DE102016211220A1

DE102016211220A1 - Kupplungsscheibe und Reibungskupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE102016211220A1
Application number: DE102016211220.1A
Authority: DE
Inventors: Steffen Lehmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2036-06-24
Also published as: DE102016211220B4

Abstract

Kupplungsscheibe (100), insbesondere für eine Reibungskupplungseinrichtung, die Kupplungsscheibe (100) aufweisend ein erstes Drehteil und wenigstens ein weiteres Drehteil mit einer gemeinsamen Drehachse, um die das erste Drehteil und das wenigstens eine weitere Drehteil zusammen drehbar und relativ zueinander ausgehend von einer Mittellage in eine Zugrichtung und in eine Schubrichtung begrenzt verdrehbar sind, und wenigstens eine zwischen dem ersten Drehteil und dem wenigstens einen weiteren Drehteil wirksame Federeinrichtung, bei der die wenigstens eine Federeinrichtung eine mehrstufige Kennlinie mit Abschnitten unterschiedlicher Steigung aufweist, wobei die Kennlinie ausgehend von der Mittellage einen ersten Kennlinienabschnitt mit einer ersten Steigung und wenigstens einen weiteren Kennlinienabschnitt mit einer gegenüber der ersten Steigung reduzierten weiteren Steigung aufweist, und Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer derartigen Kupplungsscheibe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe, insbesondere für eine Reibungskupplungseinrichtung, die Kupplungsscheibe aufweisend ein erstes Drehteil und wenigstens ein weiteres Drehteil mit einer gemeinsamen Drehachse, um die das erste Drehteil und das wenigstens eine weitere Drehteil zusammen drehbar und relativ zueinander ausgehend von einer Mittellage in eine Zugrichtung und in eine Schubrichtung begrenzt verdrehbar sind, und wenigstens eine zwischen dem ersten Drehteil und dem wenigstens einen weiteren Drehteil wirksame Federeinrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung eine Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, die Reibungskupplungseinrichtung aufweisend eine Drehachse, wenigstens eine Druckplatte und wenigstens eine zu einer Betätigung der Reibungskupplungseinrichtung relativ zu der wenigstens einen Druckplatte begrenzt axial verlagerbare Anpressplatte.
Aus der DE 10 2007 056 367 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer bekannt, insbesondere geteiltes Schwungrad oder Kupplungsscheibe, mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil das gegen den Widerstand mindestens einer Energiespeichereinrichtung und ab einem definierten Verdrehwinkel zusätzlich gegen den Widerstand mindestens einer relativ zu der Energiespeichereinrichtung schwimmenden Anschlagfedereinrichtung gegenüber dem Eingangsteil verdrehbar ist, bei dem die Anschlagfedereinrichtung zwei miteinander gekoppelte Endstücke umfasst, die relativ zueinander und voneinander weg begrenzt verlagerbar sind, um eine Hauptdämpferkennlinie bereitzustellen, die nach Erreichen eines maximalen Motormoments steil ansteigt, um ein eventuell auftretendes Übermoment abzudecken.
Aus der DE 10 2010 049 560 A1 ist eine Kupplungsscheibe bekannt mit einem Eingangsteil mit mit einer Reibungskupplung einen Reibschluss bildenden Reibbelägen und einem Ausgangsteil mit einer drehfest mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes gekoppelten Nabe sowie einem Drehschwingungsdämpfer bestehend aus einer Mehrzahl von Hauptdämpfern mit zumindest zwei Scheibenteilen und zwischen diesen angeordneten, bei einer Relativverdrehung dieser gegeneinander in Umfangsrichtung komprimierten Federelementen, bei der die Hauptdämpfer in Reihe zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil geschaltet sind, als separate Baugruppen gefertigt und zumindest ein ausgangsseitiges Scheibenteil eines Hauptdämpfers mit einem eingangsseitigen Scheibenteil eines anderen Hauptdämpfers miteinander fest verbunden sind, um eine erhöhte Federkapazität bereitzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Kupplungsscheibe baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Reibungskupplungseinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Kupplungsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Kupplungsscheibe kann dazu dienen, zwischen einer Druckplatte und einer Anpressplatte einer Reibungskupplungseinrichtung eingeklemmt zu werden, um eine reibschlüssige Leistungsübertragung zu ermöglichen.
Ein Drehteil kann ein Eingangsteil, ein Ausgangsteil oder ein Zwischenteil sein. Die Bezeichnungen „Eingangsteil“, „Ausgangsteil“ und „Zwischenteil“ sind vorliegend auf eine von einem Antrieb, wie Brennkraftmaschine, ausgehende Leistungsflussrichtung bezogen. Soweit nicht anders angegeben oder es sich aus dem Zusammenhang nicht anders ergibt, beziehen sich die Angaben „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ auf eine Erstreckungsrichtung der Drehachse. „Axial“ entspricht dann einer Erstreckungsrichtung der Drehachse. „Radial“ ist dann eine zur Erstreckungsrichtung der Drehachse senkrechte und sich mit der Drehachse schneidende Richtung. „In Umfangsrichtung“ entspricht dann einer Kreisbogenrichtung um die Drehachse.
