the plates.
  • the axial spring element is separated to form two mutually spaced abutment surfaces and in some places has offsets which protrude from a plane and can be bent in the direction of the plane under the action of an axial force.
  • the two ends of the spring element are at a greater distance in the circumferential direction and have an axial offset.
  • the two ends In the installed state of the spring element, the two ends have a smaller circumferential distance from one another. The separation between the two end faces enables unimpeded compression of the spring element.
  • a multi-plate clutch is known in which the plates are alternately arranged one behind the other in the axial direction and can be brought into frictional engagement with one another.
  • a spring element is provided in each case, which applies an axial force between these disks and forces them apart from each other as soon as the clutch is opened. By means of this forced distance, the drag torques occurring between the friction surfaces of the plate pairs can be reduced.
  • these spring elements are designed as corrugated or plate-closed Fe derrings, which are predominantly wound from flat wire or from strip material can be punched.
  • these spring elements are designed with such high spring forces that, in addition to the forced spacing, they also take over the resetting of the clutch piston. The greater the spring force required, the larger the wire cross-section should usually be selected.
  • DE 10 2006 003 976 A1 discloses an axially deformable spring ring which is bent into a ring and joined on the circumference.
  • the spring washer is made from a flat band material that runs into a three-roller bending arrangement via a roller guide, in which the band is bent into a ring.
  • the spring ring is designed as a wave spring with a plurality of wave crests and wave troughs over the circumference or as a plate spring with a cone shape and teeth on at least one peripheral edge.
  • the present invention is therefore based on the object to strike a spring element before, which requires a small radial space, and is easy to handle and assemble.
  • the task is also to propose a corresponding multi-plate clutch with such a spring element, which is compact and easy to assemble bar.
  • One solution is an axial spring washer for separating disks in a disk clutch, with circumferentially distributed ring segment sections and crankings, where the ring segment sections span a plane, and the crankings are bent out of the plane by the ring segment sections and elastic in the direction of the plane under the action of an axial force are deformable, the axial spring ring being produced from a wire bent into a ring and joined in a peripheral region of a crank, in particular a spring wire.
  • the axial spring element mentioned is particularly suitable for the active separation of plates in multi-plate clutches to reduce drag torques and improve the clutch dynamics.
  • the axial spring which is essentially in the form of a ring, has offsets which engage in the toothing gaps of the disk carriers and this installation space, which is present anyway, for the introduction of Use leverage on the ring segment sections.
  • a ring in the context of the present disclosure, in particular a circumferentially closed shape is meant to be included. Due to the all-round closed shape of the spring element, this has a lower force tolerance, which has a favorable effect on the coupling behavior of the multi-plate clutch.
  • the spring element is connected to a closed ring, in particular by means of integral joining, preferably welding.
  • the joint can in particular be designed with a butt joint of the wire ends or with tangentially overlapping wire ends.
  • Another advantage of the present axial spring washer is that it has no or hardly any widening in diameter during the deflection, which additionally has a positive effect on the radially required space.
  • these axial spring elements have little or no loss of spring force at high speeds and are therefore particularly suitable for use in high-speed clutches.
  • the axial spring element which can also be referred to as a technical spring
  • a technical spring is designed in particular so that it can absorb an external force, save it and then release it again.
  • All hardenable steels are particularly suitable as materials for the spring steel.
  • the spring properties of spring steel are achieved by adding various alloying elements.
  • the elements silicon, manganese, chromium, vanadium or molybdenum can be used individually or in combination. Silicon-chromium steels, silicon-chromium-vanadium steels and chromium-vanadium steels are particularly well suited for the requirements of technical springs. It goes without saying that, in principle, other materials for producing the spring element, such as plastics, can also be used.
  • a plurality of first bend sections and a plurality of second bend sections are provided which generate different axial forces under axial loading, that is to say which have different individual force-travel characteristics.
  • a different design of the first and second bend sections can be used to influence a spring characteristic resulting from the sum of all bends.
  • the first and second offset sections can form differently designed circumferentially distributed sections of the spring ring; In this case, the first or second offset sections can also be referred to synonymously as first or second offsets. Furthermore, the first and second offset sections can also be differently configured sections of each offset.
  • First offset sections or first offsets with the same first shape or the same first force-displacement characteristic curve can be provided, and offset sections or second offsets with the same second shape or the same second force-displacement curve line can be provided. This should include the possibility that - in addition to the first and second offset sections or offsets - other offset sections or offsets differing from one another can be provided with the same shape or force-displacement characteristic.
  • first and second offset portions have different geometric shapes, for example different offset angles, offset lengths and / or kinks in the offset. This can be used to achieve a targeted influence on the resulting total spring characteristic of the spring element.
  • the number of crankings can be adapted to the installation space conditions and the desired spring characteristic and can be, for example, at least six and / or at most 36, the number, depending on the size of the coupling, in principle also being higher.
  • the first and second and possibly further offsets can be distributed regularly or irregularly over the circumference.
  • the Federele element can be designed, for example, from spring wire with a round, elliptical or angular cross section.
  • a largest wire diameter of the spring wire can be, for example, greater than 0.3 mm, in particular greater than 0.5 mm and / or less than 3.0 mm, in particular less than 1.5 mm.
  • a plurality of first offsets and a plurality of second offsets are provided, a first subset of the first and second cranks are bent from the plane in a first direction, and a second subset of the first and second cranks are bent from the plane in an opposite second direction.
  • the following sequence of cranking can be provided: first cranking to the first side, second cranking to the second side, second cranking to the first side, first cranking to the second side, second cranking to the first side, second cranking to the second side, first crank to first page, and so on.
  • a plurality of successive first offsets alternately bent in each case to the first and second side, and a plurality of successive second offsets, each alternately bent to the first and second side.
  • the at least one first offset and the at least one second offset can have different lengths in the radial direction.
  • the general rule here is that - with the rest of the same configuration, in particular wire diameter and bending - the spring stiffness of a crank decreases with increasing radial length, or increases with shorter radial length.
  • the at least one first offset and the at least one second offset can have different heights in the axial direction.
  • the general rule here is that - with the rest of the same configuration, in particular wire diameter and bending - the spring stiffness of a crank decreases with increasing axial height, or increases with smaller height.
  • the at least one first offset and the at least one second crank have different wire diameters.
  • the general rule here is that - with the same configuration, in particular, such as bending and length - the spring stiffness of a crank with a smaller diameter decreases, or increases with a larger diameter.
  • first crankings and the second crankings can have different bending components in the axial direction.
  • the general rule here is that - with the rest of the same configuration, in particular wire diameter and length - the spring stiffness of a crank increases with increasing bending out of the plane, or is smaller with less bending out of the plane.
  • two first ring segment sections, between which a first crank is arranged, and two second ring segment sections, between which a second crank is arranged can have different lengths in the circumferential direction.
  • the general rule is that the spring stiffness of the Federab section decreases with increasing circumferential length between two cranks, or is greater with a smaller circumferential length between two cranks.
  • the associated first offset can be designed to bring about a greater axial force when loading the axial spring ring than a second offset arranged between two shorter second ring segment sections. In this way, a total spring force is obtained, the resulting force line of action is centered with respect to the geometric center of the axial spring ring.
  • the first and / or second crankings can be designed such that the axial ring spring has a progressive and / or multi-stage spring characteristic.
  • a progressive characteristic curve can be realized on a crank, for example, in that it has a bending section with a variable slope.
  • a multi-stage characteristic curve can be implemented on a crank, for example, by having several bending sections with different slopes.
  • a friction plate clutch comprising: a first clutch part rotatable about an axis of rotation, to which first plates are connected in a rotationally fixed and axially movable manner; a second coupling part coaxial about the axis of rotation, with which second plates are connected in a rotationally fixed and axially movable manner; wherein the first fins and the second fins are axially alternately arranged and axially acted upon by a pressure plate; wherein at least between a number of the first lamellae and second lamellae there are axial spring washers which are designed at least according to one of the above-mentioned embodiments, the axial spring washers engaging with the cranks in recesses distributed over the circumference of one of the lamellar carriers, and wherein between the axial spring washers and egg ner circumferential surface of the disk carrier, in the recesses of which the cranks engage, radial clearance is provided.
  • cranks that are entangled from the spanned plane can use the unused toothed areas of the disk carriers to apply force, so that as little radial space as possible is required. Due to a progressive, in particular special multi-stage spring characteristic, the use of a damping spring upstream of the disk pack can optionally be omitted in an advantageous manner.
  • radially particularly space-saving spring elements can be designed, which limit the maximum possible size of the disk friction surfaces as little as possible and, if necessary, the function of the piston reset and one that is usually arranged in front of the disk pack Take over the damping spring. Due to the closed shape of the spring elements and the radial play to the associated plate carrier, easy handling and assembly is achieved.
  • a further advantage is obtained when using spring elements with a multi-stage spring characteristic curve, in that a separate return spring for the friction plate clutch can optionally be dispensed with.
  • a return spring is provided for friction disk clutches, which kets the pressure plate of the Lamellenpa or a part that is operatively connected to it when the actuator is relieved Starting position, that is, applied in the open position of the clutch.
  • the springs in the first section of the characteristic curve can be used to separate the plates in order to reduce the drag torque of the clutch.
  • the second characteristic curve section which is active with larger spring travel, can also be used for further movement of the pressure plate or resetting of the actuator piston.
  • the individual forces of the twisting wire segments can be influenced in a targeted manner by different crank lengths (in the radial direction). If a twisting wire segment between two crankings is short, a high spring force results from this wire segment with a constant twist angle, which is compensated for by an extension of the crank in the radial direction, since this reduces the angle of twist when this crank is deflected.
  • the axial spring washers with the at least one first offset and the at least one second offset are installed with respect to their rotational position such that an axial force resulting from the sum of the axial spring washers is at least substantially on the axis of rotation of the coupling parts.
