DE10002830B4

DE10002830B4 - Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE10002830B4
Application number: DE10002830A
Authority: DE
Inventors: Klemens Ehrmann; Stephen-Richard Ainley; Steffen Lehmann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: FR2789137B1; BR0000540A; FR2789137A1; DE10002830A1

Abstract

Kupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem eine axiale Ausnehmung aufweisenden Nabenteil, das von einem radialen Flansch umgeben ist, der radial innen drehfest mit dem Nabenteil und radial außen mit einem Belagträger verbunden ist, wobei der Belagträger (6) eine Innenverzahnung (9) aufweist, die mit einer Außenverzahnung (10) des Flansches (4) in Eingriff steht und über die ineinandergreifenden Verzahnungen eine geringe begrenzte Verdrehbarkeit (12) und radiale Verlagerbarkeit zwischen dem Flansch und dem Belagträger ermöglicht ist, weiterhin Flansch und Belagträger – im drehmomentfreien Zustand der Kupplungsscheibe – mittels zwischen diesen vorgesehenen Energiespeichern (8) zumindest winkelmäßig zueinander positioniert sind, wobei wenigstens einige der Zähne der Außenverzahlung (10) des Flansches (4) eine Ausnehmung (14) aufweisen, in der ein Energiespeicher (8) aufgenommen ist und die, ausgehend vom Kopfkreis der Außenverzahnung (10), sich radial nach innen erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge, die mit einem Nabenteil drehfest verbundene Reibbeläge aufweist. Das Nabenteil ist dabei mit einer axialen Ausnehmung versehen und von einem radialen Flansch umgeben, welcher die Reibbeläge der Kupplungsscheibe trägt. Die Erfindung betrifft insbesondere Kupplungsscheiben ohne Hauptdämpfer bzw. Lastdämpfer, das bedeutet also ohne Dämpfer für die zwischen einem Antriebsmotor und dem nachgeschalteten Getriebe während der Fahrt des Kraftfahrzeuges auftretenden Drehschwingungen.
Derartige Kupplungsscheiben werden insbesondere in Verbindung mit dämpfenden Schwungrädern verwendet, die wenigstens zwei koaxiale, zueinander entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung verdrehbare Schwungmassen aufweist. Ein derartiges Schwungrad kann die unerwünschten Motorschwingungen bereits dämpfen, bevor diese die Kupplungsscheibe erreichen, so daß die in Verbindung mit einem solchen Schwungrad verwendeten Kupplungsscheiben keinen Schwingungsdämpfer, zumindest für den Fahrbetrieb, benötigen.
Das Problem der Versatzes der Rotationsachsen zwischen Motorabtriebswelle bzw. Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle ist jedoch auch bei derart ausgerüsteten Kraftfahrzeugen vorhanden. Dieser Achsversatz verursacht Geräusch- und Verschleißprobleme an Bauteilen des Kraftfahrzeuges. Diese Probleme sind insbesondere bei Verwendung von Kupplungsscheiben, wie sie beispielsweise durch die nachveröffentlichte DE 199 01 043 A1 , die DE 25 18 258 A1 , die EP 764 793 A1 , die DE 29 51 573 A1 und die DE 41 17 582 A1 bekannt geworden sind, vorhanden, da derartige Kupplungsscheiben aufgrund ihrer „starren” Ausbildung den Achsversatz zwischen der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und der Getriebeeingangswelle nicht ausgleichen können, so daß bei rotierender Brennkraftmaschine und in der Kupplung eingespannter Kupplungsscheibe Radialkräfte zwischen dem Nabenteil und der Getriebeeingangswelle auftreten, die infolge der überlagerten Drehbewegung Relativbewegungen zwischen der Innenverzahnung des Nabenteils und der Außenverzahnung der Getriebeeingangswelle verursachen. Diese Relativbewegungen können Geräusche erzeugen, die den Komfort erheblich beeinträchtigen und darüber hinaus eine Abnutzung bzw. Beschädigung oder gar Zerstörung der ineinander greifenden Profile verursachen. Weiterhin erzeugen die vorerwähnten Radialkräfte eine Biegebeanspruchung, zumindest auf die Getriebeeingangswelle, wodurch auch Wellenbrüche oder Lagerausfälle möglich sind.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Kupplungsscheibe zu schaffen, die sowohl Achsversätze als auch Winkelversätze zwischen der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine und der Getriebeeingangswelle kompensieren kann und somit eine einwandfreie Funktion der mit einer solchen Kupplungsscheibe ausgerüsteten Reibungskupplung gewährleistet. Weiterhin soll die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kupplungsscheibe eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung derselben gewährleisten.
