DE69712125T2 - Reibbelag-Trägerplatte für mechanische Kupplung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibbeläge tragende Scheibe für eine mechanische Kupplung, wobei diese Scheibe in ihrem Umfangsbereich, der ihren Mittelteil umgibt, zur Ebene des besagten Mittelteils insgesamt parallele erste und zweite Befestigungsstellen einerseits für einen ersten ringförmigen oder in Reibplättchen unterteilen Reibbelag, der dazu bestimmt ist, mit der Druckplatte der Kupplung in Reibkontakt zu treten, und andererseits für einen zweiten, ebenfalls ringförmigen oder in Reibplättchen unterteilten Reibbelag umfaßt, der dazu bestimmt ist, mit der Gegenanpreßplatte dieser Kupplung in Reibkontakt zu treten.
• Der besagte Umfangsbereich der Scheibe kann zwar ringförmig und durchgehend ausgeführt sein; üblicherweise ist er jedoch in radiale Segmente unterteilt, die die vorgenannten Befestigungsstellen tragen, wobei diese Segmente mit dem Mittelteil der Scheibe durch einen Fuß verbunden sind und abwechselnd zur Befestigung des ersten Reibbelags und zur Befestigung des zweiten Reibbelags dienen. Die Segmente können einstückig mit dem Mittelteil der Scheibe ausgeführt oder durch Niete daran angebracht sein. Die Segmente, die zur Befestigung eines Reibbelags bestimmt sind, können eine andere Form als die Segmente aufweisen, die zur Befestigung des anderen Reibbelags bestimmt sind, wobei diese Formen an sich in Abhängigkeit von der angestrebten Wirkung oder von den Fertigungsvorgaben sehr unterschiedlich ausfallen können.
• Beispiele für Segmente dieser verschiedenen Typen sind aus der EP-A-0 579 554 zu entnehmen. Um die Steifigkeit der Befestigung der Reibbeläge zu erhöhen und um einen gleichmäßigeren Verschleiß dies er Reibbeläge ohne Eindrückungen zu erzielen, kommt es - so auch im Falle der vorgenannten Druckschrift - häufig vor, daß auf jedem Segment, beispielsweise beiderseits seiner Befestigungsstelle auf dem betreffenden Reibbelag, zusätzliche Lagerstellen vorgesehen werden, die zu dem anderen Reibbelag axial versetzt sind und als Auflage für diesen Reibbelag dienen können.
• Vor diesem Hintergrund ist die Funktion einer solchen Scheibe, die zu einer Kupplungsscheibe für eine mechanische Kupplung gehört, die natürlich in besonders großem Umfang im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik zur Anwendung kommt, dem Fachmann auf diesem Gebiet hinreichend bekannt, so daß sie an dieser Stelle nicht mehr eingehend beschrieben werden muß. Es genügt, darauf hinzuweisen, daß bei losgelassenem Kupplungspedal die beiden Reibbeläge der Scheibe durch Reibung mit der Druckplatte und der Gegenanpreßplatte, welche durch die Kurbelwelle des Motors angetrieben wird, auf Drehung beaufschlagt werden. Die belagtragende Scheibe treibt dann direkt oder über Federn eine Zwischenscheibe an, die mit oder ohne Umfangsspiel an einer mittigen Nabe eingreift, die ihrerseits mit der Eingangswelle des Getriebes im Eingriff steht, die dann durch die Kurbelwelle angetrieben wird. Auf eine solche Funktionsweise wird in der Patentanmeldung PCT/FR94/00297 (WO 94/21934) hingewiesen, in der gleichzeitig eine große Vielzahl von Formen der radialen Segmente dargelegt wird.
• Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsart für die belagtragende Scheibe können infolge von abwechselnden Ein- und Auskuppelvorgängen übermäßige Erhitzungen daran auftreten, wenn mehrere Anfahrvorgänge an Steigungen rasch aufeinander folgen, vor allem wenn das Kraftfahrzeugschwer beladen ist oder einen Anhänger zieht. Daraus können sich Verformungen ergeben, die auf eine Entfernung der Reibbeläge voneinander hinwirken (Abspreizung), wodurch eine vollständige Freigabe der Kupplungsscheibe bezogen auf die Druckplatte und die Gegenanpreßplatte beim Auskuppeln verhindert wird und ein zusätzlicher Verschleiß sowie eine weitere Erhitzung der Reibbeläge verursacht werden.
• Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist in der unter der Nummer 2 600 732 veröffentlichten französischen Patentanmeldung (Seite 6, Zeile 5 bis 10) vorgeschlagen worden, zwischen den Reibbelägen zusammenwirkende Haken vorzusehen, die den auf eine Entfernung der beiden Reibbeläge voneinander hinwirkenden Verformungen entgegenwirken und dadurch verhindern, daß diese Reibbeläge mit dem weiter oben angesprochenen negativen Ergebnis an der Druckplatte und der Gegenanpreßplatte "schleifen".
• Diese Anordnung weist jedoch einen anderen Nachteil auf, der darin besteht, daß sich die Abmessung der belagtragenden Scheibe radial vergrößert, da diese Haken außen am Rand ihres Umfangsbereichs vorstehende Teile besitzen. Außerdem vergrößert sich die Trägheit der Scheibe aufgrund der Gewichtszunahme, die dem Gewicht der Haken entspricht, die darüber hinaus den Umfangsbereich der Scheibe einnehmen. Außerdem ist diese Lösung nicht immer in Betracht zu ziehen, vor allem im Falle der Scheiben, die in der weiter oben erwähnten PCT-Druckschrift beschrieben werden.
• In der GB-A-520,406 (Fig. 17 und 18) ist vor der Ausführung der Befestigung der besagten Reibbeläge auf den besagten Befestigungsstellen jede dieser Stellen, wenigstens auf einer Seite der Scheibe, fabrikationsmäßig zurückversetzt im Verhältnis zu einer umgebenden Auflagestelle angeordnet, die für den entsprechenden Reibbelag auf dieser Seite vorgesehen ist.
• Diese Befestigungsstellen sind daher einer Vorspannung ausgesetzt, wenn die Befestigung des entsprechenden Reibbelags auf dem Umfangsbereich der Scheibe erfolgt.
• In der Praxis sind mehrere Befestigungsstellen vorgesehen, wobei jedes Segment auf der einen Seite eine Befestigungsstelle für einen der Reibbeläge und auf der anderen Seite eine Befestigungsstelle für den anderen Reibbelag aufweist. Diese mit geringer Ausdehnung ausgeführten Befestigungsstellen sind durch einen geneigten Teil miteinander verbunden, der durch einen Segmentfuß begrenzt wird.
• Umfangsmäßig besteht ein großer Abstand zwischen einer Befestigungsstelle und ihrer zugehörigen umgebenden Auflagestelle.
• Jede Auflagestelle ist mit der anderen Befestigungsstelle für den anderen Reibbelag durch ein quer ausgerichtetes geneigtes Teilstück verbunden.
• Daraus folgt, daß die Herstellung der Segmente durch Tiefziehen nicht so einfach ist, wie dies wünschenswert wäre, und daß sich aufgrund der Gestaltung der Segmente der Rückversatz der Auflagestellen bezogen auf ihre umgebenden Auflagestellen schwer kontrollieren läßt.
• In der GB-A-379 504 wird eine Rebbeläge tragende Scheibe für eine mechanische Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben.
• In dieser Druckschrift umfaßt jedes der Segmente erste und zweite Befestigungs- und Auflagestellen für die ersten bzw. die zweiten Reibbeläge, so daß die Ausdehnung der Befestigungsstellen eines der Reibbeläge besonders gering ausfällt.
• Diese Befestigungsstellen gehören daher zu Zungen, die aus den anderen Befestigungsstellen in der Ebene · des Mittelteils ausgeschnitten sind, so daß der Rückversatz schlecht kontrolliert ist, da diese Zungen eine kleine Auflagestelle aufweisen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bisherigen Stands der Technik in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu beseitigen.
