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Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, mit einem Deckel und einer Anpressplatte, wobei die Anpressplatte mittels zumindest einer Blattfeder in Bezug auf eine Drehachse drehfest sowie in einer axialen Richtung begrenzt relativverschieblich mit dem Deckel gekoppelt ist, mit einer schwenkbar an dem Deckel aufgenommenen, verschiebend auf die Anpressplatte einwirkenden Hebelfeder sowie einer mit einer Reibfläche der Anpressplatte in Reibeingriff bringbaren Kupplungsscheibe, wobei sich eine anpressplattenseitige Befestigungsstelle der zumindest einen Blattfeder in einer radialen Richtung auf Höhe der / derselben Höhe wie die Reibfläche befindet.
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Reibungskupplungen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 10 2017 100 036 A1 eine Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Eine Tellerfeder der Reibungskupplung weist einen Kraftrand auf, der in einer radialen Richtung über eine außerhalb einer Tellerfederzentriereinrichtung angeordnete Schwenklagerung verkippbar an einem Kupplungsdeckel abgestützt ist und in der radialen Richtung außerhalb der Schwenklagerung auf eine Anpressplatte einwirkt.
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Weiterer Stand der Technik ist aus der
DE 10 2016 218 354 A1 , der
DE 10 2014 216 355 A1 , der
DE 43 45 641 B4 sowie der
DE 43 11 908 A1 bekannt. Als Nachteil hat es sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsausführungen jedoch herausgestellt, dass diese häufig einen relativ großen Bauraum einnehmen bzw. bei kleinerer Dimensionierung nicht zur Übertragung hoher Drehmomente geeignet sind.
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Ferner ist in der
DE 102 39 400 A1 eine Reibungskupplung offenbart, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibungskupplung zur Verfügung zu stellen, die möglichst kompakt ausgebildet ist sowie ein Übertragen eines möglichst hohen Drehmomentes ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Reibungskupplung gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei die Hebelfeder derart eingesetzt ist, dass sich die Reibungskupplung in einem unbetätigten Zustand der Hebelfeder in ihrer ausgerückten Stellung befindet und in einer eingerückten Stellung die Hebelfeder durch eine Druckkraft die Anpressplatte in Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe drängt.
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Dadurch wird eine besonders kompakte sowie leistungsfähige Reibungskupplung umgesetzt.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Ein mit der Hebelfeder unmittelbar in Kontakt befindlicher, in einer Umfangsrichtung umlaufender Abstützbereich der Anpressplatte ist in der radialen Richtung (der Drehachse) innerhalb der anpressplattenseitigen Befestigungsstelle angeordnet. Dadurch ist die Blattfeder möglichst weit nach außen verlagert, um im Betrieb ein hohes Drehmoment übertragen zu können.
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Ist die Hebelfeder zu ihrer radialen Außenseite hin deckelseitig schwenkbar gelagert, ist die Hebelfeder platzsparend aufgenommen.
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In diesem Zusammenhang ist es auch zweckdienlich, wenn eine die Hebelfeder aufnehmende / lagernde Schwenklagerung radial außerhalb des Abstützbereiches (der Anpressplatte) angeordnet ist.
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Vorteilhaft ist es zudem, wenn eine deckelseitige Befestigungsstelle der zumindest einen Blattfeder an einem an dem Deckel befestigten Bolzen umgesetzt ist, wobei die zumindest eine Blattfeder mittels einer auf dem Bolzen angeordneten Hülse in der axialen Richtung beabstandet zu dem Deckel abgestützt ist. Dadurch lässt sich der Bolzen geschickt relativ zu der Hebelfeder anordnen. Besonders nützlich ist es, wenn der Bolzen in der axialen Richtung eine Ausnehmung / Öffnung der Hebelfeder durchdringt.
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Befindet sich die deckelseitige Befestigungsstelle der zumindest einen Blattfeder in einer radialen Richtung (der Drehachse) auf Höhe der / auf derselben Höhe wie die Reibfläche, ist die Reibungskupplung in radialer Richtung noch kompakter.
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In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls zweckmäßig, wenn ein Schwenkpunkt, um den die Hebelfeder an dem Deckel schwenkbar aufgenommen / gelagert ist, in radialer Richtung auf Höhe der deckelseitigen Befestigungsstelle der zumindest einen Blattfeder angeordnet ist. Dadurch ist die gesamte Reibungskupplung noch kompakter ausgeführt.
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Der Deckel ist mit einem Schwungrad fest verbunden, wobei ein Hülsenbereich des Deckels in radialer Richtung von außen auf einem Hülsenbereich des Schwungrades aufliegt. Dadurch wird eine raumsparende Befestigung des Schwungrades mit dem Deckel realisiert.
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In diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn das Schwungrad kraftschlüssig, vorzugsweise über eine Verschraubung oder eine Vernietung, mit dem Deckel verbunden ist.
