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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1. Eine derartige Kopplungsvorrichtung
dient zur dämpfenden Verbindung des Motors eines Kraftfahrzeugs
mit dem Getriebe des Kraftfahrzeugs, wobei die Kopplungsvorrichtung
mit einem Zweimassen-Dämpfungsschwungrad versehen ist.
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Üblicherweise
umfasst eine Kopplungsvorrichtung ein Schwungrad, das mit der Kurbelwelle
eines Kraftfahrzeugmotors verbunden ist. Um die von diesem Motor
kommenden Geräusche und Vibrationen auszufiltern, kann
das Schwungrad herkömmlicherweise primäre und
sekundäre Schwungradorgane umfassen, die durch Dämpfungsmittel
miteinander verbunden sind. Ein derartiges Dämpfungsschwungrad
wird als Zweimassen-Dämpfungsschwungrad bezeichnet.
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Eine
Kopplungsvorrichtung mit einem Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
wird beispielsweise in der Druckschrift
FR-A-2 787 843 beschrieben.
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In
dieser Druckschrift ist das Primärorgan des Zweimassen-Dämpfungsschwungrads,
das drehfest mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist, axial
biegsam ausgeführt. Die axiale Biegsamkeit des Primärorgans
ermöglicht eine Reduzierung der durch den Motor an die
Kopplungsvorrichtung übertragenen Schwingungen, um die
unerwünschten Geräusche und Schwingungen zu verringern,
die üblicherweise bis zum Kupplungspedal übertragen
werden.
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Außerdem
ermöglicht diese axiale Biegsamkeit eine Trennung der axialen
Vibrationen der Kurbelwelle von denen des Schwungrads. Auf diese Weise
ermöglicht sie vor allem eine Verringerung der axialen
Beanspruchungen, die durch die Kopplungsvorrichtung auf die Kurbelwelle
des Motors ausgeübt werden, wobei derartige Beanspruchungen üblicherweise
eine Abbremsung der Drehbewegung der Kurbelwelle zur Folge haben.
Dadurch kann ein Mehrverbrauch des Motors vermieden werden.
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Darüber
hinaus schafft die axiale Biegsamkeit des Primärorgans
die Möglichkeit, die Ausrichtungsfehler und die axialen
Maßabweichungen der verschiedenen Bestandteile der Kopplungsvorrichtung
auszugleichen.
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Um
die axialen Vibrationskomponenten des Primärorgans zu dämpfen,
umfasst die Vorrichtung außerdem ein axial elastisches
Organ, das axial gegen das Primärorgan beaufschlagt wird.
Bei ihrer axialen Verformung verformt sich die ringförmige
Auflagefläche des Primärorgans radial, so dass
dieses elastische Organ radiale Reibungen mit diesem Primärorgan
bei seiner axialen Verformung erzeugt.
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Im Übrigen
umfassen die Dämpfungsmittel eine axial elastische Reibscheibe,
die zwischen dem Primärorgan und dem Sekundärorgan
eingefügt ist, um Energie abzuleiten, wenn sich dieses
Primär- und Sekundärorgan im Verhältnis
zueinander winklig verschieben bzw. verdrehen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache und
kostengünstig herzustellende Kopplungsvorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die in ihrer Effizienz bei der Ausfilterung
der vom Motor kommenden Geräusche und Vibrationen verbessert
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kopplungsvorrichtung
nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Wesentlich
bei der erfindungsgemäßen Lösung ist
es, dass ein durch das sekundäre Schwungradorgan des Zweimassen-Dämpfungsschwungrads drehend
angetriebenes erstes Reiborgan mit rotationssymmetrischer Gesamtform
vorgesehen ist, das wenigstens eine Reibfläche aufweist,
welche durch das axial elastische Organ axial gegen wenigstens eine
komplementäre Fläche beaufschlagt wird, die drehfest
mit dem primären Schwungradorgan verbunden ist.
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Das
elastische Organ erfüllt daher sowohl eine Funktion zur
axialen Vibrationsdämpfung als auch eine Funktion zur Beaufschlagung
eines Reiborgans gegen eine komplementäre Reibfläche.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass die Beaufschlagung
eines Reiborgans gegen eine komplementäre Fläche
mit Hilfe des elastischen Organs eine Ableitung der Energie über
größere Flächen als im Falle der einfachen
Reibung einer axial elastischen Federscheibe gegen das Primär-
und Sekundärorgan ermöglicht. Dadurch erhält
man eine stärkere Energieableitung und somit effizientere Dämpfungsmittel.
