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Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrteilige Druckplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, etwa nach Art einer Anpressplatte oder einer Gegenplatte, für eine Kupplung, etwa eine trockene oder nasse Einfach- oder Doppelkupplung, eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Ringelement, wie einem Anpressring, und einem dazu radial außerhalb angeordneten, konzentrischen zweiten Ringelement, wie einem Anpressring, die beispielsweise über ein Positionierbauteil in Radialrichtung zueinander positionsbestimmt sind, wobei wenigstens ein mit beiden Ringelementen in Kontakt stehender Ausgleichshebel vorhanden ist.
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Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Kupplung, die nach Art einer Einfach- oder einer Doppelkupplung entweder direkt oder indirekt betätigbar ausgestaltbar ist.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene mehrteilige Druckplatten bekannt. Beispielsweise offenbart die Patentanmeldung
DE 100 31 598 A1 eine Anpressplatte für eine Reibungskupplung, sowie eine Kupplung. Sie offenbart insbesondere eine Anpressplatte für eine Reibungskupplung, wobei die Anpressplatte im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und wobei die Anpressplatte in eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung (U) aufeinanderfolgend angeordneten und bezüglich einander wenigstens teilweise verlagerbaren Anpressplattensegmenten unterteilt ist, die durch eine Zusammenhalteanordnung zusammengehalten sind, wobei die Zusammenhalteanordnung an der einer Reibfläche der Anpressplatte abgewandten Seite an der Anpressplatte angeordnet ist und dass die Zusammenhalteanordnung derart ausgebildet ist, dass die einzelnen Anpressplattensegmente elastisch miteinander verbunden sind oder werden. Mittels mehrerer Anpressplattensegmente in Umfangsrichtung ist hierbei ein Anschmiegen an eine Gegendruckplatte erleichtert. Der Effekt, dass eine thermische Belastung, die zu einem Topfen der Druckplatte führt, in radialer Richtung unterschiedliche Auswirkungen nach sich zieht, ist in jenem Dokument nicht ausreichend berücksichtigt.
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Weitere aus dem Stand der Technik bekannte Kupplungen für Kraftfahrzeuge umfassen meist eine axiale feststehende Platte, wie eine Gegendruckplatte, und eine axial bewegliche Platte, wie eine Druckplatte, die einteilig oder mehrteilig ausgestaltbar ist. Zwischen den beiden Platten ist eine Kupplungsscheibe zum Zwecke der Drehmomentübertragung einklemmbar. Ist die Kupplung in einem geöffneten Zustand, also in einem Zustand, in dem die Kupplungsscheibe nicht eingeklemmt ist, drehen ein motorfestes Bauteil und die Kupplungsscheibe frei und unabhängig voneinander. Ist die Kupplung in einem geschlossenen Zustand, so wird die Kupplungsscheibe derart von der axial beweglichen Platte gegen die axial feststehende Platte gedrückt, so dass keine Differenzdrehzahl zwischen den Bauteilen mehr möglich ist, wodurch eine Kopplung eines Motors mit einem Getriebe stattgefunden hat. Eine Übergangsphase, die zwischen der geöffneten Kupplung und der geschlossenen Kupplung auftritt, zeichnet sich dadurch aus, dass ein Schlupf zwischen den Platten und den Kupplungsscheiben stattfindet. Diese Übergangsphase ist insbesondere bei Kraftfahrzeugkupplungen von hoher Wichtigkeit, da sie ein Anfahren ermöglicht.
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Weist die Kupplung einen Schlupf auf, so tritt eine Differenzdrehzahl zwischen dem motorfesten Bauteil und der Kupplungsscheibe zutage. In diesem Zustand ist die Kupplungsscheibe bereits zu einem gewissen Grad zwischen den Platten eingeklemmt, was bedeutet, dass die verschiedenen Platten aneinander reiben. Auf diese Weise wird bereits ein Teildrehmoment zwischen dem motorfesten Bauteil und der Kupplungsscheibe übertragen. Der Reibungseintrag bei einer schlupfenden Kupplung führt dazu, dass Dissipationswärme an den Reibflächen erzeugt wird.
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Da die Platten durch den einseitigen Reibkontakt einen einseitigen Energieeintrag erfahren, wird die Reibseite hierbei schneller erhitzt als die Plattenrückseite, die von der Reibstelle abgewandt ist und somit nur durch eine Wärmeleitung durch die Platte hindurch aufgeheizt wird. Unterschiedliche Plattentemperaturen wiederum führen zu einem thermischen Verzug, da sich der Werkstoff auf den beiden voneinander weg gerichteten Oberflächen der Platten unterschiedlich ausdehnt. Der Verzug bewirkt, dass die Platten, die idealerweise eine ebene, ringförmige Reibfläche aufweisen, eine leicht konische Form annehmen, bei der sich die radial äußeren Bereiche der Reibflächen von dem Reibkontakt weg bewegen. Auf diese Weise wird der Druck, den die Platten auf die Kupplungsscheiben ausüben, radial außen verringert und radial innen verstärkt. Dies führt zu einer Verringerung des wirksamen Reibradius, wodurch bei einer konstanten Anpresskraft, also der Kraft, mit der die Scheibe eingeklemmt wird, weniger Drehmoment übertragbar ist.
