-
Die Erfindung betrifft eine Federeinheit für eine Reibkupplung, eine Reibkupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug.
-
Aus dem Stand der Technik sind Reibkupplungen bekannt, welche zumindest ein Reibpaket aufweisen, mit welchem ein Drehmoment lösbar übertragbar ist. Hierzu wird das zumindest eine Reibpaket, aufweisend zumindest eine Anpressplatte und zumindest eine korrespondierende Reibscheibe, verpresst und infolge der erzeugten Reibkraft ist im verpressten Zustand ein Drehmoment übertragbar. Die notwendige Anpresskraft wird bei normal geschlossenen Reibkupplungen über ein Federsystem, welches in der Regel zumindest eine Tellerfeder umfasst, erzeugt. Eine solche Tellerfeder ist im Teilquerschnitt einseitig einer Rotationsachse einer Reibkupplung wie ein Hebel aufgebaut. Im Unterschied zu einem reinen Hebel treten in der Tellerfeder (elastische) Stauchungen und/oder (elastische) Dehnungen in Umfangsrichtung auf, welche charakterisierend für die Federkennlinie der Tellerfeder sind. Der Einfachheit halber wird die Tellerfeder aber hier bezogen auf ihren Teilquerschnitt beschrieben. Dieser Hebel des Teilquerschnitts der Tellerfeder weist einen Betätigungsabschnitt, in der Regel zentral der Reibkupplung, einen Anpressabschnitt, in der Regel radial weiter außen, und ein Hebelauflager auf, um welches der Hebel verkippbar ist. Das Hebelauflager ist dabei meist axial zweiseitig ausgeführt. Das heißt, auf einer Seite ist der Hebel an einer axial fixierten Komponente der Reibkupplung aufgelegt, zum Beispiel (direkt oder indirekt) an einem Kupplungsdeckel. Diese Auflage bildet für die axial ausgerichtete Anpresskraft ein axiales Widerlager. Auf der anderen Seite liegt der Hebel auf einer Stützfeder auf. Die Stützfeder bildet beim axialen Betätigen, also beim Lösen der Reibkupplung, ein axiales Widerlager in der entgegengesetzten Richtung zur axial fixierten Komponente. Die Stützfeder ist dabei direkt oder indirekt mit einer, bevorzugt derselben, axial fixierten Komponente der Reibkupplung verbunden.
-
Derzeit sind viele verschiedene Konfigurationen von Stützfedern bekannt. Zum Beispiel sind Stützfedern als Drahtringe oder in Tellerfederform bekannt. Diese liegen auf Flanschen von Bolzen und/oder auf einstückig mit einem Kupplungsdeckel gebildeten Haken auf. Solche Stützfedern weisen eine Vielzahl von Einzelelementen auf, die separat gefertigt werden und als Einzelteile bei der Montage der Reibkupplung montiert werden müssen.
-
Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung der Aufgabe, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
-
Die Erfindung betrifft eine Federeinheit für eine Reibkupplung, wobei die Reibkupplung eine Rotationsachse umfasst, und wobei die Federeinheit zumindest eine der folgenden Komponenten aufweist:
- – zumindest eine vorspannbare Stützfeder für eine Tellerfeder, wobei die Tellerfeder zum Anpressen einer Anpressplatte einer Reibkupplung eingerichtet ist;
- – zumindest eine vorspannbare Anpressplattenfeder zum Verbinden mit einer Anpressplatte als Antagonist zu einer Tellerfeder; und
- – zumindest ein Abstützelement zum axialen Lagern der Stützfeder und der Anpressplattenfeder entgegen einer Tellerfederkraft, wobei die zumindest eine Stützfeder und das zumindest eine Abstützelement einstückig gebildet sind.