• Daher besteht ein Ziel der Erfindung darin, den Rückversatz der Befestigungsstellen bezogen auf die umgebenden Auflagestellen gut zu kontrollieren, ohne die radiale Abmessung der belagtragenden Scheibe sowie ihre Trägheit zu vergrößern.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Tiefziehen der belagtragenden Scheibe zu vereinfachen.
• Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
• Dank der Erfindung befinden sich die Befestigungsstellen für einen der Reibbeläge auf einer Seite der Scheibe axial zurückversetzt bezogen auf die umgebenden Auflagestellen, die für den entsprechenden Reibbelag auf dieser Seite der Scheibe vorgesehen sind, so daß die Befestigungsstellen eine große Ausdehnung haben können und der besagte Rückversatz gut zu kontrollieren ist.
• Der besagte Rückversatz kann daher klein und gut kontrolliert sein.
• Dank der Erfindung wird auch für einen sehr kleinen Rückversatz - in einer Größenordnung von einigen Zehntelmillimetern - der Befestigungsstelle bezogen auf die umgebende Auflagestelle des gleichen Reibbelags eine ausreichende Vorspannung herbeigeführt. Diese Vorspannung wirkt der Warmverformung der Scheibe entgegen und verhindert die vorgenannte Abspreizung der Reibbeläge auch bei einer übermäßigen Erhitzung der belagtragenden Scheibe im Anschluß an wiederholte Einkupplungen. Dieses günstige Ergebnis ist dadurch zu erklären, daß der durch die unterschiedliche Ausdehnung zwischen dem Metall der Scheibe (Stahl) und dem Werkstoff der Reibbeläge bedingten Warmverformung durch die Vorspannung begegnet werden kann, die durch die geringe Krümmung der Befestigungsstellen bedingt ist.
• Auf jeden Fall weist die Erfindung den Vorteil auf, daß sie bei Reibbeläge tragenden Scheiben mit unterschiedlichen Befestigungsmitteln zur Befestigung der Reibbeläge auf den Befestigungsstellen dieser Segmente zur Anwendung kommen kann: Aufnieten, Verkleben, Aufnieten und Verkleben. Das Werkzeug für die Herstellung der Scheibe muß keiner tiefgreifenden Änderung unterzogen werden. Die Scheibe umfaßt kein zusätzliches Teil, und ihre Trägheit vergrößert sich ebenso wenig wie ihre radialen Abmessungen.
• Darüber hinaus kann die Krümmung der Segmente und der Zungen axial in der gleichen Richtung erfolgen, wodurch die Herstellung und das Tiefziehen der Segmente und/oder Zungen vereinfacht wird.
• Der entsprechende Reibbelag besteht vorteilhafterweise aus dem zweiten Reibbelag, der dazu bestimmt ist, mit der Gegenanpreßplatte in Reibkontakt zu treten. Die betreffenden Befestigungsstellen erfahren dann weniger Verformungen unter Extrembedingungen, da sich die Gegenanpreßplatte weniger verformt als die Druckplatte.
• Es sollen nun verschiedene Ausführungsarten der Erfindung als Beispiele ohne jede einschränkende Wirkung unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Darin zeigen im einzelnen:
• - Fig. 1 eine Teilvorderansicht des Umfangsbereichs einer Reibbeläge tragenden Scheibe mit radialen Segmenten für die Befestigung der Reibbeläge, wobei diese Segmente abwechselnd zur Befestigung des ersten Reibbelags und des zweiten Reibbelags dienen;
• - Fig. 2 Schnittansichten entlang den Linien II-II und II'-II' von Fig. 1 bezogen auf die gleiche Ebene und mit Darstellung der Krümmung der Segmente vor der Ausführung der Befestigung der Reibbeläge;
• - Fig. 3 eine entsprechende Ansicht der Segmente nach der Ausführung dieser Befestigung; wobei wenigstens eines dieser Segmente dann einer Vorspannung ausgesetzt ist.
