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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere eine Kupplungsvorrichtung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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In der älteren, aber nicht vorveröffentlichten
DE 10 2011 085 824.5 ist eine Kupplungsvorrichtung mit einer Gegendruckplatte, einer in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte, und einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung offenbart. Die tellerfederartige Betätigungseinrichtung weist einen Tellerfederabschnitt und mehrere, in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung voneinander beabstandete Abstützabschnitte auf, wobei der Tellerfederabschnitt in einer Übergangszone in den jeweiligen Abstützabschnitt übergeht. Die Übergangszone weist einen Anlagebereich auf, in dem der Tellerfederabschnitt zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung mit dem Abstützabschnitt in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Kupplungsvorrichtung der vorgenannten Art das Temperaturverhalten zu verbessern.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 mit zumindest einer Gegendruckplatte, zumindest einer in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte, und zumindest einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung, die zumindest einen Tellerfederabschnitt und zumindest einen Abstützabschnitt aufweist, wobei der Tellerfederabschnitt in einer Übergangszone in den Abstützabschnitt übergeht, und die Übergangszone einen Anlagebereich aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung mit dem Abstützabschnitt in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist. Da die tellerfederartige Betätigungseinrichtung zumindest einen Luftleitabschnitt aufweist, der ausgebildet ist, bei Drehung der Kupplungsvorrichtung einen Luftstrom ins Innere der Kupplungsvorrichtung, insbesondere auf eine der Kupplungsscheibe abgewandte Seite der Anpressplatte, das heißt eine Rückseite der Anpressplatte, zu leiten, kann das Temperaturverhalten der Kupplungsvorrichtung verbessert werden.
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Im Anlagebereich der Übergangszone ist der Tellerfederabschnitt zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung mit dem Abstützabschnitt in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar. Insbesondere befinden sich der Tellerfederabschnitt und der Abstützabschnitt im Anlagebereich in kontinuierlicher Anlage, das heißt auch in Anlage, wenn die Kupplungsvorrichtung nicht betätigt wird. Wenn der Tellerfederabschnitt beim Ein- und Ausrücken der Kupplungsvorrichtung verkippt bzw. verschwenkt wird, und dabei seine Konizität ändert, wälzt sich der Tellerfederabschnitt im Anlagebereich auf dem Abstützabschnitt ab. Bei diesem Abwälzvorgang bildet der Abstützabschnitt einen definierten Anlagepunkt bzw. einen definierten Drehpunkt, wodurch die Kennlinie der Kupplungsvorrichtung während des Betriebs und über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung konstant gehalten werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Die Kupplungsvorrichtung ist insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, kann beispielsweise jedoch auch für Industrieanwendungen vorgesehen sein. Die Kupplungsvorrichtung kann einerseits als Einzelkupplung ausgebildet sein, das heißt nur eine einzige Anpressplatte, eine einzige Gegendruckplatte und zumindest eine zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte klemmbare Kupplungsscheibe aufweisen, kann jedoch auch als Mehrfachkupplung, insbesondere als Doppelkupplung, ausgebildet sein. Bei einer Doppelkupplung teilen sich zwei Teilkupplungen vorzugsweise eine gemeinsame Gegendruckplatte, die in diesem Zusammenhang auch als Zentralplatte bezeichnet wird. Jedoch sind auch Doppelkupplungen mit zwei separaten Gegendruckplatten möglich.
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Darüber hinaus kann die Kupplungsvorrichtung gleichermaßen als gedrückte Kupplungsvorrichtung, das heißt als Kupplungsvorrichtung, bei der eine auf die tellerfederartige Betätigungseinrichtung wirkende Aktoreinrichtung eine drückende Kraft auf den Tellerfederabschnitt ausübt, oder als gezogene Kupplungsvorrichtung, das heißt als Kupplungsvorrichtung, bei der die Aktoreinrichtung eine ziehende Kraft auf den Tellerfederabschnitt ausübt, ausgebildet sein. Ferner kann die Kupplungsvorrichtung einerseits als Trockenkupplung und andererseits als Nasskupplung ausgebildet sein. Insbesondere bei Nasskupplungen sind als Kupplungsscheiben vorzugsweise innere und äußere Lamellenpakete vorgesehen.
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Wenn die Kupplungsscheibe im eingerückten Zustand der Kupplungsvorrichtung zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte verspannt ist, erfolgt eine reibschlüssige Übertragung des Drehmoments von der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung über die Anpressplatte und die Gegendruckplatte auf die Kupplungsscheibe, und von der Kupplungsscheibe auf die Ausgangsseite der Kupplungsvorrichtung, beispielsweise auf die Eingangswelle eines Getriebes. Zur Drehmomentübertragung auf die Kupplungsscheibe sind die Gegendruckplatte und die Anpressplatte unmittelbar oder mittelbar drehfest miteinander verbunden.