-
Die Federeinheit umfasst einstückig zumindest eine Stützfeder und deren zumindest eines axiales Fixierungselement, nämlich das Abstützelement. Das zumindest eine Abstützelement überbrückt dabei den axialen Abstand zwischen einem von der zumindest einen Stützfeder gebildeten Widerlagerpunkt, beziehungsweise einer so gebildeten Widerlagerlinie, und einer geeigneten axial fixierten Komponente, bevorzugt einem Kupplungsdeckel. Eingebaut in einer Reibkupplung erstreckt sich das Abstützelement somit bevorzugt parallel zu einer Rotationsachse der Reibkupplung. Die Stützfeder erstreckt sich eingebaut in einer Reibkupplung quer zur Rotationsachse. Dabei weist die Stützfeder eingebaut in einer Reibkupplung bevorzugt eine (leichte) Neigung zu einer Querebene hin zu einer Tellerfeder auf, wobei diese Querebene orthogonal zu der Rotationsachse der Reibkupplung ausgerichtet ist. Die Neigung beträgt bevorzugt zumindest 5° [Grad] bis maximal 20°, bevorzugt weniger als 15°. Somit ist nach einem Hebelprinzip eine Stützkraft von der Stützfeder in eine Tellerfeder einleitbar.
-
Grundsätzlich ist eine konventionelle Tellerfeder für die Reibkupplung bevorzugt. Es können aber auch andere Federsysteme eingesetzt werden, wobei diese ebenfalls auf einem Hebelprinzip beruhen. Alternative Beispiele sind Federsysteme aus mehreren ringartig angeordneten Teilabschnitten, die separat eingebaut sind oder miteinander gefügt sind. Für die meisten Anwendungen ist ein (axial) möglichst flacher Aufbau des gestützten Federsystems vorteilhaft. Im Weiteren wird daher vereinfacht stets ein System mit einer Tellerfeder beschrieben.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Federeinheit als ein zusammenhängender Ring um eine Rotationsachse gebildet, welche im Einbau mit der Rotationsachse einer Reibkupplung kongruent verläuft. Bevorzugt ist dabei die Stützfeder ringförmig ausgebildet, oder eine Mehrzahl von Stützfedern erstreckt sich aus einem gemeinsamen die Stützfeder und die Abstützelemente verbindenden Ring. In einer anderen Ausführungsform stellt die Federeinheit lediglich einen Teil eines solchen Rings dar und es werden eine Mehrzahl von Federeinheiten für eine Reibkupplung so eingesetzt, dass sie eingebaut einen entsprechenden Ring bilden.
-
Weiterhin ist zumindest eine Anpressplattenfeder vorgesehen. Diese erstreckt sich im Einbau in einer Reibkupplung bevorzugt nach Art einer (konventionellen) Blattfeder und bevorzugt zumindest in einem angepressten Zustand, axial geneigt entlang einer Umlaufrichtung oder geneigt zu einer tangentialen Ebene von der übrigen Federeinheit, hin zu einer Anpressplatte. Die Anpressplattenfeder ist dann zu einer Querebene geneigt, wobei diese Querebene orthogonal zu der Rotationsachse der Reibkupplung ausgerichtet ist. Die Neigung beträgt bevorzugt zumindest 5° [Grad] bis maximal 20°, bevorzugt weniger als 15°.
-
Die Anpressplattenfeder ist dabei mit einer einzigen Federlage als Blattfeder oder mit mehreren Lagen als Blattfederstapel gebildet. Zur Erzeugung einer entsprechenden Gegenkraft zu der Tellerfederkraft auf die Anpressplatte ist die Blattfeder (direkt oder indirekt) mit dem Abstützelement derart verbunden, dass die Blattfederkraft der Tellerfederkraft axial entgegengerichtet ist. In einer Ausführungsform ist die Anpressplattenfeder dabei separat gebildet und eingebaut in einer Reibkupplung mit dem Abstützelement verbunden, zum Beispiel mittels eines Niets.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Reibkupplung in einer Reihenfolge montierbar, dass zunächst das Reibpaket vormontiert wird und (anschließend oder im Vorfeld) die zumindest eine Federeinheit mittels der Anpressplattenfeder mit der Anpressplatte verbunden, zum Beispiel vernietet, wird. Ganz besonders bevorzugt bildet die zumindest eine Stützfeder nun einen (geschlossenen) Auflagering, auf den Tellerfeder auflegbar ist. Anschließend ist der Kupplungsdeckel auflegbar und die zumindest eine Stützfeder, und gegebenenfalls auch die zumindest eine Anpressplattenfeder, mittels des nun durchzuführenden Verbindens, bevorzugt mit einem Kupplungsdeckel, des zumindest einen Abstützelements spannbar. Danach ist das Reibpaket funktionstüchtig zur lösbaren Drehmomentübertragung betreibbar.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Federeinheit ist die Federeinheit einstückig, bevorzugt aus Federstahlblech, gebildet.