Gemäß der Erfindung wird dies bei Kupplungsscheiben der eingangs beschriebenen Gattung dadurch erzielt, daß der mit dem Nabenteil drehfest verbundene Flansch radial außen einen Belagträger trägt und mit diesem drehverbunden ist. Hierfür besitzt der Belagträger ein Innenprofil, das mit einem Außenprofil des Flansches in Eingriff steht. Diese Profile können dabei in vorteilhafter Weise als Innenverzahnung und Außenverzahnung ausgebildet sein. Über die ineinander greifenden Profilierungen bzw. Verzahnungen ist eine geringe begrenzte Verdrehbarkeit und radiale Verlagerbarkeit zwischen dem Flansch und dem Belagträger ermöglicht, wobei Flansch und Belagträger – im drehmomentfreien Zustand der Kupplungsscheibe – mittels zwischen diesen vorgesehen Energiespeichern winkelmäßig zueinander positioniert sind.
Gemäß einem erfinderischen Grundgedanken weisen wenigstens einige der Zähne der Außenverzahnung des Flansches eine Ausnehmung auf, in der ein Energiespeicher aufgenommen ist und die, ausgehend vom Kopfkreis der Außenverzahnung, sich radial nach innen erstreckt.
Gemäß einem weiteren erfinderischen Grundgedanken weisen wenigstens Zähne einer der Verzahnungen Ausnehmungen für die Energiespeicher auf, wobei zwischen Innenverzahnung und Außenverzahnung ein Gesamtverdrehspiel in der Größenordnung von 0,5° bis 10°, vorzugsweise von 1° bis 4° sowie eine radiale Verlagerbarkeit in der Größenordnung von 0,2 bis 2,5 mm, vorzugsweise von 0,3 bis 0,8 mm vorhanden ist.
Die Energiespeicher können dabei in vorteilhafter Weise derart zwischen Flansch und Belagträger eingebaut sein, daß sie diese Bauteile zumindest tendenzmäßig in eine konzentrische Lage drängen, wodurch zumindest bei nicht beanspruchter Kupplungsscheibe gewährleistet werden kann, daß die ineinander greifenden Profilierungen bzw. Verzahnungen sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung über den gesamten Umfang ein Spiel aufweisen. In vorteilhafter Weise sind die Energiespeicher in Aufnahmen des Flansches und des Belagträgers mit einer gewissen Vorspannung aufgenommen. Die Vorspannung ist dabei derart gewählt, daß die durch die Energiespeicher erzeugte Kraft ausreichend groß ist, um den Belagträger zumindest annähernd konzentrisch gegenüber dem Flansch zu halten.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das zwischen den ineinandergreifenden Profilierungen vorhandene Gesamtverdrehspiel in der Größenordnung von 0,5° bis 10°, vorzugsweise von 1° bis 4° beträgt.
Die durch das zwischen den ineinandergreifenden Profilierungen vorhandene Spiel ermöglichte radiale Verlagerbarkeit zwischen Flansch und Belagträger kann in vorteilhafter Weise in der Größenordnung von 0,2 bis 2 mm, vorzugsweise von 0,3 bis 0,8 mm liegen.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn lediglich einige der zwischen Flansch und Belagträger angeordneten Energiespeiche mit Vorspannung verbaut sind.
Für die Funktion der Kupplungsscheibe kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der durch die Vorspannung der Energiespeicher zwischen Flansch und Belagträger erzeugte Anfangsverdrehwiderstand in der Größenordnung von 2 bis 10 Nm, vorzugsweise von 2 bis 5 Nm liegt. Dieser Anfangsverdrehwiderstand kann jedoch auch kleiner ausgelegt werden. Weiterhin kann es für die Funktion der Kupplungsscheibe zweckmäßig sein, wenn die Energiespeicher eine Steifigkeit aufweisen, die derart bemessen ist, daß die Energiespeicher zwischen Flansch und Belagträger eine Verdrehwiderstandsrate in der Größenordnung von 2 bis 15 Nm/°, vorzugsweise von 5 bis 11 Nm/° erzeugen. Je nach Anwendungsfall kann diese Verdrehwiderstandsrate jedoch auch größer oder kleiner ausgelegt werden.
Gemäß einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung können die zwischen Flansch und Belagträger vorgesehenen Energiespeicher auch in zwei Gruppen aufgeteilt sein, die zwischen Flansch und Belagträger derart verspannt angeordnet sind, daß sie einander entgegenwirken, so daß über die Energiespeicher eine elastische Aufhängung des Belagträgers gegenüber dem Flansch gegeben ist. Bei einer derartigen Anordnung der Federgruppen wird, sobald die eine Federgruppe komprimiert wird, die andere Federgruppe entsprechend entspannt.
Für den Aufbau und die Funktion der Kupplungsscheibe kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Energiespeicher, wie z. B. Schraubenfedern, in Ausnehmungen vorgesehen sind, die im Bereich der Profilierungen bzw. Verzahnungen vorhanden sind. Die Ausnehmungen bzw. Aufnahmen für die Energiespeicher können dabei zumindest im Bereich von Zähnen einer der Verzahnungen vorgesehen sein. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn es sich dabei um Außenzähne des Flansches handelt. Die Ausnehmungen können sich dabei ausgehend vom Kopfkreisdurchmesser der Außenzähne radial nach innen erstrecken.
