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Title:
SHEET METAL PRESSURE PLATE AND PRESSURE POT AS JOINT COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/144107
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clutch (1) for a motor vehicle, having a pressure plate (2) which is set up to clamp a torque transmission member (3), such as a disc or friction disc (13), together with a counterpressure plate (4), wherein a force transmission path is provided between an actuating unit (9) via a pressure transmission member (7), wherein the pressure transmission member (7) is configured as an integral part of the pressure plate (2). The invention also relates to a method for producing a pressure plate (2) for a clutch (1), wherein the pressure plate (2) is formed with integrated pressure transmission member (7) from a sheet metal plate via a chipless forming process.

Inventors:
BAUMANN MICHAEL (DE)
KELLER AURELIE (FR)
THOMAS HURLE THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2014/200373
Publication Date:
October 01, 2015
Filing Date:
August 01, 2014
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D13/70
Domestic Patent References:
WO2011040869A12011-04-07
Foreign References:
DE10018677A12001-10-18
US6006883A1999-12-28
US20100279810A12010-11-04
EP1524446B12009-03-25
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Claims:
Patentansprüche

1 . Kupplung (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Anpressplatte (2), die zum Einklemmen eines Drehmomentweitergabeorgans (3), wie einer Lamelle oder einer Reibscheibe (13), zusammen mit einer Gegendruckplatte (4) vorbereitet ist, wobei über ein Druckweitergabeorgan (7) ein Kraftübertragungsweg zwischen einer Betätigungseinheit (9) vorgehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckweitergabeorgan (7) als ein integraler Bestandteil der Anpressplatte (2) ausgebildet ist.

2. Kupplung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (2) mit einem das Druckweitergabeorgan (7) stellenden Abschnitt als Blechplatte ausgebildet ist.

3. Kupplung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechplatte spanlos in ihre Endform gebracht ist.

4. Kupplung (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

Blechplatte eine gleichbleibende Dicke aufweist oder zum Kontaktbereich (8) des Druckweitergabeorgans (7) mit der Betätigungseinheit (9) hin eine abnehmende Dicke aufweist.

5. Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechplatte einen federelastischen Abschnitt aufweist und/oder das Druckweitergabeorgan (7) zungenartig ausgebildet ist.

6. Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (2) eine zum Zusammenwirken mit dem Drehmomentweitergabeorgan (3) vorbereitete Reibfläche aufweist und/oder eine Betätigungsgruppe.

7. Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckweitergabeorgan (7) durch Aussparungen perforiert ist, um einen Kühlfluidzugang in Richtung des Drehmomentweitergabeorgans (3) zu ermöglichen.

8. Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (16) an der Anpressplatte (2) hauptsächlich in Axialrichtung wirkend angreift.

9. Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbauteile so aufeinander abgestimmt und angeordnet sind, dass in einer Schlupfphase Energie aufgenommen wird.

10. Verfahren zum Herstellen einer Anpressplatte (2) für eine Kupplung (1 ), wobei über ein spanloses Formgebungsverfahren aus einer Blechplatte die Anpressplatte (2) mit daran integriertem Druckweitergabeorgan (7) ausgeformt wird.

Description:
Blechanpressplatte und Drucktopf als gemeinsames Bauteil

Die Erfindung betrifft eine Kupplung, wie eine trockene oder nasse Einfach- oder Mehrscheibenkupplung, insbesondere Doppelkupplung, für ein Kraftfahrzeug, mit ei- ner Anpressplatte, die zum Einklemmen eines Drehmomentweitergabeorgans, wie einer Lamelle oder einer Reibscheibe, zusammen mit einer Gegendruckplatte vorbereitet ist, wobei über ein Druckweitergabeorgan ein Kraftübertragungsweg zwischen einer Betätigungseinheit, wie einem Aktor nach Art eines etwa hydraulisch, mechanisch oder elektrisch ausfahrbaren Kolbens oder eines konzentrischen Nehmerzylinders (CSC) vorgehalten ist.

