Die Erfindung betrifft eine Kupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines

Kraftwagens nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die DE 10 2008 033 813 A1 offenbart eine Zwischenplatte für eine

ehrscheibenkupplung, mit einer ersten und mit einer zweiten Reibfläche. Die erste Reibfläche ist an einem ersten Plattenelement und die zweite Reibfläche an einem zweiten Plattenelement vorgesehen, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Plattenelement eine Abstandshalteranordnung vorgesehen ist. Diese Druckschrift offenbart ferner eine Mehrscheibenkupplung mit einer solchen Zwischenplatte.

Diese sowie die anderweitigen, aus der Serienfertigung von Kraftwagen bekannten Kupplungen weisen weiteres Potential auf, ihren Bauraumbedarf zu reduzieren.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftwagens, der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Kupplung verbesserte Eigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Kupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftwagens, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte

Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Eine solche Kupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftwagens, umfasst eine erste Kupplungsscheibe sowie eine zweite Kupplungsscheibe. In axialer Richtung der Kupplung ist zwischen den Kupplungsscheiben eine Zwischenplatte angeordnet. Auf jeweiligen, der Zwischenplatte zugewandten ersten Stirnseiten der Kupplungsscheiben sind jeweilige erste Reibbeläge vorgesehen. Auf jeweiligen, der Zwischenplatte abgewandten zweiten Stirnseiten der Kupplungsscheiben sind jeweilige zweite

Reibbeläge vorgesehen.

Erfindungsgemäß weisen wenigstens zwei der Reibbeläge voneinander unterschiedliche axiale Dicken auf. Mit anderen Worten unterscheiden sich wenigstens zwei der

Reibbeläge hinsichtlich ihrer jeweiligen axialen Erstreckung. Dadurch ist es möglich, die Reibbeläge bedarfsgerecht hinsichtlich ihres Verschleißes über die Lebensdauer der Kupplung hinweg auszugestalten und auf ihren jeweiligen Verschleiß infolge

entsprechender Belastungen der Reibbeläge bedarfsgerecht anzupassen. Dadurch kann insbesondere in axialer Richtung der Kupplung der Bauraumbedarf der

erfindungsgemäßen Kupplung besonders gering gehalten werden, da wenigstens einer der Reibbeläge eine geringere axiale Dicke aufweist als die anderen Reibbeläge und hinsichtlich seiner axialen Dicke nur so dick wie nötig ausgestaltet ist. Der geringe Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Kupplung führt insbesondere zur Vermeidung und/oder zur Lösung von Package-Problemen des Kraftwagens.

Ferner weist die erfindungsgemäße Kupplung den Vorteil auf, dass durch die

entsprechende Ausgestaltung der unterschiedlichen axialen Dicken der Reibbeläge diese zumindest im Wesentlich gleichzeitig nach einer gewissen Lebensdauer der Kupplung ihre jeweiligen Verschleißgrenzen erreichen. Damit werden die verschiedenen Reibbeläge bis zu einem dann fälligen Tausch der Kupplung optimal ausgenutzt. Falls die Beläge der Kupplung getauscht werden, können sie dann gleichzeitig bei einem einzigen

Montagevorgang ersetzt werden können. Dadurch ist es vermieden, dass die Reibbeläge nicht etwa zu unterschiedlichen Zeitpunkten ihre Verschleißgrenzen erreichen und damit nicht bei einer Mehrzahl von unterschiedlichen Montagevorgängen oder etwas vorzeitig getauscht werden müssen.

Es hat sich gezeigt, dass der Verschleiß der ersten Reibbeläge, welche der

Zwischenplatte zugewandt sind, aufgrund von höheren Temperaturen und höheren Energiedichten größer ist als der Verschleiß der zweiten Reibbeläge. Hierdurch kommt es zu einem vorzeitigen Erreichen einer Verschleißgrenze der ersten Reibbeläge. Der Verschleiß hängt dabei insbesondere ab von der Temperatur und der entstehenden Reibenergie während einer Schlupfphase der Kupplung. Vor diesem Hintergrund ist der höhere Verschleiß der ersten Reibbeläge begründet durch die Aufteilung der Reibenergie in der Kupplung, welche als sogenannte Zweischeibenkupplung ausgebildet ist. Dabei liegt die Hälfte der Reibenergie an der Zwischenplatte an, welche auch als Zwischenanpressplatte bezeichnet wird, während jeweils % der Reibenergie auf den jeweiligen zweiten Stirnseiten der zweiten Reibbeläge anliegt.