Vorteilhaft kann es für die Funktion und den Aufbau der Kupplungsscheibe auch sein, wenn wenigstens eines der die Verzahnungen bildenden Bauteile zwischen benachbarten Zähnen Ausnehmungen für die Energiespeicher besitzt. In vorteilhafter Weise können diese Ausnehmungen am Belagträger vorgesehen sein. Die Ausnehmungen können dabei vom Fußkreisdurchmesser ausgehen und sich radial nach außen hin erstrecken.
In vorteilhafter Weise sind die im Flansch und im Belagträger vorgesehenen Aufnahmen für die Energiespeicher paarweise derart einander zugeordnet, daß sie sich radial gegenüberliegen. Die einander zugeordneten Ausnehmungen und der darin aufgenommene Energiespeicher sind in vorteilhafter Weise derart aufeinander abgestimmt, daß der Energiespeicher in etwa jeweils zur Hälfte in die beiden Ausnehmungen eintaucht.
In vorteilhafter Weise ist der Belagträger gegenüber dem Flansch in axialer Richtung gesichert. Zweckmäßig ist es dabei, wenn die zur axialen Sicherung dienenden Mittel in Bezug aufeinander derart abgestimmt sind, daß zwischen dem Flansch und dem Belagträger eine geringe axiale Verlagermöglichkeit gewährleistet ist. Diese axiale Verlagermöglichkeit kann dabei in der Größenordnung von 0,2 bis 1 mm, vorzugsweise von 0,3 mm bis 0,6 mm, liegen. Die zur axialen Sicherung zwischen Flansch und Belagträger dienenden Bereiche können sich in vorteilhafter Weise überlappen. Hierfür kann beispielsweise der Belagträger axial beabstandete Bereiche besitzen, die den Flansch beidseits mit einem geringen Spiel zumindest stellenweise überlappen.
Der Belagträger kann in einfacher Weise durch zwei ringförmige Blechteile gebildet werden, die in vorteilhafter Weise radial innen eine Innenverzahnung angeformt haben können. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Belagträgers können die ringförmigen Blechteile die Bereiche besitzen, welche zur axialen Sicherung des Belagträgers gegenüber dem Flansch letzteren seitlich überlappen.
Um zu verhindern, daß die Energiespeicher aus den diese aufnehmenden Aufnahmen seitlich herausfallen können, ist es zweckmäßig, wenn wenigstens einige der Ausnehmungen seitlich zumindest teilweise abgedeckt sind. Hierfür können die den Belagträger bildenden ringförmigen Blechteile im Bereich der entsprechenden Ausnehmungen Laschen bzw. zungenartige Anformungen besitzen, die die Energiespeicher seitlich umgeben. Die Laschen bzw. Zungen können dabei derart ausgebildet sein, daß sie axiale Auswölbungen aufweisen, zwischen denen Aufnahmen für die Energiespeicher gebildet sind. Die die Aufnahmen für die Energiespeicher bildenden Bereiche der ringförmigen Blechteile können dabei radial innere Randabschnitte besitzen, die zur axialen Festlegung des Belagträgers gegenüber dem Flansch dienen.
In vorteilhafter Weise trägt der ringartig ausgebildete Belagträger Belagfedersegmente, an denen die Reibbeläge der Kupplungsscheibe befestigt sind. Die Belagfedersegmente können mit einem Fußbereich ausgebildet sein, der mit dem Belagträger drehfest verbunden ist, z. B. durch Nietverbindungen. Um eine kompakte Bauweise der Kupplungsscheibe zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Energiespeicher radial angrenzend an die Reibbeläge bzw. an die Fußbereiche der Belagfedersegmente vorgesehen sind.
In vorteilhafter Weise können die äußeren Bereiche des Flansches einen Durchmesser besitzen, der das drei- bis fünffache des äußeren Durchmessers des Nabenteils beträgt. Nabenteil und Flansch können einstückig ausgebildet sein, indem das Bauteil z. B. durch Fließpressen oder Schmieden hergestellt wird.