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Beispielsweise gehen die Abstützabschnitte in Befestigungsbereiche über, über die die tellerfederartige Betätigungseinrichtung drehfest an der Gegendruckplatte befestigt ist. Dadurch kann das Drehmoment von der Gegendruckplatte auf die tellerfederartige Betätigungseinrichtung übertragen werden. Da der Tellerfederabschnitt in in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Lappenabschnitte mit Aussparungen übergeht, die in Wirkverbindung mit anpressplattenseitigen, sich in axialer Richtung erstreckenden Mitnehmern zur Drehmomentübertragung auf die Anpressplatte stehen, kann die Drehmomentübertragung ohne weitere Bauteile auf die Anpressplatte erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, Blattfedern, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Kupplungsvorrichtung verteilt, vorzusehen, durch die die Anpressplatte ebenfalls drehfest, aber in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbar, an der Gegendruckplatte bzw. der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung angebunden ist. Durch die Blattfedern ist die Anpressplatte vorzugsweise von der Gegendruckplatte weg vorgespannt.
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Die Kupplungsvorrichtung ist vorzugsweise als normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet, kann jedoch auch als normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet sein. Bei der Betätigung der normal-eingerückten Kupplungsvorrichtung wird der Tellerfederabschnitt durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung ausgerückt wird. Bei der Betätigung der normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung wird der Tellerfederabschnitt durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung eingerückt wird.
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Um Kupplungsverschleiß ausgleichen zu können, das heißt um insbesondere eine Abnahme der Dicke der Reibbeläge der Kupplungsscheibe ausgleichen zu können, kann die Kupplungsvorrichtung eine Verschleißnachstelleinrichtung aufweisen. Die Verschleißnachstelleinrichtung kann als wegbasierte oder als kraftbasierte Verschleißnachstelleinrichtung ausgebildet sein. Insbesondere kann die Verschleißnachstelleinrichtung ausgebildet sein, bei einem Anstieg des Einrückwegs oder einem Anstieg der Einrückkraft Kupplungsverschleiß zu sensieren, und bei sensiertem Kupplungsverschleiß eine Verschleißnachstellung auszulösen.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Übergangszone im Außenumfang des sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Tellerfederabschnitts ausgebildet. Der Abstützabschnitt erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen in axialer Richtung. Somit schließen der Tellerfederabschnitt und der Abstützabschnitt vorzugsweise im betätigungsfreien Zustand der Kupplungsvorrichtung einen im Wesentlichen rechten Winkel ein, wodurch insbesondere ein besonders kompakter Aufbau der Kupplungsvorrichtung ermöglicht wird. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Tellerfederabschnitt in mehreren Übergangszonen in mehrere Abstützabschnitte übergeht. Die Übergangszonen sind vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Übergangszonen der Anzahl der Abstützabschnitte und ermöglicht eine gleichmäßige Abstützung des Tellerfederabschnitts durch die Abstützabschnitte über den gesamten Umfang der Kupplungsvorrichtung.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die jeweilige Übergangszone zumindest einen Verbindungssteg auf, der einteilig mit dem Tellerfederabschnitt und dem Abstützabschnitt ausgebildet ist. Hierdurch ist die gesamte tellerfederartige Betätigungseinrichtung nicht nur als einteiliges Bauteil herstellbar, sondern kann insbesondere auf kostengünstige Art und Weise als Stanz- und Umformbauteil aus Blech hergestellt werden.
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Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die abwälzende Anlage zwischen einem tellerfederabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs und einem abstützabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs erfolgt. Der Verbindungssteg, der vorzugsweise im Wesentlichen schlaufenförmig, insbesondere haarnadelförmig, ausgebildet ist, bildet quasi ein Festkörpergelenk, das ein Verkippen bzw. Verschwenken des Tellerfederabschnitts zulässt. Diese Verkippung oder Verschwenkung erfolgt insbesondere durch eine Abwälzbewegung des tellerfederabschnittnahen Bereichs des Verbindungsstegs über den abstützabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass sich der tellerfederabschnittnahe Bereich und der abstützabschnittnahe Bereich in kontinuierlicher Anlage aneinander befinden, sondern es ist auch möglich, dass diese Anlage zeitlich begrenzt ist, beispielsweise nur beim Einrücken und/oder nur beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung auftritt. Von Vorteil ist aber die kontinuierliche Anlage, da dadurch die Kennlinie der Kupplungsvorrichtung besonders zuverlässig definiert werden kann.
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Vorzugsweise ist ein Ringelement in einem radialen Außenbereich des Tellerfederabschnitts angeordnet und an der Betätigungseinrichtung befestigt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Ringelement als Drahtring ausgebildet ist. Durch das Ringelement können der Tellerfederabschnitt und der Abstützabschnitt, insbesondere der tellerfederabschnittnahe Bereich des Verbindungsstegs und der abstützabschnittnahe Bereich des Verbindungsstegs, besonders zuverlässig in kontinuierliche Anlage zueinander gehalten werden.
