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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe für eine
Kraftfahrzeugreibungskupplung umfassend eine Innennabe mit einer
Innenverzahnung und einer Außenverzahnung, eine die Innennabe
umschließenden Außennabe mit einer in die Außenverzahnung
eingreifenden Innenverzahnung, die die Außennabe drehfest
aber mit vorbestimmten Drehspiel mit der Innennabe kuppelt, eine relativ
zur Außennabe über einen begrenzten Drehwinkel
drehbare, mit Kupplungsreibbelägen versehenen Mitnehmerscheibe,
einen für den Lastbetrieb bemessenen Last-Torsionsschwingungsdämpfer
mit zwei relativ zueinander drehbaren, über mehrere Federn
drehelastisch aneinander abgestützten Dämpferteilen,
von denen eines mit der Außennabe und das andere mit der
Mitnehmerscheibe verbunden ist, und von denen eines der Dämpferteile
zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete, miteinander verbundene
Seitenscheiben und das andere Dämpferteil eine zwischen
den Seitenscheiben angeordnete, über die Federn an Seitenscheiben
abgestützte Zwischenscheibe umfasst, zumindest einen zumindest
einer der Seitenscheiben zugeordneten, für den Leerlaufbetrieb
bemessenen Leerlauf-Torsionsschwingungsdämpfer mit zwei
relativ zueinander drehbaren, über eine Feder drehelastisch
aneinander abgestützten Dämpferteilen, von denen
eines mit der Außennabe und das andere mit der Innennabe verbunden
ist und wobei der Last-Torsionsschwingungsdämpfer eine
für den Lastbereich bemessene Last-Reibeinrichtung aufweisen
kann und der Leerlauf-Torsionsschwingungsdämpfer eine für
den Leerlaufbetrieb bemessene Leerlauf-Reibeinrichtung aufweisen
kann. Eine solche Kupplungsscheibe ist beispielsweise aus der
DE 197 47 220 C2 bekannt.
Bei dieser Konstruktion ist insbesondere die der Außennabe
besonders zeitintensiv und kostspielig.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannte Kupplungsscheibe
dahingehend zu verbessern, dass diese besonders preiswert hergestellt
werden kann und zeitgleich eine hohe Momentenbelastbarkeit aufweist.
Insbesondere die Drehmomentübertragung von dem Last-Torsionsschwingungsdämpfer
in die Außennabe und von dort in die Innennabe erweist
sich als kritische Größe dahingehend, dass hier
eine sichere Dauerhaltbarkeit erzielt werden muss.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Außennabe
aus mehreren axial aufeinander folgend angeordneten Blechringen
gebildet wird, die zusammen mit den Seitenscheiben zu einem Blechpaket verbunden
sind.
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Indem
die Außennabe nicht wie im bisherigen Stand der Technik
aus einem sehr stabilen, axial breiten Stahlring gefräst
bzw. durch Räumen hergestellt wird, sondern durch ein aufeinander
geschichtetes Blechpaket kann sowohl eine preiswerte Herstellung
erreicht werden und zeitgleich die Drehmomentbelastung der Außennabe
weiter erhöht werden. Insbesondere wird durch die gezeigte
Erfindung die Tendenz zur Ausbildung von Spannungsrissen beim Dauerbetrieb
vermindert.
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Eine
weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor,
dass die Außennabe zumindest teilweise aus jeweils eine
geschlossene Ringform aufweisenden Blechringen gebildet wird. Aus
Stabilitätsgründen sind die Blechringe derart
ausgebildet, dass diese eine geschlossene Ringform aufweisen, wodurch
die Eigenstabilität der Außennabe gesteigert wird.
Hierdurch kann eine hohe Momentenbelastung der Außennabe
erzielt werden und die Innenverzahnung überträgt
die Antriebskraft gleichmäßig über den
Umfang auf die Außenverzahnung der Innennabe. Alternativ
können auch offene, eine Ringform aufweisende Blechringe
zur Bildung der Außennabe vorgesehen sein. Hierbei weist
jeweils der einzelne, in Ringform ausgebildete Blechring einen in
radialer Richtung verlaufenden Schlitz zur Unterbrechung der Materialkontur
auf. Die einzelnen Blechringe sind dann derart miteinander verbunden,
dass die Schlitze in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.
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Weiterhin
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Außennabe
zumindest aus zwei Blechringen gebildet wird. Idealerweise haben
die Blechringe hierbei eine gleiche Blechstärke von zumindest
der Blechstärke der Seitenscheiben. Es können
aber auch mehr Blechringe, insbesondere drei Blechringe, aneinandergeschichtet
werden zur Bildung der Außennabe.