Die Kupplungsscheibe kann ein erstes Drehteil und ein zweites Drehteil aufweisen. Die Kupplungsscheibe kann ein erstes Drehteil, ein zweites Drehteil und ein drittes Drehteil aufweisen. Die Kupplungsscheibe kann eine einzige Federeinrichtung aufweisen. Die Kupplungsscheibe kann eine erste Federeinrichtung und eine zweite Federeinrichtung aufweisen. Die wenigstens eine Federeinrichtung kann zwischen dem ersten Drehteil und dem zweiten Drehteil wirksam sein. Die wenigstens eine Federeinrichtung kann zwischen dem zweiten Drehteil und dem dritten Drehteil wirksam sein.
Das erste Drehteil kann ein Eingangsteil und das zweite Drehteil kann ein Ausgangsteil sein. Das erste Drehteil kann ein Eingangsteil und das zweite Drehteil kann ein Zwischenteil sein. Das erste Drehteil kann ein Zwischenteil und das zweite Drehteil kann ein Ausgangsteil sein.
Das erste Drehteil kann Federsegmente aufweisen. Das erste Drehteil kann Reibbeläge aufweisen. Die Reibbeläge können an den Federsegmenten angeordnet sein. Die Federsegmente können ringartig miteinander verbunden sein. Die Federsegmente können miteinander fest verbunden, insbesondere vernietet, sein. Das erste Drehteil kann eine Mitnehmerscheibe aufweisen. Die Federsegmente können mit der Mitnehmerscheibe fest verbunden, insbesondere vernietet, sein. Das erste Drehteil kann eine Gegenscheibe aufweisen. Die Mitnehmerscheibe und die Gegenscheibe können miteinander fest verbunden, insbesondere vernietet, sein. Die Mitnehmerscheibe und die Gegenscheibe können jeweils wenigstens einen Abstützabschnitt für die wenigstens eine Federeinrichtung aufweisen. Der wenigstens eine Abstützabschnitt der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe kann als Federfenster ausgeführt sein.
Das wenigstens eine weitere Drehteil kann ein erstes Flanschteil aufweisen. Das erste Flanschteil kann wenigstens einen Abstützabschnitt für die wenigstens eine Federeinrichtung aufweisen. Der wenigstens eine Abstützabschnitt des ersten Flanschteils kann als Federfenster ausgeführt sein. Das wenigstens eine weitere Drehteil kann ein zweites Flanschteil aufweisen. Das zweite Flanschteil kann wenigstens einen Abstützabschnitt für die wenigstens eine Federeinrichtung aufweisen. Der wenigstens eine Abstützabschnitt des zweiten Flanschteils kann als Federfenster ausgeführt sein.
Das wenigstens eine weitere Drehteil kann ein Nabenteil aufweisen. Das erste Flanschteil und das zweite Flanschteil können an dem Nabenteil angeordnet sein. Das erste Flanschteil kann relativ zu dem ersten Flanschteil und dem Nabenteil verdrehbar sein. Das zweite Flanschteil und das Nabenteil können mithilfe einer Verzahnung miteinander verbunden sein. Die Verzahnung kann spielbehaftet sein.
Die wenigstens eine Federeinrichtung kann wenigstens eine erste Feder und wenigstens eine zweite Feder aufweisen. Die wenigstens eine Federeinrichtung kann mehrere erste Federn und mehrere zweite Federn aufweisen. In Umfangsrichtung können jeweils eine erste Feder und eine zweite Feder abwechselnd angeordnet sein. Die Federn können Druckfedern sein. Die Federn können Schraubenfedern sein. Die wenigstens eine erste Feder kann eine erste Federkennlinie aufweisen. Die erste Federkennlinie kann den ersten Kennlinienabschnitt bilden. Die wenigstens eine zweite Feder kann eine zweite Federkennlinie aufweisen. Die zweite Federkennlinie kann den zweiten Kennlinienabschnitt bilden. Eine Federkennlinie kann eine Linie in einem Kraft-Weg-Diagramm sein. Eine Feder kann eine lineare, progressive oder degressive Federkennlinie aufweisen. Eine Feder kann eine stetig steigende Federkennlinie aufweisen. Eine Feder kann eine Federachse aufweisen. Die Federn können mit ihren Federachsen zur Drehachse zumindest annähernd rechtwinklig und von der Drehachse beabstandet angeordnet sein.