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Hierfür ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Betätigungseinrichtung zumindest einen Abhubanker aufweist, der sich aus dem Abstützabschnitt oder dem Tellerfederabschnitt in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung erstreckt, und der das Ringelement zumindest teilweise umgreift. Vorzugsweise ist zumindest ein Abhubanker pro Übergangszone vorgesehen. Durch den oder die Abhubanker ist es möglich, die Anzahl der für die Kupplungsvorrichtung benötigten Bauteile weiter zu verringern. Die Abhubanker können krallen- oder klauenförmig ausgebildet sein, und das Ringelement vorzugsweise von außen kommend umgreifen.
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Vorzugsweise ist der Abhubanker in Umfangsrichtung zwischen zwei Verbindungsstegen einer Übergangszone angeordnet. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Ringelement in der Nähe des oder der Anlagebereiche auf den Tellerfederabschnitt, insbesondere auf den tellerfederabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs, wirkt, um tellerfederabschnittnahen Bereich und abstützabschnittnahen Bereich des Verbindungsstegs zur abwälzenden Anlage aufeinander zu drücken.
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Mehrere Lappenabschnitte sind vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet und erstrecken sich vom Tellerfederabschnitt ausgehend in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung. Vorzugsweise befinden sich die Lappenabschnitte nicht nur mit den jeweiligen anpressplattenseitigen Mitnehmern in Wirkverbindung, sondern liegen insbesondere auch auf sich in axialer Richtung erstreckenden Anpressplattennocken auf. Die Anpressplattennocken sind auf der der Reibfläche der Anpressplatte gegenüberliegenden Seite der Anpressplatte, das heißt der Rückseite der Anpressplatte, angeordnet. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Mitnehmer an Anpressplattenlappen ausgebildet sind, die sternförmig in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung aus der Anpressplatte hervorspringen, und die die Anpressplattennocken aufweisen.
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Die Ausbildung der Lappenabschnitte kann bei einer normal-eingerückten Kupplungsvorrichtung und bei einer normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung unterschiedlich sein. Auch durch die Lappenabschnitte, die vorzugsweise einteilig mit den übrigen Abschnitten der Betätigungseinrichtung ausgebildet sind, kann die Anzahl der für die Kupplungsvorrichtung benötigten Bauteile verringert werden.
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Vorzugsweise ist die Aussparung des Lappenabschnitts in einem radialen Außenbereich des Lappenabschnitts angeordnet. Hierdurch ist es möglich, das Übersetzungsverhältnis der Kupplungsvorrichtung zu optimieren.
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Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn die Aussparung des Lappenabschnitts in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung offen ist. Hierdurch ist eine besonders einfache Montage der Anpressplatte mit ihren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Mitnehmern an den Lappenabschnitten der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung möglich. Diese Montage kann beispielsweise erfolgen, indem der Tellerfederabschnitt einer gedrückten Kupplungsvorrichtung durch Zug an den Tellerfederzungen in eine übermäßige Verschleißposition gebracht wird, das heißt entgegen der üblichen Betätigung verkippt bzw. verschwenkt wird, wodurch der Tellerfederabschnitt eine größere Konizität aufweist. Anschließend kann die Anpressplatte mittels ihrer Mitnehmer an den Lappenabschnitten der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung eingehängt werden, und der Tellerfederabschnitt kann wieder in seine Ausgangsposition verkippt bzw. verschwenkt werden.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Lappenabschnitt zumindest zwei sich in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung erstreckende Stege auf, zwischen denen der Mitnehmer in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung drehfest angeordnet ist. Der Abstand zwischen den beiden Stegen in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung entspricht dabei im Wesentlichen der Breite des Mitnehmers in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung, um in beiden Drehrichtungen der Kupplungsvorrichtung eine drehfeste Montage zu ermöglichen.
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Vorzugsweise verjüngt sich die Aussparung des Lappenabschnitts in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung von außen nach innen in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung, das heißt die Breite der Aussparung wird von außen nach innen geringer. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn sich die Breite der Aussparung stufenförmig verringert.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Mitnehmer einteilig mit den Anpressplattenlappen und der Anpressplatte ausgebildet. Vorzugsweise sind sämtliche, in Umfangsrichtung vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandete, Mitnehmer einteilig mit den jeweiligen Anpressplattenlappen und der Anpressplatte ausgebildet. Auch hierdurch ist es möglich, die Anzahl der Bauteile der Kupplungsvorrichtung zu verringern.
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Es ist von Vorteil, wenn der Mitnehmer zumindest einen Abwälzabschnitt aufweist, der mit zumindest einem Steg in abwälzende Anlage bringbar ist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der oder die Abwälzabschnitte mit beiden, die jeweilige Aussparung in Umfangsrichtung begrenzenden Stege in abwälzende Anlage bringbar ist/sind. Hierbei befindet sich die abwälzende Anlage insbesondere vorzugsweise im Bereich der Verjüngung der Aussparung des Lappenabschnitts. Durch den oder die Abwälzabschnitte ist es möglich, mittels der Lappenabschnitte ohne zusätzliche Blattfedern die Kupplungsvorrichtung auszurücken, das heißt die Anpressplatte von der Gegendruckplatte weg zu verlagern. Somit kann durch den oder die Abwälzabschnitte die Anzahl der Bauteile der Kupplungsvorrichtung weiter verringert werden, da keine separaten Blattfedern bzw. Blattfederabschnitte erforderlich sind.
