Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentbegrenzer zum Begrenzen des zu übertragenden Drehmoments in einem Antriebsstrang beispielsweise eines Kraft fahrzeugs.

Beispielsweise aus der EP 1 176 339 A1 ist ein Drehmomentbegrenzer bekannt, der eine Reibplatte umfasst, die zwischen zwei Reibbelägen liegt. Die Tellerfeder übt da bei eine Kraft von bis zu mehreren Tausend Newton aus. Die Tellerfeder und die ent sprechende Kraft wird dabei in Abhängigkeit von der Drehmomentgrenze gewählt, bei deren Überschreiten Schlupf zwischen den Reibbelägen und der Reibplatte erzeugt und somit das Drehmoment begrenzt wird.

Liegen Geometriefehler vor, sind also beispielsweise die Reibbeläge, Reibplatte und/oder die Tellerfeder nicht vollsymmetrisch, ergibt sich eine in Umfangsrichtung ungleichmäßige Anpresskraft, die zu Problemen bei der Definition der Drehmoment grenze und zu einem ungleichmäßigen Verschleiß des Drehmomentbegrenzers führt. Zudem sind die bekannten Drehmomentbegrenzer aus einer Vielzahl von Teilen auf gebaut.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere einen Drehmomentbegrenzer anzugeben, bei dem die Verteilung der Anpresskraft verbessert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weite re vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten An sprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufge führten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus wer den die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzi siert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung darge stellt werden. Der erfindungsgemäße Drehmomentbegrenzer, insbesondere für einen Antriebs strang, insbesondere eines Kraftfahrzeugen, ist um eine Drehachse rotierbar, umfasst zwei Seitenelemente, die in Richtung der Drehachse voneinander beabstandet sind und an den einander zugewandten Innenseiten jeweils einen Reibbelag aufweisen, wobei in Richtung der Drehachse zwischen den Reibbelägen eine Reibplatte ausge bildet ist, die mindestens ein Federelement aufweist, das eine Presskraft in Richtung der Drehachse auf die Reibbeläge ausübt.

Das mindestens eine Federelement ist bevorzugt rotationszyklisch. Die Reibplatte wird bevorzugt drehfest mit einem Schwungkrad einer Verbrennungskraftmaschine verbunden, beispielsweise vernietet, so dass die Reibplatte zwei Funktionen, nämlich die vollständige Übertragung des Drehmoments aus einer Verbrennungskraftmaschi ne und die Aufbringung der Presskraft, erfüllt. Der Drehmomentbegrenzer ist so aus gebildet, dass beim Überschreiten eines oberen Grenzwertes des Drehmoments die Presskraft nicht mehr ausreicht und Schlupf zwischen Reibplatte und Reibbelägen einsetzt. Dadurch wird das Durchschlagen von Drehmomentspitzen verhindert, die insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Flybrid-Antrieb Schäden zur Folge haben kön nen.

Bevorzugt ist die die Reibplatte einteilig ausgebildet, beispielsweise wird das mindes tens eine Federelement durch eine Verformung aus einer neutralen Ebene der Reib platte gebildet, die senkrecht zur Drehachse liegt. Bevorzugt ist eine solche Ausge staltung, wenn das mindestens eine Federelement einen vollständigen Kreisring bil det. Eine solche Ausgestaltung der Reibplatte ist einfach herstellbar.

Alternativ ist es bevorzugt, dass die Reibplatte mindestens ein Federelement umfasst, welches als Kreisringsegment ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Gestal tungsfreiheit bei der Auslegung der Reibplatte vergrößert wird.

Alternativ ist es auch bevorzugt, dass die Reibplatte mehrteilig ausgebildet ist. Beson ders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass die Reibplatte eine Grundplatte umfasst, die in Richtung der Drehachse von zwei Wellscheiben als Federelementen umgeben ist, die drehfest mit der Grundplatte verbunden, bevorzugt vernietet, sind. Bevorzugt ist weiterhin ein mehrteiliger Aufbau der Reibplatte, bei der diese mindes tens eine Grundplatte umfasst, die mindestens ein Federelement umfasst, welches als Kreisringsegment ausgebildet ist. Ein mehrteiliger Aufbau aus mindestens einer Grundplatte mit Kreisringsegmenten als Federelemente kann beispielsweise einteilig erfolgen, wobei mehrere, insbesondere zwei, Grundplatten zur Reibplatte montiert werden, beispielsweise miteinander vernietet werden. Weiterhin ist es möglich, an ei ne Grundplatte kreisringsegmentförmige Federelemente drehfest an der Grundplatte zu befestigen, beispielsweise durch Vernieten. Hierbei können die Federelemente ein lagig oder zweilagig ausgeführt werden.

Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Reibplatte aus zwei Grundplatten aus gebildet ist, die jeweils mindestens ein Federelement umfassen, welches als ein Kreis ringsegment ausgebildet ist.

Weiterhin wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Drehmomentbegrenzer nach der vorliegenden Erfindung, bei dem ein mit einer Abtriebswelle verbundenes Schwungrad ausgebildet ist, welches drehfest mit der Reibplatte verbunden ist.