  • Figure 1A shows an axial spring washer according to the invention in a first embodiment with two groups of crankings oriented in opposite directions in a three-dimensional representation in a disk carrier;
  • Figure 1 B shows a portion of the axial spring washer from Figure 1A in an enlarged representation in axial view
  • 2A shows an axial spring washer according to the invention in a second embodiment with first offsets and different second offsets in three-dimensional representation
  • FIG. 2B shows a first offset of a first offset group of the axial spring ring
  • FIG. 2C shows a first offset of the second offset group of the axial spring ring
  • FIG. 2E shows a second offset of the second offset group of the axial spring ring from FIG. 2A as a detail in a side view
  • FIG. 3 shows an example of a spring characteristic of the axial spring ring from FIG. 2;
  • FIG. 4A shows an axial spring ring according to the invention in a further embodiment in a three-dimensional representation in a disk carrier
  • FIG. 4B shows an offset of a first group of the axial spring ring from FIG. 4A
  • FIG. 4C shows the offset from FIG. 4B as a detail in a side view
  • FIG. 5A shows an axial spring ring according to the invention in a further embodiment in an axial view
  • FIG. 5B shows a first offset of the axial spring ring from FIG. 5A as a detail in one
  • FIG. 5C shows a second offset of the axial spring ring from FIG. 5A as a detail in one
  • FIG. 6A shows an axial spring ring according to the invention in a further embodiment in an axial view
  • FIG. 6B shows a first offset of the axial spring ring from FIG. 6A as a detail in one
  • FIG. 6C shows a second offset of the axial spring ring from FIG. 6A as a detail in one
  • FIG. 7 schematically shows a coupling according to the invention in a first embodiment with an axial spring ring according to the invention according to one of FIGS. 1, 2, 4, 5 or 6;
  • Figure 8 shows an axial spring washer according to the invention in a further embodiment with two groups of crankings oriented in opposite directions on a disk carrier in an axial view;
  • FIG. 9 schematically shows a coupling according to the invention in a second embodiment with an axial spring ring according to the invention according to FIG. 8;
  • FIG. 10A shows an axial spring ring according to the invention in a further embodiment in an axial view
  • FIG. 10B shows the joint of the axial spring ring from FIG. 10A as a detail in an axial view
  • FIG. 10C shows the joint of the axial spring ring from FIG. 10A as a detail in a side view.
  • Figures 1 A and 1 B which will be described together below, show a spring element 2 according to the invention in a first embodiment in a lamella carrier 3.
  • the spring element is designed in a ring shape and designed for the resilient storage of axial forces and is also used as an axial spring ring 2 designated.
  • the spring element 2 can, for example, be made from spring steel, without being restricted to this.
  • the axial spring ring 2 has ring segment sections 4 and crankings 5, 6 distributed over the circumference.
  • the cranks 5, 6 are periodically arranged relative to a flat radial surface or reference plane E normal to the ring axis A2, three periods being provided over the circumference in the present case.
  • the plane E lies at least approximately at right angles to the axis of rotation A3 of the disk carrier 3.
  • Each ring segment section 4 and a crank 5, 6 alternate over the circumference.
  • the cranks 5, 6 are bent from the ring segment sections 4 out of the plane E, so that they are elastically deformable under the action of an axial force in the direction of the plane E. It can be seen in particular in FIG.
  • cranks 5 of the first group and the cranks 6 of the second group alternate over the circumference.
  • three offsets 5, 6 are provided per group, without being limited to this.
  • the cranks 5, 6 of the axial spring ring are designed to engage in an engagement structure 12 of the disk carrier 3, so that the spring ring 2 is connected to the disk carrier 3 in a rotationally fixed and axially movable manner.
  • the engagement structure 12 is designed in the form of a longitudinal toothing and comprises teeth 13 and there between tooth gaps 14, in which the cranks 5, 6 engage. This configuration allows the axial spring ring 2 to use the engagement structure 12 of the disk carrier 3 in a space-saving manner, which also serves for the rotationally fixed and axially movable reception of clutch disks (not shown) which have a correspondingly opposite engagement structure.
  • the offsets 5, 6 are supported on adjacent lamellae in order to axially apply them away from one another.
  • lever forces are introduced into the ring sections 4 between them, which are twisted as a result with the storage of spring energy.
  • the twisted ring sections 4 act on the cranks 5, 6 lying in between, such as that away from the plane E, so that the lamellae are separated from one another and, as a result, drag moments are reduced.
  • the spring element 2 is made of a wire bent into a ring, in particular a spring wire, which is bent in the peripheral region 7.
  • the cranks 5, 6 can be formed into a ring into the element before or after the joining of the end sections 9, 9 'of the spring wire.
  • the joining takes place in particular by means of welding, in particular laser welding.
  • the joint 8 is preferably located in a circumferentially extending web portion of the ge offset.
  • the joining of the end sections 9, 9 ' takes place in a butt joint.
  • the spring wire has a circular cross section, although other configurations with an elliptical, polygonal or angular cross section are also possible.
  • a largest wire diameter of the spring wire can, for example, be larger than 0.3 mm, in particular larger than 0.5 mm. Alternatively or in addition, the largest wire diameter of the spring wire can be less than 3.0, in particular less than 1.5 mm.
  • a radial clearance fit is formed between the axial spring ring 2 and an inner peripheral surface 15 of the disk carrier 3. This is intended to include the possibility that a spring ring that is slightly out of round due to manufacturing tolerances can also be in contact with the inner peripheral surface 15 at some points.
  • the outer diameter D4 of an average enveloping circle K4 formed from the individual ring sections 4 is smaller than the inner diameter d15 of the inner circumferential surface 15 of the disk carrier 3.
  • FIGS. 2A to 2E which are described together with FIG. 3, show an axial spring ring 2 according to the invention in a second embodiment. This corresponds in large parts to the embodiment according to FIGS. 1A and 1B, so that with regard to the similarities, reference is made to the above description. The same or corresponding details are provided with the same reference numerals as in FIGS. 1A and 1B.
  • a special feature of the present embodiment is that the first group of cranks 5 bent towards the first direction R1 have a plurality of first cranks 5 ′ and a plurality of second cranks 5 ′′ which differ from one another. It can be seen in particular in FIGS. 2B and 2D that the first cranks 5 'have a greater axial height H' than the height H "of the second cranks 5".
  • the second group of crankings 6 bent towards the second direction R2 has a plurality of first crankings 6 ′ and a plurality of second crankings 6 ′′, which are designed differently.
  • first cranks 6 'of the second group have a greater axial height H' than the height H "of the second cranks 6" of the second group.
  • the first height H 'of the first cranks 5' of the first group is equal to the first height H 'of the first cranks 6' of the second group.
  • the second height H ”of the second cranks 5” of the first group is equal to the second height H ”of the second cranks 6” of the second group.
  • the first and second offsets 5 ', 6'; 5 ", 6" each form a cranked section of the spring and can therefore also be referred to as cranking sections.
  • the axial ring spring 2 In the unloaded state, the axial ring spring 2 according to the invention with its first cranks 5 ', 6' of both groups, which form the absolute maximum (5 ') and absolute minimum (6'), on the radial contact surfaces 1 6, 17, while the intermediate crankings 5 ”, 6” of both groups, which form relative maxima (5 ”) and relative minima (6”), are each at a distance from the corresponding contact surface 1 6, 17.
  • the spring element 2 has a first spring stiffness value k 'as long as only the absolute maximum 5' and absolute minima 6 'are in contact with the respective contact surface 16, 17, and that the spring stiffness is reduced to a second value k ” abruptly changed when the relative maxima 5 ”come into contact with the contact surface 16 and the relative minima 6” come into contact with the contact surface 17.
  • FIGS. 4A to 4C show an axial spring washer 2 according to the invention in a further embodiment. This largely corresponds to the embodiment according to FIGS. 1A and 1B, so that reference is made to the above description with regard to the similarities. The same or corresponding details are provided with the same reference numerals as in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 4B shows an example of a first offset 5 of the first group bent towards the first direction R1.
  • the second cranks 6 - apart from the orientation to the second direction R2 - are otherwise of the same design. This results in a first offset section 5 '(6') for the first and second offsets 5, 6, which gradually comes into contact when the spring 2 is loaded with the respective contact surface 16, 17, and a second offset section 5 "( 6 ") with a larger angle with respect to the plane E.
  • the spring element 2 has a first spring stiffness value k ', as long as only the first offset sections 5' (6 ') are in contact with the respective contact surface 16, 17, whereas the spring stiffness changes abruptly to a second value k ”when the steeper second offset sections 5” (6 ”) come into contact with the respective contact surface 16, 17.
  • a progressive spring characteristic k is also generated, as shown in the embodiment according to FIG. 2 and for example in FIG. 3.
  • the offset sections 5 ′′, 5 ′′ (6 ′′, 6 ′′) each form a lever arm for introducing a torsional moment into the adjoining ring segment sections 4 and can therefore also be referred to as lever arm sections.
  • FIGS. 5A to 5C show an axial spring washer 2 according to the invention in a further embodiment. This corresponds in large parts to the embodiment according to FIGS. 1A and 1B, so that reference is made to the above description with regard to the similarities. The same or corresponding details are provided with the same reference numerals as in FIGS. 1A, 1B.
  • the spring element 2 has two segments 20, 21 or spring sections with different designs. th offsets 5 ', 6'; 5 ", 6". This can compensate for the segmental different individual forces.
  • the first and second crankings 5 ', 6'; 5 “, 6” each form a cranked section of the spring and can therefore also be referred to as cranked sections.
  • the first spring segment 20 has upper and lower first cranks 5 ', 6' with a first length L 'in the radial direction which is greater than the second length L "of the upper and lower second Cranks 5 ", 6" of the second spring segment 21.