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Ferner
wird dadurch, dass das elastische Organ zwei Funktionen gleichzeitig
erfüllt, eine Begrenzung der Anzahl der erforderlichen
Elemente zur Ausführung dieser Funktionen ermöglicht.
Dadurch werden wiederum der Bauraumbedarf und der Kostenaufwand
der Vorrichtung entsprechend verringert.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das sekundäre Schwungradorgan
ein Sekundärschwungrad und das primäre Schwungradorgan
ein Primärschwungrad sowie ein Verbindungsorgan umfasst, welches
den axial biegsamen Teil bildet und das Primärschwungrad
mit dem treibenden rotierenden Organ verbindet.
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Besonders
vorteilhaft ist es ferner, wenn das erste Reiborgan zwei gegenüberliegende
Reibflächen umfasst, wobei diese beiden Reibflächen
durch das axial elastische Organ gegen zwei komplementäre
Flächen beaufschlagt werden, die drehfest mit dem primären
Schwungradorgan verbunden sind, wobei die Reibflächen zwischen
den komplementären Flächen angeordnet sind.
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Besonders
vorteilhaft ist es außerdem, wenn das erste Reiborgan mit
einem vorbestimmten Umfangsspiel drehfest mit dem sekundären
Schwungradorgan verbunden ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es ferner, wenn das erste Element der axial biegsame
Teil ist, wobei das axial elastische Organ axial gegen diesen axial
biegsamen Teil beaufschlagt wird und radiale Reibungen mit diesem
axial biegsamen Teil durch axiale Verformung des elastischen Organs
erzeugt.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei, wenn eine der komplementären
Flächen am primären Schwungradorgan und die andere
komplementäre Fläche an einem zweiten Reiborgan
mit rotationssymmetrischer Gesamtform vorgesehen ist, das drehfest
mit dem primären Schwungradorgan verbunden ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es aber auch, wenn das erste Element eine radiale
Verlängerung des primären Organs und das zweite
Element ein zweites Reiborgan mit rotationssymmetrischer Gesamtform ist,
das drehfest mit dem primären Schwungradorgan verbunden
ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei, wenn eine der komplementären
Flächen an dem axial biegsamen Teil vorgesehen ist und
die andere komplementäre Fläche an dem zweiten
Reiborgan vorgesehen ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es außerdem, wenn die Kopplungsvorrichtung
umfangsmäßig wirksame Dämpfungsmittel
umfasst, die das primäre und das sekundäre Schwungradorgan
elastisch miteinander verbinden.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei, wenn die Dämpfungsmittel umfangsmäßig
wirksame elastische Organe umfassen, die zwischen ersten Auflagemitteln,
die am primären Organ vorgesehen sind, und zweiten Auflagemitteln
angeordnet sind, die an einer Scheibe vorgesehen sind, durch die
das sekundäre Organ drehend angetrieben wird.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei außerdem, wenn die elastische
Organe in einer dichten Aufnahme gelagert sind, die durch das Schwungrad,
Dichtungsorgane und ein Verschlussorgan begrenzt ist, wobei die
dichte Aufnahme mit einem Schmierstoff, vorzugsweise mit Fett, befüllt
ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn die Dämpfungsmittel
umfangsmäßig wirksame zweite elastische Organe
umfassen, die dazu bestimmt sind, die Scheibe elastisch mit dem
Sekundärschwungrad zu verbinden.
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Dabei
ist es wiederum besonders günstig, wenn die zweiten elastischen
Organe in Umfangsrichtung zwischen der Scheibe und zwei Führungsscheiben
eingefügt sind, die anhand von Organen zur festen Verbindung,
beispielsweise mit Nieten, drehfest mit dem Sekundärschwungrad
verbunden sind.
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Besonders
vorteilhaft ist es außerdem, wenn die Kopplungsvorrichtung
eine Nabe umfasst, die drehfest mit dem primären Organ
verbunden und dazu bestimmt ist, Mittel zur Drehführung
des sekundären Organs zu tragen, wobei diese Mittel insbesondere
ein Wälzlagerorgan umfassen, von dem ein erster Ring drehfest
mit der Nabe und ein zweiter Ring drehfest mit dem sekundären
Organ verbunden ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es außerdem, wenn das axial elastische
Organ eine Tellerfeder ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es ferner, wenn das treibende rotierende Organ eine
Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors und das getriebene rotierende Organ
eine Getriebewelle des Kraftfahrzeugs ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es außerdem, wenn die Dämpfungsmittel
mehrere drehfest mit dem Sekundärschwungrad verbundene
Reiborgane umfassen, die zwischen mehreren drehfest mit dem Primärschwungrad
verbundenen Reiborganen aneinander gefügt sind, wobei sie
durch das axial elastische Organ gegeneinander beaufschlagt werden.