Nabenteil und Flansch können jedoch auch eigene Bauteile bilden, die zusammengesetzt werden. Die Verbindung zwischen Nabenteil und Flansch kann beispielsweise mittels Schweißverbindungen und/oder über einen Formschluß erfolgen. So können diese beiden Bauteile z. B. miteinander verstemmt sein.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kupplungsscheibe können Achsversätze und Winkelversätze zwischen der Rotationsachse der mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbundenen Reibungskupplung und der Rotationsachse der auf einer Getriebeeingangswelle aufgenommenen Kupplungsscheibe ausgeglichen bzw. kompensiert werden. Die erfindungsgemäße Kupplungsscheibe kann in besonders vorteilhafter Weise in Verbindung mit einem geteilten Schwungrad Verwendung finden, da bei solchen Schwungrädern – infolge der zusätzlich zwischen der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und der Reibungskupplung vorgesehenen und relativ zueinander gelagerten Bauteile – ein gegenüber Antriebseinheiten mit einem konventionellen Schwungrad vergrößerter radialer- und/oder Winkelversatz der Rotationsachse der Reibungskupplung gegenüber der Rotationsachse der Kupplungsscheibe vorhanden sein kann. Mehrteilige Schwungräder sind beispielsweise durch die DE-OS 41 17 582 und die DE-OS 41 17 579 bekannt geworden. Auf diese Veröffentlichungen wird ausdrücklich Bezug genommen und deren Inhalt insbesondere bezüglich der Anordnung und Funktion der Kupplungsscheibe soll auch zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Erfindung gehören.
Weitere besonders zweckmäßige Ausgestaltungsmerkmale sowie besonders vorteilhafte Wirkungs- bzw. Funktionsmerkmale von erfindungsgemäß ausgestalteten Kupplungsscheiben werden im Zusammenhang mit der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 eine Kupplungsscheibe in Ansicht,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II.2 der 1,
3 die Einzelheit III gemäß 2 im vergrößerten Maßstab,
4 die Einzelheit IV gemäß 2 im vergrößerten Maßstab,
5 einen Schnitt gemäß der Linie V.5 der 1 im vergrößerten Maßstab und
6 eine im vergrößerten Maßstab dargestellte Anordnung eines Energiespeichers der Kupplungsscheibe.
Die in den 1 bis 6 dargestellte Kupplungsscheibe 1 besitzt einen das Ausgangsteil der Kupplungsscheibe 1 bildenden Nabenkörper 2, der eine Innenverzahnung 3 aufweist, welche mit der Außenverzahnung einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle in Eingriff bringbar ist. Der Nabenkörper 2 ist von einem, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildeten Flansch 4 umgeben, der hier einstückig mit dem Nabenkörper 2 ausgebildet ist. Der Flansch 4 kann jedoch auch durch ein getrenntes Bauteil gebildet sein und mit dem Nabenkörper 2 über eine Schweißverbindung und/oder eine formschlüssige Verbindung drehfest verbunden sein. Der ringscheibenartige Flansch 4 ist bei dem dargestellten Beispiel axial getellert und besitzt axiale Ausnehmungen 5, die zur Belüftung und/oder zur motorseitigen Verschraubung des mit der Kupplungsscheibe 1 zusammenwirkenden Schwungrades mit vormontierter Reibungskupplung dienen können. Derartige Montagemodule sind beispielsweise durch die DE-OS 19 634 382 , 4 113 287 , 4 117 582 und 4 117 579 vorgeschlagen worden.
Der Flansch 4 trägt radial außen einen Belagträger 6, der über eine spielbehaftete formschlüssige Verbindung 7 mit dem Flansch 4 antriebsmäßig verbunden bzw. verbindbar ist. Zwischen dem Belagträger 6 und dem Flansch 4 sind Energiespeicher 8, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Schraubenfedern 8 gebildet sind, vorgesehen. Die Energiespeicher 8 könnten jedoch auch zumindest teilweise durch Gummielemente oder anders ausgestaltete elastisch verformbare Elemente gebildet sein.
Der Belagträger 6 ist ringartig ausgebildet und hat eine Innenprofilierung 9, die als Innenverzahnung 9 ausgebildet ist. Die Profilierung 9 greift in eine am Außenum fang des Flansches 4 vorgesehene Außenprofilierung 10, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Verzahnung 10 ausgebildet ist.
Die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die die formschlüssige Verbindung 7 bildenden Profilierungen bzw. Verzahnungen 9, 10 derart aufeinander abgestimmt, daß zwischen dem Belagträger 6 und dem Flansch 4 eine geringe begrenzte Relativverdrehung sowie eine geringe radiale Verlagermöglichkeit vorhanden ist. Hierfür ist – bezogen auf eine konzentrische Lage des Belagträgers 6 gegenüber dem Flansch 4 – zwischen den ineinandergreifenden Profilierungen 9, 10 einerseits ein in 5 mit 11 und 11' gekennzeichnetes radiales Spiel sowie andererseits ein in 1 und 6 mit 12 und 12' gekennzeichnetes Umfangsspiel bzw. Verdrehspiel vorhanden.
In vorteilhafter Weise ist die durch die ineinandergreifenden Profilierungen 9, 10 ermöglichte Radialverlagerung 11 oder 11' in der Größenordnung von 0,2 bis 2 mm vorzugsweise von 0,3 bis 0,8 mm. Das erforderliche Spiel ist abhängig von den Zusammenbautoleranzen zwischen Motor und Getriebe, da über die mögliche radiale Verlagerung 11 bzw. 11' unter anderem ein eventuell vorhandener Achsversatz zwischen Getriebeeingangswelle und Motorabtriebswelle zumindest partiell ausgeglichen werden soll. Das für einen derartigen Ausgleich ebenfalls erforderliche Verdrehspiel 12 + 12' zwischen den Profilierungen 9, 10 kann in der Größenordnung von 0,5° bis 10°, vorzugsweise von 1° bis 4° liegen.
