DE102009036883A1

DE102009036883A1 - Mitnehmerscheibe

Info

Publication number: DE102009036883A1
Application number: DE102009036883A
Authority: DE
Inventors: Zoran Wiener; Marcel Neßlinger
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2010-03-04

Abstract

Bei einer Mitnehmerscheibe, die insbesondere zum Verbau in einer Kraftfahrzeugkupplung oder einem Zweimassenschwungrad im Antriebsstang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, und die eine im Wesentlichen kreisringförmige Kontur aufweist, wird das Problem unverhältnismäßig hoher Herstellungskosten dadurch gelöst, dass die Mitnehmerscheibe wenigstens zwei Kreisringsegmente umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mitnehmerscheibe insbesondere zum Verbau bzw. Einbau in einer Kraftfahrzeugkupplung oder einem Zweimassenschwungrad im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Baueinheit welche wenigstens zwei erfindungsgemäße Mitnehmerscheiben umfasst. Die Erfindung betrifft fernerhin auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Mitnehmerscheibe sowie einer zuvor benannten Baueinheit.
Mitnehmerscheiben der betreffenden Art sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, wozu stellvertretend auf die Patentschriften WO 2007/128267 A1 , WO 2008/058500 A2 und WO 2007/006254 A2 der Anmelderin verwiesen wird.
Gegenwärtig werden die Mitnehmerscheiben aus einem ebenen Blech ausgeschnitten, insbesondere ausgestanzt. Hierbei entstehen hohe Herstellungskosten durch einen unverhältnismäßig hohen Verschnitt, der als Materialabfall anfällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie die Herstellungskosten für eine Mitnehmerscheibe der eingangs genannten Art reduziert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Mitnehmerscheibe, eine Baueinheit und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird eine Mitnehmerscheibe vorgeschlagen, welche wenigstens zwei Kreisringsegmente umfasst. Die erfindungsgemäße Mitnehmerscheibe ist somit mehrteilig aufgebaut. Bevorzugt bildet dabei ein Kreisringsegment einen Bogenabschnitt der im Wesentlichen kreisringförmigen Mitnehmerscheibe. Beim Ausschneiden der Kreisringsegmente fällt wesentlich weniger Verschnitt an, so dass das vorhandene Ausgangsmaterial (Blech) besser wirtschaftlich ausgenutzt werden kann, was im Ergebnis die Herstellungskosten deutlich reduziert.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die einzelnen Kreisringsegmente fest miteinander verbunden sind. Mit „fest” ist insbesondere gemeint, dass sich die einzelnen Kreisringsegmente nach dem Verbinden auf einfache Weise nicht mehr trennen lassen. Die Kreisringsegmente können bspw. miteinander vernietet, verlötet, verschweißt, verklebt und/oder verschraubt sein.
Bevorzugt weisen die einzelnen Kreisringsegmente in der Draufsicht eine äußere Umfangskante und eine innere Umfangskante auf. Die äußere und die innere Umfangkante sind an beiden Enden durch radiale Kanten verbunden. Entlang der Umfangskanten sind Umfangsflächen ausgebildet und entlang der radialen Kanten sind Radialflächen ausgebildet. Die Größe einer Radialfläche ergibt sich dabei im Wesentlichen aus dem Produkt der radialen Breite der kreisringförmigen Mitnehmerscheibe und der Materialdicke (Blechdicke). Für eine Umfangsfläche gilt Entsprechendes.
Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass die Kreisringsegmente an den radialen Kontaktflächen aneinander stoßen, wobei zwei benachbarte Kreisringsegmente in ihrem Stoßbereich und entlang ihrer radialen Kontaktflächen verzahnungsartig ineinander greifen. Die Radialflächen dienen somit auch als radiale Kontaktflächen der Kreisringsegmente, wobei diese verzahnungsartig ineinander greifen. Hierbei sind verschiedene Anzahlen und Formen von Verzahnungselementen möglich, wobei zwei aneinanderstoßende Kreisringsegmente in ihrem gemeinsamen Stoßbereich an ihren Radialflächen bzw. radialen Kontaktflächen hinsichtlich dieser Verzahnungselemente korrespondierend zueinander ausgebildet sind. Als einfache Verzahnungsform ist ein Pfeilmuster, insbesondere eine Dreieckskontur, bevorzugt.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass diese Kreisringsegmente aus einem Metallmaterial gebildet sind. Ebenfalls ist bevorzugt, dass diese Kreisringssegmente als Stanz- und/oder Umformteil hergerichtet sind. Die erweist sich in der Massenfertigung als besonders kostengünstig. Ebenso ist es jedoch auch möglich, die Kreisringsegmente nach einem anderen Trennverfahren aus einem Blechmaterial auszuschneiden.
Vorteilhafterweise sind alle Kreisringsegmente einer Mitnehmerscheibe identisch ausgebildet. Die Kreisringsegmente können damit auf nur einem Werkzeugsatz stückfallend hergestellt und anschließend weiterverarbeitet werden, was die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Mitnehmerscheibe weiter senkt.
Eine erfindungsgemäße Baueinheit umfasst wenigstens zwei erfindungsgemäße Mitnehmerscheiben, insbesondere der zuvor beschriebenen Art, die fest miteinander verbunden sind. Zur Herstellung einer festen Verbindung sind Nietverbindungselemente bevorzugt. Insbesondere sind die Mitnehmerscheiben und/oder deren Kreisringsegmente derart miteinander verbunden, dass die einzelnen Kreisringsegmente einer Mitnehmerscheibe winkelversetzt zu den Kreisringsegmenten der anderen Mitnehmerscheibe angeordnet sind. Damit liegen die Radialflächen bzw. radialen Kontaktflächen der einzelnen Kreisringsegmente nicht übereinander. In der Summe ergibt sich hieraus ein äußerst stabiler Aufbau für die Baueinheit. Ebenso kann bei dieser Ausführungsform auf das Fügen bzw. auf das Verbinden einzelner Kreisringsegmente innerhalb einer Mitnehmerscheibe verzichtet werden. Ein Kreisringsegment der einen Mitnehmerscheibe wird lediglich mit einem Kreisringsegment der anderen Mitnehmerscheibe verbunden bzw. an dieses gefügt, wobei hier wiederum Nietverbindungselemente bevorzugt sind.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung für die erfindungsgemäße Baueinheit ist vorgesehen, dass diese als Kupplungsscheibe, insbesondere gedämpfte Kupplungsscheibe, mit Reibflächen ausgebildet ist. Bevorzugt werden die Mitnehmerscheiben und/oder deren Kreisringsegmente hierfür spiegelbildlich miteinander vernietet. Ebenfalls ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Baueinheit für die Verwendung in einem Zweimassenschwungrad, insbesondere mit Innendämpfer, hergerichtet ist. Bevorzugt werden hierzu zwei spiegelbildlich eingesetzte Mitnehmerscheiben (Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe) miteinander vernietet.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:

– Ausschneiden der Kreisringsegmente aus einem ebenen Blechzuschnitt und gegebenenfalls Umformen zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur; und
– anschließendes Fügen bzw. Verbinden von wenigstens zwei Kreisringsegmenten zur Bildung einer oben beschriebenen Mitnehmerscheibe und/oder einer oben beschriebenen Baueinheit.

Im Folgenden wird ausgehend vom Stand der Technik ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Mitnehmerscheibe aus dem Stand der Technik in einer Draufsicht;
2 die Schnittanordnung für die Herstellung einer Mitnehmerscheibe gemäß 1;
3 eine erfindungsgemäße Mitnehmerscheibe, welche aus zwei Kreisringsegmenten gebildet ist, in einer Draufsicht;
4 zwei mögliche Schnittanordnungen für die Herstellung der Kreisringsegmente gemäß 3;
5 eine erfindungsgemäße Baueinheit in einer Explosionsansicht und einer perspektivischen Ansicht; und
6 die Weiterbildung einer Baueinheit nach 5 zu einer Kupplungsscheibe in einer perspektivischen Ansicht.
Die 1 zeigt eine Mitnehmerscheibe 101 gemäß dem Stand der Technik wie diese insbesondere für die Bildung einer gedämpften Kupplungsscheibe verwendet wird. Die Mitnehmerscheibe 101 weist in der Ebene eine im Wesentlichen kreisringförmige Kontur auf. Daneben sind diverse Bohrungen und Innenkonturelemente (Streifenanbindung und Lappengeometrie) ausgebildet, welche der Befestigung und/oder der Anordnung von weiteren Bauelementen, z. B. Federelementen, dienen können.
Die Mitnehmerscheibe 101 wird vollständig als geschlossene Kontur aus einem ebenen Blech ausgeschnitten. Die Schnittanordnung zeigt 2. Beim Ausschneiden der Mitnehmerscheiben entsteht ein Verschnitt, der in etwa 60% des Flächenanteils und damit auch des Gewichtsanteils beträgt und der als Materialabfall anfällt (unbeachtlich einer etwaigen Recyclingzuführung).
Die 3 zeigt eine erfindungsgemäße Mitnehmerscheibe 10, die sich aus zwei Kreisringsegmenten 10a und 10b zusammensetzt. Die Bohrungen und die Innenkonturelemente entsprechen denen der in 1 gezeigten Mitnehmerscheibe 101. Die Kreisringsegmente 10a und 10b sind identisch ausgebildet und umfassen in etwa einen 180°-Bogen (Halb-Kreisringsegment). Die Radialflächen bzw. radialen Kontaktflächen 11a, 12a, 11b und 12b der beiden Kreisringsegmente 10a und 10b sind derart ausgebildet, dass sie beim Verbinden der beiden Kreisringsegmente 10a und 10b verzahnungsartig ineinander greifen können. Hierzu sind die radialen Kontaktflächen 12a und 12b in Umfangsrichtung dreieckig (bzw. pfeilartig) vorstehend ausgebildet und die radialen Kontaktflächen 11a und 11b sind korrespondierend hierzu in Umfangsrichtung dreieckig (bzw. pfeilartig) eingerückt ausgebildet. Hierdurch wird beim Verbinden der beiden Kreisringsegmente 10a und 10b im Kontaktbereich bzw. Stoßbereich ein Formschluss in Radialrichtung hergestellt, der die Stabilität der erfindungsgemäßen Mitnehmerscheibe 10, auch hinsichtlich von Fliehkräften im Betrieb, erhöht. Selbstverständlich sind auch andere Verzahnungsgeometrien realisierbar.
Die 4a und 4b zeigen zwei mögliche Schnittanordnungen für die identischen Kreisringsegmente 10a und 10b. Die Größe der dargestellten Blechfläche ist identisch der in 2 gezeigten Blechfläche. Eine deutlich wirtschaftlichere Ausnutzung der vorhandenen Blech fläche ist sofort erkennbar. Bei der Schnittanordnung nach der 4a (gleichgerichtete Kreisringsegmente) beträgt die Materialersparnis gegenüber dem Stand der Technik (2) in etwa 25%. Bei der Schnittanordnung nach der 4b (gegengerichtete Kreisringsegmente) beträgt die Materialersparnis gegenüber dem Stand der Technik (2) sogar 50%. Die höhere Wirtschaftlichkeit wird auch dadurch deutlich, dass aus derselben Blechfläche im Stand der Technik (2) vier Mitnehmerscheiben, nach der erfindungsgemäßen Idee jedoch fünf (4a) oder sogar sechs (4b) Mitnehmerscheiben herstellbar sind.
Die 5a zeigt in einer Explosionsdarstellung eine erfindungsgemäße Baugruppe 20, die sich aus zwei Mitnehmerscheiben 10 und 10' zusammensetzt. Jede Mitnehmerscheibe 10 und 10' ist jeweils aus zwei Kreisringsegmenten 10a und 10b, sowie 10a' und 10b' gebildet. Die Mitnehmerscheiben 10 und 10' sind spiegelbildlich miteinander verbunden, wobei die Kreisringsegmente 10a und 10b der (vorderen) Mitnehmerscheibe 10 winkelversetzt zu den Kreisringsegmenten 10a' und 10b' der (hinteren) Mitnehmerscheibe angeordnet sind. Damit liegen die Radialflächen bzw. radialen Kontaktflächen der einzelnen Kreisringsegmente nicht übereinander, sondern wie dargestellt in etwa um 90° versetzt. Bei dieser Ausführungsform wird ein Kreisringsegment lediglich mit einem Kreisringsegment der anderen Mitnehmerscheibe verbunden bzw. an dieses gefügt, wobei Nietverbindungselemente bevorzugt sind. Das Ergebnis zeigt die 5b. Eine derart aufgebaute bzw. hergestellte Baueinheit 20 erweist sich als äußerst stabil und dauerfest und steht einer Mitnehmerscheibe 101 gemäß dem Stand der Technik in nichts nach. Dies gilt auch hinsichtlich der Abmessungen (bauraumneutral). Trotz hinzukommender Kosten für zusätzliche Fügeschritte und ggf. zusätzliche Fügeelemente (Nietverbindungselemente) sinken aufgrund der oben beschriebenen Materialersparnis in der Summe die Herstellungskosten deutlich.
Die 6 zeigt die Weiterbildung einer Baugruppe 20 gemäß der 5 zu einer Kupplungsscheibe 30, die mit Reibflächen bzw. Reibbelägen 31 versehen ist. Die Reibflächen umschließen kreisringförmig die Baugruppe 20. Dargestellt sind hier fernerhin eine Vielzahl von Nietverbindungselementen 21 welche die Mitnehmerscheiben 10 und 10' fest zur Baueinheit 20 verbinden.