Die für den Drehmomentbegrenzer offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf den Antriebsstrang übertragen und anwenden und umgekehrt.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“,„zweite“, ... ) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Grö ßen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihen folge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenver hältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegen stände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:

Fig. 1 : einen Teilschnitt eines an einem Schwungrad montierten Drehmoment begrenzers;

Fig. 2 - 4: ein erstes Beispiel einer Reibplatte eines Drehmomentbegrenzers in ver schiedenen Ansichten;

Fig. 5 - 7: ein zweites Beispiel einer Reibplatte eines Drehmomentbegrenzers in verschiedenen Ansichten;

Fig. 8 - 9: ein drittes Beispiel einer Reibplatte eines Drehmomentbegrenzers in ver schiedenen Ansichten;

Fig. 10-14: ein viertes Beispiel einer Reibplatte eines Drehmomentbegrenzers in verschiedenen Ansichten; und

Fig. 15-20: ein fünftes Beispiel einer Reibplatte eines Drehmomentbegrenzers in verschiedenen Ansichten.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Drehmomentbegrenzers 1 , der an einem Schwungrad 2 eines Antriebsstrangs 3 eines Kraftfahrzeuges montiert ist. Das Schwungrad 2 ist drehfest mit einer Welle verbunden, die im Betrieb um eine Drehachse 18 rotiert. Der Drehmomentbegrenzer 1 weist eine Reibplatte 4 auf, die zwischen den Reibbelägen 5 zweier Seitenelemente 6, die aus Blech ausgebildet sind, liegen. Die Reibbeläge 5 sind dabei an den einander zugewandten Innenseiten 19 der Seitenelemente 6 aus gebildet. Im montierten Zustand sind die Seitenelemente 6 über die Reibbeläge 5 reibschlüssig mit der Reibplatte 4 verbunden, die mit dem Schwungrad 2 drehfest ver bunden ist, so dass im Betrieb Drehmoment vom Schwungrad 2 über den Drehmo mentbegrenzer 1 übertragbar ist. Die Reibplatte 4 weist dabei mindestens ein inte- griertes Federelement auf, durch welches eine Presskraft auf die Reibbeläge 5 aus geübt wird. Hierdurch kann auf eine Tellerfeder verzichtet werden. Durch die Press kraft wird ein maximales Drehmoment definiert, bei dessen Überschreiten Schlupf zwischen den Reibbelägen 5 und der Reibplatte 4 einsetzt. Die Ausbildung der Reib platte wird im Folgenden anhand mehrerer Beispiele erläutert.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen ein Beispiel einer aus Blech ausgebildeten Reibplatte 4 in verschiedenen Ansichten. Die Figuren 3 und 4 zeigen dabei die entsprechend in Fig. 2 gekennzeichneten Schnitte. Die Reibplatte 4 ist einteilig ausgebildet und weist einen Innenbereich 7 und einen radial außerhalb des Innenbereichs 7 gebildeten Außenbe reich 8 auf. Innenbereich 7 du Außenbereich 8 sind dabei kreisringförmig ausgebildet. Der Außenbereich 8 weist mehrere Verbindungsbereiche 9 auf, die hier als Öffnungen gebildet sind, die eine Verbindung mit dem Schwungrad 2 ermöglichen. Der Innenbe reich 7 umfasst zwei Federelemente 10, die im verbauten Zustand eine Presskraft auf die Reibbeläge 5 ausübt. Die Federelemente 10 sind dabei durch Verformung des In nenbereichs 7 aus der Ebene des Außenbereichs 8 heraus gebildet. Die Federele mente 10 wirken dabei als Blattfedern. Im verbauten Zustand sind die Federelemente 10 an die Reibbeläge 5 gepresst. Die Federelemente 10 sind rotationszyklisch ausge bildet.

Figuren 5 bis 7 zeigen ein zweites Beispiel einer aus Blech ausgebildeten Reibplatte 4 in verschiedenen Ansichten. Die Figuren 6 und 7 zeigen dabei die entsprechend in Fig. 5 gekennzeichneten Schnitte. Es sollen hier nur die Unterschiede zum ersten Beispiel beschrieben werden, im Übrigen wird auf die zum ersten Beispiel gemachten Ausführungen verwiesen. Auch im zweiten Beispiel ist die Reibplatte 4 einteilig aus gebildet, jedoch ist der Außenbereich 8 nicht kreisringförmig, sondern vielmehr aus einer Vielzahl von Laschen 11 gebildet, in denen die Verbindungsbereiche 9 ausgebil det sind. Hierdurch wird die Herstellung der Reibplatte 4 vereinfacht.