Die Energiespeicher 8 können, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, zwischen Belagträger 6 und Flansch 4 derart vorgesehen sein, daß sie diese beiden Bauteile 6, 8 – zumindest bei nicht drehmomentbeaufschlagter Kupplungsscheibe 1 – radial zueinander positionieren, und zwar vorzugsweise konzentrisch. Diese Positionierung kann wie dargestellt derart erfolgen, daß die ineinander greifenden Profilierung 9, 10 sowohl ein radiales Spiel 11 bzw. 11' über den gesamten Umfang als auch in beide möglichen Relativverdrehrichtungen ein Verdrehspiel 12 bzw. 12' aufweisen. Die Verdrehspiele 12 und 12' können dabei gleich groß sein oder einen unterschiedlichen Wert aufweisen. So kann beispielsweise das Verdrehspiel bei einer Beanspruchung der Kupplungsscheibe in Zugrichtung größer sein als das Verdrehspiel für eine Beanspruchung in Schubrichtung oder umgekehrt.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform können die Energiespeicher 8 zwischen Belagträger 6 und Flansch 4 auch derart angeordnet sein, daß im nicht beanspruchten Zustand der Kupplungsscheibe ein Verdrehspiel zwischen den Profilierungen 9 und 10 nur in eine Relativverdrehrichtung vorhanden ist, wobei dieses Verdrehspiel in vorteilhafter Weise bei einer Drehmomentbeanspruchung der Kupplungsscheibe 1 in Zugrichtung wirksam werden kann. Das Verdrehspiel kann jedoch auch für die Schubbeanspruchung der Kupplungsscheibe vorgesehen werden.
Obwohl es vorteilhaft sein kann, wenn die Energiespeicher bzw. Schraubenfedern 8 in Aufnahmen bzw. Ausnehmungen 13, 14 des Belagträgers 6 und des Flansches 4 praktisch ohne axiale Vorspannung aufgenommen sind, kann es zur konzentrischen Halterung von Belagträgerscheibe 6 und Flansch 4 besonders vorteihaft sein, wenn diese Energiespeicher eine gewisse Vorspannung aufweisen. Es kann auch zweckmäßig sein, wenn lediglich ein Teil der zwischen den Bauteilen 6 und 4 vorgesehenen Energiespeicher 8 vorgespannt sind.
Der durch die vorgespannten Energiespeicher 8 zwischen Belagträger 6 und Flansch 4 erzeugte Anfangsverdrehwiderstand kann in der Größenordnung von 2 bis 10 Nm, vorzugsweise von 2 bis 5 Nm liegen. Die Aufnahme und die Ausrichtung der Energiespeicher 8 in den Teilen 6 und 4 ist zweckmäßiger Weise derart vorgenommen, daß die Energiespeicher 8 zumindest tendenzmäßig den Belagträger 6 in eine koaxiale Lage gegenüber dem Flansch 4 drängen. Dadurch wird gewährleistet, daß zumindest bei ausgerückter Reibungskupplung der Belagträger 6 eine zumindest annähernd konzentrische Lage gegenüber dem Nabenkörper 2 bzw. dem Flansch 4 einnehmen kann.
Die Federrate der Energiespeicher 8 ist vorzugsweise derart gewählt, daß diese Energiespeicher 8 zwischen Belagträger 6 und Flansch 4 eine Verdrehwiderstandsrate erzeugen, die in der Größenordnung von 2 bis 15 Nm/°, vorzugsweise von 5 bis 11 Nm/° liegt. Für viele Anwendungsfälle ist eine Verdrehwiderstandsrate in der Größenordung von 8 bis 9 Nm/° zweckmäßig. Die von den Energiespeichern 8 erzeugte Verdrehwiderstandsrate kann jedoch auch kleinere oder größere Werte als die vorgenannten aufweisen. Weiterhin können die Energiespeicher 8 auch in Gruppen aufgeteilt werden, die stufenweise zur Wirkung kommen. Dabei kann beispielsweise bei einer zweistufigen Auslegung die zweite Stufe eine wesentlich höhere Verdrehwiderstandsrate zwischen Flansch 4 und Belagträger 6 erzeugen.