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Bei Umsetzen der Verschraubung hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn eine die beiden Hülsenbereiche verbindende Schraube mit ihrem Schraubenkopf in radialer Richtung nach innen von dem Hülsenbereich des Schwungrades aus absteht. Dadurch wird eine kompakte radiale Bauweise erzeugt. In einer weiteren Ausführung ist es auch vorteilhaft, wenn die ineinandergreifenden / miteinander verschraubten Gewinde der Verschraubung unmittelbar an den Hülsenbereichen des Schwungrades und des Deckels ausgebildet sind.
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Alternativ oder weiter bevorzugt zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Schwungrad und dem Deckel ist es vorteilhaft, wenn das Schwungrad formschlüssig sowie kraftschlüssig, etwa über eine Bajonettverbindung (vorzugsweise mit Sicherung durch z.B. Stifte) und/oder über Sicherungsstifte, und/oder stoffschlüssig, etwa über eine Verschweißung, mit dem Deckel verbunden ist. Auch dadurch lassen sich kompakte Verbindungen realisieren.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine neue kleine Kupplung (NKK) als normal ausgerückte, zugedrückte / gedrückt geschlossene Kupplung umgesetzt. Es ist prinzipiell bekannt, eine solche Kupplung mit innen liegenden Blattfedern zu versehen, über die die Anpressplatte drehfest und in axialer Richtung begrenzt verlagerbar am Kupplungsdeckel (Deckel) angebunden ist. Die Blattfedern sind mittels verschiedener Bolzen am Kupplungsdeckel befestigt. Erfindungsgemäß ist die Kupplung als normal ausgerückte, zugedrückte Kupplung ausgebildet.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert.
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Es zeigt die einzige 1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, in der der innere Aufbau der Reibungskupplung besonders gut zu erkennen ist.
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Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Mit 1 ist eine erfindungsgemäße Reibungskupplung 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Reibungskupplung 1 weist auf typische Weise einen Deckel 2 auf, der im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist. Der Deckel 2 ist drehfest mit einem Schwungrad 15 verbunden. In dieser Ausführung sind mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Schrauben 18 vorgesehen, die die beiden Hülsenbereiche 16, 17 des Schwungrades 15 und des Deckels 2 miteinander verbinden. Die Schrauben 18 bilden eine Verschraubung, über die der Deckel 2 mit dem Schwungrad 15 verbunden ist.
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Deckel 2 und Schwungrad 15 sind gemeinsam um eine zentrale Drehachse 5 drehbar angeordnet. Das Schwungrad 15 weist einen sich in radialer Richtung in Bezug auf diese Drehachse 5 erstreckenden Plattenabschnitt 19 auf. An einer radialen Außenseite des Plattenabschnittes 19 schließt ein (zweiter) Hülsenbereich 17 des Schwungrades 15 an und erstreckt sich in axialer Richtung. Demnach ist auch das Schwungrad 15 im Wesentlichen topfförmig realisiert. Der Deckel 2 weist einen scheibenförmigen, sich in radialer Richtung erstreckenden Scheibenabschnitt 20 sowie einen (ersten) Hülsenbereich 16 auf. Der erste Hülsenbereich 16 ist radial außerhalb des zweiten Hülsenbereiches 17 angeordnet und in axialer Richtung auf diesen aufgeschoben. Der erste Hülsenbereich 16 ist in axialer Richtung länger ausgebildet als der zweite Hülsenbereich 17, sodass zwischen dem Plattenabschnitt 19 und dem Scheibenabschnitt 20 ein entsprechender Aufnahmeraum 21 der Reibungskupplung 1 entsteht. Der Innendurchmesser des ersten Hülsenbereiches 16 liegt auf dem Außendurchmesser des zweiten Hülsenbereiches 17 auf.
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Wie bereits erwähnt, dient die Verschraubung mittels der Schrauben 18 zur Verbindung der beiden sich überlappenden Hülsenbereiche 16, 17. Ein Schraubenkopf 22 der jeweiligen Schraube 18 liegt zu einer radialen Innenseite des zweiten Hülsenbereiches 17 an diesem an. Jede Schraube 18 verläuft in radialer Richtung.
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Es sei prinzipiell darauf hingewiesen, dass auch andere Verbindungen als die gezeigte Verschraubung möglich sind. In einer weiteren Ausführung ist die Verschraubung durch unmittelbar an den Hülsenbereichen 16, 17 ausgeformten, miteinander verschraubten Gewinden realisiert. Auch ist in weiteren Ausführungen statt der Verschraubung eine Vernietung umgesetzt. Ebenfalls sind in weiteren Ausführungen andere Verbindungen als die kraftschlüssige Verbindung, vorzugsweise kraft- und formschlüssige Verbindungen, wie eine Bajonettverbindung, und/oder eine stoffschlüssige Verbindung, wie eine Schweißverbindung, der beiden Hülsenbereiche 16, 17 umgesetzt.