Solche Kupplungen, also Einfachkupplungen, Mehrscheibenkupplungen, insbesondere Doppelkupplungen, sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 1 524 446 B1 ein Kupplungsaggregat mit mindestens zwei Reibungskupplungen, die jeweils mindestens eine Kupplungsscheibe aufweisen, wobei die beiden Kupplungsscheiben mit einer eigenen anzutreibenden Welle verbindbar sind und die beiden Kupplungen unabhängig voneinander über jeweils einen Betätigungsmechanismus ein- und ausrückbar sind, wobei die Schließkraft der Kupp- lungen unmittelbar von den Betätigungsmechanismen aufgebracht wird. Als besonders ist in dieser besagten Patentschrift herausgestellt, dass die Kombination bestimmter Merkmale vorliegt, nämlich dass beide Kupplungen jeweils von einer ringförmig ausgebildeten Kolben-Zylindereinheit der Betätigungsmechanismen betätigbar sind, dass die Kolben-Zylindereinheiten koaxial und zumindest teilweise axial ineinan- der geschachtelt sind, und dass zur Übertragung der Anpresskraft zwischen der jeweiligen Anpressplatte und einer Kupplung und dem zugeordneten Betätigungsmechanismus ein topf- oder tellerförmiges, praktisch starres Zwischenelement vorgesehen ist. Bei direkt betätigten Kupplungen wird die Kraft zur Übertragung eines Drehmoments vom Einrücksystem über einen Drucktopf üblicherweise als Betätigungselement auf eine Anpressplatte / Lamelle und dann weiter an die Reibscheiben / Reiblamellen übertragen. Leider wird bei der momentanen in der Technik anstehenden Optimierung von Kupplungen der Bauraum in Axialrichtung immer kleiner. Dies wirkt sich für herkömmliche Anpressplatten und Drucktopfausgestaltungen, bspw. Drucktopfpakete immer negativer aus. Ferner ist bspw. bei Lamellenkupplungen zu beklagen, dass die Anpressplatte bzw. die Lamelle beim Öffnen der Kupplung nicht aktiv belüftet wird.

Zwar ist es bisher möglich, den Drucktopf über eine Blattfederbeaufschlagung oder eine Tellerfederbeaufschlagung abzuheben, nicht aber die Anpressplatte oder eine anpressplattenähnliche Lamelle. Auch tritt starker Verschleiß zwischen den üblichen Drucktopfauflagen und der Anpressplatte / Lamelle auf. Dies verlängert den Einrück- weg der Kupplung erheblich. Somit ist ein Mehr an Betätigungsenergie zur Übertragung des Drehmoments erforderlich. Auch ist der Montageaufwand derzeit noch zu hoch, da mindestens zweiteilige Lösungen, ggf. unter Einsatz zusätzlicher Verbindungselemente zwischen dem Drucktopf und der Anpressplatte, eingesetzt werden. Die Herstell kosten sind ebenfalls zu hoch, da ein großer Materialeinsatz vonnöten ist, um die bisherigen Lösungen zu realisieren. Der Drucktopf muss auch separat zentriert und ausgerichtet werden, was aufwändig und kostenintensiv ist. Wird dies nicht durchgeführt, ist die Effizienz der Kupplung unangemessen niedrig. Selbst bei dem Transport zum Montageplatz ist ein Nachteil zu erkennen, so wird bisher eine separate Transportsicherung nötig und/oder eine separate Verliersicherung.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und eine vereinfachte Kupplung zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Kupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Druckweitergabeorgan als ein integraler Bestandteil der Anpressplatte vorzugsweise zum direkten Kontaktiert werden von der Betätigungseinheit ausgebildet / ausgelegt ist.

Auf diese Weise wird eine Reduzierung von Bauteilen bzw. die Integration von Bauteilfunktionen in vorhandene Bauteile erreicht. Auch wird der axiale Bauraum besser ausgenutzt. Die Integration von Bauteilfunktionen in andere Bauteile reduziert die Kosten. Man könnte auch sagen, dass die erfinderische Lösung der Aufgabe darin besteht, den Drucktopf und die Anpressplatte zu einem Bauteil zu vereinen, um damit den oben genannten Nachteilen entgegen zu wirken. Desweiteren hat man eine bessere Materialausnutzung sowie eine Reduzierung des Gewichtes und damit auch der Mas- sentragheit. Eine separate Verliersicherung ist nicht mehr nötig. Anzumerken ist, dass unter einem integralen Bestandteil eine einteilige möglichst einmaterialige Ausgestaltung umfasst ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und wer- den nachfolgend näher erläutert.

So ist es von Vorteil, wenn die Anpressplatte mit einem das Druckweitergabeorgan stellendem Abschnitt / Fortsatz als Blechplatte ausgebildet ist. Ein einfaches, aber hoch funktionables Bauteil kann dann mit einfachen Mitteln hergestellt werden.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die Blechplatte spanlos, etwa durch einen oder mehrere Umformvorgänge, bspw. Kaltumformvorgänge, wie Tiefziehvorgänge oder Stanzvorgänge, in die Endform gebracht ist. Aufwändige spanende Bearbeitungsschritte können dann vermieden werden. Der Durchsatz in der Produktion wird erhöht und die Kosten dadurch reduziert.