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Das
Verständnis der Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung
erleichtert, die nur als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
angeführt wird. Darin zeigen im Einzelnen:
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1:
eine Axialschnittansicht einer Kopplungsvorrichtung nach einer ersten
Ausführungsart der Erfindung,
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2:
eine Detailansicht der Reibmittel der Vorrichtung von 1,
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3:
eine ähnliche Ansicht wie 1 zu einer
Kopplungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsart
der Erfindung.
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In 1 ist
eine Kopplungsvorrichtung 10 zur Verbindung eines treibenden
rotierenden Organs 12, etwa einer mit dem Motor eines Kraftfahrzeugs verbundenen
herkömmlichen Kurbelwelle, mit einem getriebenen rotierenden
Organ 14, etwa mit einer herkömmlichen Getriebewelle
dieses Kraftfahrzeugs, nach einer ersten Ausführungsart
der Erfindung dargestellt.
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Die
Vorrichtung 10 umfasst ein Schwungrad 15, das
drehfest mit der Kurbelwelle 12 verbunden ist. Bei diesem
Schwungrad 15 handelt es sich um ein Zweimassen-Dämpfungsschwungrad.
Es umfasst ein primäres 15A und ein sekundäres
Schwungradorgan 15B mit rotationssymmetrischen Gesamtformen
und einer in etwa koaxialen Anordnung.
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Das
primäre Schwungradorgan 15A umfasst einen starren
Teil, der ein Primärschwungrad 16A mit rotationssymmetrischer
Gesamtform bildet, und einen axial biegsamen Teil, der ein Verbindungsorgan 17,
beispielsweise aus Blech, mit rotationssymmetrischer Gesamtform
bildet.
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Die
Vorrichtung 10 umfasst erste Mittel 20 zur drehfesten
Verbindung des Verbindungsorgans 17 mit der Kurbelwelle 12 und
zweite Mittel 22 zur drehfesten Verbindung dieses Verbindungsorgans 17 mit
dem Primärorgan 15A. Die Mittel 20, 22 zur
drehfesten Verbindung umfassen vorzugsweise Schrauben, die mit entsprechenden
Gewindebohrungen zusammenwirken, die in die Kurbelwelle 12 bzw.
in das Primärschwungrad 16A eingearbeitet sind.
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Das
Primärschwungrad 16A ist daher über das
axial biegsame Verbindungsorgan 17 drehfest mit der Kurbelwelle 12 verbunden.
Dieses Verbindungsorgan 17 erfüllt vor allem eine
Filterfunktion zwischen der Kurbelwelle 12 und dem Primärschwungrad 16A.
Das Verbindungsorgan 17 hat vorzugsweise eine axiale Steifigkeit,
die im Bereich von 1000 bis 4000 N/mm enthalten ist.
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Das
sekundäre Schwungradorgan 15B umfasst ein Sekundärschwungrad 16B,
das drehbar an einem Organ gelagert ist, das eine Nabe 18 bildet und
drehfest mit dem Primärschwungrad 16A verbunden
ist. Das die Nabe 18 bildende Organ ist mit dem Primärschwungrad 16A zum
Beispiel anhand der Verbindungsmittel 20 zur festen Verbindung
des Verbindungsorgans 17 mit der Kurbelwelle 12 verbunden.
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An
der Nabe 18 sind Mittel 23 zur Drehführung
des Sekundärschwungrads 16B angeordnet. Diese
Drehführungsmittel 23 umfassen vorzugsweise ein
Wälzlager, zum Beispiel ein Kugellager, mit einem fest
mit dem Sekundärschwungrad 16B verbundenen Außenring
und einem fest mit der Nabe 18 des Primärschwungrads 16A verbundenen
Innenring. Als Variante könnten die Drehführungsmittel 23 ein
herkömmliches Gleitlager umfassen.