-
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Federeinheit vollständig einstückig gebildet, wobei sie die zumindest eine Stützfeder, die zumindest eine Anpressplattenfeder und das zumindest eine Abstützelement umfasst. Somit werden sowohl die Herstellung als auch die Montage der Federeinheit vereinfacht. Besonders bevorzugt ist die Federeinheit aus einem Blech gebildet und wird hierbei durch Stanzen und Tiefziehen gebildet. Ganz besonders bevorzugt wird hierzu ein Federstahlblech gewählt, um dauerhaft eine gewünschte Vorspannung zu erreichen.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Federeinheit weist das zumindest eine Abstützelement einen Einhängflansch auf, wobei der Einhängflansch in einer Reibkupplung einhängbar ist.
-
Das zumindest eine Abstützelement weist in dieser bevorzugten Ausführungsform einen Einhängeflansch auf, mittels dessen das Abstützelement in einer axial fixierten Komponente der Reibkupplung (axial) einhängbar ist. Ein solcher Einhängeflansch weist vor allem eine Einhängefläche auf, welche der Auflagefläche der Stützfeder entgegen ausgerichtet ist, sodass der Einhängeflansch zusammen mit der axial fixierten Komponente der Reibkupplung ein Gegenlager zu der Stützfederkraft bilden kann. Ganz besonders bevorzugt ist die axial fixierte Komponente der Reibkupplung dabei derart eingerichtet, dass der Einhängeflansch in einer ersten Position axial einführbar ist und durch ein relatives Verdrehen des Einhängeflanschs zur axial fixierbaren Komponente der Reibkupplung der Einhängeflansch mit seiner Auflagefläche hinter eine entsprechende Aufnahmefläche der axial fixierbaren Komponente führbar ist. Somit ist ein bajonettartiger Verschluss zwischen dem Abstützelement und der axial fixierbaren Komponente der Reibkupplung, besonders bevorzugt dem Kupplungsdeckel, bildbar.
-
Ganz besonders bevorzugt wird bei einer Montage die zumindest eine Federeinheit mittels der Anpressplattenfeder mit der Anpressplatte vormontiert. Dann wird zwischen der zumindest einen Federeinheit und dem noch zu montierenden Kupplungsdeckel die Tellerfeder angeordnet. Anschließend wird der Kupplungsdeckel axial über das zumindest eine Abstützelement geführt und hinter den zugehörigen Einhängeflansch verdreht, sodass nun das zumindest eine Abstützelement bajonettartig mit dem Kupplungsdeckel verspannt ist.
-
Die in dieser Ausführungsform notwendige relative Drehbewegung zwischen der axial fixierten Komponente der Reibkupplung und der zumindest einen Federeinheit ist hierbei bevorzugt entgegen der Rotationsrichtung der Reibkupplung im Betrieb ausgerichtet. Alternativ oder zusätzlich weist die zumindest eine Einhängelasche eine Einrastverbindung mit der axial fixierten Komponente der Reibkupplung auf.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Federeinheit weist die zumindest eine Anpressplattenfeder eine Außenkontur mit einem Außenradius auf und die zumindest eine Stützfeder weist einen Auflageradius auf, wobei der Außenradius kleiner als der Auflageradius ist.