Die wenigstens eine erste Feder kann bei einem Verdrehen des ersten Drehteils und des wenigstens einen weiteren Drehteils relativ zueinander zwischen der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe einerseits und dem ersten Flanschteil andererseits wirksam sein. Die wenigstens eine erste Feder kann sich bei einem Verdrehen des ersten Drehteils und des wenigstens einen weiteren Drehteils relativ zueinander an dem wenigstens einen Abstützabschnitt der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe einerseits und an dem wenigstens einen Abstützabschnitt des ersten Flanschteils andererseits abstützen. Die wenigstens eine erste Feder kann an dem Abstützabschnitt der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe angeordnet sein.
Die wenigstens eine zweite Feder kann ab einem vorbestimmten Verdrehwinkel zwischen dem ersten Drehteil und dem wenigstens einen weiteren Drehteil zwischen der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe einerseits und dem zweiten Flanschteil andererseits wirksam sein. Die wenigstens eine zweite Feder kann sich ab einem vorbestimmten Verdrehwinkel zwischen dem ersten Drehteil und dem wenigstens einen weiteren Drehteil an dem wenigstens einen Abstützabschnitt der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe einerseits und an dem wenigstens einen Abstützabschnitt des zweiten Flanschteils andererseits abstützen. Die wenigstens eine zweite Feder kann an dem Abstützabschnitt des zweiten Flanschteils angeordnet sein.
Die Kennlinie kann ausgehend von einer Mittellage einen Zugast und einen Schubast aufweisen. Der Zugast kann einen ersten Kennlinienabschnitt und wenigstens einen weiteren Kennlinienabschnitt aufweisen. Der Schubast kann einen ersten Kennlinienabschnitt und wenigstens einen weiteren Kennlinienabschnitt aufweisen. Die Kennlinienabschnitte des Zugasts und die Kennlinienabschnitte des Schubast können gleich sein. Die Kennlinienabschnitte des Zugasts und die Kennlinienabschnitte des Schubast können ähnlich sein. Die Kennlinienabschnitte des Zugasts und die Kennlinienabschnitte des Schubast können unterschiedlich sein. Die Kennlinie kann einen degressiven Gesamtverlauf aufweisen. Der Zugast kann einen degressiven Gesamtverlauf aufweisen. Der Schubast kann einen degressiven Gesamtverlauf aufweisen. Der degressive Gesamtverlauf kann stufig degressiv sein.
Der erste Kennlinienabschnitt kann mithilfe einer gering vorgespannten ersten Federstufe mit einer hohen Federsteifigkeit dargestellt sein. Die erste Federstufe kann mithilfe der wenigstens einen ersten Feder gebildet sein. Der wenigstens eine weitere Kennlinienabschnitt kann mithilfe wenigstens einer hoch vorgespannten weiteren Federstufe mit einer geringen Federsteifigkeit dargestellt sein. Die wenigstens eine weitere Federstufe kann mithilfe der wenigstens einen weiteren Feder gebildet sein. Eine Steifigkeit einer Feder kann einen Widerstand der Feder gegen elastische Verformung durch eine Kraft beschreiben. Eine Steifigkeit einer Feder kann mithilfe einer Federkonstante c ausgedrückt werden. Die Vorspannung der ersten Federstufe kann bezogen auf die zweite Federstufe gering sein. Die Vorspannung der zweiten Federstufe kann bezogen auf die erste Federstufe hoch sein. Die Steifigkeit der ersten Federstufe kann bezogen auf die zweite Federstufe hoch sein. Die Steifigkeit der zweiten Federstufe kann bezogen auf die erste Federstufe gering sein.
Ein Endmoment der ersten Federstufe kann einem Vorspannmoment der wenigstens einen weiteren Federstufe zumindest annähernd entsprechen. Ein Moment ist in diesem Zusammenhang ein zwischen dem ersten Drehteil und dem zweiten Drehteil wirksames Moment. Das Endmoment der ersten Federstufe kann ein auf die erste Federstufe zurückgehendes Moment an einem Übergang zwischen dem ersten Kennlinienabschnitt und dem zweiten Kennlinienabschnitt sein. Das Vorspannmoment der wenigstens einen weiteren Federstufe kann ein auf die wenigstens eine weitere Federstufe zurückgehendes Moment an einem Übergang zwischen dem ersten Kennlinienabschnitt und dem zweiten Kennlinienabschnitt sein.
Ein Eingriffswinkel der wenigstens einen weiteren Federstufe kann mithilfe eines Freilaufwinkels in der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe gesteuert sein. Der Freilaufwinkel kann mithilfe des wenigstens einen Abstützabschnitts der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe gebildet sein. Ein Eingriffswinkel der wenigstens einen weiteren Federstufe kann mithilfe der Flanschteile gesteuert sein. Der Freilaufwinkel kann mithilfe des wenigstens einen Abstützabschnitts des ersten Flanschteils und/oder mithilfe des wenigstens einen Abstützabschnitts des zweiten Flanschteils gebildet sein. Der Freilaufwinkel kann ein Verdrehwinkel zwischen dem ersten Drehteil und dem zweiten Drehteil sein, in dem nur die erste Federstufe wirksam ist. Bei Überschreiten des Freilaufwinkels kann die wenigstens eine weitere Federstufe wirksam werden.