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Eine
weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor,
dass die Blechringe mittels einer Nietverbindung zu einem die Außennabe
bildenden Blechpaket verbunden sind.
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Hierbei
werden die Blechringe insbesondere durch die Nietverbindung zueinander
perfekt positioniert, indem die jeweiligen Niete entsprechend stark beim
Vernietvorgang gestaucht werden, und sich so fest in den Nietbohrungen
der Blechringe einpressen und somit eine exakte Positionierung der
Blechringe zueinander erzielen.
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Weiterhin
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Außennabe
mit den Seitenscheiben vernietet ist. Idealerweise durchsetzen hierbei
die Niete zum Verbinden der Blechringe der Außennabe die Seitenbleche
und die Seitenbleche mit den Blechringen werden über dieselbigen
Niete miteinander in einem Arbeitsgang verbunden. Dies erlaubt eine
besonders kostengünstige Erstellung.
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In
alternativer Ausgestaltung sieht eine weitere erfindungsgemäße
Ausgestaltung vor, dass die Blechringe mittels einer Schweißverbindung
miteinander verbunden sind. Hier ist im Gegensatz zu Anspruch 4
die Außennabe durch einzelne Blechringe gebildet, die durch
Schweißen zu einem Blechpaket verbunden wird. Hierbei kann
erfindungsgemäß die Verbindung durch Reibschweißen
oder Widerstandsschweißen, insbesondere Punktschweißen
oder auch durch Laserstrahlschweißen erstellt werden.
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In
weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist vorgesehen,
dass die Seitenscheiben mittels einer Schweißverbindung
mit der Außennabe verbunden sind. Hierbei können
die unter dem vorgenannten Anspruch 6 erwähnten Schweißverfahren ebenso
angewandt werden. Dies insbesondere, wenn die Seitenscheiben aus
ungehärtetem Stahlblech bzw. nicht im Bereich der Schweißverbindung oberflächengehärtetem
Stahlblech gebildet werden. Hierbei ist es möglich, sowohl
die unter Anspruch 4 als auch unter Anspruch 6 erstellten Blechpakete
mittels Schweißen an die Seitenscheiben anzubinden.
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In
weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist vorgesehen,
dass die Innenverzahnung der Außennabe durch einen Stanzvorgang
erstellt ist. Durch einen Stanzvorgang kann eine sehr genaue Kontur
bzw. ein sehr genauer Konturverlauf und eine hohe Formgenauigkeit
erzielt werden.
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Erfindungsgemäß ist
daher weiterhin vorgesehen, dass die Innenverzahnung der Außennabe durch
den Stanzvorgang eine Verfestigung zumindest im Bereich der Zahnflanken
aufweist. Insbesondere, wenn durch den Stanzvorgang eine sogenannte
Kaltverfestigung an den Zahnflanken der Innenverzahnung der Außennabe
eintritt kann auf einen nachfolgenden Härtevorgang, insbesondere
einem Aufkohlevorgang bzw. Nitrieren, verzichtet werden. Die Innenverzahnung
weist daher erfindungsgemäß eine Verfestigung,
insbesondere Kaltverfestigung bzw. in Folge der Materialumformung
beim Stanzvorgang erzeugte Verfestigung der mit der Außenverzahnung der
Innennabe zusammenwirkenden Flächenbereiche, also auch
an den Zahnflanken auf. Besonders vorteilhaft gestaltet sich die
Erfindung, wenn die Eindringtiefe der Verfestigung etwa 0,3 bis
0,6 mm, insbesondere 0,5 mm beträgt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass
die Bohrungen für die Nietverbindungen durch einen Stanzvorgang
in die Blechringe eingebracht sind. Hierbei kann vorteilhaft die
Bohrungen für die Nietverbindungen und die Innenverzahnung
in einem einzigen Stanzvorgang eingebracht werden.
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Weiterhin
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bohrungen
für die Nietverbindungen in Umfangsrichtung im Bereich
von Zähnen der Innenverzahnung der Außennabe eingebracht
sind. Indem die Bohrungen der Nietverbindungen in Überdeckung
in Umfangsrichtung von Zähnen der Innenverzahnung in der
Außennabe eingebracht sind, können größere Nietdurchmesser
und auch größere Zähne an der Innenverzahnung
ausgebildet werden. In Fortbildung dieser Erfindung ist daher vorgesehen,
dass in jedem Bereich eines Zahnes der Innenverzahnung eine Bohrung
eingebracht ist. Dies erzeugt einen geringeren Handlingsaufwand
beim Zusammenbau der Außennabe auch wenn nicht alle Bohrungen
zum Vernieten benutzt werden.