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Das
Sekundärschwungrad 16B ist herkömmlicherweise
drehfest mit einer (nicht dargestellten) Druckplatte verbunden,
wobei es eine Gegenanpressplatte 24 umfasst. Diese Druckplatte
und diese Gegenanpressplatte 24 sind dazu bestimmt, eine (nicht
dargestellte) Reibungskupplungsscheibe einzuspannen, die drehfest
mit der Getriebewelle 14 verbunden ist. Die Reibungskupplungsscheibe
kann sich dabei zwischen einer eingekuppelten Position, in der sie
zwischen der Druckplatte und der Gegenanpressplatte 24 eingespannt
ist (wobei die Getriebewelle durch die Kurbelwelle drehend angetrieben wird),
und einer ausgekuppelten Position, in der sie freigegeben ist, axial
verschieben.
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Das
Primärschwungrad 16A und das Sekundärschwungrad 16B sind
anhand von umfangsmäßig wirksamen Dämpfungsmitteln 26 verbunden,
die dazu bestimmt sind, die vom Motor kommenden Vibrationen abzubauen.
Die Dämpfungsmittel 26 umfassen elastische Mittel 28 und
Reibmittel 30.
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Die
elastischen Mittel 28 umfassen umfangsmäßig
wirksame erste elastische Organe 32, die in Umfangsrichtung
zwischen am Primärschwungrad 16A vorgesehenen
ersten Umfangsauflagemitteln und an einer schwimmend gelagerten
Scheibe 34 vorgesehenen zweiten Umfangsauflagemitteln eingefügt
sind.
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Außerdem
umfassen die elastischen Mittel 28 umfangsmäßig
wirksame zweite elastische Organe 36, die dazu bestimmt
sind, die schwimmend gelagerte Scheibe 34 elastisch mit
dem Sekundärschwungrad 16B zu verbinden. Dazu
sind diese elastischen Organe 36 in Umfangsrichtung zwischen
der schwimmend gelagerten Scheibe 34 und Führungsscheiben 38 eingefügt,
die anhand von Organen 39 zur festen Verbindung, beispielsweise
mit Nieten, drehfest mit dem Sekundärschwungrad 16B verbunden
sind. Die Steifigkeit der ersten elastischen Organe 32 ist üblicherweise
größer als die der zweiten elastischen Organe 36.
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Die
elastischen Mittel 28 sind vorzugsweise in einer dichten
Aufnahme 40 gelagert, die durch das Schwungrad 16A,
Dichtungsorgane 42 und ein Verschlussorgan 44 begrenzt
ist. Diese dichte Aufnahme 40 ist mit einem Schmierstoff,
vorzugsweise mit Fett, befüllt, um den Verschleiß der
elastischen Mittel 28 zu begrenzen.
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Die
Reibmittel 30 umfassen ein erstes Reiborgan 46 mit
rotationssymmetrischer Gesamtform, das durch das Sekundärschwungrad 16B drehend angetrieben
werden kann. Dazu ist dieses erste Reiborgan 46 drehfest
mit dem Sekundärschwungrad 16B verbunden, was
zum Beispiel mit Hilfe von Organen zur festen Verbindung 39,
vorzugsweise mit einem vorbestimmten Umfangsspiel, erfolgt. Dank
dieses Umfangsspiels werden die Reibmittel 30 erst im Anschluss
an eine vorbestimmte Winkelauslenkung zwischen dem Primärschwungrad 16A und
dem Sekundärschwungrad 16B aktiviert.
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Das
erste Reiborgan 46 weist, einander gegenüberliegend,
eine erste 46A und eine zweite Reibfläche 46B auf,
die dazu bestimmt sind, reibschlüssig mit einer komplementären
ersten 47A und zweiten Fläche 47B zusammenzuwirken,
die drehfest mit dem Primärschwungrad 16A verbunden
sind. Die Reibflächen 46A, 46B sind zwischen
den komplementären Flächen 47A, 47B angeordnet.
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Die
erste komplementäre Fläche 47A ist an einem
ersten komplementären Organ 48 vorgesehen, das
vorzugsweise durch eine radiale Verlängerung des Primärschwungrads 16A gebildet
wird. Die zweite komplementäre Fläche 47B ist
an einem zweiten Reiborgan 50 mit rotationssymmetrischer
Gesamtform vorgesehen, das beispielsweise durch das formschlüssige
Zusammenwirken von Keilnuten drehfest mit dem Primärschwungrad 16A verbunden ist.