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Ein weiterer Nachteil des vorstehend erwähnten thermischen Plattenverzugs besteht darin, dass durch die thermische Verformung der Teile die Platten plastifiziert werden können, wodurch die Platten nach einem Abkühlprozess nicht mehr in ihren ebenen Ausgangszustand zurückkehren. Diese bleibende Verformung wirkt in die andere Richtung als die thermische Verformung. Sie führt dazu, dass die radial äußeren Bereiche sich in Richtung der Scheibe topfen und die radial inneren Bereiche sich von der Scheibe weg topfen. Diese bleibende Verformung führt dazu, dass langfristig die Kupplungsscheibenbeläge nicht gleichmäßig verschleißen, sondern radial außen, also dort wo die Platten auf die Scheibe zuwandern, die Verschleißgrenze schneller erreicht wird, als radial innen. Dadurch wird die Lebensdauer einer Kupplung verringert.
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Eine Druckplatte, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist, ist aus der
DE 10 2004 019 150 A1 bekannt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben oder wenigstens zu mildern und insbesondere eine Druckplatte bereitzustellen, die auch bei hoher thermischer Belastung oder sogar nach hohem thermischen Verzug keine nachteiligen Effekte auf das Anpressverhalten aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Druckplatte gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei der Ausgleichshebel so auf die beiden Ringelemente der mehrteiligen Druckplatte abgestimmt ist, dass er relativ zu wenigstens einem der Ringelemente verkippbar ist und die Kontaktstellen zwischen dem Ausgleichshebel und dem jeweiligen Ringelement axial verlagerbar sind. Diese Verkippung ermöglicht, dass der Ausgleichshebel stets einen solchen Kontakt mit den Ringelementen aufweist, dass diese einen flächigen Reibkraftschluss mit der Kupplungsscheibe eingehen. So wird über jene Ausgleichshebel die Anpresskraftverteilung konstant gehalten. Dies bewirkt, dass über die Lebensdauer der Kupplung der zu erwartende Verzug der Kupplungsbauteile keinen Einfluss darauf hat, wie die Anpresskraft auf die zur Anpressplatte/Druckplatte gehörenden Anpressringe/Ringelemente aufgeteilt wird.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn eine Vielzahl von Ausgleichshebeln eingesetzt ist und/oder die in Umfangsrichtung versetzten Ausgleichshebel auf die Ringelemente wirken und/oder axial gestapelt sind. Auf diese Weise ist es ermöglicht, dass die Kraft, die von den Ausgleichshebeln zwischen dem Betätigungselement und den Ringelementen übertragen wird auf mehrere Ausgleichshebel übertragen wird. Somit ist die Lebensdauer der Druckplatte zum einen erhöht, zum anderen wird somit eine gleichmäßig verteilte Anpresskraft erreicht.
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Sobald der Ausgleichshebel als diskretes bzw. von anderen Bauteilen separates und/oder getrenntes Bauteil ausgebildet ist oder als ein integraler, einstückiger und/oder einmaterialiger Bestandteil, etwa nach Art eines Abschnittes, eines anderen Bauteils ausgebildet ist, folgt eine erhöhte Flexibilität der erfindungsgemäßen Druckplatte. So wird je nach Anwendungsfall, also je nach Kupplungsart, in der die Druckplatte eingesetzt wird, eine optimal abgestimmte Ausführungsform des/der Ausgleichshebel(s) bereitgestellt. Bei der integralen Verbindung der Ausgleichshebel handelt es sich vorzugsweise um einen Verbindungsring, der etwa als ein Blech ausgeführt ist. Ist der Ausgleichshebel diskret ausgestaltet, zieht dies eine Masseabnahme der erfindungsgemäßen Druckplatte nach sich.
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Es ist ebenso vorteilhaft, wenn der Ausgleichshebel als ein integraler Bestandteil eines als Positionierbauteils einsetzbaren Verbindungsrings ausgebildet ist oder mindestens ein vorzugsweise separates elastisches Bauteil (ausgestaltbar als Bügel oder mit beliebiger Form definiert), etwa nach Art einer Blattfeder, als Positionierbauteil eingesetzt ist und wobei zweckmäßigerweise die in Umfangsrichtung versetzten Ausgleichshebel auf die Ringelemente wirken. Die Aufgabe des Positionierbauteils kann nicht nur von ringförmigen Elementen an denen die Hebel angebunden sind oder von länglichen bügelförmigen Bauteilen übernommen werden. Somit ist in jedem Betriebszustand eine Positionssicherung der beiden Ringelemente zueinander garantiert. Eine integrale Ausgestaltung mit dem Ausgleichshebel zeichnet sich durch ihre Kompaktheit aus. Hierzu sei erwähnt, dass der Verbindungsring vorzugsweise mit den Ringelementen an einer Verbindungsstelle vernietet ist.