  • cranks 6 of the second group in the opposite direction R2 Apart from the orientation - cranks 5 of the first group to the first direction R1, cranks 6 of the second group in the opposite direction R2 - the shape of the first cranks 5 ', 6' and second cranks 5 ", 6" of a respective common group.
  • the wire cross section is constant over the circumference, the wire ends 9, 9 'being connected to one another in a circumferential region of a crank.
  • FIGS. 6A to 6C show an axial spring ring 2 according to the invention in a further embodiment. This corresponds in large parts to the embodiment according to FIGS. 1A and 1B, or FIGS. 5A to 5C, so that with regard to the common features, reference is made to the above description. The same or corresponding details are provided with the same reference numerals as in FIGS. 1A and 1B.
  • a special feature of the present embodiment is that the spring element 2 has a plurality of segments 20, 21 with different wire thickness d20, d21. This can compensate for the segmental different individual forces.
  • a shorter wire segment 20 is formed by a thinner wire and a longer wire segment 21 by a thicker wire. From this results that the cranks or crimp sections 5 ', 6' in segment 20 with thinner wire have a lower rigidity than the cranks or crimp sections 5 ", 6" in segment 21 with thicker wire.
  • the present embodiment according to FIG. 6 can also compensate for segmental different individual forces between the lamellae, so that the resulting forces acting between the lamellae act centrally overall.
  • FIG. 7 schematically shows a friction plate clutch 23 according to the invention in longitudinal section in a first embodiment with an axial spring ring 2 according to the invention, which is designed according to one of the embodiments according to FIGS. 1A, 1B, 2A-2E, 4A-4C, 5A-5C or 6A-6C can be.
  • the upper half of the picture shows the clutch 23 in the open state, while the lower half shows the closed state.
  • the friction plate clutch 23 comprises an inner plate carrier 24, with which the inner plates 25 are connected in a rotationally fixed and axially movable manner, and an outer plate carrier 3, which is rotatable relative thereto about the axis of rotation A, and with which the outer plates 27 are connected in a rotationally fixed and axially movable manner.
  • the inner plates 25 and outer plates 27 are arranged axially alternately and together form a plate pack which can be acted upon axially by a pressure plate 28 by means of a piston 29.
  • the plate package is axially supported on a support plate 30.
  • An axial spring ring 2 according to the invention is provided in each case between two axially adjacent outer plates 27.
  • the axial spring washers 2 which are shown schematically here only as a black area, engage with their crankings 5, 6 in recesses 14 of the disk carrier 3 distributed over the circumference.
  • a radial clearance fit is provided between the axial spring washers 2 and an inner circumferential surface of the disk carrier 3.
  • the clutch 23 is opened, the cranks 5, 6 acting on the axially adjacent outer plates away from one another, so that the slats 25, 27 are separated.
  • the clutch 23 is closed, the cranks 5, 6 being elastically bent into the plane E and the axially adjacent outer and inner plates 25, 27 being in frictional contact with one another. In this way, torque is transmitted between the outer disk carrier 3 and the inner disk carrier 24.
  • Figure 8 shows an axial spring washer 2 according to the invention in a further embodiment. This largely corresponds to the embodiment according to FIGS. 1A and 1B, so that reference is made to the above description with regard to the similarities. The same or corresponding details are provided with the same reference numerals as in FIGS. 1A and 1B.
  • the present spring ring 2 is designed for attachment to an inner disk carrier 24.
  • the cranks 5, 6 are bent radially inward from the ring segment sections 4 and engage in a corresponding outer engagement structure 26 of the inner disk carrier 24.
  • Radial play is formed between an outer peripheral surface 31 of the inner disk carrier 24 and the inner surface of the ring segments 4 (d4 ⁇ D31), analogously to the above embodiments.
  • the mode of operation of the spring 2 for the inner disk carrier corresponds to the mode of operation for an outer disk carrier, so that the above description is abbreviated. It goes without saying that all of the configurations specifically described above for an outer plate spring can also be correspondingly applied to an inner plate spring.
  • Figure 9 shows schematically a friction plate clutch 23 according to the invention in longitudinal section in a further embodiment with an axial spring ring 2 according to the invention according to Figure 8.
  • Structure and operation of the friction plate clutch 23 largely corresponds to the embodiment of Figure 7, so that the Ge in common on the above Description is referred.
  • the same or corresponding details are provided with the same reference numerals as in FIG. 7.
  • the upper half of the picture shows the clutch 23 in the open state, while the lower half shows the closed state.
  • An axial spring ring 2 according to the invention is provided in each case between two axially adjacent inner plates 25.
  • a radial clearance fit is provided between the axial spring washers 2 and an outer circumferential surface of the inner disk carrier 24.
  • the clutch 23 is opened, the crankings 5, 6 acting on the axially adjacent inner plates 25 away from one another, so that the plates 25, 27 are separated.
  • the clutch 23 is closed, the crankings 5, 6 are elastically bent into the plane E and the axially adjacent outer and inner plates 25, 27 are in frictional contact with one another in order to generate torque between the outer plate carrier 3 and the Transfer inner disk carrier 24.
  • FIGS. 10A to 10C show an axial spring ring 2 according to the invention in a further embodiment. This largely corresponds to the embodiment according to FIGS. 1A and 1B, so that reference is made to the above description with regard to the similarities. The same or corresponding details are provided with the same reference numerals as in Figures 1A and 1B.
  • a special feature of the present embodiment is that the joint 8 between the ends 9, 9 'of the spring ring 2 is designed as a tangentially overlapping joint.
  • the two ends 9, 9 ′ or end sections lie against one another in the peripheral region of a crank 5 and are connected to one another along the line contact by means of a weld seam 18.
  • one end (9 ') lies radially further inwards than the other end (9), or that one cranking section (19') has a shorter extension in the radial direction than the other cranking section (19).
  • the offset portion 19 lying radially on the outside or the position of the peripheral portion connected to it preferably corresponds to the offset portions or peripheral portions of all other identical offsets 5.
  • the two end sections 9, 9 ' are in a side view or cross section, starting from from a center point of the two end sections, in particular within an angular range a of ⁇ 30 ° with respect to the course of the offset section 19, 19 ', preferably in alignment therewith, as shown in FIG. 10C (a about 0 °). It goes without saying that the configuration of the joint with tangential overlap of the wire ends 9, 9 'can also be transferred to all the other embodiments described above according to FIGS. 2 to 9.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Axial-Federring zur Separierung von Lamellen in einer Lamellenkupplung, mit umfangsverteilten Ringsegmentabschnitten (4) und Kröpfungen (5, 6), wobei die Ringsegmentabschnitte (4) eine Ebene (E) definieren, und die Kröpfungen (5, 6) von den Ringsegmentabschnitten (4) aus der Ebene (E) abgebogen und unter axialer Krafteinwirkung in Richtung der Ebene elastisch verformbar sind, wobei der Axial-Federring (2) aus einem zu einem Ring gebogenen und in einem Umfangsbereich einer Kröpfung (5, 6) gefügten Draht hergestellt ist. Die Erfindung betrifft weiter eine Lamellenkupplung (23) mit einem solchen Axial-Federring.

Description

Axial-Federring und
Lamellenkupplung mit einem solchen Axial-Federring
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Federelement zur Separierung von Lamellen in einer Lamel lenkupplung sowie eine Lamellenkupplung mit einem solchen Federelement.
Aus der DE 10 2006 029 1 63 A1 ist eine Lamellenkupplung mit Axialfederelementen zur Separierung der Lamellen bekannt. Das Axialfederelement ist unter Ausbildung zweier voneinander beabstandeter Stoßflächen aufgetrennt und weist stellenweise Kröpfungen auf, die aus einer Ebene herausragen und unter axialer Krafteinwirkung in Richtung der Ebene biegbar sind. In unverbautem Zustand weisen die zwei Enden des Federelements einen größeren Abstand in Umfangsrichtung und einen axialen Versatz auf. In verbautem Zustand des Federelements haben die zwei Enden voneinander ei nen kleineren Abstand in Umfangsrichtung. Durch die Trennung zwischen den zwei Endflächen wird ein ungehindertes Stauchen des Federelements ermöglicht.
Aus der DE 10 2009 057 353 A1 ist eine Lamellenkupplung bekannt, bei denen die Lamellen in axialer Richtung wechselweise hintereinander angeordnet sind und mitei nander in Reibeingriff bringbar sind. Für mindestens ein Lamellenpaar aus zwei be nachbarten Lamellen ist jeweils ein Federelement vorgesehen, das eine Axialkraft zwi schen diesen Lamellen aufbringt und diese voneinander zwangsdistanziert, sobald die Kupplung geöffnet ist. Durch diese Zwangsdistanzierung können die zwischen den Reibflächen der Lamellenpaarungen auftretenden Schleppmomente reduziert werden.
Üblicherweise sind diese Federelemente als gewellte oder getellerte geschlossene Fe derringe ausgeführt, die überwiegend aus Flachdraht gewickelt oder aus Bandmaterial gestanzt sein können. In manchen Fällen sind diese Federelemente mit derart hohen Federkräften ausgelegt, dass sie neben der Zwangsdistanzierung auch die Rückstel lung des Kupplungskolbens übernehmen. Je größer die benötigte Federkraft ist, desto größer ist in der Regel auch der Drahtquerschnitt zu wählen.
Aus der DE 10 2006 003 976 A1 ist ein zu einem Ring gebogener und am Umfang gefügter axial verformbarer Federring bekannt. Der Federring wird aus einem flachen Bandmaterial hergestellt, das über eine Rollenführung in eine Dreirollen-Biegeanord- nung einläuft, in der das Band zum Ring gebogen wird. Der Federring ist als Wellfeder mit einer Mehrzahl von Wellenbergen und Wellentälern über dem Umfang oder als Tellerfeder mit Konusform und Zähnen an zumindest einer Umfangskante ausgebildet.