Daher ist zur Vergleichmäßigung des Verschleißes der Reibbeläge vorteilhafterweise vorgesehen, dass wenigstens einer der ersten Reibbeläge eine größere axiale Dicke aufweist als wenigstens einer der zweiten Reibbeläge. Mit anderen Worten kann die axiale Dicke der zweiten Reibbeläge bzw. des wenigstens einen der zweiten Reibbeläge und damit der axiale Bauraum der erfindungsgemäßen Kupplung besonders gering gehalten werden.

Da, wie geschildert, an der Zwischenplatte ein besonders hoher Anteil der Reibenergie anliegt, ist es besonders von Vorteil, wenn beide ersten Reibbeläge jeweilige größere axiale Dicken aufweisen als die zweiten Reibbeläge. Dies führt zu einem besonders geringen Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Kupplung. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kupplung ist, dass durch die relativ geringen axialen Dicken der zweiten Reibbeläge rotierende Massen der erfindungsgemäßen Kupplung und damit ihr Massenträgheitsmoment besonders gering gehalten werden können. Dies führt zu einer verbesserten Schaltbarkeit eines der Kupplung in dem Antriebsstrang nachgeschalteten Getriebes, insbesondere Schaltgetriebes, welches über die Kupplung mit einem

Antriebsaggregat, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, des Antriebsstrangs gekoppelt bzw. koppelbar ist.

Ferner resultiert aus der bedarfsgerechten und insbesondere belastungs- bzw.

verschleißangepassten Ausgestaltung der Reibbeläge eine höhere Laufleistung der erfindungsgemäßen Kupplung infolge von vergleichmäßigten, thermischen

Randbedingungen und einem daraus resultierenden optimierten Verschleißverhalten der Kupplung.

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens einer der ersten Reibbeläge eine zumindest doppelt so große axiale Dicke auf wie wenigstens einer der zweiten Reibbeläge. Insbesondere sind die ersten Reibbeläge doppelt so dick wie die zweiten Reibbeläge. Dadurch weist die erfindungsgemäße

Kupplung besonders vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich ihres optimierten

Verschleißverhaltens sowie ihrer besonders hohen Laufleistung und ihres geringen Bauraumbedarfs auf. Die Kupplung umfasst bevorzugt eine in axialer Richtung der Kupplung verlagerbare Anpressplatte, mittels welcher die Kupplung zwischen einem geschlossenen Zustand und einem geöffneten Zustand schaltbar ist. Die erfindungsgemäße Kupplung ermöglicht in ihrem geschlossenen Zustand eine Übertragung von Drehmomenten von dem

Antriebsaggregat auf das Schaltgetriebe, während das Schaltgetriebe von dem

Antriebsaggregat in dem offenen Zustand der Kupplung entkoppelt ist.

Dabei weist vorzugsweise einer der zweiten Reibbeläge, der in axialer Richtung zwischen der Anpressplatte und einer der Kupplungsscheiben angeordnet ist, eine geringere axiale Dicke als die ersten Reibbeläge und eine größere axiale Dicke als der auf einer

Schwungradseite gegenüber des einen der zweiten Reibbeläge angeordneten, anderen der zweiten Reibbeläge auf.

Dabei ist der andere der zweiten Reibbeläge auf einer Schwungradseite gegenüber des einen der zweiten Reibbeläge angeordnet. Während der eine der zweiten Reibbeläge insbesondere in dem geschlossenen Zustand mit der Anpressplatte zusammenwirken kann, kann der andere der zweiten Reibbeläge bezogen auf den im Antriebsstrang angeordneten bzw. verbauten Zustand der Kupplung mit einem Schwungrad,

insbesondere einem Sekundärschwungrad, zusammenwirken. Das Schwungrad dient beispielsweise dazu, eine vorteilhaft hohe Laufruhe des beispielsweise als Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Antriebsaggregats zu gewährleisten.