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Sobald zwischen dem Ausgleichshebel und mindestens einem oder sogar jedem der Ringelemente jeweils ein Kontaktbereich ausgebildet ist, in dem eine Kraft von dem Ausgleichshebelabschnitt auf das jeweilige Ringelement übertragbar ist, wobei die Oberfläche des jeweiligen Ringelements und die Oberfläche des Ausgleichshebelabschnitts so aufeinander abgestimmt sind, dass bei einem Verkippen des Ausgleichshebelabschnitts ein axiales und/oder radiales Verlagern des jeweiligen Kontaktbereichs erzwungen wird, ist die besonders konstante Anpressung über die gesamte Lebensdauer erreichbar. So kann der Abstützpunkt zwischen dem Ausgleichshebelabschnitt und einem der Ringelemente variabel an die jeweiligen Betriebszustände angepasst werden. Eine axiale Verlagerung der Abstützpunkte, wobei die Axialrichtung der Richtung der Kupplungsrotationsachse entspricht, sorgt für die Hauptfunktion dieser Erfindung. Dass die Kontaktstellen beim Kippen der Ausgleichshebel auch etwas auf den Ringelementen in radialer Richtung verlagert werden, ist auch richtig und technisch gewünscht. Dies ist aber nur die Folge des Kippens und trägt nicht primär zur Hauptfunktion bei.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist kennzeichnend, dass der Ausgleichshebel in dem jeweiligen Kontaktbereich konvex oder ballig ausgestaltet ist und die Oberfläche des jeweiligen Ringelements plan oder flach ausgestaltet ist und/oder der Ausgleichshebel in dem jeweiligen Kontaktbereich plan oder flach ausgestaltet ist, und die Oberfläche des jeweiligen Ringelements konvex oder ballig ausgestaltet ist. Alternativ kann auch der Ausgleichshebel in dem jeweiligen Kontaktbereich plan oder flach ausgestaltet sein und die Oberfläche des jeweiligen Ringelements konvex oder ballig ausgestaltet sein. Diese geometrische Beziehung zwischen einem konvexen oder balligen Bauteil und einer planen oder flachen Fläche, zieht zumindest temporär einen Linienkontakt nach sich. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass der Druck im Kontaktbereich gleichverteilt ist, wodurch ein geringer Kontaktverschleiß erreicht ist. Es ist grundsätzlich auch denkbar, dass im Kontaktbereich eine feste, aber flexible/bewegliche Verbindung ausgebildet ist.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn auf einer ringelementabgewandten Seite des Ausgleichhebels oder Ausgleichhebelabschnittsein Zusatzausgleichhebel oder Zusatzausgleichhebelabschnitt vorhanden ist, der dazu vorbereitet ist, kraftübertragend auf den Ausgleichhebel oder Ausgleichhebelabschnitt und auf ein zu den Ringelementen radial versetztes Zusatzringelement einzuwirken. So kann der erfindungsgemäße Effekt des Ausgleichshebels oder Ausgleichshebelabschnitts auf mehrere Bauteile verteilt werden. Besonders bei großen Anpressflächen, die dementsprechend einen großen thermischen Verzug nach sich ziehen, ist diese Möglichkeit vorteilhaft. Die Ausgleichshebelabschnitte können dabei zu Verbindungsringen und die Zusatzausgleichshebelabschnitte zu Zusatzverbindungsringen verbunden sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Positionierbauteil dazu vorbereitet ist, radial positionszubestimmen und dazu, als Drehmomentbrücke oder Drehmomentüberträger zwischen beliebigen Kombinationen von Ausgleichshebeln und/oder Zusatzausgleichshebeln und/oder Ringelementen und/oder Zusatzringelementen zu wirken. Somit ist auch bei mehr als zwei Ringelementen garantiert, dass eine Wirkverbindung zwischen den unterschiedlichen Ringen herrscht, was sowohl hinsichtlich der Positionsbestimmtheit, als auch hinsichtlich des Kraftflusses vorteilhaft ist.
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Zudem gilt bevorzugt, dass Zusatzverbindungsringe und Verbindungsringe axial gestapelt angeordnet werden und/oder der zumindest eine Zusatzverbindungsring und der Verbindungsring in Reihe geschaltet sind. Somit sind die von ihnen vorgenommenen Kompensationen auf die einzelnen Ringe verteilt. Weiterhin kann diese Reihenschaltung in ihren Steifigkeiten und Kraftverteilung derart beeinflusst werden, dass ein möglichst homogenes Anpressen erreichbar ist.
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Zudem gilt bevorzugt, dass der zumindest ein Zusatzausgleichhebel oder Zusatzausgleichhebelabschnitt und der zumindest eine Ausgleichhebel oder Ausgleichhebelabschnitt in Reihe geschaltet sind. Somit sind die von ihnen vorgenommenen Kompensationen auf die einzelnen Ringe verteilt. Weiterhin kann diese Reihenschaltung in ihren Steifigkeiten und Kraftverteilung derart beeinflusst werden, dass ein möglichst homogenes Anpressen erreichbar ist.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Kupplung mit einem mit dem Antrieb (bspw. motorfest) verbundenen Bauteil, mit einem mit dem Abtrieb (bspw. getriebefest) verbundenen Bauteil, und in der eine mehrteilige Druckplatte, wie sie zuvor vorgestellt worden ist, integriert ist. Eine solche Kupplung zeichnet sich auch bei hohen Lebensdauern durch ein konstantes Anpressverhalten aus.
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Ein weiterer Aspekt der erfindungsgemäßen Anpressplatte besteht darin, dass der Verbindungsring als ein Blechring ausgestaltet ist. Dieser zeichnet sich besonders in einer wirtschaftlich effizienten Herstellung aus. So ist ein Blechring vorzugsweise spanlos/stanzend und/oder werkzeugfallend hergestellt, was sich besonders dann vorteilhaft auswirkt, wenn er zudem einteilig, einmaterialig und/oder integral ausgestaltet ist.