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Es ist von Vorteil, wenn der Abwälzabschnitt in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung auf eine Außenseite des Lappenabschnitts auf dem oder den Stegen anliegt.
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Vorzugsweise ist der Luftleitabschnitt am Abstützabschnitt ausgebildet. Hierdurch ist zum einen eine besonders zuverlässige Kühlung der Kupplungsvorrichtung möglich, und zum anderen kann die Anzahl der für die Kupplungsvorrichtung erforderlichen Bauteile weiter verringert werden.
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Weiterhin vorzugsweise ist der Luftleitabschnitt in axialer Richtung zwischen dem Tellerfederabschnitt und dem jeweiligen, im Wesentlichen parallel zum Tellerfederabschnitt verlaufenden, sich in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung nach außen erstreckenden Befestigungsbereich, der an der Gegendruckplatte befestigt ist, angeordnet. Auf diese Art und Weise kann die Anpressplatte zuverlässig gekühlt werden.
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Es ist von Vorteil, wenn in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung an beiden Enden des Abstützabschnitts jeweils ein Luftleitabschnitt ausgebildet ist, wodurch die ins Innere der Kupplungsvorrichtung leitbare Luftmenge vergrößert werden kann.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die an beiden Enden des Abstützabschnitts ausgebildeten Luftleitabschnitte unterschiedlich ausgebildet sind.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist einer der sich in radialer Richtung erstreckenden Anpressplattenlappen in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Abstützabschnitten der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist dieser Anpressplattenlappen zusammen mit dem bereits zuvor erwähnten Mitnehmer ausgebildet. Jedoch ist es auch möglich, dass der Anpressplattenlappen keinen Mitnehmer aufweist.
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Weiterhin vorzugsweise ist der Luftleitabschnitt in Umfangsrichtung zwischen dem Anpressplattenlappen und einem der benachbarten Abstützabschnitte angeordnet. Hierdurch ist es möglich, den Luftstrom in radialer Richtung innerhalb des Anpressplattenlappens auf die der Reibfläche der Anpressplatte gegenüberliegende Seite der Anpressplatte, das heißt auf die Rückseite der Anpressplatte, zu leiten.
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Vorzugsweise ist ein erster der Luftleitabschnitte an dem einen Ende des Abstützabschnitts ausgebildet. Weiterhin vorzugsweise ist ein zweiter der Luftleitabschnitte an dem anderen Ende desselben Abstützabschnitts ausgebildet. Der erste Luftleitabschnitt ist ausgebildet, bei Drehung der Kupplungsvorrichtung einen Luftstrom zwischen einem der Anpressplattenlappen und dem Abstützabschnitt ins Innere der Kupplungsvorrichtung zu leiten. Der zweite Luftleitabschnitt ist ausgebildet, bei Drehung der Kupplungsvorrichtung einen Luftstrom zwischen einem in Umfangsrichtung nachfolgenden Anpressplattenlappen und dem Abstützabschnitt ins Innere der Kupplungsvorrichtung zu leiten. Auch hierdurch wird die Kühlung der Kupplungsvorrichtung verbessert.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein erster der Luftleitabschnitte an dem einen Ende desselben Abstützabschnitts in radialer Richtung ausgestellt, und ein zweiter der Luftleitabschnitte an dem anderen Ende des Abstützabschnitts in radialer Richtung eingezogen. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Kühlung der Kupplungsvorrichtung.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 eine perspektivische Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kupplungsvorrichtung mit Luftleitabschnitten,
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2 eine Detailansicht der Kupplungsvorrichtung aus 1, und
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3 eine Draufsicht der Kupplungsvorrichtung mit den Luftleitabschnitten aus 1.
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Die 1 bis 3 betreffen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug. Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung 1, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale aufweisen.
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Die Kupplungsvorrichtung 1 ist drehbar um eine Zentralachse gelagert und weist zumindest eine Anpressplatte 2, zumindest eine nicht dargestellte Gegendruckplatte und zumindest eine in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte angeordnete, nicht dargestellte Kupplungsscheibe auf.
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Eine tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 ist mit der Gegendruckplatte fest verbunden, insbesondere verschraubt oder vernietet. Insbesondere erfolgt die Verbindung drehfest. Die Betätigungseinrichtung 3 weist hierzu mehrere, in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1, vorzugsweise gleichmäßig, verteilt angeordnete Befestigungsbereiche 8 auf. Die Befestigungsbereiche 8 erstrecken sich vorzugsweise in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 und weisen zur Befestigung an der Gegendruckplatte entsprechende Befestigungslöcher auf. Die Befestigungsbereiche 8 sind vorzugsweise Abstützabschnitten 7 der Betätigungseinrichtung 3 zugeordnet.