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Radial innerhalb des ersten Hülsenbereiches 16 ist eine Anpressplatte 3 der Reibungskupplung 1 angeordnet, welche Anpressplatte 3 relativ zu dem Schwungrad 15 / dem Plattenabschnitt 19 beabstandet und relativ zu diesem verschiebbar aufgenommen ist. Hierzu ist die Anpressplatte 3 über mehrere in Umfangsrichtung (um eine zentrale Drehachse 5 herum) verteilt angeordnete Blattfedern 4 sowohl drehfest mit dem Deckel 2 verbunden, als auch relativ zu dem Deckel in axialer Richtung vorgespannt verschiebbar.
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In einer axialen Richtung (der Drehachse 5) zwischen dem Schwungrad 15 und der Anpressplatte 3 ist eine Kupplungsscheibe 8 vorhanden, die mit den jeweiligen Reibflächen 7 der Anpressplatte 3 sowie des Schwungrades 15 in Abhängigkeit der Stellung der Reibungskupplung 1 zusammenwirkt. In einer eingerückten Stellung der Reibungskupplung 1 drückt die Anpressplatte 3 auf typische Weise die Kupplungsscheibe 8 in axialer Richtung gegen das Schwungrad 15 und somit in Reibkraftschluss mit diesem Schwungrad 15. In einer ausgerückten Stellung der Reibungskupplung 1 ist die Anpressplatte 3 hingegen im Wesentlichen kraftlos sowie beabstandet zu der Kupplungsscheibe 8 angeordnet, sodass sich die Kupplungsscheibe 8 außer Reibkraftschluss mit dem Schwungrad 15 befindet.
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Zur Umschaltung zwischen den Stellungen der Reibungskupplung 1 dient eine Hebelfeder 6 (Tellerfeder), die schwenkbar an dem Deckel 2 aufgenommen ist. In dieser Ausführung ist die Hebelfeder 6 zu ihrer radialen Außenseite 11 hin über eine der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Schwenklagerung an dem Deckel 2 schwenkbar gelagert. Üblicherweise sind mehrere Bolzen 13 vorgesehen, an denen die Hebelfeder 6 schwenkbar aufgenommen ist. Radial innerhalb eines Schwenkpunktes, um den die Hebelfeder 6 am Deckel 2 schwenkbar ist, liegt die Hebelfeder 6 mit ihrer dem Schwungrad 15 axial zugewandten Seite an einem Abstützbereich 10 der Anpressplatte 3 direkt an. Der Abstützbereich 10 ist im Wesentlichen nockenartig umgesetzt und in dieser Ausführung als ringförmig umlaufende Erhebung realisiert. Radial innerhalb des Abstützbereiches 10 sind mehrere Zungen 23 der Hebelfeder 6 angeordnet; die Zungen werden im Betrieb über eine hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Betätigungseinrichtung verschoben.
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Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Reibungskupplung 1 um eine normal ausgerückte, zugedrückte Reibungskupplung 1. Die Hebelfeder 6 ist folglich derart eingesetzt / aufgenommen, dass sich die Reibungskupplung 1 in einem unbetätigten (ungedrückter / entlasteter) Zustand der Hebelfeder 6 in der ausgerückten Stellung befindet.
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Zudem ist die Hebelfeder 6 derart eingesetzt / aufgenommen, dass sie die Anpressplatte 3 in einer eingerückten Stellung durch eine Druckkraft in Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe 8 drängt.
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Wie des Weiteren zu erkennen, ist eine anpressplattenseitige Befestigungsstelle 9 der jeweiligen Blattfeder 4, an der die Blattfeder 4 an der Anpressplatte 3 befestigt ist, bspw. über eine Nietverbindung, in radialer Richtung / radial (in Bezug auf die Drehachse 5) außerhalb des Abstützbereiches 10 angeordnet. Auch eine deckelseitige Befestigungsstelle 12 der jeweiligen Blattfeder 4, an der die Blattfeder 4 an dem Deckel 2 befestigt ist, ist radial außerhalb des Abstützbereiches 10 angeordnet. Die deckelseitige Befestigungsstelle 12 ist mit einem Bolzen 13, der an dem Deckel 2 befestigt ist, verbunden. Eine Hülse 14 umgibt einen Mittenbereich des Bolzens 13 und ist zu einer, dem Scheibenabschnitt 20 zugewandten, axialen Seite der Blattfeder 4 angeordnet / an dieser in Anlage. Der Bolzen 13 durchdringt die Hebelfeder 6 (durch eine Öffnung 24) in axialer Richtung. Die Hülse 14 ist hinsichtlich ihrer Länge derart gewählt, dass die Blattfeder 4 in axialer Richtung beabstandet zu dem Deckel 2 sowie zu der Hebelfeder 6 gehalten ist.