-
Die Außenkontur bezieht sich auf den Abstand zwischen dem Rotationszentrum einer Reibkupplung und der radial äußersten Erstreckung der zumindest einen Anpressplattenfeder, wenn die Federeinheit in einer Reibkupplung eingebaut ist. Dieser Abstand bildet dann den Außenradius der Außenkontur. Die zumindest eine Stützfeder bildet einen (geschlossenen) Auflagering oder mehrere Auflageabschnitte beziehungsweise Auflagepunkte, welche im eingebauten Zustand einen Auflageradius für eine Tellerfeder aufweisen. Über diesen Auflageradius ist die Tellerfeder verkippbar. Bei diesem Aufbau weist die Reibkupplung einen verringerten radialen Bauraum auf, weil die Anpressplattenfeder im Gegensatz zu konventionellen Blattfedern radial innerhalb eines Reibpakets an einer Anpressplatte anbindbar sind. Dieser Vorteil wird insbesondere bei einer einstückigen Ausbildung der (zumindest einen) Federeinheit erreicht, weil hier kein zusätzlicher (radialer und/oder axialer) Bauraum für das Anbinden der zumindest einen Anpressplattenfeder an das zumindest eine Abstützelement benötigt wird.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Reibkupplung mit einer Rotationsachse zum lösbaren Verbinden einer Abtriebswelle mit einem Verbraucher vorgeschlagen, wobei die Reibkupplung zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – zumindest ein Reibpaket mit zumindest einer Anpressplatte und mit zumindest einer korrespondierenden Reibscheibe, über welches im angepressten Zustand ein Drehmoment übertragbar ist;
- – zumindest eine Tellerfeder zum Verpressen des zumindest einen Reibpakets;
- – zumindest eine Federeinheit nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zum Gegenlagern der zumindest einen Tellerfeder mittels der zumindest einen Stützfeder und zum antagonistischen Vorspannen der zumindest einen Anpressplatte mittels der zumindest einen Anpressplattenfeder;
- – einen Kupplungsdeckel zur Aufnahme und zum Gegenlagern der zumindest einen Federeinheit und zum Gegenlagern der zumindest einen Tellerfeder.
-
Die Reibkupplung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment lösbar von einer Abtriebswelle auf einen Verbraucher und umgekehrt zu übertragen. Dies wird in der Regel über das zumindest eine Reibpaket erreicht, welches eine axial verschiebbare, in der Regel mit der Abtriebswelle rotationsfeste, Anpressplatte aufweist, welche gegen zumindest eine korrespondierende Reibscheibe pressbar ist. Infolge der Anpresskraft ergibt sich eine Reibkraft über die Reibfläche, welche multipliziert mit dem mittleren Radius der Reibfläche ein übertragbares Drehmoment ergibt.
-
Hier wird nun vorgeschlagenen zumindest eine Federeinheit gemäß einer Ausführungsform der obigen Beschreibung einzusetzen, welche die Aufgabe der Stützfeder und der Anpressplattenfeder übernimmt. Bevorzugt wird für eine (einstückige) Tellerfeder eine einzige zusammenhängende Federeinheit verwendet. Alternativ werden eine Mehrzahl von Federeinheiten verwendet, welche bevorzugt miteinander verbindbar sind, und welche eingebaut in der Reibkupplung einen (Stütz-)Ring bilden, auf welchen die zumindest eine Tellerfeder auflegbar ist.