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Die Abstützabschnitte 7 sind in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 voneinander, vorzugsweise gleichmäßig, beabstandet angeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1. Dies bedeutet, dass sich die Abstützabschnitte 7 in axialer Richtung A erstrecken können, aber auch leicht zur axialen Richtung A geneigt verlaufen können. Insbesondere können sie Mantelsegmente eines Konus bilden.
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In Übergangszonen 9 gehen die Abstützabschnitte 7 in einen Tellerfederabschnitt 4 der Betätigungseinrichtung 3 über. Der Tellerfederabschnitt 4 ist vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. In seinem radialen Außenbereich weist der Tellerfederabschnitt 4 einen Tellerfederkraftrand 6 auf. In seinem radialen Innenbereich weist der Tellerfederabschnitt 4 mehrere voneinander, vorzugsweise gleichmäßig, beabstandete Tellerfederzungen 5 auf. Die Tellerfederzungen 5 sind zum Einrücken und/oder Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 durch eine nicht dargestellte Aktoreinrichtung betätigbar.
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Im unbetätigten Zustand erstreckt sich der Tellerfederabschnitt 4 im Wesentlichen in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1. Der Tellerfederabschnitt 4 kann in radialer Richtung R verlaufen, kann jedoch auch leicht zur radialen Richtung R geneigt sein. Die Abstützabschnitte 7 sind im betätigungsfreien Zustand daher vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zum Tellerfederabschnitt 4 angeordnet, das heißt schließen mit dem Tellerfederabschnitt 4 im Wesentlichen rechte Winkel ein. Wenn die Tellerfederzungen 5 in axialer Richtung A durch die Aktoreinrichtung betätigt werden, wird der Tellerfederkraftrand 6 bzw. der gesamte Tellerfederabschnitt 4 verkippt bzw. verschwenkt, wobei sich insbesondere die Konizität des Tellerfederkraftrands 6 bzw. des gesamten Tellerfederabschnitts 4 ändert.
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Zusätzlich zum Tellerfederabschnitt 4, zu den Abstützabschnitten 7 und zu den Befestigungsbereichen 8 weist die tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 vorzugsweise Lappenabschnitte 16 auf, die sich vom Tellerfederabschnitt 4 ausgehend, genauer gesagt vom Tellerfederkraftrand 6 ausgehend, im Wesentlichen in radialer Richtung R erstrecken. Alternativ oder zusätzlich können sich die Lappenabschnitte 16 auch im Wesentlichen in axialer Richtung A erstrecken.
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Die Lappenabschnitte 16 wirken auf die Anpressplatte 2, um die Anpressplatte 2 in axialer Richtung A zu verlagern, wenn die tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 durch die Aktoreinrichtung betätigt wird, das heißt die Kupplungsvorrichtung 1 eingerückt oder ausgerückt wird. Vorzugsweise befinden sich die Lappenabschnitte 16 mit der Anpressplatte 2, genauer gesagt mit Anpressplattennocken 20, die in axialer Richtung A auf der der Reibfläche der Anpressplatte 2 gegenüberliegenden Seite der Anpressplatte 2, das heißt auf der Rückseite der Anpressplatte 2, ausgebildet sind, in Anlage. Vorzugsweise sind die Anpressplattennocken 20 an sich in radialer Richtung R erstreckenden Anpressplattenlappen 21 bzw. an der Anpressplatten 2 zugeordneten Mitnehmern 24 ausgebildet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder der Lappenabschnitte 16 eine Aussparung 17 auf, die in Wirkverbindung mit jeweils einem der anpressplattenseitigen, sich in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 erstreckenden Mitnehmer 24 zur Drehmomentübertragung auf die Anpressplatte 2 steht. Insbesondere sind die Mitnehmer 24 einteilig mit der Anpressplatte 2, genauer gesagt einteilig mit den Anpressplattenlappen 21, die ebenfalls einteilig mit der Anpressplatte 2 ausgebildet sind, ausgebildet. In Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 sind die Mitnehmer 24 bzw. die Anpressplattenlappen 21 gleichmäßig voneinander beabstandet. Ferner sind die Mitnehmer 24 in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 vorzugsweise drehfest in den Aussparungen 17 gelagert.
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Die Aussparungen 17 der Lappenabschnitte 16 sind in den radialen Außenbereichen der jeweiligen Lappenabschnitte 16, insbesondere im radialen Außenbereich der tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3, angeordnet. Es ist von Vorteil, wenn die Aussparungen 17 der Lappenabschnitte 16 in radialer Richtung R weiter außen als die Anlagen der Lappenabschnitte 16 an den Anpressplattennocken 20 angeordnet sind.