Es besteht ein Bedarf nach einer immer leichteren und kompakten Bauweise von La mellenkupplungen und damit auch von entsprechenden Federelementen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher als Aufgabe zugrunde, ein Federelement vor zuschlagen, das einen geringen radialen Bauraum benötigt, sowie einfach handhabbar und montierbar ist. Die Aufgabe ist ferner, eine entsprechende Lamellenkupplung mit einem solchen Federelement vorzugschlagen, die kompakt baut und einfach montier bar ist.
Eine Lösung liegt in einem Axial-Federring zur Separierung von Lamellen in einer La mellenkupplung, mit umfangsverteilten Ringsegmentabschnitten und Kröpfungen, wo bei die Ringsegmentabschnitte eine Ebene aufspannen, und die Kröpfungen von den Ringsegmentabschnitten aus der Ebene abgebogen und unter axialer Krafteinwirkung in Richtung der Ebene elastisch verformbar sind, wobei der Axial-Federring aus einem zu einem Ring gebogenen und in einem Umfangsbereich einer Kröpfung gefügten Draht hergestellt ist, insbesondere einem Federdraht.
Das genannte Axial-Federelement ist insbesondere zum aktiven Separieren von La mellen in Lamellenkupplungen zur Reduzierung von Schleppmomenten und Verbes serung der Kupplungsdynamik geeignet. Die im Wesentlichen in Ringform gestaltete Axialfeder weist Kröpfungen auf, welche in Verzahnungslücken der Lamellenträger eingreifen und diesen ohnehin vorhandenen Bauraum zur Einbringung von Hebelkräften auf die Ringsegmentabschnitte nutzen. Als Ring soll im Rahmen der vor liegenden Offenbarung insbesondere eine umlaufend geschlossene Form gemeint be ziehungsweise mit umfasst sein. Durch die umlaufend geschlossene Form des Fe derelements hat diese eine geringere Krafttoleranz, was sich günstig auf das Kupp- lungsverhalten der Lamellenkupplung auswirkt. Das Federelement wird insbesondere mittels stoffschlüssigen Fügen, vorzugsweise Schweißen, zu einem geschlossenen Ring verbunden. Dabei kann die Fügestelle insbesondere mit einem stumpfen Stoß der Drahtenden oder mit tangential überlappenden Drahtenden ausgeführt sein. Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Axial-Federrings ist, dass dieser keine beziehungs- weise kaum eine Durchmesseraufweitung während der Einfederung aufweist, was sich zusätzlich positiv auf den radial nötigen Platzbedarf auswirkt. Zusätzlich weisen diese Axial-Federelemente im Gegensatz zu gewellten Spreizfedern keine oder nur geringe Federkraftverluste bei hohen Drehzahlen auf und eignen sich daher besonders für den Einsatz in Hochdrehzahlkupplungen.
Nach einer möglichen Ausgestaltung kann das Axial-Federelement, das auch als tech nische Feder bezeichnet werden kann, aus Federstahl hergestellt werden. Eine tech nische Feder ist insbesondere so gestaltet, das sie eine von außen aufgenommene Kraft aufnehmen, speichern und dann wieder abgeben kann. Als Werkstoffe für den Federstahl kommen insbesondere alle härtbaren Stähle in Frage. Die Federeigen schaft wird bei Federstahl durch den Zusatz verschiedener Legierungselemente er reicht. Dabei kommen einzeln oder in Kombination die Elemente Silizium, Mangan, Chrom, Vanadium oder Molybdän in Frage. Besonders gut geeignet für die Anforde rungen an technische Federn sind Silizium-Chrom-Stähle, Silizium-Chrom-Vanadium- Stähle und Chrom-Vanadium-Stähle. Es versteht sich, dass prinzipiell auch andere Werkstoffe zur Herstellung des Federelements, wie beispielsweise Kunststoffe ver wendet werden können.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere erste Kröpfungsabschnitte und mehrere zweite Kröpfungsabschnitte vorgesehen, die bei axialer Belastung unter schiedliche Axialkräfte erzeugen, das heißt, die unterschiedliche individuelle Kraft- Weg-Kennlinien haben. Durch eine unterschiedliche Gestaltung der ersten und zwei ten Kröpfungsabschnitte kann eine aus der Summe aller Kröpfungen resultierende Fe derkennlinie gezielt beeinflusst werden. Die ersten und zweiten Kröpfungsabschnitte können unterschiedlich gestaltete umfangsverteilte Abschnitte des Federrings bilden; In diesem Fall können die ersten beziehungsweise zweiten Kröpfungsabschnitte auch synonym als erste beziehungsweise zweite Kröpfungen bezeichnet werden. Ferner können die ersten und zweiten Kröpfungsabschnitte auch unterschiedlich gestaltete Abschnitte jeweils einer Kröpfung sein.
Es können erste Kröpfungsabschnitte beziehungsweise erste Kröpfungen mit unterei nander gleicher erster Form beziehungsweise gleicher erster Kraft-Weg-Kennlinie vor gesehen sein, sowie Kröpfungsabschnitte beziehungsweise zweite Kröpfungen mit un- tereinander gleicher zweiter Form beziehungsweise gleicher zweiter Kraft-Weg-Kenn linie vorgesehen sein. Dabei soll die Möglichkeit mit eingeschlossen sein, dass - ne ben den ersten und zweiten Kröpfungsabschnitten beziehungsweise Kröpfungen - sich hiervor unterscheidende weitere Kröpfungsabschnitte beziehungsweise Kröpfun gen mit untereinander gleicher Form beziehungsweise Kraft-Weg-Kennlinie vorgese- hen sein können.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass die ersten und zweiten Kröpfungsabschnitte unterschiedliche geometrische Formen, beispielsweise unterschiedliche Kröpfungs winkel, Kröpfungslängen und/oder Knicke in den Kröpfungen aufweisen. Hiermit lässt sich in vorteilhafter Weise eine gezielte Beeinflussung der resultierenden Gesamt-Fe derkennlinie des Federelementes erreichen.
Die Anzahl der Kröpfungen kann auf die Bauraumverhältnisse und die gewünschte Federkennlinie angepasst werden und beispielsweise mindestens sechs und/oder höchstens 36 betragen, wobei die Anzahl je nach Größe der Kupplung prinzipiell auch höher sein kann. Die ersten und zweiten und gegebenenfalls weiteren Kröpfungen können regelmäßig oder unregelmäßig über den Umfang verteilt sein. Das Federele ment kann beispielsweise aus Federdraht mit einem runden, elliptischen oder eckigen Querschnitt gestaltet werden. Ein größter Draht-Durchmesser des Federdrahts kann beispielsweise größer als 0,3 mm, insbesondere größer als 0,5 mm und/oder kleiner als 3,0 mm, insbesondere kleiner als 1 ,5 mm sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere erste Kröpfungen und meh rere zweite Kröpfungen vorgesehen, wobei eine erste Teilmenge der ersten und zweiten Kröpfungen von der Ebene aus in eine erste Richtung abgebogen sind, und eine zweite Teilmenge der ersten und zweiten Kröpfungen von der Ebene aus in eine entgegengesetzte zweite Richtung abgebogen sind. Gemäß einer beispielhaften sym metrischen Ausführung kann folgende Reihenfolge von Kröpfungen vorgesehen sein: erste Kröpfung zur ersten Seite, zweite Kröpfung zur zweiten Seite, zweite Kröpfung zur ersten Seite, erste Kröpfung zur zweiten Seite, zweite Kröpfung zur ersten Seite, zweite Kröpfung zur zweiten Seite, erste Kröpfung zur ersten Seite, und so weiter. Gemäß einer beispielhaften unsymmetrischen Ausführung können mehrere aufeinan der folgende erste Kröpfungen, jeweils abwechselnd zur ersten und zweiten Seite ab- gebogen, und mehrere aufeinander folgende zweite Kröpfungen, jeweils abwechselnd zur ersten und zweiten Seite abgebogen sein.
Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, um die ersten und zweiten Kröpfungen unterschiedlich zu gestalten. Dabei versteht es sich, dass die nachstehend genannten Möglichkeiten alternativ oder ergänzend zueinander zum Einsatz kommen können.
Nach einer ersten Möglichkeit können die zumindest eine erste Kröpfung und die zu mindest eine zweite Kröpfung unterschiedliche Längen in radiale Richtung aufweisen. Dabei gilt allgemein, dass - bei im Übrigen gleicher Ausgestaltung wie insbesondere Drahtdurchmesser und Biegung - die Federsteifigkeit einer Kröpfung mit zunehmen der radialer Länge abnimmt, beziehungsweise mit kürzer werdender radialer Länge zunimmt.
Nach einer zweiten Möglichkeit können die zumindest eine erste Kröpfung und die zumindest eine zweite Kröpfung unterschiedliche Höhen in axiale Richtung aufweisen. Dabei gilt allgemein, dass - bei im Übrigen gleicher Ausgestaltung wie insbesondere Drahtdurchmesser und Biegung - die Federsteifigkeit einer Kröpfung mit zunehmen der axialer Höhe abnimmt, beziehungsweise bei kleinerer Höhe zunimmt. Generell ist es auch möglich, das Federelement aus mehreren Segmenten mit unter schiedlicher Drahtdicke oder -form zusammenzusetzen, um eine Kompensation der segmentweisen unterschiedlichen Einzelkräfte zu erreichen. Hierbei werden kürzere Drahtsegmente durch dünnere Drähte abgebildet und längere durch dickere Quer schnitte. Konkret können die zumindest eine erste Kröpfung und die zumindest eine zweite Kröpfung unterschiedliche Drahtdurchmesser aufweisen. Dabei gilt allgemein, dass - bei im Übrigen gleicher Ausgestaltung wie insbesondere Biegung und Länge - die Federsteifigkeit einer Kröpfung mit kleinerem Durchmesser abnimmt, beziehungs weise bei größerem Durchmesser zunimmt.