-
Mittels der Verwendung der hier vorgeschlagenen (zumindest einen) Federeinheit wird die Montage vereinfacht und es ist, insbesondere radialer Bauraum einsparbar. Zudem werden die Herstellungskosten im Vergleich zu den vorbekannten Systemen deutlich reduziert.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform einer Montage wird die zumindest eine Federeinheit mit einer Anpressplatte verbunden, bevorzugt vernietet. Die Anpressplatte wird nun eingebaut oder ist bereits in der Reibkupplung mit den übrigen Komponenten zu einem Reibpaket gefügt. Daraufhin wird die zumindest eine Tellerfeder auf die zumindest eine Federeinheit aufgelegt. Dann wird der Kupplungsdeckel über die Abstützelemente geführt und anschließend der Kupplungsdeckel und/oder die Anpressplatte mit der zumindest einen Federeinheit um wenige Grad um die Rotationsachse der Reibkupplung verdreht. Hierbei werden die Abstützelemente mit ihrem Einhängeflansch, bevorzugt entgegen der Rotationsrichtung der Reibkupplung in Betrieb, mit dem Kupplungsdeckel axial festverbunden, sodass nun die Stützfederkraft und die Anpressplattenfederkraft erzeugt sind.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Reibkupplung ist die zumindest eine Tellerfeder mittels des zumindest einen Abstützelements der zumindest einen Federeinheit zentrierbar.
-
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird die zumindest eine Tellerfeder mittels des zumindest einen Abstützelements zentriert, sodass hierzu keine weiteren Bolzen, insbesondere keine gehärten Bolzen vorgesehen werden müssen. Insbesondere bei der Wahl des Materials für die Federeinheit aus Federstahlblech weist das zumindest eine Abstützelement eine ausreichende Härte auf, um den Tellerfederkräften beziehungsweise der Reibung im Betrieb standzuhalten. Darüber hinaus wird hierdurch eine besonders einfache und wenig fehleranfällige Montage ermöglicht.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kupplungsdeckel für eine Reibkupplung vorgeschlagen, wobei die Reibkupplung eine Rotationsachse aufweist und wobei der Kupplungsdeckel zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – zumindest einen Befestigungsflansch beziehungsweise mehrere einzelne Befestigungsflansche für eine Gegenplatte und/oder ein Massenschwungrad;
- – zumindest einen zentralen Durchgang beziehungsweise eine Mehrzahl von Durchgängen für eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen einer Tellerfeder;
- – zumindest eine Gegenlageeinrichtung, zum Beispiel ein Drahtring, eine Stützerhebung, eine Nachstelleinrichtung oder eine Mehrzahl von Nocken, für eine Tellerfeder,
- – zumindest eine Aufnahme für eine Federeinheit nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung.
-
Der Kupplungsdeckel bildet ein axial fixiertes Bauteil der Reibkupplung, welches zur Aufnahme der Tellerfederkräfte sowie der Anpressplattenfederkräfte und der Stützfederkräfte eingerichtet ist. In der Regel ist der Kupplungsdeckel mit einer Gegenplatte oder einem Zentralsteg verbunden, bildet so mit diesem eine Kraftklammer um das Reibpaket, welches eine Anpressplatte und eine korrespondierende Reibscheibe umfasst. Durch die Tellerfeder wird die Anpressplatte normal, also in nicht betätigtem Zustand, gegen die Reibscheibe gepresst, sodass ein Drehmoment infolge der entstehenden Reibkräfte übertragbar ist. Der Kupplungsdeckel weist hierzu bevorzugt Durchgangslöcher auf, welche zur Aufnahme von zumindest einem Einhängeflansch eingerichtet sind, sodass durch eine relative Verdrehung zwischen Abstützelement und dem Kupplungsdeckel das Abstützelement bajonettartig axial lagerbar ist. Der Kupplungsdeckel ist hierbei bevorzugt als Blechelement ausgeführt, welches durch Blechumformen und/oder Tiefziehen gebildet ist.
-
Besonders bevorzugt ist der Kupplungsdeckel dabei im Wesentlichen flach ausgebildet und weist maximal nur Erhebungen und/oder Erstreckungen in axialer Richtung auf, welche sich weniger als das Dreifache der Blechdicke, besonders bevorzugt weniger als die einfache Blechdicke, in axialer Richtung erstrecken. Ein solcher Kupplungsdeckel ist dabei bevorzugt mit sich axial über die Dicke des Reibpakets erstreckenden Flansche einer Gegenplatte verbunden, bevorzugt verschraubt.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, welcher eine Antriebseinheit mit einer Abtriebswelle und eine Reibkupplung gemäß der obigen Beschreibung umfasst, wobei die Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung mittels der Reibkupplung mit zumindest einem Verbraucher lösbar verbindbar ist.