Dementsprechend weist das Schwungrad eine relativ hohe Masse und eine hohe

Massenträgheit auf. Insbesondere weist das Schwungrad eine höhere Masse auf als die Zwischenplatte. Die Masse des Schwungrads stellt dabei eine sehr große Speichermasse für Wärmeenergie dar. Die Masse des Schwungrads kann dabei die größte thermische Speichermasse im Antriebsstrang sein. Auch die Anpressplatte weist eine im Vergleich zur Zwischenplatte relativ hohe Masse auf, welche ebenso eine Speichermasse für Wärmeenergie darstellt. Somit kann der andere der zweiten Reibbeläge, der dem

Schwungrad zugewandt ist, eine kleinere Dicke, d.h. eine kleinre Stärke, aufweisen, als der andere der zweiten Reibbeläge und als die ersten Reibbeläge. Mit anderen Worten ist der andere der zweiten Reibbeläge der dünnste aller Reibbeläge, während der eine der zweiten Reibbeläge der zweitdünnste ist.

Durch die entsprechende Ausgestaltung der Reibbeläge ist eine Differenzierung zwischen der axialen Dicke des einen der zweiten Reibbeläge und des anderen der zweiten

Reibbeläge geschaffen, die somit hinsichtlich ihrer Beanspruchung und damit ihres Verschleißes infolge der entsprechenden Temperaturbelastungen bedarfsgerecht bzw. belastungsangepasst ausgebildet sind. Dies hält insbesondere den Bauraumbedarf der Kupplung besonders gering.

Durch die geschilderte, gestufte Ausgestaltung der jeweiligen axialen Dicken kann die Verschleißreserve der Reibbeläge auf vorherrschende Temperaturen in an die

Reibbeläge angrenzenden bzw. anschließenden Reibpartnern wie das Schwungrad, die Anpressplatte und die Zwischenplatte zielführend und effizient ausgelegt werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die ersten Reibbeläge zumindest im Wesentlichen gleiche axiale Dicken aufweisen. Dadurch kann ein gleichmäßiger Verschleiß der ersten Reibbeläge sowie der ersten Reibbeläge und der zweiten Reibbeläge dargestellt werden, was den Bauraumbedarf der Kupplung gering hält sowie zu den anderweitigen, bereits geschilderten Vorteilen führt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und

Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht eines

Antriebsstrangs eines Kraftwagens mit einer Verbrennungskraftmaschine und mit einem Getriebe, welche über eine Kupplung miteinander koppelbar sind, so dass Drehmomente zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe übertragbar sind, wobei Reibbeläge der Kupplung voneinander unterschiedliche axiale Dicken aufweisen; und

Fig. 2 einen ersten Temperaturverlauf einer Zwischenplatte der Kupplung gemäß

Fig. 1 sowie einen zweiten Temperaturverlauf einer Anpressplatte der Kupplung gemäß Fig. 1 Die Fig. 1 zeigt einen Antriebsstrang 102 eines Kraftwagens, beispielsweise eines Nutzkraftwagens. Der Antriebsstrang 102 umfasst ein Antriebsaggregat 104, welches beispielsweise eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ist und von welchem zum Antreiben des Kraftwagens Drehmomente bereitgestellt werden. Der Antriebsstrang 102 umfasst ferner ein Schaltgetriebe 106, über welches der Kraftwagen anzutreiben ist.

Zum Antreiben des Kraftwagens mittels des Antriebsaggregats 104 sind die von dem Antriebsaggregat 104 bereitgestellten Drehmomente in das Schaltgetriebe 106 einzuleiten. Dazu ist eine Kupplung 100 vorgesehen, welche als Mehrscheibenkupplung ausgebildet ist. Die Kupplung 100 ist dient dazu, eine Ausgangswelle 108 des

Antriebsaggregats 104, die beispielsweise als Kurbelwelle der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist, mit einer Eingangswelle 110 des

Schaltgetriebes 106 in einem geschlossenen Zustand der Kupplung 100 zu koppeln. So können in einem Zugbetrieb des Kraftwagens die Drehmomente von dem

Antriebsaggregat 104 in das Schaltgetriebe 106 eingeleitet werden. Die Kupplung 100 ist dabei durch eine Kupplungsglocke 112 abgedeckt, die einen Zwischenraum zwischen dem Antriebsaggregat 104 und dem Schaltgetriebe 106 überbrückt. In einem

Schubbetrieb des Kraftwagens und in geschlossenem Zustand der Kupplung 100 können Drehmomente von angetriebenen Rädern des Kraftwagens über das Schaltgetriebe 106 in das Antriebsaggregat 104 eingeleitet werden, so dass das Antriebsaggregat von den Rädern angetrieben werden kann.