Nach einer weiteren Möglichkeit können die ersten Kröpfungen und die zweiten Kröp fungen unterschiedliche Biegungskomponenten in axiale Richtung aufweisen. Dabei gilt allgemein, dass - bei im Übrigen gleicher Ausgestaltung wie insbesondere Draht durchmesser und Länge - die Federsteifigkeit einer Kröpfung mit zunehmender Bie- gung aus der Ebene größer wird, beziehungsweise bei geringerer Biegung aus der Ebene kleiner ist.
Nach einer weiteren Möglichkeit können zwei erste Ringsegmentabschnitte, zwischen denen eine erste Kröpfung angeordnet ist, und zwei zweite Ringsegmentabschnitte, zwischen denen eine zweite Kröpfung angeordnet ist, unterschiedliche Längen in Um- fangsrichtung haben. Dabei gilt allgemein, dass die Federsteifigkeit des Federab schnitts mit zunehmender Umfangslänge zwischen zwei Kröpfungen abnimmt, bezie hungsweise bei geringerer Umfangslänge zwischen zwei Kröpfungen größer ist. Um eine geringere Federsteifigkeit aufgrund längerer erster Ringsegmentabschnitte zu kompensieren, können die zugehörigen ersten Kröpfung ausgestaltet sein, um bei Be lastung des Axial-Federrings eine größere Axialkraft zu bewirken, als eine zwischen zwei kürzeren zweiten Ringsegmentabschnitten angeordnete zweite Kröpfung. Auf diese Weise wird insgesamt eine resultierende Gesamtfederkraft erreicht, deren resul tierende Kraftwirkungslinie mittig in Bezug auf die geometrische Mitte des Axialfeder- rings liegt.
Nach einer weiteren Möglichkeit können die ersten und/oder zweiten Kröpfungen so gestaltet sein, dass die Axialringfeder eine progressive und/oder mehrstufige Feder kennlinie aufweist. Eine progressive Kennlinie kann an einer Kröpfung beispielsweise dadurch realisiert werden, dass diese einen Biegeabschnitt mit variabler Steigung auf weist. Eine mehrstufige Kennlinie kann an einer Kröpfung beispielsweise dadurch re alisiert werden, dass diese mehrere Biegeabschnitte mit unterschiedlicher Steigung aufweisen. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Reiblamellenkupplung umfassend: ein um eine Drehachse drehbares erstes Kupplungsteil, mit dem erste Lamellen drehfest und axial beweglich verbunden sind; ein um die Drehachse koaxiales zweites Kupplungs teil, mit dem zweite Lamellen drehfest und axial beweglich verbunden sind; wobei die ersten Lamellen und die zweiten Lamellen axial abwechselnd angeordnet und von ei ner Druckplatte axial beaufschlagbar sind; wobei zumindest zwischen einer Teilzahl der ersten Lamellen und zweiten Lamellen Axial-Federringe Vorgehen sind, die zumin dest nach einer der oben genannten Ausführungsformen gestaltet sind, wobei die Axial-Federringe mit den Kröpfungen in über den Umfang verteilte Ausnehmungen ei nes der Lamellenträger eingreifen, und wobei zwischen den Axial-Federringen und ei ner Umfangsfläche des Lamellenträgers, in dessen Ausnehmungen die Kröpfungen eingreifen, jeweils radiale Spielpassung vorgesehen ist.
Mit der beschriebenen Reiblamellenkupplung ergeben sich im Wesentlichen dieselben bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Federelement beschriebenen Vorteile. Die aus der aufgespannten Ebene verschränkten Kröpfungen können die un genutzten Verzahnungsbereiche der Lamellenträger zur Krafteinleitung nutzen, so dass möglichst wenig radialer Bauraum benötigt wird. Durch eine progressive, insbe sondere mehrstufige Federkennlinie kann in vorteilhafter Weise gegebenenfalls die Verwendung einer dem Lamellenpaket vorgelagerten Dämpfungsfeder entfallen. Durch die genannten technischen Ausführungen können bei Vorgabe der Geometrie des Außen- beziehungsweise Innenlamellenträgers radial besonders platzsparende Federelemente ausgelegt werden, welche die maximal mögliche Größe der Lamellen- Reibflächen so wenig wie möglich einschränken und bei Bedarf die Funktion der Kol benrückstellung und einer dem Lamellenpaket üblicherweise vorgelagerten Dämp fungsfeder mit übernehmen. Durch die geschlossene Form der Federelemente und das Radialspiel zum zugehörigen Lamellenträger wird eine gute Handhabbarkeit und Montierbarkeit erreicht.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Verwendung von Federelementen mit mehrstufiger Federkennlinie dadurch, dass gegebenenfalls auf eine separate Rückstellfeder für die Reiblamellenkupplung verzichtet werden kann. Üblicherweise ist bei Reiblamellen kupplungen eine Rückstellfeder vorgesehen, welche die Druckplatte des Lamellenpa kets oder ein hiermit wirkverbundenes Teil bei Entlastung des Aktuators wieder in die Ausgangsstellung, das heißt in Offenstellung der Kupplung beaufschlagt. Bei Verwen dung von Axial-Federringen mit mehrstufiger Federkennlinie können die Federn im ersten Kennlinienabschnitt zum Trennen der Lamellen genutzt werden, um Schlepp momente der Kupplung zu reduzieren. Der bei größeren Federwegen aktive zweite Kennlinienabschnitt kann darüber hinaus zum weiteren Bewegen der Druckplatte be ziehungsweise Rückstellen des Aktuatorkolbens verwendet werden.
Weiterhin ist es möglich, eine durch asymmetrisch angeordnete Kröpfungen hervorge rufene außermittig liegende Federkraft-Resultierende in die Mittelachse der Feder be ziehungsweise des Lamellenpaketes zu verlagern: Die Einzelkräfte der tordierenden Drahtsegmente können durch unterschiedliche Kröpfungslängen (in radialer Richtung) gezielt beeinflusst werden. Ist ein tordierendes Drahtsegment zwischen zwei Kröpfun gen kurz, ergibt sich bei gleichbleibendem Verdrehwinkel eine hohe Federkraft aus diesem Drahtsegment, was durch eine Verlängerung der Kröpfung in radialer Richtung kompensiert wird, da sich hierdurch der Verdrehwinkel beim Einfedern dieser Kröpfung reduziert.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Axial-Federringe mit der zumindest einen ersten Kröpfung und der zumindest einen zweiten Kröpfung hinsichtlich ihrer Drehposition so eingebaut, dass eine von der Summe der Axial-Federringe bewirkte resultierende Axialkraft zumindest im Wesentlichen auf der Drehachse der Kupplungs teile liegt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfigu ren erläutert. Hierin zeigt:
Figur 1 A einen erfindungsgemäßen Axial-Federring in einer ersten Ausführungsform mit zwei Gruppen von in entgegengesetzten Richtungen orientierten Kröp fungen in dreidimensionaler Darstellung in einem Lamellenträger;
Figur 1 B einen Abschnitt des Axial-Federrings aus Figur 1 A in vergrößerter Darstel lung in Axialansicht; Figur 2A einen erfindungsgemäßen Axial-Federring in einer zweiten Ausführungs form mit ersten Kröpfungen und hierzu unterschiedlichen zweiten Kröpfun gen in dreidimensionaler Darstellung;
Figur 2B eine erste Kröpfung einer ersten Kröpfungsgruppe des Axial-Federrings aus
Figur 2A als Detail in einer Seitenansicht;
Figur 2C eine erste Kröpfung der zweiten Kröpfungsgruppe des Axial-Federrings aus
Figur 2A als Detail in einer Seitenansicht;
Figur 2D eine zweite Kröpfung der ersten Kröpfungsgruppe des Axial-Federrings aus
Figur 2A als Detail in einer Seitenansicht;
Figur 2E eine zweite Kröpfung der zweiten Kröpfungsgruppe des Axial-Federrings aus Figur 2A als Detail in einer Seitenansicht;
Figur 3 beispielhaft eine Federkennlinie des Axial-Federrings aus Figur 2;
Figur 4A einen erfindungsgemäßen Axial-Federring in einer weiteren Ausführungs form in dreidimensionaler Darstellung in einem Lamellenträger;
Figur 4B eine Kröpfung einer ersten Gruppe des Axial-Federrings aus Figur 4A als
Detail in dreidimensionaler Darstellung;
Figur 4C die Kröpfung aus Figur 4B als Detail in einer Seitenansicht;
Figur 5A einen erfindungsgemäßen Axial-Federring in einer weiteren Ausführungs form in Axialansicht;
Figur 5B eine erste Kröpfung des Axial-Federrings aus Figur 5A als Detail in einer
Seitenansicht;
Figur 5C eine zweite Kröpfung des Axial-Federrings aus Figur 5A als Detail in einer
Seitenansicht;
Figur 6A einen erfindungsgemäßen Axial-Federring in einer weiteren Ausführungs form in Axialansicht;
Figur 6B eine erste Kröpfung des Axial-Federrings aus Figur 6A als Detail in einer
Seitenansicht;
Figur 6C eine zweite Kröpfung des Axial-Federrings aus Figur 6A als Detail in einer
Seitenansicht; Figur 7 schematisch eine erfindungsgemäße Kupplung in einer ersten Ausfüh rungsform mit einem erfindungsgemäßen Axial-Federring gemäß einer der Figuren 1 , 2, 4, 5 oder 6;
Figur 8 einen erfindungsgemäßen Axial-Federring in einer weiteren Ausführungs form mit zwei Gruppen von in entgegengesetzten Richtungen orientierten Kröpfungen auf einem Lamellenträger in Axialansicht;
Figur 9 schematisch eine erfindungsgemäße Kupplung in einer zweiten Ausfüh rungsform mit einem erfindungsgemäßen Axial-Federring gemäß Figur 8; und
Figur 10A einen erfindungsgemäßen Axial-Federring in einer weiteren Ausführungs form in Axialansicht;
Figur 10B die Fügestelle des Axial-Federrings aus Figur 10A als Detail in Axialansicht;
und
Figur 10C die Fügestelle des Axial-Federrings aus Figur 10A als Detail in einer Sei tenansicht.