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Die
Kopplungsvorrichtung 10 umfasst des Weiteren ein axial
elastisches Organ 52, vorzugsweise eine Tellerfeder, das
axial in Anlage zwischen einem ersten Element, beispielsweise dem
Verbindungsorgan 17, und einem zweiten Element, beispielsweise
dem zweiten Reiborgan 50, eingefügt ist, um die
Reibflächen 46A, 46B axial gegen die
komplementären Flächen 47A, 47B zu
beaufschlagen.
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Das
elastische Organ 52 wird vorzugsweise bei seinem Einbau
zwischen dem Verbindungsorgan 17 und dem zweiten Reiborgan 50 vorgespannt,
so dass das elastische Organ 52 eine maximale Beaufschlagung
gegen das Verbindungsorgan 17 und das zweite Reiborgan 50 ausübt
und so dass es sich bei seiner optimalen Arbeitsposition um die
Position handelt, die in etwa dem Scheitel seiner Belastungskurve entspricht.
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In
diesem Zusammenhang ist festzustellen, dass, insoweit das axial
elastische Organ 52 ebenfalls in Anlage gegen das Verbindungsorgan 17 beaufschlagt
wird, dieses axial elastische Organ 52 radiale Reibungen
mit diesem Verbindungsorgan 17 erzeugen kann, indem es
sich axial verformt. Denn die ringförmige Kontaktfläche
zwischen dem Verbindungsorgan 17 und diesem Organ 52,
das durch eine Tellerfeder gebildet wird, kann sich radial erstrecken, wenn
sich das Organ 52 axial verformt, so dass dieses elastische
Organ 52 radiale Reibungen mit diesem Verbindungsorgan 17 erzeugt.
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Das
axial elastische Organ 52 erfüllt daher sowohl
eine Funktion zur axialen Beaufschlagung der Reibflächen 46A, 46B gegen
die komplementären Flächen 47A, 47B als
auch eine Funktion zur Dämpfung einer axialen Auslenkung
des Verbindungsorgans 17.
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In 3 ist
als Alternative eine Kopplungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsart
der Erfindung dargestellt. In dieser 3 werden
die Elemente, die den Teilen der vorangehenden Figuren entsprechen,
jeweils durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet.
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Gemäß der
zweiten Ausführungsart der Erfindung ist das erste Reiborgan 46 in
der Vorrichtung 10 so angeordnet, dass seine erste 46A und
seine zweite 46B Reibfläche reibschlüssig
mit einer ersten 47A und einer zweiten 47B komplementären
Fläche zusammenwirken, die so beschaffen sind, dass:
- – die erste komplementäre
Fläche 47A am Verbindungsorgan 17 vorgesehen
ist und
- – die zweite komplementäre Fläche 47B am
zweiten Reiborgan 50 vorgesehen ist.
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Ein
axial elastisches Organ 52, vorzugsweise eine Tellerfeder,
ist axial in Anlage zwischen einem ersten Element, beispielsweise
dem zweiten Reiborgan 50, und einem zweiten Element, beispielsweise
der radialen Verlängerung 48 des Primärschwungrads 16A,
eingefügt, so dass die Reibflächen 46A, 46B axial
gegen die komplementären Flächen 47A, 47B beaufschlagt
werden.
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In
diesem Zusammenhang ist festzustellen, dass, insoweit das axial
elastische Organ 52 ebenfalls in Anlage zwischen dem zweiten
Reiborgan 50 und der radialen Verlängerung 48 beaufschlagt
wird, die drehfest mit dem Verbindungsorgan 17 verbunden
sind, dieses axial elastische Organ 52 radiale Reibungen
mit diesen Elementen erzeugen kann, indem es sich axial verformt.
Das axial elastische Organ 52 erfüllt daher eine
Funktion zur Dämpfung einer axialen Auslenkung des Verbindungsorgans 17.
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Abschließend
ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebene Ausführungsart beschränkt ist. So
könnten auch verschiedene Varianten an der Kopplungsvorrichtung
in Betracht gezogen werden, ohne dadurch den Rahmen der Ansprüche
zu verlassen.
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So
könnten beispielsweise die Dämpfungsmittel mehrere
drehfest mit dem Sekundärschwungrad verbundene Reiborgane
umfassen, die zwischen mehreren drehfest mit dem Primärschwungrad
verbundenen Reiborganen aneinander gefügt sind, wobei sie
durch das axial elastische Organ gegeneinander beaufschlagt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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