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Vorzugsweise sind die Aussparungen 17 der Lappenabschnitte 16 in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 offen. Wie dies in den 1 und 2 dargestellt ist, weist jeder der Lappenabschnitte 16 zwei sich in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 erstreckende Stege 18 auf, zwischen denen, wie dies in 1 dargestellt ist, jeweils der entsprechende Mitnehmer 24 in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 drehfest angeordnet ist. Die Aussparungen 17 der Lappenabschnitte 16 verjüngen sich in radialer Richtung R von außen nach innen. Anders ausgedrückt verringert sich die in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 gemessene Breite der Aussparungen 17 der Lappenabschnitte 16 von außen nach innen. Diese Verringerung der Breite erfolgt vorzugsweise stufenförmig, kann aber auch kontinuierlich erfolgen.
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Jeder der anpressplattenseitigen Mitnehmer 24 weist zumindest einen Abwälzabschnitt 25 auf, der mit den beiden zum jeweiligen Lappenabschnitt 16 gehörigen Stegen 18 in abwälzende Anlage bringbar ist. Vorzugsweise erfolgt die abwälzende Anlage im Bereich der Verjüngung der Aussparung 17 des jeweiligen Lappenabschnitts 16. Weiterhin vorzugsweise liegen der oder die Abwälzabschnitte 25 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 auf einer Außenseite 19 des Lappenabschnitts 16 auf dem oder den Stegen 18 an. Bei der Außenseite 19 des bzw. der Lappenabschnitte 16 handelt es sich um die der Anpressplatte 2 abgewandte Seite des bzw. der Lappenabschnitte 16.
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In Summe sind die Lappenabschnitte 16 daher sowohl zur Übertragung von Kräften in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1, als auch zur Übertragung von Kräften in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 ausgebildet. Die Übertragung von Umfangskräften erfolgt mittels der Aussparungen 17 und/oder der Stege 18 jeweils in Verbindung mit von in Umfangsrichtung U voneinander beabstandete Kanten der Mitnehmer 24. Die Übertragung von Axialkräften erfolgt in eine Richtung durch die Abwälzabschnitte 25 der Mitnehmer 24, die insbesondere an den Stegen 18 der Lappenabschnitte 16 anliegen, und in die andere Richtung durch die Anlage der Lappenabschnitte 16 an den Anpressplattennocken 20.
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Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es alternativ oder zusätzlich zur drehfesten Befestigung der Anpressplatte 2 an der Betätigungseinrichtung 3 bzw. an der Gegendruckplatte und/oder zur Vorspannung in axialer Richtung A auch möglich, dass die Betätigungseinrichtung 3 Blattfederabschnitte aufweist, die in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 zueinander, vorzugsweise gleichmäßig, beabstandet angeordnet sind. Alternativ können auch separate Blattfedern zur Anwendung kommen.
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An den Blattfederabschnitten ist die Anpressplatte 3 zur drehfesten Mitnahme befestigt, das heißt mittelbar mit der Gegendruckplatte verbunden. Unter Vorspannung der Blattfederabschnitte ist die Anpressplatte 2 in axialer Richtung A von der Gegendruckplatte weg beabstandet. Die Blattfederabschnitte können sich zumindest von einigen der Befestigungsbereiche 8 ausgehend in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 erstrecken, können aber auch zumindest in einige der Abstützabschnitte 7 übergehen. Insbesondere können der Tellerfederabschnitt 4, die Abstützabschnitte 7 und die Befestigungsbereiche 8, die Lappenabschnitte 16, sowie die optionalen Blattfederabschnitte vorzugsweise als einteilige Betätigungseinrichtung 3 ausgebildet sein.
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Der Tellerfederabschnitt 4 kann eine oder mehrere Sicken aufweisen, kann jedoch auch gänzlich ohne Sicken ausgebildet sein. Eine oder mehrere Sicken können sich in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 erstrecken, und können insbesondere ringförmig ausgebildet sein. Diese Umfangssicken sind vorzugsweise im Tellerfederkraftrand 6 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich können sich im Tellerfederabschnitt 4 ausgebildete Sicken auch in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 erstrecken. Diese Radialsicken können sich einerseits nur im Tellerfederabschnitt 4 erstrecken, können aber auch in die Lappenabschnitte 16 übergehen.
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Die Betätigungseinrichtung 3 ist vorzugsweise als Blechbauteil, insbesondere durch Stanzen und Umformen, herstellbar. Jedoch ist es auch möglich, dass die Betätigungseinrichtung 3 aus anderen Materialien, beispielsweise Verbundmaterialien, hergestellt ist. Ebenso ist es möglich, dass die Betätigungseinrichtung 3 nicht alle der zuvor genannten Abschnitte und Bereiche aufweist. Beispielsweise ist es möglich, dass die Lappenabschnitte 16 als separate Bauteile ausgebildet sind.