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Zudem gilt es als vorteilhaft, wenn der Ausgleichshebel, der auch als ein Ausgleichshebelabschnitt des Verbindungsring ausgestaltet sein kann, dazu vorbereitet ist, mittels einer Annietung des Verbindungsrings an die Ringelemente zentriert zu werden und/oder wenn zumindest eines der Ringelemente mittels einer Blattfeder derart mit einem Deckel (oder einem anderen relativ zur Kupplung axial feststehenden Bauteils) verbindbar ist, dass die mehrteilige Druckplatte dazu vorbereitet ist, zumindest temporär belüftet zu werden. Die Zentrierung zieht eine zeiteffiziente Montage nach sich. Weiterhin ermöglicht sie mittels eines Poka Yoke Prinzips, dass Fehler im Zusammenbauen vermieden werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Verbindungsring derart ausgestaltet, dass er eine Drehmomentübertragung unter den jeweiligen Ringelementen zueinander ermöglicht. Auf diese Weise erfüllt die erfindungsgemäße mehrteilige Druckplatte die Anforderung, in sich Kräfte und Momente kompensieren und/oder übertragen zu können.
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Ebenfalls Teil der Erfindung ist, dass der Ausgleichshebel sowohl an axial feststehenden, als auch an axial beweglichen Teilen der Kupplung anbringbar ist. So ist es möglich, das vorstehend vorgestellte Prinzip insofern umzudrehen, dass der Ausgleichshebel auch an einem axial feststehenden Teil, wie einer Gegendruckplatte, befestigbar ist. Das Ausgleichshebelprinzip kann sowohl bei mehrteiligen Anpressplatten als auch für mehrteilige Gegenplatten angewendet werden.
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In anderen Worten kann gesagt werden, dass der Kerngedanke der Erfindung darin besteht, die Anpresskraft der Kupplung über wippenähnliche Hebelelemente/Ausgleichshebelabschnitte auf die Anpressplatte/Druckplatte zu übertragen. Die Hebelelemente besitzen hierzu eine Krafteinleitungsstelle im mittleren Bereich des Hebelelements und zwei Kraftabstützstellen an den beiden Enden des Hebelelements. Die beiden Kraftabstützstellen, die jeweils an den gegenüberliegenden Enden des Hebels angeordnet sind und zwischen denen sich somit die Krafteinleitungsstelle befindet, übertragen die Kraft auf zwei verschiedene Ringelemente, die auch als Anpressringe bezeichnet werden können. Das Verhältnis der beiden Abstände zwischen der Krafteinleitungsstelle und der Kraftabstützstelle legt fest, wie sich die in die Krafteinleitungsstelle eingeleitete Anpresskraft auf die beiden Anpressringe aufteilt. Bei gleichem Abstand, also bei gleichlangen Hebelarmen, wird auf jeden der beispielsweise zwei Anpressringe genau die Hälfte der auf die Krafteinleitungsstelle ausgeübten Anpresskraft übertragen. Sind auch die Reibflächen mit denen die beiden Anpressringe auf die Kupplungsscheibe drücken gleich, sorgt dies für eine gleichmäßige Pressungsverteilung bzw. Flächenpressung. Indem man die Länge der Hebelarme und/oder die Größe der Reibflächen verändert, kann man die Flächenpressung unter den verschiedenen Anpressringen angleichen oder gezielt unterschiedlich gestalten.
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Ist eine der Abstützstellen weiter von der Krafteinleitungsstelle entfernt als die andere, wird auf den Anpressring, der mit der weiter entfernten Abstützstelle verbunden ist, weniger Kraft übertragen, als auf den anderen Ring. Je länger der eine Hebelarm relativ zum anderen ist, desto weniger Kraft überträgt er auf seinen Anpressring relativ zum anderen Hebelarm. An den Hebelelementen sind die Krafteinleitungsstellen und die Abstützstellen jeweils derart ausgestaltet, dass die Hebel auch während der Kraftübertragung kippen können. Diese Kippbewegung, die vorstehend auch als Verkippen bezeichnet worden ist, erfolgt um virtuelle Kippachsen, die senkrecht zu den Längsachsen der Hebel und senkrecht zur Anpresskraft ausgerichtet sind. Durch diese Kippbewegungen können die Hebelelemente den thermischen und/oder plastischen Verzug der Anpressringe ausgleichen und sorgen somit dafür, dass die Anpresskraft immer im durch die Hebelgeometrie formgebenden Verhältnis auf die Anpressringe verteilt wird.
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Die Hebelelemente werden daher nachfolgend Ausgleichshebel oder Ausgleichshebelabschnitte genannt. Sinnigerweise legt man die Hebelverhältnisse derart fest, dass die eingeleiteten Anpresskräfte dem Verhältnis der Belagfläche entsprechen, um einen gleichmäßigen Belagverschleiß zu erzeugen.