10: Mitnehmerscheibe
10a, 10b: Kreisringsegment(e)
11a, 12a: Radialfläche(n) eines ersten Kreisringsegmentes
11b, 12b: Radialfläche(n) eines zweiten Kreisringsegmentes
10': zweite Mitnehmerscheibe
10a', 10b': Kreisringsegment(e) der zweiten Mitnehmerscheibe
20: Baugruppe aus zwei Mitnehmerscheiben
21: Verbindungsniete(n); Nietverbindungselement(e)
30: Kupplungsscheibe
31: Reibflächen
101: Mitnehmerscheibe gemäß dem Stand der Technik

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/128267 A1 [0002]
- WO 2008/058500 A2 [0002]
- WO 2007/006254 A2 [0002]

Claims

Mitnehmerscheibe (10), insbesondere zum Verbau in einer Kraftfahrzeugkupplung oder einem Zweimassenschwungrad im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Mitnehmerscheibe (10) eine im Wesentlichen kreisringförmige Kontur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheibe (10) wenigstens zwei Kreisringsegmente (10a, 10b) umfasst.
Mitnehmerscheibe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisringsegmente (10a, 10b) fest miteinander verbunden sind.
Mitnehmerscheibe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisringsegmente (10a, 10b) an radialen Kontaktflächen (11a und 12b; 11b und 12a) aneinander stoßen, wobei zwei benachbarte Kreisringsegmente (10a, 10b) in ihrem Stoßbereich und entlang ihrer radialen Kontaktflächen verzahnungsartig ineinander greifen.
Mitnehmerscheibe (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kreisringsegmente (10a, 10b) aus einem Metallmaterial gebildet und bevorzugt als Stanz- und/oder Umformteil hergerichtet sind.
Mitnehmerscheibe (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kreisringsegmente (10a, 10b) dieser Mitnehmerscheibe (10) identisch ausgebildet sind.
Baueinheit (20) umfassend wenigstens zwei Mitnehmerscheiben (10, 10') gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die fest miteinander verbunden sind.
Baueinheit (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheiben (10, 10') und/oder deren Kreisringsegmente (10a, 10b, 10a', 10b') derart miteinander verbunden sind, dass die einzelnen Kreisringsegmente (10a, 10b) einer Mitnehmerscheibe (10) winkelversetzt zu den Kreisringsegmenten (10a', 10b') der anderen Mitnehmerscheibe (10') angeordnet sind.
Baueinheit (20) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Kupplungsscheibe (30) mit Reibflächen (31) ausgebildet ist.
Baueinheit (20) nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese für die Verwendung in einem Zweimassenschwungrad hergerichtet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Mitnehmerscheibe (10) oder einer Baueinheit (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: – Ausschneiden der Kreisringsegmente (10a, 10b) aus einem ebenen Blechzuschnitt und gegebenenfalls Umformen zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur; und – anschließendes Fügen mehrerer Kreisringsegmente (10a, 10b) zur Bildung dieser Mitnehmerscheibe (10) und/oder dieser Baueinheit (20).