Es ist auch zweckmäßig, wenn die Blechplatte möglichst überall eine gleichbleibende / gleichmäßige Dicke aufweist oder zum Kontaktbereich des Druckweitergabeorgans mit der Betätigungseinheit, etwa an einem radial inneren Bereich, hin eine abnehmen- de Dicke aufweist. Einerseits kann dann auf einfache Ausgangsmaterialien zugegriffen werden und andererseits eine Federelastizität vorgehalten werden.

So ist es von Vorteil, wenn die Blechplatte einen federelastischen Abschnitt aufweist, und zwar im Bereich eines Teils des Druckweitergabeorgans, im Übergangsbereich zwischen dem Druckweitergabeorgan und der Anpressplatte oder im gesamten Bereich des Druckweitergabeorgans. In diesem Fall ist der Kontaktbereich nicht als geschlossener Ring ausgestaltet, sondern geschlitzt. Es ist auch von Vorteil, wenn das Druckweitergabeorgan alternativ oder zusätzlich zungenartig ausgebildet ist. Die An- pressplatte und der Drucktopf sind gemeinsam aus einem Blech gestanzt und umgeformt. Sie bilden ein integriertes Bauteil. Das Betätigungselement kann nämlich Federeigenschaften aufweisen und kann auch als Hebel ausgeführt sein, insbesondere wenn bspw. eine Reibfläche der Anpressplatte nicht radial außen angeordnet ist, son- dem bspw. radial innen (und in Axialrichtung kontaktierbar) und sich das Betätigungselement an einem Deckel abstützen kann. Eine direkt aktuierbare Doppelkupplung lässt sich dann einfach herstellen. Wenigstens in einer Teilkupplung ist das aktuieren- de Element und die Anpressplatte / eine Druckplatte aus einem einzigen Blech als zusammenhängendes, integral konnektiertes Element ausgestaltet.

Eine Anpressplatte mit integriertem Betätigungselement lässt sich auch dann einfach umsetzen, wenn die Anpressplatte als ein zum Zusammenwirken mit dem Drehmomentweitergabeorgan (extra) vorbereitete Reibfläche aufweisendes Bauteil ausgestaltet ist und/oder eine Betätigungsgruppe aufweist.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Druckweitergabeorgan durch Aussparungen perforiert ist, um einen Kühlfluidzugang in Richtung des Drehmomentweitergabeorgans zu ermöglichen. Ein solches Kühlfluid kann bspw. Luft oder eine Flüssigkeit, wie Öl sein.

Um ein aktives Lüften der Kupplung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn ein Federelement, wie eine Blattfeder, ein Blattfederpaket oder eine Tellerfeder, an der Anpressplatte, vorzugsweise radial außen, hauptsächlich in Axialrichtung wirkend und/oder die Kupplung öffnend oder schließend, angreift.

Wenn die Einzelbauteile so aufeinander abgestimmt und angeordnet sind, dass in einer Schlupfphase Energie aufgenommen wird, so wird ein effizientes Nutzen der Kupplung über die Lebensdauer vereinfacht. Die Erfindung betrifft letztlich auch ein Verfahren zum Herstellen einer Anpressplatte für eine Kupplung, wobei über ein spanloses Formgebungsverfahren aus (nur) einer (einzigen) Blechplatte eine Anpressplatte mit daran integriertem Druckweitergabeorgan, etwa nach Art eines Drucktopfes, ausgeformt wird. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Verbesserung direkt betätigter Kupplungssysteme, welche mit einem Drucktopf betätigt werden. Durch die Integration des Drucktopfes in die Anpressplatte kann der axiale Bauraumbedarf, die Masse und die Massenträgheit der Kupplung reduziert werden. Die Montage wird durch Reduzierung der Einzelbauteile und Entfall von Positionier- und Zentrierarbeitsschritten, vereinfacht. Dies reduziert die Kosten.

Die Figur wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unter- schiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Doppelkupplung mit einer eine Reibscheibe einer

Teilkupplung K2 kontaktierenden Anpressplatte, die einen Druckweitergabeorganabschnitt, nach Art eines Drucktopfes im teilweise dargestellten Längsschnitt aufweist,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer nur im abschnittsweise Längsschnitt wiedergegebenen Mehrscheibenkupplung, wobei nur eine der Teilkupplungen dargestellt ist, und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung, bei der ein einteiliger Drucktopf die Anpressplatte in einem Lamellenkupplungssystem ausbildet, in einer zu der Darstellung der Figur 2 vergleichbaren Weise.