• Vorausschickend ist darauf hinzuweisen, daß zum besseren Verständnis der Erfindung die Krümmung der Segmente, das heißt der Rückversatz der Befestigungsstellen bezogen auf die umgebende Auflagestelle desselben Segments, im Verhältnis zu den anderen Abmessungen der Segmente stark übertrieben worden ist.
• In den Fig. 1 bis 3 trägt der Umfangsbereich der Scheibe abwechselnd breite erste Segmente 1 und schmalere zweite Segmente oder Zungen 2, die mit Löchern für Niete 3 und 4 versehen und dazu bestimmt sind, die Befestigung der Reibbeläge zu ermöglichen, und zwar des ersten Reibbelags 5, der dazu bestimmt ist, mit der Druckplatte in Kontakt zu kommen, und des zweiten Reibbelags 6, der dazu bestimmt ist, mit der (nicht dargestellten) Gegenanpreßplatte in Kontakt zu kommen. Diese ersten und zweiten Segmente 1, 2 sind einstückig mit dem Mittelteil 7 der Scheibe durch erste bzw. zweite Füße 8, 9 verbunden, die in einfacher und wirtschaftlicher Weise erste und zweite Teilstücke 10, 11 tragen, die erfindungsgemäß in der gleichen Richtung geneigt sind und durch eine Biegung und eine Gegenbiegung hergestellt werden. Dadurch können auf den ersten und zweiten Segmenten erste und zweite Befestigungsstellen für die Reibbeläge ausgeführt werden, und zwar eine erste Befestigungsstelle 12 auf den ersten Segmenten 1 für die Befestigung des ersten Reibbelags (bzw. der Reibplättchen) 5 und eine zweite Befestigungsstelle 13 auf den zweiten Segmenten 2 für die Befestigung des zweiten Reibbelage (bzw. der Reibplättchen) 6, wobei diese Befestigungsstellen 12, 13 vor der Anbringung der Reibbeläge 5, 6 insgesamt parallel zum Mittelteil 7 der Scheibe verlaufen (Fig. 2).
• Die ersten und zweiten Teilstücke 10, 11 verlaufen tangential, da sie sich senkrecht zur radialen Symmetrieachse der breiten ersten Segmente 1 bzw. der schmalen zweiten Segmente 2 erstrecken.
• Jedes breite erste Segment 1 ist ein Segment mit drei Auflagestellen, wie es in den vorerwähnten Druckschriften EP-A-0 579 554 und WO-A-94/21 934 beschrieben wird. Jedes erste Segment 1 trägt daher einerseits an seinem äußeren Umfang drei Lagerstellen, und zwar die erste mittlere Befestigungsstelle 12 und zwei zusätzliche Umfangslagerstellen 14, 15, und andererseits an seinem inneren Umfang eine Lagerstelle, und zwar die erste mittlere Befestigungsstelle 12. Durch Biegung und Gegenbiegung ausgeführte (nicht dargestellte) geneigte Teilstücke verbinden die mittlere Befestigungsstelle 12 mit jeder zusätzlichen Lagerstelle. Diese Teilstücke erstrecken sich schräg im Verhältnis zur radialen Symmetrieachse des ersten Segments 1 und laufen jenseits des äußeren Umfangs des ersten Segments zusammen, so daß die schrägen Teilstücke eine V-Form mit abgeschnittener Spitze aufweisen.
• Die zusätzlichen Lagerstellen 13 und 15 erstrecken sich hier in der Ebene des Mittelteils 7 der Scheibe.
• In dieser Ausführungsart ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Befestigungsstelle 13 der zweiten Segmente 2 bezogen auf die für den betreffenden zweiten Reibbelag 6 vorgesehene, umgebende Auflagestelle axial zurückversetzt ist. Die umgebende Auflagestelle für diesen Reibbelag 6 besteht hier einerseits aus der Übergangsstelle 21 zwischen dem zweiten geneigten Teilstück 11 und dem zweiten Verbindungsfuß 9 und andererseits aus der Auflage 22, welche durch die zusätzlichen Lagerstellen 14 und 15 des ersten Segments 1 für den Reibbelag 6 bereitgestellt wird.