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Zusammenfassend kann also gesagt werden, dass die Erfindung auf eine Druckplatte für vorzugsweise trockenlaufende Kupplungen gerichtet ist. Das von der Erfindung gelöste Problem bezieht sich auf das Ausbalancieren/das Verteilen von Flächenkräften auf die Druckplatte. Hierbei ist die Druckplatte aus mehreren, vorzugsweise zwei, drei oder vier konzentrischen Ringelementen ausgestaltet, die zueinander in Axialrichtung in einer gewissen Spanne verschiebbar sind. Ein Blechring ist mit den konzentrischen Ringelementen vernietet. In Umfangsrichtung zwischen den Nieten sind mehrere Ausgleichshebelabschnitte angeordnet, wobei jeder Ausgleichshebelabschnitt einen ersten Nockenabschnitt zur Anlage eines Betätigungselements, beispielsweise einer Tellerfeder oder eines Drucktopfs, aufweist. Weiterhin umfasst jeder Hebelabschnitt zwei zweite Nockenabschnitte, die verkippbar an einer Rückseite der konzentrischen Ringe angeordnet sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend mittels Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch eine Doppelkupplung mit zwei erfindungsgemäßen Druckplatten;
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2 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäße Druckplatte;
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3 einen Teilquerschnitt durch die erfindungsgemäße Druckplatte, wobei eine Hebelfeder ansatzweise angedeutet ist;
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4 eine weitere Ansicht der Druckplatte mit Hebelfeder;
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5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Doppelkupplung;
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6 einen Längsschnitt durch noch eine weitere Ausführungsform einer Doppelkupplung;
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7 einen Teillängsschnitt durch eine Druckplatte mit einem Betätigungselement;
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8 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anpressplatte gemäß der Ausführungsform der 6 und 7 mit einem Betätigungselement,
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9 eine weitere Anbringart in einer perspektivischen Darstellung, und
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10 eine weitere Variante zur der Ausführungsform aus 9 in einer vergleichbaren Darstellungsart.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
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1 zeigt eine mehrteilige Druckplatte 1 in einem eingebauten Zustand. Diese weist ein erstes Ringelement 2 und ein zweites Ringelement 3 auf. Über einen Verbindungsring 4 sind das erste Ringelement 2 und das zweite Ringelement 3 miteinander verbunden. Es kann eine Vernietungsstelle 5 genutzt werden (siehe 2 bis 5).
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Der Verbindungsring 4 weist zueinander beabstandete Ausgleichshebel 6 auf, die in der vorliegenden Ausführungsform als miteinander verbundene Ausgleichshebelabschnitte ausgestaltet sind, welche der Einfachheit halber ebenfalls mit dem Bezugszeichen 6 versehen sind. Jeder Ausgleichshebel kann als ein diskretes Element ausgebildet sein oder mit einem anderen Element zusammenhängen, also abschnittsartig ausgebildet sein und dann als Ausgleichshebelabschnitt bezeichnet werden. Für beide Ausgestaltungen wird ergo dasselbe Bezugszeichen 6 genutzt.
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Diese Ausgleichshebelabschnitte/Ausgleichshebel weisen aber insbesondere eine solche Form auf, dass die Ausgleichshebelabschnitte/Ausgleichshebel 6 relativ zu wenigstens einem der Ringelemente 2, 3 verkippbar sind. Jeder Ausgleichshebelabschnitt 6 kontaktiert die Ringelemente 2, 3 in einem ersten Kontaktbereich 7 und einem zweiten Kontaktbereich 8. Ferner ist ein erster Zusatzverbindungsring 9, ein zweiter Zusatzverbindungsring 10, ein erstes Zusatzringelement 11 und ein zweites Zusatzringelement 12 einsetzbar, wie es später in Bezug auf 5 noch erläutert wird.
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Zurückkommend zu 1 sei erläutert, dass diese Figur letztlich eine Doppelkupplung 13 darstellt. Hierbei sorgen eine motorseitige Teilkupplung 14 und eine getriebeseitige Teilkupplung 15 für eine zugkraftunterbrechungsfreie Kraftübertragung zwischen einem Motor und einem Getriebe. Ein erstes Betätigungselement 16 ist derart betätigbar, dass ein Zuganker 17 eine axiale Bewegung durchführt. Über einen Krafteinleitungspunkt 18 wird diese axiale Bewegung auf den Ausgleichshebelabschnitt 6 übertragen. Dieser ist, je nach axialer Position der Ringelemente 2, 3 dazu in der Lage, über den ersten Kontaktbereich 7 oder den zweiten Kontaktbereich 8 oder über beide Kontaktbereiche 7, 8 Kraft auf die mehrteilige Druckplatte 1 zu übertragen. Die davon hervorgerufene Axialbewegung führt dazu, dass über eine an der Zentralplatte 20 angeordnete, getriebefeste Kupplungsscheibe 19 ein Drehmoment von der motorfesten Zentralplatte 20 übertragen wird.
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So gilt, für die Doppelkupplung 13 aus 1, dass die mehrteilige Anpressplatte 1 jeweils aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Ringelementen 2, 3 aufgebaut ist, die über die Ausgleichshebelabschnitte 6 kraftbeaufschlagt werden können.