Die Kupplungsscheibe kann eine Dämpfungseinrichtung aufweisen. Die Dämpfungseinrichtung kann zwischen dem ersten Drehteil und dem wenigstens einen weiteren Drehteil wirksam sein. Die Dämpfungseinrichtung kann dazu dienen, eine Schwingungsdämpfung zu bewirken. Die Dämpfungseinrichtung kann wenigstens eine Reibscheibe aufweisen. Die Dämpfungseinrichtung kann wenigstens eine Anpressfeder aufweisen. Die wenigstens eine Anpressfeder kann eine Tellerfeder sein. Die Dämpfungseinrichtung kann ein Leerlaufdämpfer sein. Die Dämpfungseinrichtung kann eine Dämpferstufe oder mehrere Dämpferstufen aufweisen.
Die Kupplungsscheibe kann eine Fliehkraftpendeleinrichtung aufweisen. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann einen um die Drehachse drehbaren Pendelmasseträger aufweisen. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann wenigstens eine Pendelmasse aufweisen. Die wenigstens eine Pendelmasse kann an dem Pendelmasseträger verlagerbar angeordnet sein. Die wenigstens eine Pendelmasse kann mit dem Pendelmasseträger bifilar verbunden sein. Die wenigstens eine Pendelmasse kann entlang einer Pendelbahn zwischen zwei Endlagen verlagerbar sein. Die wenigstens eine Pendelmasse kann unter Fliehkrafteinwirkung in eine Betriebsstellung verlagerbar sein. In der Betriebsstellung kann die wenigstens eine Pendelmasse unter Einwirkung von Drehschwingungen verlagerbar sein. In der Betriebsstellung kann die wenigstens eine Pendelmasse verlagerbar sein, um Drehschwingungen zu tilgen.
Die Kupplungsscheibe kann eine Anschlagfedereinrichtung aufweisen. Die Anschlagfedereinrichtung kann bei Überschreiten eines vorbestimmten Verdrehwinkels zwischen dem ersten Drehteil und dem wenigstens einen weiteren Drehteil wirksam sein. Die Anschlagfedereinrichtung kann dazu dienen, einen Anschlagstoß abzufangen. Die Anschlagfedereinrichtung kann an einem Ende des wenigstens einen weiteren Kennlinienabschnitts wirksam sein. Die Anschlagfedereinrichtung kann eine hohe Federsteifigkeit, insbesondere eine höhere Federsteifigkeit als die erste Federstufe und/oder die zweite Federstufe, aufweisen.
Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einer Reibungskupplungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Der Antriebsstrang kann eine Brennkraftmaschine aufweisen. Der Antriebsstrang kann einen Drehschwingungsdämpfer aufweisen. Der Antriebsstrang kann ein Getriebe aufweisen. Der Antriebsstrang kann wenigstens ein antreibbares Fahrzeugrad aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann zu Anordnung zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe dienen.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Kupplungseingangsteil und wenigstens ein Kupplungsausgangsteil aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Einfachkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Doppelkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Einscheibenkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Mehrscheibenkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine selbsttätig öffnende Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine selbsttätig schließende Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine zwangsbetätigte Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine gedrückte Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine gezogene Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann mithilfe eines Kupplungspedals betätigbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann automatisiert betätigbar sein.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann auch als Deckel bezeichnet werden. Die wenigstens eine Druckplatte und das Gehäuse können miteinander fest verbunden sein. Die wenigstens eine Druckplatte und das Gehäuse können miteinander drehfest und axial fest verbunden sein. Die wenigstens eine Anpressplatte und das Gehäuse können miteinander drehfest verbunden sein. Die wenigstens eine Anpressplatte kann zu dem Gehäuse begrenzt axial verlagerbar sein. Das Kupplungseingangsteil kann das Gehäuse, die wenigstens eine Druckplatte und die wenigstens eine Anpressplatte aufweisen. Das Kupplungsausgangsteil kann die wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann ausgehend von einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem wenigstens einen Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem wenigstens einen Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine zunehmende mechanische Leistungsübertragung ermöglichen, wobei eine Leistungsübertragung zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem wenigstens einen Kupplungsausgangsteil reibschlüssig erfolgt. Umgekehrt kann ausgehend von einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem wenigstens einen Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem wenigstens einen Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine abnehmende mechanische Leistungsübertragung ermöglicht sein. Eine vollständig eingerückte Betätigungsstellung kann eine geschlossene Betätigungsstellung sein. Eine vollständig ausgerückte Betätigungsstellung kann eine offene Betätigungsstellung sein.