• Nach der Befestigung des zweiten Reibbelags (bzw. von Reibplättchen) 6 auf den zweiten Befestigungsstellen 13 der zweiten Segmente 2 anhand von mit der Bezugsnummer 16 bezeichneten Nieten ist in Fig. 3 zu erkennen, daß die zweiten Segmente 2 einer Vorspannung mit der weiter oben erwähnten technischen Auswirkung ausgesetzt sind, wodurch die Entfernung der ersten und zweiten Reibbeläge 5 bzw. 6 voneinander unter der Einwirkung einer Erwärmung der belagtragenden Scheibe verhindert oder deutlich verringert wird.
• Der erste Reibbelag 5 kann durch mit der Bezugsnummer 17 bezeichnete Niete 17 auf den ersten Befestigungsstellen 12 des breiteren ersten Segments 1 befestigt werden, und in dieser Figur ist zu erkennen, daß die zusätzlichen Lagerstellen 14 und 15 dieses ersten Segments 1 eine zusätzliche Auflage für den zweiten Reibbelag 6 bilden, wie dies nach dem einleitend angeführten Stand der Technik an sich bekannt ist.
• In der vorstehend beschriebenen Ausführungsart hat man gesehen, daß die Krümmung der ersten und zweiten Segmente axial in der gleichen Richtung erfolgen kann, wobei die Krümmung der ersten Segmente 1 stärker als die Krümmung der zweiten Segmente 2 ausfällt, aber nur letztere nach der Befestigung des zweiten Reibbelags 6 vorgespannt sind.
• Es ist darauf hinzuweisen, daß die Befestigung durch Niete durch eine Verklebung ersetzt oder zusammen mit einer solchen Verklebung mit der gleichen Wirkung ausgeführt werden könnte.
• Außerdem dürfte vor dem Hintergrund der vorstehenden Darlegungen verständlich sein, daß die Form der Segmente und/oder Zungen sehr unterschiedlich ausfallen kann.
• Es können insbesondere die in den Druckschriften EP- A-0 579 554 und WO-A-94/21 934 beschriebenen Anordnungen in Betracht gezogen werden.
• So können die zweiten Segmente 2 breiter sein und zusätzliche Lagerstellen an ihrem äußeren Umfang aufweisen, wie beispielsweise in den Fig. 6 bis 9 der Druckschrift WO-A-94/21 934.
• Alle Formen von Zungen und Segmenten mit drei Auflagestellen der Druckschrift WO-A-94/21 934 können in Betracht gezogen werden.
• In dieser Druckschrift befinden sich die Zungen in der Ebene des Mittelteils 7 der Scheibe.
• Erfindungsgemäß erfolgt axial ein Rückversatz dieser zweiten Segmente oder Zungen bezogen auf den besagten Mittelteil 7 anhand der tangentialen Teilstücke 11. Die zweiten Segmente 2 und die ersten Segmente mit drei Auflagestellen 1 erstrecken sich daher auf der gleichen Seite des Mittelteils der Scheibe, wobei die ersten mittleren Befestigungsstellen 12 der Segmente axial weiter von dem besagten Mittelteil 7 entfernt sind. In der Druckschrift WO-A-94/21 934 genügt es daher, auf die Zungen eines Teilstücks einzuwirken. Die Zungen können dabei in Segmente umgewandelt werden.
• Natürlich kann man die Strukturen auch umkehren und die Befestigungsstellen der zweiten Segmente 2 und der ersten Segmente 1 in der anderen Richtung bezogen auf den Mittelteil 7 der die Reibbeläge tragenden Scheibe axial versetzen.
• In diesem Fall dienen die zweiten Segmente zur Befestigung des ersten Reibbelags 5 und die ersten Segmente 1 zur Befestigung des zweiten Reibbelags 6.