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Bei der zweiten Teilkupplung 15 werden jedenfalls die auf dem Umfang verteilten Ausgleichshebelabschnitte 6 direkt von dem Verlagerungsorgan nach Art einer Hebelfeder 23 kraftbeaufschlagt, die die von einem Kupplungsbetätigungssystem bereitgestellte Betätigungskraft verstärkt. Bei der ersten Teilkupplung 14 erfolgt die Kraftübertragung von der Hebelfeder 23 auf die Ausgleichshebelabschnitte über einen Zuganker 17. Da die Ausgleichshebelabschnitte 6 durch ein Verkippen auf eine unterschiedliche axiale Verlagerung von Abstützstellen zwischen den Ausgleichshebelabschnitten 6 reagieren können, ist es hierbei möglich, dass der Abstützpunkt des Ausgleichshebelabschnitts 6 relativ zu einem Torsionsmittelpunkt der Ringelemente 2, 3 versetzt liegt. Der Torsionsmittelpunkt ist hierbei die Stelle, um die sich der Ringelementquerschnitt bei einem Topfen der Ringelemente dreht.
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In 2 ist eine perspektivische Ansicht der mehrteiligen Druckplatte 1 dargestellt. Hierbei ist eine Vernietungsstelle 5 derart ausgestaltet, dass sie das erste Ringelement 2, das auch als inneres Ringelement bezeichnet werden kann, und das zweite Ringelement 3, das auch als äußeres Ringelement bezeichnet werden kann, miteinander verbindet. Somit ist zwischen den beiden Ringelementen 2, 3 Drehmoment übertragbar. Dazu kann ein elastisches Bauteil zwischengeschaltet werden. Die Ausgleichshebelabschnitte 6, die sich in Umfangsrichtung in mehrfacher Anordnung befinden, sind weder mit dem ersten Ringelement 2, noch mit dem zweiten Ringelement 3 starr gekoppelt. Vielmehr sind sie auf diesen verkippbar angeordnet, so dass eine Verkippung des Ausgleichshebelabschnitts 6 dazu führt, dass der erste Kontaktbereich 7 und/oder der zweite Kontaktbereich 8 in axialer, wobei die Axialrichtung der Richtung der Kupplungsrotationsachse entspricht, und/oder radialer Richtung wandern. Der Verbindungsring 4, der die Ausgleichshebelabschnitte 6 miteinander verbindet, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einteilig ausgestaltet. Zwischen den einzelnen Ausgleichshebelabschnitten 6 sind Kraftränder 21 angeordnet. Der Kraftrand 21 stellt bei einer Verkippung die Schwenkachse dar. Wenn zwischen zwei Ausgleichshebelabschnitten 6 eine Verbindungsstelle 5 angeordnet ist, weist der Kraftrand 21 eine von den anderen Krafträndern 21 abweichende Form auf. Die Verbindungsstelle 5 ist vorzugsweise als eine Vernietung ausgeführt.
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Die Druckplatte 1 aus 2 realisiert demnach eine Ausgleichsfunktion. Der Verbindungsring 4 ist vorzugsweise aus Stahlblech hergestellt. Durch eine gezogene Form, bei der Krafteinleitungsstellen und Kraftabstützstellen sickenähnlich ausgeformt werden und/oder durch eine Wärmebehandlung wird die Belastbarkeit der Ausgleichshebelabschnitte 6 erhöht. Der Verbindungsring 4 verhält sich erfindungsgemäß wie eine Tellerfeder.
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3 zeigt die mehrteilige Druckplatte 1 aus 2 in einem Teilschnitt. Das erste Ringelement 2 und das zweite Ringelement 3 weisen hierbei eine identische Dicke 22 auf. Dem erfinderischen Gedanken folgend, können die verschiedenen Ringelemente 2, 3 unterschiedliche Dicke 22 aufweisen. Das erste Ringelement 2 und das zweite Ringelement 3 können auch eine identische Breite 30 aufweisen. 3 zeigt eine Anpressplatte bei der das erste Ringelement 2 und das zweite Ringelement 3 gleichgroße Reibflächen aufweisen. Aufgrund der Durchmesserunterschiede weist das erste Ringelement 2 daher eine etwas größere Breite 30 auf, als das zweite Ringelement 3. Ebenso ist es möglich, die Ringelemente 2, 3 aus den gleichen oder aus unterschiedlichen Werkstoffen zu fertigen. In einer Draufsicht weist der Ausgleichshebelabschnitt 6 eine Trapezform auf. Diese Trapezform weist in Axialrichtung Vertiefungen und Erhöhungen auf, die für die entsprechende Stabilität und/oder entsprechenden elastischen Eigenschaften sowie die Verkippgewährleistung des Ausgleichshebelabschnitts 6 verantwortlich sind. Eine Hebelfeder 23, die das erste Betätigungselement 16 ausbilden kann, ist in 3 andeutungsweise dargestellt.
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In 4 ist die mehrteilige Druckplatte 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Hebelfeder 23 ist hierbei wiederum abschnittweise angedeutet. Hierbei ist ersichtlich, dass die Hebelfeder 23 im Bereich der Verbindungsstelle 5 eine Aussparung aufweist, um in Axialrichtung möglichst wenig Bauraum in Anspruch zu nehmen. Die Hebelfeder 23 liegt an dem Ausgleichshebelabschnitt 6 nur an einer Stelle, nämlich dem Krafteinleitungspunkt 18 an. Die meisten Hebelfederzungen liegen auf zwei Ausgleichshebelabschnitten auf. Die Hebelfeder 23 liegt dazu an den Krafteinleitungspunkten 18 auf den Ausgleichshebelabschnitt auf. Alternativ kann auch eine Hebelfederzunge auf nur einem Ausgleichshebel 6 oder Ausgleichshebelabschnitt 6 aufliegen.