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann dazu dienen, ein Anfahren sowie einen Wechsel von Getriebeübersetzungen zu ermöglichen. Das Kupplungseingangsteil und das wenigstens eine Kupplungsausgangsteil können miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Bei einer Doppelkupplung kann ein Leistungsfluss vom Kupplungseingangsteil in übergehendem Wechsel von einem ersten Kupplungsausgangsteil auf ein zweites Kupplungsausgangsteil und umgekehrt verlagerbar sein.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Kupplungsscheibe mit degressiver Kennlinie. Die Kupplungsscheibe kann eine zwei- oder mehrstufige Torsionsdämpferkennlinie aufweisen, bei der die Federsteifigkeit in mindestens einer der Dämpferstufen niedriger ist als in einer der vorhergehenden. In der Stufe mit dieser niedrigeren Federsteifigkeit können hoch vorgespannte Federn eingesetzt werden. Die vorhergehende steile Federstufe kann ein Endmoment aufweisen, das annähernd oder gleich einem Vorspannmoment der weicheren Stufe ist. Ein Eingriff der Federstufen kann mittels mindestens zweier Flansche gesteuert sein. Ein Eingriff der Federstufen kann mittels Freiwinkel in Seitenblechen gesteuert sein. Die Kupplungsscheibe kann einen ein- oder mehrstufigen Leerlaufdämpfer aufweisen. Die Kupplungsscheibe kann ohne Leerlaufdämpfer ausgeführt sein. Die Kupplungsscheibe kann ein Fliehkraftpendel aufweisen. Die Kupplungsscheibe zusätzliche Anschlagfedern innerhalb der hoch vorgespannten Feder aufweisen.
Mit der Erfindung wird ein Fahrkomfort erhöht. Bei hohen Antriebsmomenten wird eine reduzierte Verdrehsteifigkeit ermöglicht. Ein Aufwand, wie Bauaufwand, Kostenaufwand, Herstellungsaufwand und/oder Anpassungsaufwand, wird reduziert. Eine Lebensdauer wird erhöht. Eine Funktionssicherheit wird erhöht.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:
1 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie in Draufsicht,
2 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie in Schnittansicht,
3 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie in Explosionsdarstellung,
4 eine mehrstufig degressive Kennlinie einer Kupplungsscheibe,
5 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie in einer Mittellage,
6 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie bei teilweiser Auslenkung in Zugrichtung,
7 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie bei vollständiger Auslenkung in Zugrichtung,
8 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie bei teilweiser Auslenkung in Schubrichtung,
9 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie bei vollständiger Auslenkung in Schubrichtung und
10 eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie und einer Fliehkraftpendeleinrichtung.
1 zeigt eine Kupplungsscheibe 100 mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie in Draufsicht. 2 zeigt die Kupplungsscheibe 100 in Schnittansicht. 3 zeigt die Kupplungsscheibe 100 in Explosionsdarstellung. Die Kupplungsscheibe 100 dient dazu, zwischen einer Druckplatte und einer Anpressplatte einer Reibungskupplung eingeklemmt zu werden, um reibschlüssig eine Übertragung einer mechanischen Leistung zu ermöglichen. Die Kupplungsscheibe 100 weist ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil auf. Das Eingangsteil und das Ausgangsteil sind zusammen um eine gemeinsame Drehachse drehbar und relativ zueinander ausgehend von einer Mittellage in eine Zugrichtung und in eine Schubrichtung begrenzt verdrehbar. Die Federeinrichtung ist zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil wirksam.
Das Eingangsteil weist Reibbeläge, wie 102, auf, die auf Federsegmente, wie 104, genietet sind. Die Federsegmente 104 sind wiederum mittels Nieten, wie 106, an einer Mitnehmerscheibe 108 befestigt. Die Mitnehmerscheibe 108 bildet zusammen mit einer Gegenscheibe 110 einen Dämpferkäfig, der mittels Abstandsbolzen, wie 112, zusammengehalten ist.
Die Kupplungsscheibe 100 verfügt über einen hier nicht näher beschriebenen ein- oder mehrstufigen Leerlaufdämpfer 114, mehrere Tellerfedern, wie 116, und ebenso mehrere Reibringe, wie 118, zur Einstellung verschiedener Hysteresewerte in verschiedenen Dämpferstufen. Eine Dämpferzentrierung erfolgt mittels eines federvorbelasteten konischen Reibrings 120.