Die Figuren 1 A und 1 B, die nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen ein erfindungsgemäßes Federelement 2 in einer ersten Ausführungsform in einem Lamel lenträger 3. Das Federelement ist ringförmig gestaltet und zur federnden Speicherung von Axialkräften ausgelegt und wird insofern auch als Axial-Federring 2 bezeichnet. Das Federelement 2 kann beispielsweise aus einem Federstahl hergestellt werden, ohne hierauf eingeschränkt zu sein.
Der Axial-Federring 2 weist über den Umfang verteilt Ringsegmentabschnitte 4 und Kröpfungen 5, 6 auf. Die Kröpfungen 5, 6 sind relativ zu einer normal zur Ringachse A2 liegenden ebenen Radialfläche beziehungsweise Bezugsebene E periodisch an geordnet, wobei vorliegend über dem Umfang drei Perioden vorgesehen sind. In ein gebautem Zustand des Axial-Federrings 2 liegt die Ebene E zumindest etwa recht winklig zur Drehachse A3 des Lamellenträgers 3. Jeweils ein Ringsegmentabschnitt 4 und eine Kröpfung 5, 6 wechseln sich über den Umfang ab. Die Kröpfungen 5, 6 sind derart von den Ringsegmentabschnitten 4 aus der Ebene E abgebogen, so dass sie unter axialer Krafteinwirkung in Richtung der Ebene E elastisch verformbar sind. Es ist insbesondere in Figur 1 A erkennbar, dass eine erste Gruppe von Kröpfungen 5 in eine erste axiale Richtung R1 aus der Ebene E abgebogen ist, während eine zweite Gruppe von Kröpfungen 6 in die entgegengesetzte axiale Richtung R2 aus der Ebene E abge bogen ist. Die Kröpfungen 5 der ersten Gruppe und die Kröpfungen 6 der zweiten Gruppe wechseln sich über den Umfang ab. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind je Gruppe drei Kröpfungen 5, 6 vorgesehen, ohne hierauf eingeschränkt zu sein.
Die Kröpfungen 5, 6 des Axial-Federrings sind dazu ausgestaltet, um in eine Eingriffs struktur 12 des Lamellenträgers 3 einzugreifen, so dass der Federring 2 drehfest und axial beweglich mit dem Lamellenträger 3 verbunden ist. Die Eingriffsstruktur 12 ist vorliegend in Form einer Längsverzahnung gestaltet und umfasst Zähne 13 und da zwischen liegende Zahnlücken 14, in welche die Kröpfungen 5, 6 eingreifen. Durch diese Ausgestaltung kann der Axial-Federring 2 in platzsparender Weise die Eingriffs struktur 12 des Lamellenträgers 3 nutzen, welche gleichermaßen zur drehfesten und axial beweglichen Aufnahme von Kupplungslamellen (nicht dargestellt) dient, die eine entsprechend gegengleichen Eingriffsstruktur aufweisen. In eingesetztem Zustand des Federrings 2 stützen sich die Kröpfungen 5, 6 an benachbarten Lamellen ab, um diese voneinander weg axial zu beaufschlagen. Dabei werden bei axialer Belastung der La mellen über die gekröpften Federabschnitte 5, 6 Hebelkräften in die dazwischenlie genden Ringabschnitte 4 eingeleitet, welche infolge dessen unter Speicherung von Federenergie tordiert werden. Bei Entlastung der Lamellen beaufschlagen die tordier- ten Ringabschnitte 4 die jeweils dazwischenliegenden liegenden Kröpfungen 5, 6 wie der von der Ebene E weg, so dass die Lamellen voneinander separiert und infolge dessen Schleppmomente reduziert werden.
Das Federelement 2 ist aus einem zu einem Ring gebogenen Draht, insbesondere einem Federdraht hergestellt, der im Umfangsbereich 7 einer Kröpfung gefügt ist. Die Kröpfungen 5, 6 können vor oder nach dem Fügen der Endabschnitte 9, 9‘ des Feder drahts zu einem Ring in das Element eingeformt werden. Das Fügen erfolgt insbeson dere mittels Schweißen, insbesondere Laserschweißen. Die Fügestelle 8 befindet sich vorzugsweise in einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stegabschnitt der ge fügten Kröpfung. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt das Fügen der Endab schnitte 9, 9' im stupfen Stoß. Der Federdraht hat bei der vorliegenden Ausführungsform einen kreisrunden Querschnitt, wobei auch andere Ausgestaltungen mit elliptischen, polygonalen oder eckigen Querschnitt möglich sind. Ein größter Draht-Durchmesser des Federdrahts kann beispielsweise größer als 0,3 mm, insbesondere größer als 0,5 mm sein. Alternativ oder in Ergänzung kann der größte Draht-Durchmesser des Federdrahts kleiner als 3,0, insbesondere kleiner als 1 ,5 mm sein.
Für eine einfache Montierbarkeit und günstiges Kupplungsverhalten ist vorgesehen, dass zwischen dem Axial-Federring 2 und einer inneren Umfangsfläche 15 des Lamellenträgers 3 eine radiale Spielpassung gebildet ist. Dies soll die Möglichkeit mit ein schließen, dass ein aufgrund von Fertigungstoleranzen leicht unrunder Federring auch an einigen Punkten mit der inneren Umfangsfläche 15 in Anlage sein kann. Dabei ist aber vorgesehen, dass der Außendurchmesser D4 eines aus den einzelnen Ringab schnitten 4 gebildeten gemittelten Hüllkreises K4 kleiner ist, als der Innendurchmesser d15 der Innenumfangsfläche 15 des Lamellenträgers 3.
Die Figuren 2A bis 2E, welche zusammen mit der Figur 3 beschrieben werden, zeigen einen erfindungsgemäßen Axial-Federring 2 in einer zweiten Ausführungsform. Diese entspricht in weiten Teilen der Ausführungsform nach Figur 1A und 1 B, so dass hin sichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit glei chen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1A und 1 B.
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform ist, dass die erste Gruppe von zur ersten Richtung R1 abgebogenen Kröpfungen 5 mehrere erste Kröpfungen 5’ und mehrere zweite Kröpfungen 5” aufweisen, die sich voneinander unterscheiden. Dabei ist insbesondere in den Figuren 2B und 2D erkennbar, dass die ersten Kröpfungen 5’ eine größere axiale Höhe H’ aufweisen als die Höhe H” der zweiten Kröpfungen 5“.
Entsprechend hat die zweite Gruppe von zur zweiten Richtung R2 abgebogenen Kröpfungen 6 mehrere erste Kröpfungen 6’ und mehrere zweite Kröpfungen 6”, die unterschiedlich gestaltet sind. Dabei ist insbesondere in den Figuren 2C und 2E erkennbar, dass die ersten Kröpfungen 6’ der zweiten Gruppe eine größere axiale Höhe H’ aufweisen als die Höhe H” der zweiten Kröpfungen 6” der zweiten Gruppe. Die erste Höhe H’ der ersten Kröpfungen 5’ der ersten Gruppe ist gleich der ersten Höhe H’ der ersten Kröpfungen 6’ der zweiten Gruppe. Die zweite Höhe H” der zweiten Kröpfungen 5” der ersten Gruppe ist gleich der zweiten Höhe H” der zweiten Kröpfun gen 6” der zweiten Gruppe. Die ersten und zweiten Kröpfungen 5‘, 6‘; 5“, 6“ bilden jeweils einen gekröpften Abschnitt der Feder und können insofern auch als Kröpfungs abschnitte bezeichnet werden.
Im unbelasteten Zustand liegt die erfindungsgemäße axiale Ringfeder 2 mit ihren ers ten Kröpfungen 5’, 6’ beider Gruppen, welche absolute Maximal (5’) und absolute Mi nima (6’) bilden, an den radialen Anlageflächen 1 6 ,17 an, während die dazwischen liegenden zweiten Kröpfungen 5”, 6” beider Gruppen, welche relative Maxima (5”) und relative Minima (6”) bilden, jeweils Abstand von der entsprechenden Anlagefläche 1 6, 17 haben. Hieraus ergibt sich, dass das Federelement 2 einen ersten Federsteifig keitswert k’ hat, solange nur die absoluten Maximal 5’ und absoluten Minima 6’ mit der jeweiligen Anlagefläche 16, 17 in Kontakt sind, und dass die Federsteifigkeit sich auf einen zweiten Wert k” sprungartig verändert, wenn die relativen Maxima 5” zur Anlage mit der Anlagefläche 1 6 und die relativen Minima 6” zur Anlage mit der Anlagefläche 17 kommen.
Durch diese Ausgestaltung der Kröpfungen mit unterschiedlichen geometrischen For men, hier unterschiedlichen Höhen H’, H”, wird erreicht, dass der Federring 2 eine progressive, zweistufige Federkennlinie k aufweist. Dies ist in Figur 3 erkennbar, wel che die Federkennlinie k der Feder 2 als Funktion der Federkraft F [N] über dem Fe derweg s (mm) zeigt. Es ist der Punkt P erkennbar, in dem die Kraft über dem Feder weg sprunghaft zunimmt.