Bezogen auf den Zugbetrieb, in welchem der Kraftwagen von dem Antriebsaggregat 104 angetrieben wird, weist die Kupplung 100 eine erste Seite 101 auf. In dem Zugbetrieb werden die von dem Antriebsaggregat 104 bereitgestellten Drehmomente über die erste Seite 101 in die Kupplung 100 eingeleitet. Bezogen auf den Zugbetrieb weist die

Kupplung 100 ferner eine zweite Seite 103 auf.

Die Kupplung 100 weist auf der dem Antriebsaggregat 104 zugewandten ersten Seite 101 eine Widerlagerplatte 114 auf, welche verdrehfest mit der Ausgangswelle 108 verbunden ist. Die Widerlagerplatte 114 trägt ein inneres Kupplungsgehäuse 116, an welchem eine Anpressplatte 118 axial verlagerbar angeordnet ist. Zur axialen Verlagerung der

Anpressplatte 118 ist ein Ausrücklager 120 vorgesehen, welches über Tellerfederzungen 122 auf die Anpressplatte 118 einwirkt. Die Tellerfederzungen 122 stützen sich an dem inneren Kupplungsgehäuse 116 ab. In axialer Richtung zwischen der Widerlagerplatte 114 und der Anpressplatte 118 sind eine erste Kupplungsscheibe 124, eine zweite Kupplungsscheibe 126 und eine

Zwischenplatte 128, die auch als Zwischenanpressplatte bezeichnet wird, angeordnet. Dabei sind die erste Kupplungsscheibe 124 und die zweite Kupplungsscheibe 126 verdrehfest auf der Eingangswelle 110 gelagert.

Die Zwischenplatte 128 weist eine erste Reibfläche 136 auf, die mit einem ersten

Reibbelag 138 zusammenwirken kann. Der erste Reibbelag 138 ist dabei insbesondere flächig mit der ersten Kupplungsscheibe 124 verbunden. Ein mit der ersten

Kupplungsscheibe 124 flächig verbundener zweiter Reibbelag 140 kann mit einer an der Widerlagerplatte 114 ausgebildeten Widerlagerreibfläche 142 zusammenwirken.

Die Zwischenplatte 128 weist ferner eine zweite Reibfläche 144 auf, die mit einem dritten Reibbelag 146 zusammenwirken kann. Der dritte Reibbelag 146 ist insbesondere flächig an der zweiten Kupplungsscheibe 126 angeordnet. Ein an der zweiten Kupplungsscheibe 126 insbesondere flächig angeordneter vierter Reibbelag 148 kann mit einer an der Anpressplatte 118 ausgebildeten Anpressplattenreibfläche 150 zusammenwirken.

Mit anderen Worten umfasst die Kupplung 100 die zwischenplattennahen Reibbeläge 138, 146, den Reibbelag 140 auf der ersten Seite 101 sowie den Reibbelag 148 auf der zweiten Seite 103. Auf der ersten Seite 101 kann ferner ein in der Fig. 1 nicht

dargestelltes Schwungrad des Antriebsstrangs 102 vorgesehen sein, das zu einer hohen Laufruhe des Antriebsaggregats 104 führt, insbesondere wenn dieses als die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Das Schwungrad ist dabei drehfest mit der Ausgangswelle 108 verbunden und weist eine relativ hohe Masse und somit eine relativ hohe Massenträgheit auf.

Alternativ oder zusätzlich kann die Widerlagerplatte 114 als Schwungrad, insbesondere als Sekundärschwungrad, dienen. Dazu weist die Widerlagerplatte 114 eine besonders hohe Masse und eine besonders hohe Massenträgheit auf.

Es hat sich gezeigt, dass der Verschleiß der zwischenplattennahen Reibbeläge 138, 146 aufgrund höherer Temperaturen und höherer Energiedichten größer ist als der Verschleiß des schwungradseitigen Reibbelags 140 und des anpressplattenseitigen Reibbelags 148. Dies ist insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen. Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm 200, auf dessen Ordinate 202 die Temperatur aufgetragen ist. In dem Diagramm 200 ist ein erster Verlauf 204 eingetragen, welcher die Temperatur der Zwischenplatte 128 während des Zugbetriebs charakterisiert, während welchem das Schaltgetriebe 06 geschaltet wird, wobei die Kupplung 100 zwischen ihrem offenen Zustand und ihrem geschlossenen Zustand geschaltet wird. In dem Diagramm 200 ist ferner ein zweiter Verlauf 206 eingetragen, welcher die Temperatur der Anpressplatte 118 während des Zugbetriebs charakterisiert. Wie durch einen Pfeil 208 dargestellt ist, ist die Temperatur der Zwischenplatte 128 größer als die Temperatur der Anpressplatte 118. Analoges trifft auf einen Vergleich der Temperatur der Zwischenplatte 128 und des Schwungrads bzw. der Widerlagerplatte 114 zu. Diese unterschiedlichen Temperaturen bewirken das unterschiedliche, bereits geschilderte Verschleißen der Reibbeläge 138, 146, 140, 148.