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Eine
weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht daher
vor, dass die Innenverzahnung der Außennabe im Zahngrund
eine Ausrundung aufweist. Durch Vorsehen dieser Ausrundung sind
geringere Spannungsspitzen in der Außennabe vorliegend
und eine höhere Belastung ist möglich. Die Gefahr
der Rissbildung wird reduziert.
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Eine
weitere erfindungsgemäße Fortbildung sieht daher
vor, dass die Ausrundung sich radial weiter nach außen
erstreckt als der Zahngrund der Innenverzahnung. Dies erlaubt längere,
höhere Zahnflanken an der Außenverzahnung der
Innennabe und die Momentenbelastung der Verzahnung kann erhöht werden.
Auch ist keine komplizierte Ausformung an der Außenverzahnung
der Innennabe notwendig, um dieser in der Außenverzahnung
eingebrachten Ausrundung angepasst zu werden. Dies reduziert die Herstellungskosten.
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In
weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist vorgesehen,
dass die Verfestigung eine Eindringtiefe von 0,3 bis 0,6 mm, insbesondere
besonders vorteilhaft etwa 0,5 mm aufweist. Dies ist im Allgemeinen
ausreichend, die Zahnflanken der Außennabe gegenüber
Verschleiß und Belastung durch das Drehmoment wirksam zu
schützen.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht erfindungsgemäß vor,
dass die Blechringe aus einem Blechteil ausgestanzt sind und nach
dem Stanzvorgang keine weitere, das Gefüge beeinflussende
Behandlung erfolgt. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass mit dem
Stanzvorgang die Innenverzahnung der Außennabe fertig ausgebildet
ist und kein Härtevorgang oder Spannungsarmglühen
erfolgen muss. Ein solcher Blechring weist im Bereich der Schnittkanten des
Stanzvorganges zumindest bis ca. 0,3 bis 0,6 mm Tiefe eine Gefügeänderung
gegenüber der übrigen Oberfläche des
Blechringes auf. Erfindungsgemäß wird der Blechring
aus Stahlblech erstellt.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, dass die Außenkontur
des Blechringes durch einen Stanzvorgang erstellt wird. Dies erlaubt
eine sehr kostengünstige Fertigung. Erfindungsgemäß ist
dabei vorgesehen, dass die Außenkontur, also die nach radial
außen weisenden Schnittfläche, eine Oberflächenverfestigung,
insbesondere Kaltverfestigung aufweist. In weiterer Ausgestaltung
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Außenkontur und
die Innenverzahnung der Blechringe durch einen Stanzvorgang, insbesondere
durch Feinstanzen erstellt wird.
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Bei
der in 1 in einem Teilschnitt gezeigten Kupplungsscheibe 1 sind
die Kupplungsreibbeläge 8 zentral über
eine Belagfederung bzw. über eine Mitnehmerscheibe 7 an
eine zwischen den Seitenscheiben 11 angeordneten Zwischenscheibe 12 angebracht.
Die Seitenscheiben 11 sind mit der Zwischenscheibe 12 über
Federn 10 des Last-Torsionsschwingungsdämpfers 9 zur Übertragung
des Motorsdrehmomentes verbunden. Hierbei wird das Motordrehmoment
von den Kupplungsreibbelägen 8 auf die Zwischenscheibe 12 und über
die Federn 10 auf die Seitenscheiben 11 geleitet.
Von den Seitenscheiben 11 wird das Drehmoment auf die durch
mehrere aufeinander folgend angeordnete Blechringe 18 gebildete
Außennabe 5, die fest mit den Seitenscheiben 11 verbunden
ist, übertragen. Hierzu weisen die Blechringe 18 der
Außennabe 5 sowie die Seitenscheiben 11 jeweils
Bohrungen 21 für die Nietverbindungen auf. Alternativ
ist es auch denkbar, insbesondere das durch die einzelnen Blechringe 18 gebildete Blechpaket
in Form der Außennabe 5 mittels einem Schweißverfahren
z. B. einem Reibschweißen bzw. einem Widerstandsschweißverfahren
wie z. B. Punktschweißen miteinander zu verbinden.