Das Eingangsteil weist einen ersten Flansch 122 und einen zweiten Flansch 124 auf. Der zweite Flansch 124 verfügt über eine Innenverzahnung, die nach Durchlaufen eines Leerlaufdämpferwinkels verdrehfest mit einem außenverzahnten Nabenteil 126 verbunden ist. Bei einer Variante ohne Leerlaufdämpfer können andere kraft- oder formschlüssige Verbindungen zwischen dem zweiten Flansch 124 und dem Nabenteil 126 vorgesehen sein, da dann der Leerlaufdämpferwinkel entfällt.
Der erste Flansch 122 besitzt keine Innenverzahnung. Innerhalb des zweiten Flanschs 124 sind stark vorgespannte zweite Druckfedern 128, 130 montiert. Der zweite Flansch 124 besitzt Fensteröffnungen zur Aufnahme der zweiten Druckfedern 128, 130. Die zweiten Druckfedern 128, 130 bilden eine zweite Federstufe mit einer zweiten Federkonstante c2. Erste Druckfedern 132, 134 bilden eine erste Federstufe mit einer ersten Federkonstante c1 und sind mit normalen Vorspannungen von einigen Zehntel Millimeter zum ersten Flansch 122 bzw. der Mitnehmerscheibe 108 und der Gegenscheibe 110 montiert und somit zu beiden Elementen in Umfangsrichtung spielfrei. Federfenster der zweiten Druckfedern 128, 130 in der Mitnehmerscheibe 108 und der Gegenscheibe 110 besitzen Freiwinkel α1 in Zugrichtung bzw. α3 in Schubrichtung. Der erste Flansch 122 besitzt neben Fensteröffnungen für die ersten Druckfedern 132, 134 zusätzlich Aussparungen/Nasen zum Umgreifen und spielfreien Kontakt zu den zweiten Druckfedern 128, 130.
4 zeigt in einem Diagramm eine mehrstufig degressive Kennlinie 200 einer Kupplungsscheibe, wie Kupplungsscheibe 100 gemäß 1, 2 und 3. In dem Diagramm ist auf einer x-Achse ein Verdrehwinkel α zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil und auf einer y-Achse ein auf die Druckfedern 128, 130, 132, 134 zurückgehendes Moment aufgetragen.
Zur Montage werden die zweiten Druckfedern 128, 130 von einer entspannten Länge L0 auf eine vorgespannte Länge L1 gebracht und dann mit besonders starker Vorspannung in die Federfenster des zweiten Flanschs 124 montiert. Ohne montierte erste Druckfedern 132, 134 ist ein zu einem Vorspannwinkel proportionales hohes Vorspannmoment Mv2 vorhanden, hervorgerufen durch den Vorspannweg L0–L1. Dieser Vorspannwinkel kann in gleicher Größenordnung liegen wie oder etwas kleiner/größer sein als ein Verdrehwinkel α2. Mit montierten ersten Druckfedern 132, 134 ist ein deutlich geringeres Vorspannmoment der ersten Druckfedern 132, 134 vorhanden. Das Endmoment M1 der ersten Druckfedern 132, 134 ist annähernd oder gleich dem Vorspannmoment Mv2 der zweiten Druckfedern 128, 130.
Die Kennlinie 200 weist ausgehend von einer Mittellage 202 in einer Zugrichtung einen ersten Kennlinienabschnitt 204 mit einer ersten Steigung und einen weiteren Kennlinienabschnitt 206 mit einer gegenüber der ersten Steigung reduzierten weiteren Steigung auf. Die Kennlinie 200 weist ausgehend von der Mittellage 202 in einer Schubrichtung einen ersten Kennlinienabschnitt 208 mit einer ersten Steigung und einen weiteren Kennlinienabschnitt 210 mit einer gegenüber der ersten Steigung reduzierten weiteren Steigung auf.
Die Kennlinie 200 des Leerlaufdämpfers im Bereich des Winkels α0 wird hier nicht näher betrachtet, optional kann der Leerlaufdämpfer auch entfallen. Bei Verdrehung des Eingangsteils und des Ausgangsteils in Zugrichtung um den Winkel α1 werden im ersten Kennlinienabschnitt 204 die ersten Druckfedern 132, 134 der ersten Federstufe mit ihrer ersten Federsteifigkeit c1 betätigt. Dieser Winkel α1 findet sich auch als Freiwinkel α1 in den Fenstern der zweiten Federstufe in der Mitnehmerscheibe 108 und der Gegenscheibe 110. Somit werden die vorgespannten zweiten Druckfedern 128, 130 noch nicht betätigt. Das Endmoment der ersten Federstufe M1 ist annähernd oder gleich dem Vorspannmoment Mv2 der zweiten Druckfedern 128, 130. Diese werden am Ende des Winkels α2 auf das Endmoment M2 komprimiert. Die zweite Federsteifigkeit c2 ist geringer als die erste Federsteifigkeit c1. Optional, jedoch nicht dargestellt, sind innerhalb der zweiten Druckfedern 128, 130 Anschlagfedern, wie beispielsweise Anschlagfedern gemäß DE 10 2007 056 367 A1 , integrierbar, die im Anschluss an die zweite Federstufe eine weitere Anschlagstufe mit wieder höherer Federsteifigkeit ermöglichen.