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In 5 ist eine Doppelkupplung 13 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die mehrteilige Anpressplatte 1 der ersten Teilkupplung 14 weist hierbei ein erstes Zusatzringelement 11 und ein zweites Zusatzringelement 12 auf. Insgesamt weist die mehrteilige Anpressplatte 1 der ersten Teilkupplung 14 demnach vier Ringelemente auf. Neben dem ersten Verbindungsring 4 zu dem der Ausgleichshebelabschnitt 6 gehört, der das erste Ringelement und das zweite Ringelement miteinander koppelt, ist ein erster Zusatzverbindungsring 9 angeordnet, der das erste Zusatzringelement 11 und das zweite Zusatzringelement 12 miteinander koppelt. Damit zwischen dem ersten Verbindungsring 4 zu dem der Ausgleichshebelabschnitt 6 gehört und dem ersten Zusatzringelement 9 eine Wirkverbindung vorhanden ist, ist weiterhin ein zweiter Zusatzverbindungsring 10 angeordnet. Dieser ist derart mit dem ersten Verbindungsring 4 und dem ersten Zusatzverbindungsring 9 gekoppelt, dass der ersten Verbindungsring 4 und der erste Zusatzverbindungsring 9 zueinander parallelgeschaltet sind, während sie zu dem zweiten Zusatzverbindungsring 10 in Reihe geschaltet sind. Der zweite Zusatzverbindungsring 10 ist mittels des Zugankers 17 betätigbar. Die Kupplungsscheibe 19 der ersten Teilkupplung 14 ist in radialer Richtung derart ausgestaltet, dass sich sämtliche vier Ringelemente an ihr in Anlage befinden.
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Wenn die mehrteilige Anpressplatte 1 der ersten Teilkupplung 14 vier Ringelemente aufweisen, ist auch folgende alternative Ausgestaltung möglich. Neben dem ersten Ausgleichshebel 6 gehört, der das erste Ringelement und das zweite Ringelement miteinander koppelt, ist ein erster Zusatzausgleichshebel 9 angeordnet, der das erste Zusatzringelement 11 und das zweite Zusatzringelement 12 miteinander koppelt. Damit zwischen dem ersten Ausgleichshebelabschnitt 6 und dem ersten Zusatzausgleichshebel 9 eine Wirkverbindung vorhanden ist, ist weiterhin ein zweiter Zusatzausgleichshebel 10 angeordnet. Dieser ist derart mit dem ersten Ausgleichshebel 6 und dem ersten Zusatzausgleichshebel 9 gekoppelt, dass der ersten Ausgleichshebel 6 und der erste Zusatzausgleichshebel 9 zueinander parallelgeschaltet sind, während sie zu dem zweiten Zusatzausgleichshebel 10 in Reihe geschaltet sind. Der zweite Zusatzausgleichshebel 10 ist mittels des Zugankers 17 betätigbar. Alle hier beschriebenen Ausgleichshebel 6 oder Zusatzausgleichshebel sind mindestens einmal auf dem Umfang angeordnet.
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Die zweite Teilkupplung 15 der Doppelkupplung 13 weist neben dem ersten Ringelement 2 und dem zweiten Ringelement 3 ein erstes Zusatzringelement 11 auf. Dieses ist über einen ersten Zusatzverbindungsring 9 mit dem ersten Verbindungsring 4 zu dem der Ausgleichshebelabschnitt 6 gehört in Reihe geschaltet. Der erste Zusatzverbindungsring 9 der zweiten Teilkupplung 15 kontaktiert den ersten Verbindungsring 4 vorzugsweise in einem Linienkontakt. Ebenso kontaktiert der zweite Zusatzverbindungsring 10 den ersten Zusatzverbindungsring 9 und den ersten Verbindungsring 4 der ersten Teilkupplung 14 jeweils in einem Linienkontakt. Die zweite Teilkupplung 15 weist demnach eine mehrteilige Druckplatte 1 auf, die aus drei Ringelementen 2, 3, 11 besteht. Das erste Betätigungselement 16 entspricht vorzugsweise dem aus den anderen Ausführungsformen.
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Wenn die mehrteilige Anpressplatte 1 der ersten Teilkupplung 15 drei Ringelemente aufweisen, ist auch folgende alternative Ausgestaltung möglich. Das erste Zusatzringelement 11 ist über den ersten Zusatzausgleichshebel 9 mit dem ersten Ausgleichshebel 6 in Reihe geschaltet. Auf dem Umfang sind mindestens der eine Ausgleichshebel 6 und mindestens der eine Zusatzausgleichshebel 9 angeordnet.