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Im
in der
1 gezeigten Ausführungsbeispiel durchsetzen
die über den Umfang der Außennabe
5 eingebrachten
Bohrungen
21 und Niete
19 zugleich die Außennabe
5 und
die Seitenscheiben
11, um diese miteinander fest und passgenau
zu verbinden. Radial innen ist die Außennabe
5 mit
einer Innenverzahnung
6 versehen, die zusammen mit einer and
er Innennabe
2 ausgebildeten Außenverzahnung
4 zur
Drehmomentübertragung zusammenwirkt. Hierbei ist zwischen
der Innenverzahnung
6 der Außennabe
5 und
der Außenverzahnung
4 der Innennabe
2 in
Umfangsrichtung ein Drehspiel vorhanden, über welchem der
Leerlauf-Torsionsschwingungsdämpfer
13 mit seinem
beiden Dämpferteilen
14 und
15 sowie
dem Leerlauf-Torsionsschwingungsdämpfer
13 zugeordneten
Federn wirkt. Weiterhin ist in der Kupplungsscheibe jeweils eine
Lastreibeinrichtung
16 und eine Leerlauf-Reibeinrichtung
17 zum Zusammenwirken
mit den jeweiligen zugeordneten Torsionsschwingungsdämpfern
13 und
9 vorgesehen. Über
die Innenverzahnung
3 der Innennabe
2 überträgt
die Kupplungsscheibe das Drehmoment auf eine Getriebeeinganswelle.
Zur Funktion der in der
1 gezeigten Kupplungsscheibe
sei insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der
DE 197 47 220 C2 verwiesen,
deren Inhalt hier als in diese Anmeldung als aufgenommen gelten
soll.
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Bei
der in 2 dargestellten Draufsicht des erfindungsgemäßen
Blechringes 18 der Außennabe 5 ist nur
ein Teil der hier als geschlossenen Blechring dargestellten Ausführung
gezeigt. Hierbei weist der Blechring 18 die die Innenverzahnung 6 bildende Zähne 22 sowie
den jeweils zwischen zwei Zähnen 22 ausgebildeten
Zahngrund 23 auf. Die Zahnflanken 20 der Zähne 22 wirken
zusammen mit der Außenverzahnung 4 der Innennabe 2 zur
Drehmomentübertragung. Insbesondere bei hoher Momentenbelastung
kommen hierbei die Zahnflanken 20 zur Anlage an den jeweils
entsprechenden Zähnen der Außenverzahnung 4 der
Innennabe 2. Weiterhin sind in den Blechring 18 die
Bohrungen 21 zur Vernietung mittels der Nieten 19 jeweils
im Bereich der Zähne 22 der Innenverzahnung 6 eingebracht.
Wie aus 2 ersichtlich ist im Übergangsbereich
eines Zahngrundes 23 zur Zahnflanke 20 jeweils
eine Ausrundung 25 dahingehend eingebracht, dass die Ausrundung 25 in
radialer Richtung sich weiter erstreckt als der jeweils zugeordnete
Zahngrund 23. Hierdurch wird erreicht, dass die Kontur
der Zahnflanken 20 der Zähne 22 durch
die Ausrundung 25 nicht beeinflusst wird, und die jeweils
zugeordneten Zähne der Außenverzahnung 4 der
Innennabe 2 nicht entsprechend an die Ausrundung 25 angepasst
werden müssen. Die maximale Belastung der Außenverzahnung 4 der
Innennabe 2 kann in dieser Größe beibehalten
werden, wobei gleichzeitig vorteilhafterweise durch die Ausrundung 25 die
Belastbarkeit der Außennabe 5 erhöht
werden kann. Die erfinderische Außennabe 5 ist dauerhaltbarer.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Außennabe 5 wird
erreicht, dass eine besonders kostengünstige Außennabe 5 erstellt
wird, die hierbei eine noch gesteigerte Drehmomentübertragungsfähigkeit
aufweist.
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- 1
- Kupplungsscheibe
- 2
- Innennabe
- 3
- Innenverzahnung
der Innennabe
- 4
- Außenverzahnung
der Innennabe
- 5
- Außennabe
- 6
- Innenverzahnung
der Außennabe
- 7
- Mitnehmerscheibe
- 7
- Kupplungsreibbeläge
- 9
- Last-Torsionsschwingungsdämpfer
- 10
- Feder-Torsionsschwingungsdämpfer
- 11
- Seitenscheiben
- 12
- Zwischenscheibe
- 13
- Leerlauf-Torsionsschwingungsdämpfer
- 14,
15
- Dämpferteile
des Torsionsschwingungsdämpfer
- 16
- Last-Reibeinrichtung
- 17
- Leerlauf-Reibeinrichtung
- 18
- Blechring
- 19
- Niet
- 20
- Zahnflanken
der Außennabe
- 21
- Bohrungen
für Nietverbindung
- 22
- Zahn
der Innenverzahnung
- 23
- Zahngrund
- 25
- Ausrundung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19747220
C2 [0001, 0022]