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Wie bereits zuvor erwähnt, geht der Tellerfederabschnitt 4 in der Übergangszone 9 in den Abstützabschnitt 7 über. Die Übergangszone 9 weist einen Anlagebereich 10 auf, in dem der Tellerfederabschnitt 4 mit dem Abstützabschnitt 7 in Anlage bringbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Anlage über den gesamten Betätigungsbereich der Kupplungsvorrichtung 1 und über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung 1 aufrecht erhalten, so dass es sich um eine kontinuierliche Anlage handelt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Anlage nur in einem Teilbereich des Betätigungsbereichs erfolgt, während in einem anderen Teilbereich des Betätigungsbereichs sich der Tellerfederabschnitt 4 und der Abstützabschnitt 7 nicht in Anlage befinden.
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Bei der Betätigung der Kupplungsvorrichtung 1, das heißt beim Einrücken und/oder beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 wälzen sich Bereiche der Tellerfederabschnitte 4 und der Abstützabschnitte 7 vorzugsweise aufeinander ab, so dass für den Tellerfederabschnitt 4 durch den Abstützabschnitt 7 eine definierte Schwenklagerung ermöglicht wird.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind pro Übergangszone 9 bzw. pro Abstützabschnitt 7 zwei Verbindungsstege 11 vorgesehen, die einteilig mit dem Tellerfederabschnitt 4 und den jeweiligen Abstützabschnitten 7 ausgebildet sind. Jedoch ist es auch möglich, dass pro Übergangszone 9 bzw. pro Abstützabschnitt 7 nur ein einziger Verbindungssteg 11 oder mehr als zwei Verbindungsstege 11 vorgesehen sind.
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Der Verbindungssteg 11 weist eine im Wesentlichen schlaufenförmige oder haarnadelförmige Gestalt auf. Zwischen einem tellerfederabschnittnahen Bereich 12 des Verbindungsstegs 11 und einem abstützabschnittnahen Bereich 13 des Verbindungsstegs 11 erfolgt bei der Betätigung der Kupplungsvorrichtung 1 die abwälzende Anlage, wobei der tellerfederabschnittnahe Bereich 12 in den 1 und 2 oberhalb des abstützabschnittnahen Bereichs 13 angeordnet ist. Der Verbindungssteg 11 mit seinem tellerfederabschnittnahen Bereich 12 und seinem abstützabschnittnahen Bereich 13 und seiner schlaufenförmigen oder haarnadelförmigen Gestalt bildet somit ein Festkörpergelenk, das die abwälzende Anlage zwischen dem Tellerfederabschnitt 4 und dem jeweiligen Abstützabschnitt 7 ermöglicht. Somit weist die Betätigungseinrichtung 3 vorzugsweise mehrere, in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 verteilt angeordnete Festkörpergelenke auf.
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Die Kupplungsvorrichtung 1 weist ferner ein Ringelement auf, das im dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugsweise als Drahtring 15 ausgebildet ist. Der Drahtring 15 ist in einem radialen Außenbereich des Tellerfederabschnitts 4, genauer gesagt in einem radialen Außenbereich des Tellerfederkraftrands 6, angeordnet und an der Betätigungseinrichtung 3 befestigt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Betätigungseinrichtung 3 pro Übergangszone 9 einen Abhubanker 14 auf, der in Umfangsrichtung U zwischen den beiden Verbindungsstegen 11 der Übergangszone 9 angeordnet ist, wie dies in 1 dargestellt ist. Jedoch ist es auch möglich, dass eine oder mehrere Übergangszonen 9 keinen Abhubanker 14 aufweisen. Ebenso ist es möglich, dass der oder die Abhubanker 14 an Stellen außerhalb der Übergangszone 9 angeordnet sind. Die Anzahl der Abhubanker 14 entspricht vorzugsweise der Anzahl der Übergangszonen 9, kann aber auch von ihr abweichen. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, dass der Abhubanker 14 nicht einteilig mit der Betätigungseinrichtung 3 ausgebildet ist, sondern als separates Bauteil ausgebildet ist.
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Vom Abstützabschnitt 7 ausgehend erstreckt sich der Abhubanker 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen klammerförmig in radialer Richtung R und/oder in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1, wobei der Abhubanker 14 den Drahtring 15 teilweise umgreift. Insbesondere drückt der Abhubanker 14 den Drahtring 15 in axialer Richtung A auf die dem Anlagebereich 10 abgewandte Oberfläche des tellerfederabschnittnahen Bereichs 12 des Verbindungsstegs 11, um die kontinuierliche Anlage von tellerfederabschnittnahem Bereich 12 und abstützabschnittnahem Bereich 13 des Verbindungsstegs 11 über den gesamten Betätigungsbereich der Kupplungsvorrichtung 1 zu begünstigen.
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Der Abhubanker 14 ist in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 nach innen geöffnet, wie dies im oberen Bereich der 2 dargestellt ist. Jedoch ist es auch möglich, dass der Abhubanker 14 in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 nach außen geöffnet ist. Ebenso ist es möglich, dass der Abhubanker 14 sich vom Tellerfederabschnitt 4 ausgehend im Wesentlichen klammerförmig erstreckt, um den Drahtring 15 zumindest teilweise zu umgreifen.