Zweckmäßig kann es sein, wenn parallel zu der Federwirkung der Energiespeicher 8 eine Reibungsdämpfung vorgesehen ist. Diese Reibungsdämpfung kann durch die zwischen Belagträger 6 und Flansch 4 auftretenden Relativbewegungen erzeugt werden. Falls erforderlich, können hierfür zusätzliche Reibelemente wie Reibringe und Energiespeicher, wie z. B. Wellfeder oder Tellerfeder, zwischen dem Flansch 4 und dem Belagträger 6 vorgesehen werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Belagträger 6 durch 2 ringförmige Blechteile 15, 16 gebildet, die hier spiegelbildlich ausgebildet und axial fest miteinander verbunden sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierfür Nietverbindungen 17, 18 vorgesehen. Die Nietverbindungen 17 sind im Bereich von Zähnen 9, welche durch die inneren Konturen der Blechteile 15, 16 gebildet sind, vorgesehen. Die auf einem größerem Durchmesser vorgesehenen Nietverbindungen 18 dienen gleichzeitig zur Befestigung von Feder- bzw. Trägersegmenten 19, für Reibbeläge 20. Die Nietverbindungen 18 sind zumindest teilweise im Fußbereich 21 der Belagfedersegmente 19 vorgesehen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Rücken an Rücken angeordnete Belagfedersegmente 19 vorhanden, wodurch eine sogenannte Doppelsegmentbelagfederung gebildet ist.
Wie insbesondere aus 1 in Verbindung mit den 3 und 6 ersichtlich ist, sind die durch Schraubenfedern 8 gebildete Energiespeicher im Bereich der Profilierungen bzw. Verzahnungen 9, 10 angeordnet. Hierfür sind in radial hervorstehenden Zähnen der Verzahnung 10 die Ausschnitte bzw. Ausnehmungen 14 vorgesehen. Die Ausnehmungen 14 erstrecken sich ausgehend vom Kopfkreisdurchmesser der Zähne 10 radial nach innen. Die im Belagträger 6 vorgesehenen Ausnehmungen bzw. Ausschnitte 13 für Energiespeicher 8 sind zwischen Zähnen der Innenverzahnung 9 vorgesehen, die Ausnehmungen 13 erstrecken sich dabei ausgehend vom Fußkreisdurchmesser der Verzahnung 9 radial nach außen. Die einer Schraubenfeder 8 zugeordneten Ausnehmungen 13 und 14 liegen sich radial gegenüber. Die Schraubendruckfeder 8 ist dabei derart angeordnet und ausgebildet, daß sie zumindest annähernd – bezogen auf ihren Außendurchmesser – jeweils in etwa zur Hälfte in den Ausnehmungen 13 und 14 aufgenommen ist.
Anstelle von Schraubenfedern 8 können in den Ausnehmungen 13 und 14 auch Gummiblöcke bzw. Blöcke aus einem federnden Material vorgesehen werden. Derartige Blöcke können dabei derart ausgestaltet sein, daß sie auch an den radialen Begrenzungskonturen der Ausnehmungen 13 und 14 zumindest partiell anliegen, wobei auch einer geringe radiale Verspannung dieser Blöcke in den Ausnehmungen 13, 14 vorteilhaft sein kann.
Wie insbesondere aus 3 zu entnehmen ist, sind die Energiespeicher 8 radial innerhalb der Fußbereiche 21 der Belagfedersegmente 19 angeordnet, und zwar bezogen auf die gesamte radiale Erstreckung der Kupplungsscheibe, praktisch angrenzend an diese Fußbereiche 21 bzw. an die Reibbeläge 20.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der äußere Durchmesser des Flansches 4 circa 3 bis 5-fach größer ist als der äußere Durchmesser 22 (2) des Nabenkörpers 2. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der äußere Durchmesser des Flansches 4 dem Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung 10.
Um zu verhindern, daß die Energiespeicher 8 axial aus den Ausnehmungen 13 bzw. 14 herausfallen können, sind axiale Sicherungsmittel 23 vorhanden. Diese Mittel 23 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch aus den ringförmigen Blechen 15, 16 herausgeformte Flügel bzw. Laschen 23 gebildet, die die Ausnehmungen 13 und/oder 14 seitlich zumindest partiell abdecken bzw. verschließen, wodurch die entsprechenden Federn 8 in den Ausnehmungen 13 bzw. 14 axial gesichert sind. Die Flügel bzw. Laschen 23 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, daß sie die Schraubenfedern 8 seitlich umschließen, so daß zumindest im nicht beanspruchten Zustand der Kupplungsscheibe 1 die Ausnehmungen 13 und/oder 14 praktisch vollständig seitlich abgedeckt sind.
Wie aus 3 zu entnehmen ist, bilden die Bereiche 23 axiale Ausbuchtungen, in die die gegenüber dem Flansch 4 axial hervorstehenden Bereiche der Schraubenfedern 8 eintauchen.
Zwischen Belagträger 6 und Flansch 4 sind weiterhin Mittel 24 vorgesehen, die eine axiale Sicherung des Belagträgers 6 gegenüber dem Flansch 4 gewährleisten. Die Mittel 23 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest durch Randbereiche von Laschen 23 gebildet, welche Abschnitte des Flansches 4 seitlich überlappen, wodurch Axialanschläge entstehen. Zwischen den Bereichen 24 und den diesen gegenüberliegenden Abschnitten des Flansches 4 ist zweckmäßigerweise ein geringes Axialspiel 26 vorhanden, das in der Größenordnung von 0,2 bis 1 mm, vorzugsweise von 0,3 bis 0,6 mm liegen kann.