Würden nun die Reibbeläge 138, 146, 140, 148 gleiche axiale Dicken aufweisen, so würden die zwischenplattennahen Reibbeläge 38, 146 früher ihre Verschleißgrenze erreichen als die anderen Reibbeläge 140, 148. Dies würde insbesondere einen Tausch der kompletten Kupplung 100 erfordern. Es ist aber auch möglich, dass nur die zwischenplattennahen Reibbeläge 138, 146 getauscht werden, während die anderen Reibbeläge 140, 148 noch nicht ausgetauscht werden müssten. Dies bedeutet wiederum, dass dann die Reibbeläge 140, 148 dicker ausgebildet wären als sie eigentlich sein müssten.

Um nun den insbesondere axialen Bauraum der Kupplung 100 und damit des gesamten Antriebsstrangs 102 besonders gering zu halten, sind, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, die zwischenplattennahen Reibbeläge 138, 146 dicker ausgebildet als die anderen Reibbeläge 140, 148. Mit anderen Worten weisen die der Zwischenplatte 128

abgewandten Reibbeläge 140, 148 jeweilige geringere axiale Dicken auf als die der Zwischenplatte 128 zugewandten Reibbeläge 138, 146. Dadurch ist ein gleichmäßiger Verschleiß der Reibbeläge 138, 146, 140, 148 dargestellt. Mit anderen Worten erreichen die Reibbeläge 138, 146, 140, 148 ihre jeweiligen Verschleißgrenzen zumindest nahezu gleichzeitig. Zudem weist die Kupplung 100 einen besonders geringen axialen

Bauraumbedarf auf. Ferner ermöglicht es die Kupplung 100, die Drehmomente zwischen dem Antriebsaggregat 104 und dem Schaltgetriebe 106 auch über eine hohe

Lebensdauer hinweg übertragen zu können.

Die dickere Ausgestaltung der zwischenplattennahen Reibbeläge 138, 146 im Vergleich zu den anderen Reibbelägen 140, 148 ist vorteilhaft, da die Zwischenplatte 128, welche beispielsweise aus einem Stahl gebildet ist, im Vergleich zur Anpressplatte 118 und zur als Schwungrad, insbesondere Sekundärschwungrad, fungierenden Widerlagerplatte 114, welche beispielsweise ebenso jeweils aus einem Stahl gebildet sind, eine geringere Masse (Stahlmasse) aufweist und in axialer Richtung von beiden Seiten her mit

Reibenergie und somit mit Wärme beaufschlagt wird. Die Massen der Widerlagerplatte 114, der Anpressplatte 118 und der Zwischenplatte 128 stellen dabei wichtige

Speichermassen zur Speicherung bzw. Aufnahme von Wärmeenergie dar, welche bei der Auslegung der als Zweischeibenkupplung ausgebildeten Kupplung 100 eine wichtige Rolle spielen.

Da die Zwischenplatte 128 somit eine nur geringe Speichermasse für Wärmeenergie aufweist und von beiden Seiten her mit Reibenergie und somit mit Wärme beaufschlagt wird, kommt es zu dem höheren Verschleiß der zwischenscheibenplattennahen

Reibbeläge 138, 146.

Die unterschiedliche Ausgestaltung der Dicken der Reibbeläge 138, 146, 140, 148 ermöglicht nun eine bedarfsgerechte und insbesondere hinsichtlich der

Temperaturbelastung angepasste Darstellung der axialen Dicken und somit eine

Differenzierung der Dicken. So können die der Zwischenplatte 128 abgewandten

Reibbeläge 140, 148 zur Darstellung einer erwünscht hohen Lebensdauer der Kupplung 100 entsprechend dick ausgestaltet werden. Sie müssen jedoch nicht unnötig dick ausgestaltet werden, was den Bauraumbedarf der Kupplung 100 gering hält.