Die Zeichnung ist lediglich schematischer Natur und dient nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander ausgetauscht werden.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung 1 dargestellt. Sie weist eine Anpressplatte 2 auf, die zum Einklemmen eines Drehmomentweitergabeorgans 3 zwischen ihr und einer Gegendruckplatte 4 vorbereitet ist. Die Ge- gendruckplatte 4 ist dabei als Zwischenplatte ausgestaltet, in Abgrenzung zu einer weiteren Gegenplatte 5, die mit einer Andrückplatte 6 zusammenarbeitet. Die Gegenplatte 5 und die Andrückplatte 6 sind Teil einer ersten Teilkupplung K1 , wohingegen die Anpressplatte 2 und die Gegendruckplatte 4 Teil einer zweiten Teilkupplung K2 sind.

Ein Druckweitergabeorgan 7 ist ein integraler Bestandteil der Anpressplatte 2 und weist einen Kontaktbereich 8 auf, welcher in Anlage mit einer Betätigungseinheit 9 steht. Die Betätigungseinheit 9 ist nach Art eines konzentrischen Nehmerzylinders (CSC / Concentric Slave Cylinder) ausgebildet. Ein innerer Aktorabschnitt 10 steht im Speziellen in direkter Anlage mit dem Kontaktbereich 8. Ein äußerer Aktorabschnitt 1 1 kontaktiert einen Drucktopf 12 bzw. das Druckweitergabeorgan 7, welcher / welches druckweitergebend auf die Andrückplatte 6 wirkt. Zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte 4 sowie zwischen der Gegenplatte 5 und der Andrückplatte 6 ist zumindest ein als Reibscheibe 13 mit Reibbelägen 14 ausgebildetes Drehmomentweitergabeorgan 3 einklemmbar.

Die Anpressplatte 2 und das Druckweitergabeorgan 7, also der drucktopfähnlicher Abschnitt, sind zusammenhängend, insbesondere integrale Bestandteile voneinander, ergo einstückig, einmaterialig und untrennbar miteinander verbunden. Sie sind aus einem einzigen Blechmaterial gefertigt worden, das jedoch einen Verdünnungsbereich 15, also einen Bereich kleinerer Dicke aufweist. Sie sind aus einer Blechplatte durch Stanzen und/oder Tiefziehen und/oder Pressen und/oder Biegen geformt. Ein Feder- element 16 steht in direkter Anlage mit der Anpressplatte 2 und ermöglicht ein aktives Lüften der Teilkupplung K2.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt eines Mehrscheibenkupplungssystems wiedergegeben. Auch hier ist die Anpressplatte 2 mit dem Druckweitergabeorgan 3 einteilig verbun- den, bzw. das Druckweitergabeorgan 7 ist ein integraler Bestandteil der Anpressplatte 2 und umgedreht. Hier ist die Blechplatte, welche die Anpressplatte 2 und das Druckweitergabeorgan 7 ausbildet, zum radial inneren Rand hin dünner werdend ausgestal- tet, kann aber auch eine gleichbleibende Dicke aufweisen. Ein Verdünnungsbereich 15 agiert somit als federelastischer Abschnitt.

Eine ähnliche Umsetzung der erfindungsgemäßen Idee ist in der Fig. 3 zu erkennen, in der eine Lamellenkupplungslösung wiedergegeben ist. Dabei drückt die Anpressplatte 2, die wiederum einen radial nach innen abstehenden Abschnitt aufweist, nämlich das Druckweitergabeorgan 7, auf Drehmomentweitergabeorgane 3, die an Lamellen 17 grenzen. Das in dieser Lösung verwendete Federelement 16 ist als Tellerfeder ausgebildet. Es ist somit eine Trockenkupplung realisiert, die eine besondere Form einer erfindungsgemäßen Kupplung 1 ist.

Bezuqszeichenliste Kupplung

Anpressplatte

Drehmomentweitergabeorgan

Gegendruckplatte

Gegenplatte

Andrückplatte

Druckweitergabeorgan

Kontaktbereich

Betätigungseinheit

innerer Aktorabschnitt

äußerer Aktorabschnitt

Drucktopf

Reibscheibe

Reibbelag

Verdünnungsbereich

Federelement

Lamelle