Claims (9)

1. Reibbeläge tragende Scheibe für eine mechanische Kupplung, wobei diese Scheibe in ihrem ihren Mittelteil (7) umgebenden Umfangsbereich zur Ebene des besagten Mittelteils (7) insgesamt parallele erste und zweite Befestigungsstellen (12, 13) einerseits zur Befestigung eines ringförmigen oder in Reibplättchen unterteilten ersten Reibbelags (5) auf der ersten Seite des Umfangsbereichs und andererseits zur Befestigung eines ringförmigen oder in Reibplättchen unterteilten zweiten Reibbelags (6) auf der zweiten Seite des Umfangsbereichs umfaßt, wobei der besagte Umfangsbereich in Segmente und/oder Zungen (1, 2) unterteilt ist, die einstückig mit dem Mittelteil (7) durch Verbindungsfüße (8, 9) verbunden und mit ersten und zweiten Befestigungsstellen (12, 13) versehen sind, wobei nur die zweiten Befestigungsstellen (13) vor der Befestigung der Reibbeläge (5, 6) bezogen auf zusätzliche, umgebende Lagerstellen (14, 15) oder Auflagestellen (22) zurückversetzt sind, die fest mit den ersten Befestigungsstellen (12) verbunden und für den zweiten Reibbelag (6) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Befestigungsstellen (13), vor der Befestigung der Reibbeläge (5, 6), bezogen auf Auflagestellen (21) zurückversetzt sind, die für den zweiten Reibbelag (6) vorgesehen sind und aus den Übergangsstellen (21) zwischen den Segmenten und/oder Zungen (1, 2) und ihren Verbindungsfüßen (8, 9) bestehen.

2. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Segmente und/oder Zungen (1, 2) erste Segmente (1), die mit ersten Befestigungsstellen (12) auf der ersten Seite des Umfangsbereichs für die Befestigung des ersten Reibbelags (5) versehen sind, und zweite Segmente (2) umfassen, die mit zweiten Befestigungsstellen (13) auf einer zweiten Seite des Umfangs für die Befestigung des zweiten Reibbelags (6) versehen sind.

3. Scheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsbereich abwechselnd erste Segmente (1) und zweite Segmente (2) umfaßt.

4. Scheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Segmente (1) breite Segmente und die zweiten Segmente (2) schmalere Segmente sind.

5. Scheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Segmente (1) mit dem Mittelteil (7) durch erste Füße (8) verbunden sind, die erste axial geneigte Teilstücke (10) tragen.

6. Scheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Lagerstellen (14, 15) am äußeren Umfang der ersten Segmente (1) angeordnete Lagerstellen sind und daß jedes erste Segment an seinem äußeren Umfang zwei Umfangslagerstellen (14, 15) umfaßt, die sich beiderseits einer ersten Befestigungsstelle befinden und mit dieser durch geneigte Teilstücke verbunden sind, die sich im Verhältnis zur radialen Symmetrieachse des besagten Segments schräg erstrecken und jenseits des äußeren Umfangs dieses Segments zusammenlaufen.

7. Scheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Segmente (2) mit dem Mittelteil (7) durch zweite Füße (9) verbunden sind, die zweite Teilstücke (11) tragen, die axial in der gleichen Richtung wie die fest mit den ersten Befestigungsstellen (12) verbundenen ersten Teilstücke (10) geneigt sind, und daß sich die besagten ersten und zweiten Teilstücke (10, 11) senkrecht zur radialen Symmetrieachse der ersten Segmente (1) bzw. der zweiten Segmente (2) erstrecken.

8. Scheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zusätzlichen Lagerstellen (14, 15) in der Ebene des besagten Mittelteils (7) erstrecken.

9. Scheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Reibbeläge (5, 6; 23, 25) auf dem besagten Umfangsbereich durch Niete (26, 27; 24, 24) und/oder durch Verklebung erfolgt.