5 bis 9 zeigen das Eingangsteil 300 und das Ausgangsteil 302 einer Kupplungsscheibe 304, wie Kupplungsscheibe 100 gemäß 1, 2 und 3, in verschiedenen Verdrehpositionen. Die zugehörigen Positionen in der Kennlinie 306 sind jeweils mit 308 bezeichnet. Zu der Kennlinie 306 wird ergänzend insbesondere auf 4 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
5 zeigt das Eingangsteil 300 und das Ausgangsteil 302 der Kupplungsscheibe 304 in einer Nulllage bzw. Mittellage.
6 zeigt die Kupplungsscheibe 304 bei teilweiser Auslenkung am Ende des Verdrehwinkels α1 in Zugrichtung. Aus Vereinfachungsgründen wurde die Gegenscheibe festgehalten und die Nabe verdreht. Von der Nabe erfolgt eine Kraftübertragung auf den zweiten Flansch, der auf die vorgespannten zweiten Druckfedern drückt. Diese wirken auf Nasen des ersten Flanschs, werden jedoch in der ersten Federstufe noch nicht komprimiert, da ihr Vorspannmoment noch größer oder gleich dem anliegenden äußeren Moment ist. Eine Kraftweiterleitung erfolgt vom ersten Flansch auf die ersten Druckfedern, die solange zusammengedrückt werden bis der erste Flansch an den Abstandsbolzen zum Anliegen kommt. Bis dahin erfolgt eine Momentweiterleitung auf die Federfenster der ersten Federstufe der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe. In der in 6 dargestellten Position ist der Freiwinkel α1 der Federfenster der ersten Federstufe der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe aufgebraucht und die zweiten Druckfedern beginnen zu wirken.
7 zeigt die Kupplungsscheibe 304 bei vollständiger Auslenkung in Zugrichtung am Ende des Verdrehwinkels α2. Die ersten Druckfedern wurden durch Anschlagen des ersten Flanschs an die Abstandsbolzen zu Beginn der zweiten, hinsichtlich der Federsteifigkeit flacheren Federstufe abgeschaltet und nicht weiter komprimiert. Die nach Durchlaufen des Freiwinkels α1 der Federfenster der zweiten Federstufe der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe an diesen anschlagenden zweiten Druckfedern werden durch weiteres Verdrehen des zweiten Flanschs solange komprimiert, bis der zweite Flansch ebenfalls an die Abstandsbolzen anschlägt.
8 zeigt die Kupplungsscheibe 304 bei teilweiser Auslenkung in Schubrichtung am Ende des Verdrehwinkels α3. Von der Nabe erfolgt die Kraftübertragung auf den zweiten Flansch 8, der auf die vorgespannten zweiten Druckfedern drückt. Diese wirken auf die Nasen des ersten Flanschs, werden jedoch in der ersten Federstufe noch nicht komprimiert, da ihr Vorspannmoment noch größer oder gleich dem anliegenden äußeren Moment ist. Die Kraftweiterleitung erfolgt vom ersten Flansch auf die ersten Druckfedern, die solange zusammengedrückt werden, bis der erste Flansch an den Abstandsbolzen zum Anliegen kommt. Bis dahin erfolgt die Momentweiterleitung auf die Federfenster der ersten Federstufe der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe. In der in 8 dargestellten Position ist der Freiwinkel α3 der Federfenster der zweiten Federstufe der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe durchlaufen. Die zweiten Druckfedern beginnen erst zu wirken, wenn das anliegende Schubmoment größer wird als das Vorspannmoment Mv2.
9 zeigt eine Kupplungsscheibe mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie bei vollständiger Auslenkung in Schubrichtung am Ende des Verdrehwinkels α4. Die ersten Druckfedern wurden durch Anschlagen des ersten Flanschs an die Abstandsbolzen zu Beginn der zweiten, hinsichtlich der Federsteifigkeit flacheren Federstufe abgeschaltet und nicht weiter komprimiert. Die nach Durchlaufen des Freiwinkels α3 der Federfenster der zweiten Federstufe der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe an diesen anschlagenden zweiten Druckfedern werden solange komprimiert, bis der zweite Flansch ebenfalls an die Abstandsbolzen anschlägt. Grundsätzlich ist neben der dargestellten asymmetrischen Kennlinie 306 auch eine symmetrische Kennlinie möglich.
10 zeigt eine Kupplungsscheibe 400, wie Kupplungsscheibe 100 gemäß 1, 2 und 3, mit einer Federeinrichtung mit einer mehrstufig degressiven Kennlinie und einer Fliehkraftpendeleinrichtung 402.