-
Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einer Antriebseinheit, zum Beispiel einer Energiewandlungsmaschine, bevorzugt einer Verbrennungskraftmaschine oder einem Elektromotor, bereitgestelltes und über ihre Abtriebswelle abgegebenes Drehmoment für zumindest einen Verbraucher lösbar, also zuschaltbar und abschaltbar, zu übertragen. Ein beispielhafter Verbraucher ist zumindest ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs und/oder ein elektrischer Generator zur Bereitstellung von elektrischer Energie. Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen beziehungsweise eine Übertragung zu trennen, ist die Verwendung der oben beschriebenen Reibkupplung besonders vorteilhaft, weil der Aufbau der Reibkupplung einfach und die Herstellung kostengünstig ist, wobei zugleich der benötigte Bauraum gering ist.
-
Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie umsetzbar. Das zumindest eine Antriebsrad bildet dann die Antriebseinheit, wobei dessen Trägheitsenergie mittels der Reibkupplung auf einen elektrischen Generator zur Rekuperation, also zur elektrischen Speicherung der Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten Antriebsstrang übertragbar ist. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebseinheiten vorgesehen, welche mittels der Reibkupplung in Reihe oder parallel geschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind, beziehungsweise deren Drehmoment jeweils lösbar zur Nutzung zur Verfügung stellbar ist. Beispiele sind Hybridantriebe aus Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine, aber auch Mehrzylindermotoren, bei denen einzelne Zylinder(-gruppen) zuschaltbar sind.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches zumindest ein Antriebsrad aufweist, welches mittels eines Antriebsstrangs gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.
-
Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt die Antriebseinheit, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder einen Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Reibkupplung kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz einer Reibkupplung in motorisierten Zweirädern, für welche eine deutlich gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird.
-
Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Der oben beschriebene Antriebsstrang weist eine Reibkupplung besonders geringer Baugröße auf. Zugleich ist die Montage wenig fehleranfällig und kostengünstig.
-
Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
-
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1: eine Federeinheit mit einstückig gebildeten Anpressplattenfedern;
-
2: eine Federeinheit vormontiert an einer Anpressplatte;
-
3: eine Reibkupplung mit Federeinheit;
-
4: eine Reibkupplung mit Federeinheit in isometrischer Ansicht; und
-
5: ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug.
-
In 1 ist eine Federeinheit 1 gezeigt, welche hier einstückig und als geschlossener Ring gebildet ist. Hierbei ist die Rotationsachse 3 identisch mit der Rotationsachse 3 im Einbau in einer Reibkupplung 2 (vergleiche 3). Der geschlossene Ring der Federeinheit 1 wird hierbei durch die Stützfeder 4 gebildet, welche hier zudem einen geschlossenen Auflagering mit einem Auflageradius 18 bildet. An der Stützfeder 4 sind in diesem Beispiel ein erstes Abstützelement 10, ein zweites Abstützelement 11 und ein drittes Abstützelement 12 gebildet, welche zur axialen Befestigung an einem Kupplungsdeckel 24 (vergleiche 3) eingerichtet sind. Hierzu weisen die Abstützelemente 10, 11 und 12 jeweils einen ersten Einhängeflansch 13, einen zweiten Einhängeflansch 14 beziehungsweise einen dritten Einhängeflansch 15 auf. In diesem Beispiel ebenfalls einstückig mit der Stützfeder 4 gebildet sind eine erste Anpressplattenfeder 7, eine zweite Anpressplattenfeder 8 und eine dritte Anpressplattenfeder 9, welche sich in diesem Beispiel nach innen und entlang der Rotationsachse 3 in der Darstellung nach unten erstrecken. Die Verbindungselemente (hier mit Durchgangslöchern ausgeführt) der Anpressplattenfedern 7, 8 und 9 für eine Anpressplatte 6 (vergleiche 2) bilden gemeinsam eine Außenkontur 16 (gestrichelte Kreis) mit einem Außenradius 17. Die Anpressplattenfedern 7, 8 und 9 erstrecken sich hier konzentrisch zum Außenauflageradius 18 zur gemeinsamen Rotationsachse 3, wobei der Außenradius 17 kleiner als der Auflageradius 18 ist. Bei einer solchen Ausführungsform wird gegenüber einer konventionellen Reibkupplungsanordnung, bei welcher die Anpressplattenfedern (beziehungsweise Blattfedern) am Kupplungsdeckel außerhalb des Reibpakets angeordnet sind, erheblicher radialer Bauraum gewonnen.