Die Reihenfolge der Kröpfungen ist bei der vorliegenden Ausführungsform wie folgt: erste Kröpfung 5’ zur ersten Seite R1 , zweite Kröpfung 6” zur zweiten Seite R2, zweite Kröpfung 5” zur ersten Seite R1 , erste Kröpfung 6’ zur zweiten Seite R2, zweite Kröp fung 5” zur ersten Seite R1 , zweite Kröpfung 6” zur zweiten Seite R2, erste Kröpfung 5’ zur ersten Seite R1 , und so weiter. Es versteht sich, dass auch andere Anordnungen beziehungsweise Reihenfolgen denkbar sind. Die Figuren 4A bis 4C zeigen einen erfindungsgemäßen Axiai-Federring 2 in einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht weitestgehend der Ausführungsform nach Figur 1A und 1 B, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschrei bung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1A und 1B.
Die Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform ist, dass die Kröpfungen 5 der ersten Gruppe und die Kröpfungen 6 der zweiten Gruppe jeweils einen Knick im He belarm aufweisen. In Figur 4B ist beispielhaft eine erste Kröpfung 5 der zur ersten Richtung R1 abgebogenen ersten Gruppe gezeigt. Die zweiten Kröpfungen 6 sind hierzu - bis auf die Orientierung zur zweiten Richtung R2 - im Übrigen gleich gestaltet. Es ergibt sich für die ersten und zweiten Kröpfungen 5, 6 folglich ein erster Kröpfungsabschnitt 5' (6‘), der bei Belastung der Feder 2 mit der jeweiligen Anlagefläche 16, 17 nach und nach in Anlage kommt, und ein zweiter Kröpfungsabschnitt 5“ (6“) mit grö ßerem Winkel in Bezug auf die Ebene E. Auf diese Weise hat das Federelement 2 einen ersten Federsteifigkeitswert k’, solange nur die ersten Kröpfungsabschnitte 5‘ (6‘) mit der jeweiligen Anlagefläche 16, 17 in Kontakt sind, wohingegen sich die Feder steifigkeit auf einen zweiten Wert k” sprungartig verändert, wenn die steileren zweiten Kröpfungsabschnitte 5“ (6“) mit der jeweiligen Anlagefläche 16, 17 zur Anlage kom men. Auf diese Weise wird ebenfalls eine progressive Federkennlinie k erzeugt, wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 und beispielsweise in Figur 3 gezeigt. Die Kröpfungsabschnitte 5‘, 5“ (6‘, 6“) bilden jeweils einen Hebelarm zur Einleitung eines Torsionsmoments in die daran anschließenden Ringsegmentabschnitte 4 und können insofern auch als Hebelarmabschnitte bezeichnet werden.
Die Figuren 5A bis 5C zeigen einen erfindungsgemäßen Axiai-Federring 2 in einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht in weiten Teilen der Ausführungsform nach Figur 1A und 1 B, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1A, 1B.
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform ist, dass das Federelement 2 zwei Segmente 20, 21 beziehungsweise Federabschnitte mit unterschiedlich gestalte- ten Kröpfungen 5‘, 6‘; 5“, 6“ aufweist. Hiermit kann eine Kompensation der segmentweisen unterschiedlichen Einzelkräfte erreicht werden. Die ersten und zweiten Kröp fungen 5‘, 6‘; 5“, 6“ bilden jeweils einen gekröpften Abschnitt der Feder und können insofern auch als Kröpfungsabschnitte bezeichnet werden. Wie insbesondere in den Figuren 5B und 5C erkennbar, hat das erste Federsegment 20 obere und untere erste Kröpfungen 5‘, 6‘ mit einer ersten Länge L‘ in radiale Richtung, die größer ist, als die zweite Länge L“ der oberen und unteren zweiten Kröpfungen 5“, 6“ des zweiten Fe dersegments 21. Abgesehen von der Orientierung - Kröpfungen 5 der ersten Gruppe zur ersten Richtung R1 , Kröpfungen 6 der zweiten Gruppe in die entgegengesetzte Richtung R2 - ist die Form der ersten Kröpfungen 5‘, 6‘ beziehungsweise zweiten Kröpfungen 5“, 6“ einer jeweiligen gemeinsamen Gruppe untereinander gleich. Die Höhe H‘ der ersten Kröpfungen 5’, 6’ mit größerer Länge L‘ entspricht der Höhe H“ der zweiten Kröpfungen 5“, 6“ mit kürzerer Länge L“ (H‘ = H“). Der Drahtquerschnitt ist über den Umfang gleichbleibend, wobei die Drahtenden 9, 9‘ in einem Umfangsbereich einer Kröpfung miteinander verbunden sind. Durch die genannte Ausgestaltung der vorliegenden Ausführungsform ergibt sich, dass die längeren Kröpfungen 5’, 6’ des ersten Federsegments 20 eine geringere Steifigkeit haben, als die kürzeren Kröpfungen 5”, 6” des zweiten Segments 21. Auf diese Weise kann in eingebautem Zustand in einer Kupplung eine Kompensation von segmentweisen unterschiedlichen Einzel kräfte erreicht werden, so dass die auf benachbarte Lamellen der Kupplung wirkende resultierende Gesamtkraft zumindest etwa mittig liegt.
Die Figuren 6A bis 6C zeigen einen erfindungsgemäßen Axial-Federring 2 in einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht in weiten Teilen der Ausführungsform nach Figur 1A und 1 B, respektive Figur 5A bis 5C, so dass hinsichtlich der Gemein samkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1A und 1 B.
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform ist, dass das Federelement 2 mehrere Segmente 20, 21 mit unterschiedlicher Drahtdicke d20, d21 aufweist. Hiermit kann eine Kompensation der segmentweisen unterschiedlichen Einzelkräfte erreicht werden. Es werden ein kürzeres Drahtsegment 20 durch einen dünneren Draht und ein längeres Drahtsegment 21 durch einen dickeren Draht gebildet. Hieraus ergibt sich, dass die Kröpfungen beziehungsweise Kröpfungsabschnitte 5’, 6’ im Segment 20 mit dünnerem Draht eine geringere Steifigkeit haben, als die Kröpfungen beziehungs weise Kröpfungsabschnitte 5“, 6“ im Segment 21 mit dickerem Draht. Die Höhe H’ der Kröpfungen 5’, 6’ aus dickem Draht entspricht der Höhe H’ der Kröpfungen 5“, 6“ aus dünnem Draht (H = H“).
Wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 kann auch mit der vorliegenden Ausführungsform gemäß Figur 6 eine Kompensation von segmentweise unterschiedlichen Einzelkräften zwischen den Lamellen erreicht werden, so dass die zwischen den Lamellen wirkenden resultierenden Kräfte insgesamt mittig wirken.
Figur 7 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Reiblamellenkupplung 23 im Längsschnitt in einer ersten Ausführungsform mit einem erfindungsgemäßen Axial-Federring 2, der gemäß einer der Ausführungsformen nach Figur 1A, 1 B, 2A-2E, 4A-4C, 5A-5C oder 6A-6C gestaltet sein kann. Die obere Bildhälfte zeigt die Kupplung 23 in geöffnetem Zustand, währen die untere Bildhälfte den geschlossenen Zustand zeigt.
Die Reiblamellenkupplung 23 umfasst einen Innenlamellenträger 24, mit dem Innenlamellen 25 drehfest und axial beweglich verbunden sind, und einen relativ hierzu um die Drehachse A drehbaren Außenlamellenträger 3, mit dem Außenlamellen 27 drehfest und axial beweglich verbunden sind. Die Innenlamellen 25 und Außenlamellen 27 sind axial abwechselnd angeordnet und bilden gemeinsam ein Lamellenpaket, das von einer Druckplatte 28 mittels eines Kolbens 29 axial beaufschlagbar ist. Das Lamellen paket ist an einer Stützplatte 30 axial abgestützt.
Jeweils zwischen zwei axial benachbarten Außenlamellen 27 ist jeweils ein erfindungsgemäßer Axial-Federring 2 vorgesehen. Die Axial-Federringe 2, welche hier schematisch nur als schwarze Fläche dargestellt sind, greifen mit ihren Kröpfungen 5, 6 in über den Umfang verteilte Ausnehmungen 14 des Lamellenträgers 3 ein. Dabei ist zwischen den Axial-Federringen 2 und einer inneren Umfangsfläche des Lamellenträgers 3 je weils eine radiale Spielpassung vorgesehen.
In der oberen Bildhälfte der Figur 7 ist die Kupplung 23 geöffnet, wobei die Kröpfungen 5, 6 die axial benachbarten Außenlamellen voneinander weg beaufschlagen, so dass die Lamellen 25, 27 separiert sind. In der unteren Bildhälfte der Figur 7 ist die Kupplung 23 geschlossen, wobei die Kröpfungen 5, 6 in die Ebene E elastisch gebogen sind und die axial benachbarten Außen- und Innenlamellen 25, 27 miteinander in Reibkontakt stehen. Auf diese Weise wird Drehmoment zwischen dem Außenlamellenträger 3 und dem Innenlamellenträger 24 übertragen.
Figur 8 zeigt einen erfindungsgemäßen Axial-Federring 2 in einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht weitestgehend der Ausführungsform nach Figur 1A und 1 B, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug ge nommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1A und 1 B.
Der einzige Unterschied besteht darin, dass der vorliegende Federring 2 zur Befestigung an einem Innenlamellenträger 24 ausgestaltet ist. Hierfür sind die Kröpfungen 5, 6 nach radial innen von den Ringsegmentabschnitten 4 abgebogen und greifen in eine entsprechende äußere Eingriffstruktur 26 des Innenlamellenträgers 24 ein. Dabei ist zwischen einer Außenumfangsfläche 31 des Innenlamellenträgers 24 und der Innenfläche der Ringsegmente 4 Radialspiel gebildet (d4 < D31), analog zu den obigen Ausführungsformen. Die Funktionsweise der Feder 2 für den Innenlamellenträger entspricht der Funktionsweise für einen Außenlamellenträger, so dass abkürzend auf die obige Beschreibung verwiesen wird. Es versteht sich, dass sämtliche der oben für eine Außenlamellen-Feder konkret beschriebenen Ausgestaltungen entsprechend auch auf eine Innenlamellen-Feder anwendbar sind.