Figuren 8 und 9 zeigen ein drittes Beispiel einer Reibplatte 4 in verschiedenen Ansich ten. Figur 8 stellt dabei eine Draufsicht und Fig. 9 eine Seitenansicht dar. Es sollen hier nur die Unterschiede zum ersten Beispiel beschrieben werden, im Übrigen wird auf die zum ersten Beispiel gemachten Ausführungen verwiesen. Die Reibplatte 4 ist mehrteilig ausgeführt. Die Reibplatte 4 umfasst eine Grundplatte 12, mit der beidseitig zwei Wellscheiben 13 verbunden sind. Die Wellscheiben 13 sind dabei mit Nieten 14 an der Grundplatte 12 befestigt. Die Wellscheiben 13 bilden dabei Federelemente 10. Die Höhe der Wellscheiben 13 ist dabei so groß gewählt, dass im verbauten Zustand die Nieten 14 nicht in Kontakt mit den Reibbelägen 5 kommen.

Figuren 10 bis 14 zeigen ein drittes Beispiel einer Reibplatte 4 in verschiedenen Aus führungen und Ansichten. Die Reibplatte 4 ist aus einer Grundplatte 12 (Fig. 10 bis 12) oder aus zwei Grundplatten 12 (Fig. 13 und 14) aufgebaut, die aufeinander gelegt und miteinander verbunden werden. Die Grundplatten 12 weisen keinen kreisringför migen Innenbereich 7 auf, vielmehr ist der Innenbereich 7 aus Kreisringsegmenten 15 aufgebaut, die keinen vollständigen Kreisring bilden. Fig. 10 zeigt eine Draufsicht ei ner Grundplatte 12, die Figur 11 zeigt den in Fig. 10 als„A-A“ gekennzeichneten Schnitt der Grundplatte 12, während die Figur 12 den in Fig. 10 als„B-B“ gekenn zeichneten Schnitt der Grundplatte 12 zeigt. Die Federelementen 10 weisen eine Kon turierung 16 in Umfangsrichtung auf, die zur Ausbildung einer Presskraft im montier ten Zustand auf die Reibbeläge 5 führt. Die Konturierungen16 sind da bei so gewählt, dass keine Kante auf die Reibbeläge 5 berührt, da dies zu Ungleichförmigkeiten im Schlupffall und zu einer möglichen ungleichmäßigen Abnutzung führt.

Fig. 13 zeigt den in Fig. 10 als„A-A“ gekennzeichneten Schnitt der Reibplatte 4 be stehend aus zwei miteinander verbundenen Grundplatten 12, Fig. 14 den in Fig. 10 mit„B-B“ gekennzeichneten Schnitt der Reibplatte 4 bestehend aus zwei miteinander verbundenen Grundplatten 12, deren Federelemente 10 mit Konturierungen 16 im montierten Zustand des Drehmomentbegrenzers 1 eine Presskraft auf die Reibbeläge 5 aufbringen können. Im übrigen wird auf die Beschreibung zu den anderen Beispie len der Reibplatte 4 verwiesen.

Figuren 15 bis 20 zeigen ein fünftes Beispiel einer Reibplatte 4, die ähnlich aufgebaut ist wie das vierte Beispiel der Reibplatte 4. Auch hier sind die Federelemente 10 als Kreisringsegmente 15 ausgebildet, die keinen vollständigen Kreisring bilden. Jedoch ist die Reibplatte mehrteilig ausgebildet. Eine den Außenbereich 8 bildende Grund platte 17 ist mit einzelnen Federelementen 10 drehfest verbunden, beispielsweise durch Niete 14 verbunden. Hierbei können die Federelemente 10 als Einzelsegmente (Fig. 16, 17, 18) oder als Doppelsegmente (Fig. 19, 20) ausgebildet sein Im Falle der Doppelsegmente liegen die Federelemente 10 in Richtung der Drehachse übereinan der. Fig. 16 zeigt dabei den Schnitt„A-A“ aus Fig. 15 für Einzelsegmente, Fig. 17 den Schnitt„C-C“ aus Fig. 15 für Einzelsegmente. Fig. 18 zeigt den Schnitt„A-A“ aus Fig.

15 für Doppelsegmente, Fig. 19 zeigt den Schnitt„B-B“ aus Fig. 15 für Doppelseg mente und Fig. 20 den Schnitt„C-C“ aus Fig. 15 für Doppelsegmente. Im übrigen wird auf die Beschreibung zum vierten Beispiel verwiesen.

In dem hier vorgeschlagenen Drehmomentbegrenzer 1 erfüllt die Reibplatte 4 zwei Funktionen: Einerseits wird das volle Drehmoment vom Schwungrad 2 über die Reib platte 4 übertragen, andererseits sorgen die Federelemente 10 der Reibplatte 4 für das Aufbringen der Presskraft, mit der die Reibplatte 4 gegen die Reibbeläge 5 und damit die Seitenelemente 6 gepresst wird.

Bezuqszeichenliste Drehmomentbegrenzer

Schwungrad

Antriebsstrang

Reibplatte

Reibbelag

Seitenelement

Innenbereich

Außenbereich

Verbindungsbereiche

Federelement

Lasche

Grundplatte

Wellscheibe

Niet

Kreisringsegment

Konturierung

Grundplatte

Drehachse

Innenseite