-
In 2 ist eine Federeinheit 1, wie in 1 dargestellt, gezeigt, wobei diese mit einer rein schematisch dargestellten Anpressplatte 6 vormontiert ist, und zwar mittels eines hier nur durch die Mittellinie angedeuteten Anpressplattenniets 35. Nach dem Auflegen einer Tellerfeder 5 (vergleiche 3) ist ein Kupplungsdeckel 24 (vergleiche 3 und 4) auflegbar, sodass die Abstützelemente 10, 11 und 12 durch Einhängeöffnungen 36, 37 und 38 (vergleiche 4) axial einführbar sind, und durch ein relatives Verdrehen vom Kupplungsdeckel 24 zu den Abstützelementen 10, 11 und 12 ist die Federeinheit 1 in einer Reibkupplung 2 mittels der Einhängeflansche 13, 14 und 15 sicherbar (vergleiche 3 und 4).
-
In 3 ist eine zusammengebaute Reibkupplung 2 mit einer Federeinheit 1 gezeigt, die der Einfachheit halber wie in den vorhergehenden 1 und 2 dargestellt ist. In dieser Schnittansicht ist das Reibpaket 22, bestehend aus einer Anpressplatte 6 und einer Reibscheibe 23, zu erkennen, welches zwischen einer Tellerfeder 5 und einer Gegenplatte 31 verpresst ist. Somit ist ein Drehmoment von zum Beispiel der Gegenplatte 31 und dem Kupplungsdeckel 24 mittels der Anpressplatte 6 auf die Reibscheibe 23 übertragbar, sodass um die Rotationsachse 3 der Reibkupplung 2 mittels einer Ausgangswellennabe 32 das Drehmoment auf eine nicht dargestellte Ausgangswelle übertragen werden kann. Wird die Tellerfeder 5 betätigt, also in dieser Ausführungsform zentral in der Zeichnungsdarstellung nach unten gedrückt, hebt die Tellerfeder 5 von der Anpressplattennocke 39 der Anpressplatte 6 ab, indem die Tellerfeder 5 durch die Deckellagererhebung 34 des Kupplungsdeckels 24 und die Stützfeder 4 drehbar als Hebel gelagert ist. Mittels der Anpressplattenfedern 7, 8 und 9, von denen nur die erste Anpressplattenfeder 7 zu erkennen ist, wird dann die Anpressplatte 6 von der Reibscheibe 23 beabstandet und somit eine Drehmomentübertragung von der Gegenplatte 31 und dem Kupplungsdeckel 24 auf die Ausgangswellennabe 32 unterbrochen. In dieser Abbildung ist gut zu erkennen, dass die Tellerfeder 5 mittels der Abstützelemente 10, 11, 12, von denen hier nur das dritte Abstützelement 12 gezeigt ist, zentrierbar ist und während des Betriebs der Reibkupplung 2 radial führbar ist.