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Die tellerfederartige Betätigungseinrichtung 3 weist zumindest einen Luftleitabschnitt 22, 23 auf, der ausgebildet ist, bei Drehung der Kupplungsvorrichtung 1 einen Luftstrom L ins Innere der Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere auf eine der Kupplungsscheibe abgewandte Seite der Anpressplatte 2, das heißt auf die Rückseite der Anpressplatte 2, zu leiten. Der Luftleitabschnitt 22, 23 ist am Abstützabschnitt 7, insbesondere einteilig mit dem Abstützabschnitt 7, ausgebildet. In axialer Richtung A ist der jeweilige Luftleitabschnitt 22, 23 zwischen dem Tellerfederabschnitt 4 und dem im Wesentlichen parallel zum Tellerfederabschnitt 4 verlaufenden, sich in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 nach außen erstreckenden Befestigungsbereich 8, der an der Gegendruckplatte befestigt ist, angeordnet.
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In Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 ist an beiden Enden des Abstützabschnitts 7 jeweils ein Luftleitabschnitt 22, 23 ausgebildet, wobei es sich vorzugsweise um unterschiedlich ausgebildete Luftleitabschnitte 22, 23 an den beiden Enden eines Abstützabschnitts 7 handelt. Insbesondere ist ein erster Luftleitabschnitt 22 an dem einen Ende des Abstützabschnitts 7 ausgebildet, während ein zweiter Luftleitabschnitt 23 an dem anderen Ende des Abstützabschnitts 7 ausgebildet ist. Der erste Luftleitabschnitt 22 ist ausgebildet, bei Drehung der Kupplungsvorrichtung 1 den Luftstrom L zwischen einem der Anpressplattenlappen 21 und dem Abstützabschnitt 7 ins Innere der Kupplungsvorrichtung 1 zu leiten. Der zweite Luftleitabschnitt 23 ist ausgebildet, bei Drehung der Kupplungsvorrichtung 1 den Luftstrom L zwischen einem in Umfangsrichtung U nachfolgenden Anpressplattenlappen 21 und dem Abstützabschnitt 7 ins Innere der Kupplungsvorrichtung 1 zu leiten. Insbesondere ist der erste Luftleitabschnitt 22 in radialer Richtung R ausgestellt, während der zweite Luftleitabschnitt 23 in radialer Richtung R eingezogen ist. Somit weisen beide Luftleitabschnitte 22, 23 Leitflächen auf, die gegenüber dem Abstützabschnitt 7 geneigt sind.
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Jeweils einer der Anpressplattenlappen 21 ist in Umfangsrichtung U zwischen zwei benachbarten Abstützabschnitten 7, und insbesondere zwischen zwei benachbarten Luftleitabschnitten 22, 23, die an unterschiedlichen Abstützabschnitten 7 ausgebildet sind, angeordnet. Daher ist jeder der Luftleitabschnitte 22, 23 in Umfangsrichtung U zwischen einem Anpressplattenlappen 21 und einem benachbarten Abstützabschnitt 7 angeordnet.
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Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine Kupplungsvorrichtung 1 mit zumindest einer Gegendruckplatte, zumindest einer in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 begrenzt verlagerbaren Anpressplatte 2 zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte, und zumindest einer tellerfederartigen Betätigungseinrichtung 3, die zumindest einen Tellerfederabschnitt 4 und zumindest einen Abstützabschnitt 7 aufweist, wobei der Tellerfederabschnitt 4 in einer Übergangszone 9 in den Abstützabschnitt 7 übergeht, und die Übergangszone 9 einen Anlagebereich 10 aufweist, in dem der Tellerfederabschnitt 4 zumindest beim Einrücken und/oder zumindest beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 mit dem Abstützabschnitt 7 in Anlage, insbesondere in abwälzende Anlage, bringbar ist, und die tellerfederartige Betätigungseinrichtung 13 zumindest einen Luftleitabschnitt 22, 23 aufweist, der ausgebildet ist, bei Drehung der Kupplungsvorrichtung 1 einen Luftstrom L ins Innere der Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere auf eine der Kupplungsscheibe abgewandte Seite der Anpressplatte 2, zu leiten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsvorrichtung
- 2
- Anpressplatte
- 3
- Betätigungseinrichtung
- 4
- Tellerfederabschnitt
- 5
- Tellerfederzunge
- 6
- Tellerfederkraftrand
- 7
- Abstützabschnitt
- 8
- Befestigungsbereich
- 9
- Übergangszone
- 10
- Anlagebereich
- 11
- Verbindungssteg
- 12
- tellerfederabschnittnaher Bereich
- 13
- abstützabschnittnaher Bereich
- 14
- Abhubanker
- 15
- Drahtring
- 16
- Lappenabschnitt
- 17
- Aussparung
- 18
- Steg
- 19
- Außenseite
- 20
- Anpressplattennocken
- 21
- Anpressplattenlappen
- 22
- erster Luftleitabschnitt
- 23
- zweiter Luftleitabschnitt
- 24
- Mitnehmer
- 25
- Abwälzabschnitt
- A
- axiale Richtung
- L
- Luftstrom
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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