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6 stellt eine direkt betätigte Doppelkupplung 13 dar. Sowohl die erste Teilkupplung 14, als auch die zweite Teilkupplung 15 sind hierbei über einen Drucktopf 24 betätigbar. Die Ausgestaltung des Ausgleichshebels 6 entspricht in seinem Funktionsprinzip dem aus den vorherigen Beispielen, jedoch bei der ersten Teilkupplung 14 mit der Modifikation, dass die Ausgleichshebel 6 nun an axial feststehenden Teilen angebracht ist. Die Ausgleichshebel und Ringelemente dienen bei der ersten Teilkupplung 14 als Gegenplatte gegen die eine Kupplungsscheibe durch eine einteilige Anpressplatte verpresst werden kann. Die 7 und 8 zeigen, dass bei der zweiten Teilkupplung 15 der mindestens eine Ausgleichshebel 6 zum nächsten diskret/separat/getrennt ausgebildet ist. Während der Ausgleichshebel 6 der zweiten Teilkupplung 15 mit dem Drucktopf 24 verbunden ist, ist der Ausgleichshebel 6 der ersten Teilkupplung 14 an einem relativ zur Kupplung axial festen Bauteil angebracht. In der zweiten Teilkupplung 15 ist der Ausgleichshebelabschnitt 6 zusätzlich mit einem Hakenabschnitt 25 versehen, der den Ausgleichshebelabschnitt 6 radial zentriert. Sowohl die mehrteilige Druckplatte 1 der ersten Teilkupplung 14, als auch die mehrteilige Druckplatte 1 der zweiten Teilkuppung 15 ist mittels zwei Ringelementen 2, 3 ausgestaltet.
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In 7 ist die zuvor dargestellte Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, dass die Ausgleichshebel 6 neben dem Haken 25 Fortsätze 26 aufweisen. Die Fortsätze 26 werden von entsprechenden Umgreifungen 27 des Drucktopfes 24 derart fixiert, dass die Ausgleichshebel 6 nicht integral miteinander verbunden sind. Demnach ist in dieser Ausführungsform kein Verbindungsring 4 vorhanden. Ein Stufenbolzen koppelt den Drucktopf 24 weiter mit der Anpressplatte 1.
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8 zeigt eine Draufsicht auf die Ansicht aus 7. Die Fortsätze 26 erstrecken sich hierbei orthogonal zur Radialrichtung des Ausgleichshebelabschnitts 6. Die Umgreifungen 27 sind in Kontakt mit den Fortsätzen 26. Hakenabschnitte 25 fixieren die Ausgleichshebe 6 in die eine Radialrichtung oder begrenzen eine radiale Verlagerung der Ausgleichshebel 6. Die Umgreifungen fixieren die Ausgleichshebe 6 in die andere Radialrichtung. Um eine Wirkverbindung zwischen dem inneren Ringelement 2 und dem äußeren Ringelement 3 herzustellen ist weiterhin eine Verbindungsblattfeder 29 angeordnet, die ermöglicht, dass zwischen dem ersten Ringelement 2 und dem zweiten Ringelement 3 ein Drehmoment übertragbar ist. Separat zur Verbindungsblattfeder 29 sind weiterhin Blattfedern 28 angeordnet, die für eine Verbindung zwischen der mehrteiligen Druckplatte 1 und einem Deckel sorgen, die ein Lüften der Anpressplatte 1 in einem unbetätigten Zustand der Doppelkupplung 13 gemäß der Erfindung ermöglichen.
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Somit gilt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu in der Lage ist, zum einen eine Ausgleichsfunktion zu erfüllen, zum anderen eine Zentrierung und/oder eine Positionierung der mehrteiligen Druckplatte 1 durch ein Annieten des Verbindungsrings 4 an die Ringelement 2, 3 zu ermöglichen. Weiterhin ist beispielsweise das zweite Ringelement 3 mit einer vorgespannten Blattfeder an einem Deckel angebunden, sodass für ein Abheben und ein darauf folgendes Lüften des zweiten Ringelements 3 gesorgt ist. Das erste Ringelement 2 wird durch Verbindungsstellen 5 entsprechend wirkgekoppelt.
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In den 9 und 10 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, wobei dort die Anbringung des ersten Ringelementes 2 mit dem zweiten Ringelement 3 über drei einzelne Ausgleichshebel oder einen einzigen Ausgleichshebel 6 erreicht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mehrteilige Druckplatte
- 2
- Erstes Ringelement
- 3
- Zweites Ringelement
- 4
- Verbindungsring
- 5
- Verbindungsstelle
- 6
- Ausgleichshebel/Ausgleichshebelabschnitt
- 7
- Erster Kontaktbereich
- 8
- Zweiter Kontaktbereich
- 9
- Erster Zusatzverbindungsring/erster Zusatzausgleichshebel
- 10
- Zweiter Zusatzverbindungsring/zweiter Zusatzausgleichshebel
- 11
- Erstes Zusatzringelement
- 12
- Zweites Zusatzringelement
- 13
- Doppelkupplung
- 14
- Erste Teilkupplung
- 15
- Zweite Teilkupplung
- 16
- Erstes Betätigungselement
- 17
- Zuganker
- 18
- Krafteinleitungspunkt
- 19
- Kupplungsscheibe
- 20
- Zentralplatte
- 21
- Kraftrand
- 22
- Dicke
- 23
- Hebelfeder
- 24
- Drucktopf
- 25
- Hakenabschnitt
- 26
- Fortsatz
- 27
- Umgreifung
- 28
- Blattfeder
- 29
- Elastisches Bauteil/Verbindungsblattfeder
- 30
- Breite