Die zwischen dem Belagträger 6 und dem Flansch 4 verspannten Schraubenfedern 8 gewährleisten, daß ein zu harter Anschlag zwischen den Profilierungen 9, 10 vermieden wird. Zweckmäßig ist es, wenn die Energiespeicher 8 derart bemessen und angeordnet sind, daß im Leerlaufbetrieb des Motors bzw. der Brennkraftmaschine und bei geschlossener Reibungskupplung sowie neutrale Stellung des Getriebes ein hartes Anschlagen zwischen Flanschverzahnung 10 und Belagträgerverzahnung 9 vermieden wird. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der durch die Energiespeicher 8 und gegebenenfalls durch die parallel dazugeschaltete Reibungshysterese erzeugte Verdrehwiderstand zwischen den Bauteilen 4 und 6 derart bemessen ist, daß im Leerlauf kein sogenanntes Getrieberasseln entsteht bzw. ein derartiges Getrieberasseln zumindest auf ein akzeptables Maß gedämpft wird.
Eine gemäß der Erfindung ausgestaltete Kupplungsscheibe ist also praktisch drehstarr ausgebildet, das bedeutet also, daß zumindest für den Lastbereich der Brennkraftmaschine, also für den Fahrbetrieb eines Fahrzeuges, kein sogenannter Hauptdämpfer bzw. Lastdämpfer vorhanden ist. Es ist lediglich zwischen dem Flansch und dem Belagträger ein eine begrenzte radiale Verlagermöglichkeit zulassender Formschluß vorhanden.
Eine entsprechend der Erfindung ausgestaltete Kupplungsscheibe kann in besonders vorteilhafter Weise in Verbindung mit sogenannten mehrteiligen Schwungrä dern Verwendung finden, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 41 17 582 und die DE-OS 41 17 579 bekannt geworden sind. Die eine derartige Kupplungsscheibe aufnehmende Getriebeeingangswelle kann dabei „fliegend” gelagert sein. Das bedeutet also, daß die Getriebeeingangswelle brennkraftmaschinenseitig nicht in einem Pilotlager aufgenommen ist.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände der Unteransprüche bilden auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das Ausführungsbeispiel der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Kupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem eine axiale Ausnehmung aufweisenden Nabenteil, das von einem radialen Flansch umgeben ist, der radial innen drehfest mit dem Nabenteil und radial außen mit einem Belagträger verbunden ist, wobei der Belagträger (6) eine Innenverzahnung (9) aufweist, die mit einer Außenverzahnung (10) des Flansches (4) in Eingriff steht und über die ineinandergreifenden Verzahnungen eine geringe begrenzte Verdrehbarkeit (12) und radiale Verlagerbarkeit zwischen dem Flansch und dem Belagträger ermöglicht ist, weiterhin Flansch und Belagträger – im drehmomentfreien Zustand der Kupplungsscheibe – mittels zwischen diesen vorgesehenen Energiespeichern (8) zumindest winkelmäßig zueinander positioniert sind, wobei wenigstens einige der Zähne der Außenverzahlung (10) des Flansches (4) eine Ausnehmung (14) aufweisen, in der ein Energiespeicher (8) aufgenommen ist und die, ausgehend vom Kopfkreis der Außenverzahnung (10), sich radial nach innen erstreckt.
Kupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem eine axiale Ausnehmung aufweisenden Nabenteil, das von einem radialen Flansch umgeben ist, der radial innen drehfest mit dem Nabenteil und radial außen mit einem Belagträger verbunden ist, wobei der Belagträger (6) eine Innenverzahnung (9) aufweist, die mit einer Außenverzahnung (10) des Flansches (4) in Eingriff steht und über die ineinandergreifenden Verzahnungen eine geringe begrenzte Verdrehbarkeit (12) und radiale Verlagerbarkeit zwischen dem Flansch und dem Belagträger ermöglicht ist, weiterhin Flansch und Belagträger – im drehmomentfreien Zustand der Kupplungsscheibe – mittels zwischen diesen vorgesehenen Energiespeichern (8) zumindest winkelmäßig zueinander positioniert sind, wobei wenigstens Zähne einer der Verzahnungen (9, 10) Ausnehmungen für die Energiespeicher (8) aufweisen und zwischen Innenverzahnung (9) und Außenverzahnung (10) ein Gesamtverdrehspiel in der Größenordnung von 0,5° bis 10°, vorzugsweise von 1° bis 4°, sowie eine radiale Verlagerbarkeit in der Größenordnung von 0,2 bis 2,5 mm, vorzugsweise von 0,3 bis 0,8 mm vorhanden ist.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher (8) die Verzahnungen (9, 10) in Umfangsrichtung verspannen.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher (8)den Flansch (4) und den Belagträger (6) radial zueinander positionieren, so daß die ineinandergreifenden Ver zahnungen (9, 10) über den gesamten Umfang ein radiales Spiel (11, 11') aufweisen.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher (8) mit Vorspannung verbaut sind.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Innenverzahnung (9) und Außenverzahnung (10) ein Gesamtverdrehspiel in der Größenordnung von 0,5° bis 10°, vorzugsweise von 1° bis 4° vorhanden ist.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung eine radiale Verlagerbarkeit (11, 11') in der Größenordnung von 0,2 bis 2,5 mm, vorzugsweise von 0,3 bis 0,8 mm vorhanden ist.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Energiespeicher (8) mit Vorspannung verbaut sind.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgespannten Energiespeicher (8) einen Anfangsverdrehwiderstand in der Größenordnung von 2 bis 10 Nm, vorzugsweise von 2 bis 5 Nm zwischen Flansch und Belagträger gewährleisten.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher (8) eine Verdrehwiderstandsrate zwischen Flansch und Belagträger erzeugen, die in der Größenordnung von 2 bis 15 Nm/°, vorzugsweise von 5 bis 11 Nm/° liegt.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher (8) in Ausnehmungen (13, 14) vorgesehen sind, die im Bereich der Verzahnungen (9, 10) angeordnet sind.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens Zähne einer der Verzahnungen (9, 10) Ausnehmungen (14) für die Energiespeicher (8) aufweisen.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der die Verzahnungen bildenden Bauteile zwischen benachbarten Zähnen Ausnehmungen (13, 14) für die Energiespeicher (8) besitzt.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Zähne der Außenverzahnung (10) Ausnehmungen (14) zur Aufnahme von Energiespeichern (8) besitzen.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwischen benachbarten Zähnen der Innenverzahnung (9) Ausnehmungen (13) zur Aufnahme der Energiespeicher (8) vorgesehen sind.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der ineinandergreifenden Verzahnungen sich radial gegenüberliegende Ausnehmungen (13, 14) vorgesehen sind, in denen Energiespeicher (8) aufgenommen sind.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Ausnehmungen (13, 14) derart ausgebildet sind, daß der darin vorgesehene Energiespeicher (8), bezogen auf seinen Außendurchmesser, jeweils in etwa zur Hälfte aufgenommen ist.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Sicherung der Energiespeicher (8) wenigstens einige der Ausnehmungen (13, 14) seitlich zumindest teilweise abgedeckt sind.
Kupplungsscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Belagträger durch zwei ringförmige Blechteile (15, 16) gebildet ist, die radial innen die Innenverzahnung (9) bilden.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechteile (15, 16) zumindest im Bereich der Energiespeicher (8) axiale Auswölbungen aufweisen, die Aufnahmen für Energiespeicher bilden.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der ringartig ausgebildete Belagträger (6) Belagfedersegmente (19) trägt, an denen die Reibbeläge (20) der Kupplungsscheibe befestigt sind.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Belagfedersegmente (19) jeweils einen Fußbereich (21) besitzen, der mit dem Belagträger drehfest verbunden ist.
Kupplungsscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Belagträger (6) gegenüber dem Flansch (4) eine axiale Verlagermöglichkeit in der Größenordung von 0,2 bis 1 mm, vorzugsweise von 0,3 bis 0,6 mm aufweist.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Flansch (4) und Belagträger (6) sich überlappende Bereiche vorhanden sind zur axialen Sicherung zwischen diesen Bauteilen.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Belagträger (6) axial beabstandete Bereiche (24) besitzt, die den Flansch (4) beidseits zumindest stellenweise überlappen.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die den Belagträger (6) bildenden ringförmigen Blechteile (15, 16) Bereiche (24) besitzen, die den Flansch (4) seitlich überlappen.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die zur axialen Sicherung des Belagträgers (6) gegenüber dem Flansch (4) vorgesehenen Bereiche (24) durch zumindest radial innere Randabschnitte der die Aufnahmen für die Energiespeicher bildenden Bereiche (23) der ringförmigen Blechteile (15, 16) gebildet sind.
Kupplungsscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher (8) radial angrenzend an die Reibbeläge (20) der Kupplungsscheibe vorgesehen sind.
Kupplungsscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher (8) radial innerhalb und angrenzend an die Fußbereiche (21) der Belagfedersegmente (19) vorgesehen sind.
Kupplungsscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesserbereich des Flansches (4) einen Durchmesser besitzt, der das drei- bis fünffache des äußeren Durchmessers (22) des Nabenteils (2) aufweist.
Kupplungsscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Nabenteil (2) und Flansch (4) einstückig ausgebildet sind.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß Nabenteil (2) und Flansch (4) jeweils durch ein eigenes Bauteil gebildet sind.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß Nabenteil (2) und Flansch (4) miteinander verschweißt oder über einen Formschluß verbunden sind.