Bezugszeichenliste

100: Kupplungsscheibe
102: Reibbelag
104: Federsegment
106: Niet
108: Mitnehmerscheibe
110: Gegenscheibe
112: Abstandsbolzen
114: Leerlaufdämpfer
116: Tellerfeder
118: Reibring
120: konischer Reibring
122: erster Flansch
124: zweiter Flansch
126: Nabenteil
128: weitere Federstufe, zweite Druckfeder
130: weitere Federstufe, zweite Druckfeder
132: erste Federstufe, erste Druckfeder
134: erste Federstufe, erste Druckfeder
200: mehrstufig degressive Kennlinie
202: Mittellage
204: erster Kennlinienabschnitt
206: weiterer Kennlinienabschnitt
208: erster Kennlinienabschnitt
210: weiterer Kennlinienabschnitt
300: erstes Drehteil, Eingangsteil
302: weiteres Drehteil, Ausgangsteil
304: Kupplungsscheibe
306: Kennlinie
308: Position
400: Kupplungsscheibe
402: Fliehkraftpendeleinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007056367 A1 [0002, 0051]
DE 102010049560 A1 [0003]

Claims

Kupplungsscheibe (100, 304, 400), insbesondere für eine Reibungskupplungseinrichtung, die Kupplungsscheibe (100, 304, 400) aufweisend ein erstes Drehteil (300) und wenigstens ein weiteres Drehteil (302) mit einer gemeinsamen Drehachse, um die das erste Drehteil (300) und das wenigstens eine weitere Drehteil (302) zusammen drehbar und relativ zueinander ausgehend von einer Mittellage in eine Zugrichtung und in eine Schubrichtung begrenzt verdrehbar sind, und wenigstens eine zwischen dem ersten Drehteil (300) und dem wenigstens einen weiteren Drehteil (302) wirksame Federeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Federeinrichtung eine mehrstufige Kennlinie (200, 306) mit Abschnitten unterschiedlicher Steigung aufweist, wobei die Kennlinie (200, 306) ausgehend von der Mittellage (202) einen ersten Kennlinienabschnitt (204, 208) mit einer ersten Steigung und wenigstens einen weiteren Kennlinienabschnitt (206, 210) mit einer gegenüber der ersten Steigung reduzierten weiteren Steigung aufweist.
Kupplungsscheibe (100, 304, 400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kennlinienabschnitt (204, 208) mithilfe einer gering vorgespannten ersten Federstufe (132, 134) mit einer hohen Federsteifigkeit (c1) und der wenigstens eine weitere Kennlinienabschnitt (206, 210) mithilfe wenigstens einer hoch vorgespannten weiteren Federstufe (128, 130) mit einer geringen Federsteifigkeit (c2) dargestellt ist.
Kupplungsscheibe (100, 304, 400) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endmoment (M1) der ersten Federstufe (132, 134) einem Vorspannmoment (Mv2) der wenigstens einen weiteren Federstufe (128, 130) zumindest annähernd entspricht.
Kupplungsscheibe (100, 304, 400) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehteil (300) eine Mitnehmerscheibe (108) und eine Gegenscheibe (110) aufweist und ein Eingriffswinkel der wenigstens einen weiteren Federstufe (128, 130) mithilfe eines Freilaufwinkels in der Mitnehmerscheibe (108) und der Gegenscheibe (110) gesteuert ist.
Kupplungsscheibe (100, 304, 400) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine weitere Drehteil (302) zwei Flanschteile (122, 124) aufweist und ein Eingriffswinkel der wenigstens einen weiteren Federstufe (128, 130) mithilfe der Flanschteile (122, 124) gesteuert ist.
Kupplungsscheibe (100, 304, 400) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (100, 304, 400) eine Dämpfungseinrichtung (114) aufweist.
Kupplungsscheibe (100, 304, 400) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (114) eine Dämpferstufe oder mehrere Dämpferstufen aufweist.
Kupplungsscheibe (400) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (400) eine Fliehkraftpendeleinrichtung (402) aufweist.
Kupplungsscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe eine Anschlagfedereinrichtung aufweist.
Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, die Reibungskupplungseinrichtung aufweisend eine Drehachse, wenigstens eine Druckplatte und wenigstens eine zu einer Betätigung der Reibungskupplungseinrichtung relativ zu der wenigstens einen Druckplatte begrenzt axial verlagerbare Anpressplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplungseinrichtung wenigstens eine Kupplungsscheibe (100, 304, 400) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist und die wenigstens eine Kupplungsscheibe (100, 304, 400) zur reibschlüssigen Leistungsübertragung zwischen der wenigstens einen Druckplatte und der wenigstens einen Anpressplatte einklemmbar ist.