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Die anpressplattenseitige Befestigungsstelle 9 ist zudem auf gleicher radialer Höhe wie die Reibfläche 7 angeordnet. Auch die deckelseitige Befestigungsstelle 12 ist auf gleicher radialer Höhe wie die Reibfläche 7, jedoch etwas radial außerhalb der anpressplattenseitigen Befestigungsstelle 9, angeordnet.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist sowohl für die Blattfederanbindung als auch für die Schwungradverschraubung erfindungsgemäß eine neue Lösung umgesetzt, die einen geforderten Bauraum frei werden lässt. Die Anbindung der Blattfedern 4 wird radial nach innen gelegt und direkt im Bereich der Reibfläche 7 an die Anpressplatte 3 angebunden. Zusätzlich werden nun die Federn 4 nicht radial innerhalb des Anpressplattennockens (Abstützbereich 10), sondern radial außerhalb davon, angebunden. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Kupplung 1 des Typ „normally open - zugedrückt“. Hierbei liegt der Kipppunkt der Tellerfeder, oder hier Hebelfeder 6, an deren Außendurchmesser. Das hat zur Folge, dass der axiale Weg der Feder 6 am außen liegenden Kipppunkt nahe Null ist. Je weiter man radial nach innen geht, desto höher der axiale Weg. Um die Blattfedern 4 am Deckel 2 anbinden zu können und dies innerhalb der Reibfläche 7 machen zu können, ist ein Durchgriff (Öffnung) durch die Hebelfeder realisiert. Dies geschieht mittels Hülsen 14 zur Beabstandung der Blattfedern 4 vom Deckel 2. Damit diese Hülsen 14 möglichst kurz ausfallen, was neben den Kosten vorrangig der Festigkeit dient (kürzerer Hebelarm unter Belastung), werden diese Hülsen 14 so nahe wie möglich auf den gleichen Durchmesser gelegt wie der der Kipppunkt (Schwenkpunkt) der Hebelfeder 6. Dies wird weiter optimiert, indem der Auflagebereich der Hebelfeder 6 am Deckel im Kipppunkt nur auf wenige über den Umfang verteilte Bereiche reduziert wird. Somit können die Anbindungspunkte der Blattfeder 4 / Hülsen 14 zwischen genau diesen Bereichen liegen, was eine radial optimale Schachtelung erlaubt.
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Um den Deckel 2 und das Schwungrad 15 verbinden zu können, werden beide im Au-ßenbereich als zylindrischen Topf (Hülsenbereiche 16, 17) ausgeführt. Der Außendurchmesser des Schwungrads 15 entspricht dabei dem Innendurchmesser des Deckels 2. Beide Bauteile können somit axial übereinander geschoben werden, was die radiale Position bestimmt. Zusätzlich hat die Verbindung axiale Kräfte und Drehmoment zu übertragen. Hierzu sind verschiedene Fixierungsoptionen denkbar. Besonders bevorzugt ist eine Verschraubung vorgesehen. Um durch den Schraubenkopf 22 keinen weiteren radialen Bauraum zu verbrauchen, wird die Schraube 18 von innen nach außen angebracht. Der Kopf 22 liegt damit im Inneren des Schwungrades 15. Die Montage dieser Fügestelle ist somit lösbar. Alternativ kann die Verbindung auch durch andere Fügemethoden hergestellt werden, z.B. durch Vernieten, mit Sicherungsstiften oder geschweißt. Ergänzend kann die Verbindung auch als Bajonettverschluss mit optionaler Sicherung durch z.B. Stifte ausgeführt werden. Entsprechend sind Deckel 2 und Schwungrad 15 zu gestalten und bei der Montage verdrehsicher zu fügen. Ebenfalls ist es denkbar, den Außendurchmesser des Schwungrades 15 und den Innendurchmesser des Deckels 2 mit einem Gewinde zu versehen und beides zu verschrauben, ebenfalls mit anschließender optionaler Sicherung gegen Lösen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Deckel
- 3
- Anpressplatte
- 4
- Blattfeder
- 5
- Drehachse
- 6
- Hebelfeder
- 7
- Reibfläche
- 8
- Kupplungsscheibe
- 9
- anpressplattenseitige Befestigungsstelle
- 10
- Abstützbereich
- 11
- Außenseite
- 12
- deckelseitige Befestigungsstelle
- 13
- Bolzen
- 14
- Hülse
- 15
- Schwungrad
- 16
- erster Hülsenbereich
- 17
- zweiter Hülsenbereich
- 18
- Schraube
- 19
- Plattenabschnitt
- 20
- Scheibenabschnitt
- 21
- Aufnahmeraum
- 22
- Schraubenkopf
- 23
- Zunge
- 24
- Öffnung