Figur 9 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Reiblamellenkupplung 23 im Längs schnitt in einer weiteren Ausführungsform mit einem erfindungsgemäßen Axial-Feder ring 2 gemäß Figur 8. Aufbau und Funktionsweise der Reiblamellenkupplung 23 entspricht weitestgehend der Ausführungsform nach Figur 7, so dass hinsichtlich der Ge meinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 7. Die obere Bildhälfte zeigt die Kupplung 23 in geöffnetem Zustand, währen die untere Bildhälfte den geschlossenen Zustand zeigt. Jeweils zwischen zwei axial benachbarten Innenlamellen 25 ist jeweils ein erfindungsgemäßer Axial-Federring 2 vorgesehen. Die Axial-Federringe 2, welche hier schematisch nur als schwarze Fläche dargestellt sind, greifen mit ihren Kröpfungen 5, 6 in über den Umfang verteilte Ausnehmungen 22 der Eingriffsstruktur 26 des Innenlamellenträ gers 24 ein. Dabei ist zwischen den Axial-Federringen 2 und einer äußeren Umfangsfläche des Innenlamellenträgers 24 jeweils eine radiale Spielpassung vorgesehen.
In der oberen Bildhälfte der Figur 9 ist die Kupplung 23 geöffnet, wobei die Kröpfungen 5, 6 die axial benachbarten Innenlamellen 25 voneinander weg beaufschlagen, so dass die Lamellen 25, 27 separiert sind. In der unteren Bildhälfte der Figur 9 ist die Kupplung 23 geschlossen, wobei die Kröpfungen 5, 6 in die Ebene E elastisch gebogen sind und die axial benachbarten Außen- und Innenlamellen 25, 27 miteinander in Reibkontakt stehen, um Drehmoment zwischen dem Außenlamellenträger 3 und dem Innenlamellenträger 24 zu übertragen.
Die Figuren 10A bis 10C zeigen einen erfindungsgemäßen Axial-Federring 2 in einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht weitestgehend der Ausführungsform nach Figur 1A und 1 B, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entspre chende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1A und 1B.
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform ist, dass die Fügestelle 8 zwischen den Enden 9, 9' des Federrings 2 als tangential überlappende Fügestelle ausgebildet ist. Hierfür liegen die beiden Enden 9, 9' beziehungsweise Endabschnitte im Umfangsbereich einer Kröpfung 5 aneinander an und sind entlang des Linienkontakts mittels einer Schweißnaht 18 miteinander verbunden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass ein Ende (9') radial weiter innen liegt als das andere Ende (9), beziehungsweise, dass ein Kröpfungsabschnitt (19') eine kürzere Erstreckung in radiale Richtung hat, als der andere Kröpfungsabschnitt (19). Vorzugsweise entspricht der radial außen liegende Kröpfungsabschnitt 19 beziehungsweise die Position des hiermit verbundenen Umfangsabschnitts den Kröpfungsabschnitten beziehungsweise Umfangsabschnitten aller übrigen gleichartigen Kröpfungen 5. Auf diese Weise hat die tangentiale Überlappung keinen Einfluss auf den maximalen Durchmesser des Federrings. In Seitenansicht beziehungsweise Querschnitt liegen die beiden Endabschnitte 9, 9', ausgehend von einem Mittelpunkt der beiden Endabschnitte, insbesondere innerhalb eines Win kelbereichs a von ± 30° in Bezug auf den Verlauf des Kröpfungsabschnitt 19, 19', vor zugsweise fluchtend mit diesen, wie in Figur 10C gezeigt (a etwa 0°). Es versteht sich, dass die Ausgestaltung der Fügestelle mit tangentialer Überlappung der Drahtenden 9, 9' auch auf alle anderen oben beschriebenen Ausführungsformen gemäß den Figu ren 2 bis 9 übertragbar ist.
Bezugszeichenliste
2 Federelement
3 Lamellenträger
4 Ringsegmentabschnitt
5, 5’, 5” Kröpfung
6, 6’, 6” Kröpfung
7 Umfangsbereich
8 Fügestelle
9, 9‘ Endabschnitt
12 Eingriffsstruktur
13 Zähne
14 Zahnlücken
15 Umfangsfläche
16 Anlagefläche
17 Anlagefläche
18 Schweißnaht
19, 19' Kröpfungsabschnitt 20 Segment
21 Segment
22 Ausnehmung
23 Reiblamellenkupplung
24 Innenlamellenträger
25 Innenlamellen
26 Eingriffsstruktur
27 Außenlamellen
28 Druckplatte
29 Kolben
30 Stützplatte
31 Au ßenumfangsfläche A Achse
D, d Durchmesser
E Ebene
H Höhe
K Kreis k Federkennlinie
P Punkt
R Richtung

Claims

Ansprüche
1. Axial-Federelement zum Separieren von Lamellen in einer Lamellenkupplung, mit umfangsverteilten Ringsegmentabschnitten (4) und Kröpfungen (5, 6), wo bei die Ringsegmentabschnitte (4) eine Ebene (E) definieren, und die Kröpfun gen (5, 6) von den Ringsegmentabschnitten (4) aus der Ebene (E) abgebogen und unter axialer Krafteinwirkung in Richtung der Ebene elastisch verformbar sind, und wobei das Axial-Federelement aus einem Draht hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Axial-Federelement in Form eines umlau fend geschlossenen Axial-Federrings (2) gestaltet ist, wobei Enden (9, 9') des zum Ring gebogenen Drahts in einem Umfangsbereich einer Kröpfung (5, 6) miteinander gefügt sind.
2. Axial-Federelement nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Enden (9, 9‘) des zum Ring gebogenen Drahts mittels Schweißen, insbesondere mittels Laserschweißen, miteinander verbunden sind.
3. Axial-Federelement nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fügestelle mit einem stumpfen Stoß der Enden (9, 9') oder mit tan gential überlappenden Enden (9, 9') ausgeführt ist.
4. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kröpfungen (5, 6) mehrere erste Kröpfungsabschnitte (5’, 6’) und meh rere zweite Kröpfungsabschnitte (5”, 6”) umfassen, die unter axialer Kraftein wirkung des Axial-Federrings (2) unterschiedliche Kraft-Weg-Kennlinien ha ben.
5. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Kröpfungsabschnitte (5’, 6’) und die zweiten Kröpfungsab schnitte (5”, 6”) unterschiedliche geometrische Formen aufweisen.
6. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Kröpfungsabschnitte (5’, 6’) und die zweiten Kröpfungsab schnitte (5”, 6”) unterschiedliche Längen (L‘, L“) in radiale Richtung aufweisen.
7. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Kröpfungsabschnitte (5’, 6’) und die zweiten Kröpfungsab schnitte (5”, 6”) unterschiedliche Höhen (H', H”) in axiale Richtung aufweisen.
8. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Kröpfungsabschnitte (5‘, 6‘) und die zweiten Kröpfungsab schnitte (5“, 6“) unterschiedliche Biegungen in axiale Richtung aufweisen.
9. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kröpfungen (5, 6) so geformt sind, dass das Axial-Federelement (2) eine progressive, insbesondere zweistufige Kennlinie aufweist.
10. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl der Kröpfungen (5, 6) gerade ist und mindestens sechs beträgt.
1 1. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein erstes Federsegment (20) aus einem ersten Draht mit ei nem ersten Drahtdurchmesser (D20) und zumindest ein zweites Federsegment (21 ) aus einem zweiten Draht mit einem zweiten Drahtdurchmesser (D21 ) vor gesehen sind, wobei das erste Federsegment (20) und das zweite Federseg ment (21 ) im Umfangsbereich einer Kröpfung (5, 6) miteinander gefügt sind.
12. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Draht einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3,0 mm aufweist.
13. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kröpfungen (5, 6) regelmäßig oder unregelmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.
14. Axial-Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwei erste Ringsegmentabschnitte (4) in Umfangsrichtung län ger sind als zumindest zwei zweite Ringsegmentabschnitte (4),
wobei eine zwischen zwei ersten Ringsegmentabschnitten (4) angeordnete erste Kröpfung (5’, 6’) ausgestaltet ist, um bei Einfederung des Axial-Federele- ments eine kleinere Axialkraft über dem Federweg zu bewirken, als eine zwi schen zwei zweiten Ringsegmentabschnitten (4) angeordnete zweite Kröpfung (5”, 6”).
15. Reiblamellenkupplung (23) umfassend einen Innenlamellenträger (24), mit dem Innenlamellen (25) drehtest und axial beweglich verbunden sind, einen Außenlamellenträger (3), mit dem Außenlamellen (27) drehtest und axial beweglich verbunden sind, wobei die Innenlamellen (25) und die Außenlamellen (27) axial abwechselnd angeordnet und von einer Druckplatte (28) axial beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen einer Teilzahl der Lamellen (25, 27) Axial-Federele- mente (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 angeordnet sind, wobei die Axial- Federelemente (2) mit den Kröpfungen (5, 6) in über den Umfang verteilte Aus nehmungen eines der Lamellenträger (3, 24) eingreifen, wobei zwischen den Axial-Federelementen (2) und einer Umfangsfläche (15, 31 ) des Lamellenträgers (3, 24), in dessen Ausnehmungen die Kröpfungen (5, 6) eingreifen, jeweils radiale Spielpassung vorgesehen ist.
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