-
In 4 ist eine Reibkupplung 2 im zusammengebauten Zustand gezeigt, welche um eine Rotationsachse 3 rotierbar ist. Hierbei sind die Gegenplatte 31, mit einem Anlasserzahnkranz 33, sowie der Kupplungsdeckel 24 gezeigt, welche mit einer Antriebseinheit 26 (vergleiche 5) rotationsfest und fest, also im Betrieb nicht lösbar, drehmomentübertragend verbindbar sind. Dieses Drehmoment ist lösbar über die Ausgangwellennabe 32 zum Beispiel auf eine rotatorisch fest verbundene Getriebewelle (nicht gezeigt) übertragbar. Zentral in der Darstellung sind eine Tellerfeder 5 und ein Teil der Reibscheibe 23 zu erkennen. Die Federeinheit 1 ist fast vollständig von dem Kupplungsdeckel 24 in dieser Darstellung verdeckt, wobei hier der erste Einhängeflansch 13, der zweite Einhängeflansch 14 und der dritte Einhängeflansch 15 in der entsprechend ersten Einhängeöffnung 36, zweiten Einhängeöffnung 37 beziehungsweise der dritten Einhängeöffnung 38 eingehängt und gegengelagert gezeigt sind. Weiterhin weist der Kupplungsdeckel 24 eine Deckellagererhebung 34 auf, welche umlaufend gebildet ist. Der Kupplungsdeckel 24 ist also nach der Vormontage der Federeinheit 1, wie dies in 2 dargestellt ist, und nach Auflegen der Tellerfeder 5 auf die Abstützelemente 10, 11 und 12 axial aufführbar, und durch ein Verdrehen, hier im Uhrzeigersinn um die Rotationsachse 3, sind die Einhängeflansche 13, 14 und 15 in den jeweiligen Einhängeöffnungen 36, 37 und 38 axial gelagert und gesichert mit einem bajonettartigen Verschluss.
-
In 5 ist ein Antriebsstrang 25, umfassend eine Antriebseinheit 26, hier als Verbrennungskraftmaschine dargestellt, eine Abtriebswelle 19, eine Reibkupplung 2 und ein drehmomentübertragend verbundenes linkes Antriebsrad 20 und rechtes Antriebsrad 21 (hier die (Haupt-)Verbraucher), schematisch dargestellt. Der Antriebsstrang 25 ist hier in einem Kraftfahrzeug 27 angeordnet, wobei die Antriebseinheit 26 mit ihrer Motorachse 30 quer zur Längsachse 29 vor der Fahrerkabine 28 angeordnet ist.
-
Mit der hier vorgeschlagenen Federeinheit ist eine Reduzierung der einzelnen Bauteile und zugleich eine einfache Montage ermöglicht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Federeinheit
- 2
- Reibkupplung
- 3
- Rotationsachse
- 4
- Stützfeder
- 5
- Tellerfeder
- 6
- Anpressplatte
- 7
- erste Anpressplattenfeder
- 8
- zweite Anpressplattenfeder
- 9
- dritte Anpressplattenfeder
- 10
- erstes Abstützelement
- 11
- zweites Abstützelement
- 12
- drittes Abstützelement
- 13
- erster Einhängflansch
- 14
- zweiter Einhängflansch
- 15
- dritter Einhängflansch
- 16
- Außenkontur
- 17
- Außenradius
- 18
- Auflageradius
- 19
- Abtriebswelle
- 20
- linkes Antriebsrad
- 21
- rechtes Antriebsrad
- 22
- Reibpaket
- 23
- Reibscheibe
- 24
- Kupplungsdeckel
- 25
- Antriebsstrang
- 26
- Antriebseinheit
- 27
- Kraftfahrzeug
- 28
- Fahrerkabine
- 29
- Längsachse
- 30
- Motorachse
- 31
- Gegenplatte
- 32
- Ausgangswellennabe
- 33
- Anlasserzahnkranz
- 34
- Deckellagererhebung
- 35
- Anpressplattenniet
- 36
- erste Einhängöffnung
- 37
- zweite Einhängöffnung
- 38
- dritte Einhängöffnung
- 39
- Anpressplattennocke
