DE102009029723A1

DE102009029723A1 - Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE102009029723A1
Application number: DE102009029723A
Authority: DE
Inventors: Steffen Lehmann; Benjamin Stober; Hermann Langeneckert; Alexander Arndt; Ralf Kappelmann; Szabolcs Szöke; Christoph Raber; Joachim Raatz; Marcus Böckling
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2010-01-21
Also published as: CN102099593B; CN102099593A; DE112009001520A5; WO2010006570A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe mit einer Reibscheibe und einer mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundenen Nabe. Zur Kostenreduzierung wird vorgeschlagen die Reibscheibe ohne Belagfederung auszubilden und mittels einer axial gesicherten Verzahnung nabenseitig aufzunehmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe mit einer mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren Nabe und radial außerhalb der Nabe drehfest mit der Nabe verbundenen Reibflächen.
Derartige Kupplungsscheiben sind seit langem zum Einsatz in Reibungskupplungen bekannt, wobei die Reibflächen durch zwei miteinander axial elastisch verbundene, ringförmige Reibbeläge gebildet wird, die mittels jeweils einer Reibfläche mit einer Anpressplatte beziehungsweise Druckplatte in Reibeingriff treten. Die Verbindung zwischen den Reibbelägen und der Nabe zugeordneten Bauteilen erfolgt mittels einer Vernietung der die axial elastische Beabstandung bewirkenden Belagfedersegmente, die wiederum mit den Reibbelägen vernietet und/oder verklebt sein können.
Zwischen der Nabe und den Reibbelägen kann ein Drehschwingungsdämpfer angeordnet sein, der auftretende Drehschwingungen dämpft, wobei ein Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers mit der Nabe und das Eingangsteil mit den Reibbelägen drehfest verbunden ist und Ein- und Ausgangsteil begrenzt gegeneinander entgegen der Wirkung von Energiespeichern verdrehbar sind.
Der Aufbau derartiger Kupplungsscheiben ist insbesondere für einfache und anspruchslose Kraftfahrzeuge aufwendig und kostenintensiv.
Daraus ergibt sich die Aufgabe insbesondere für derartige Kraftfahrzeuge eine kostengünstige Kupplungsscheibe vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch eine Kupplungsscheibe mit einer mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren Nabe und radial außerhalb der Nabe drehfest mit der Nabe verbundenen Reibflächen gelöst, wobei die Reibflächen durch eine einzige Reibscheibe gebildet sind, die eine Innerzahnung aufweist, die mit einer der Nabe drehfest zugeordneten Außenverzahnung verzahnt ist. Durch die Verwendung einer einzigen Reibscheibe ohne Belagfederung können die Belagfedersegmente eingespart werden. Die Reibscheibe wird dabei aus einem einzigen Kupplungsbelag gebildet, der die Innenverzahnung enthält. Die Reibscheibe kann jedoch auch aus einer ringförmigen Metallscheibe gebildet werden, die die Innenverzahnung enthält. Auf beiden Seiten können Reibbeläge angeordnet sein, die mit dieser verklebt und/oder vernietet sind. Dabei kann bei gleichbleibender axialer Dicke der Reibscheibe gegenüber den Reibbelägen konventioneller Bauart die Verschleißreserve durch den wegfallenden Bauraum der Belagfederung vergrößert werden. Die Belagfederung kann ganz entfallen oder bauraumneutral in entsprechenden Ausgestaltungen der Reibungskupplung verlegt werden. Hierzu kann beispielsweise eine Belagfederung zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte wirksam vorgesehen sein, die in einem Teilwegbereich des Kupplungsausrückwegs beginnend bei vollständig geschlossener Reibungskupplung in Öffnungsrichtung wirksam ist.
Nach dem erfinderischen Gedanken ist eine integrierte Axialsicherung der Verzahnung aus Innen- und Außenverzahnung vorteilhaft. Hierzu kann an der Reibscheibe ein Axialanschlag zur axialen Fixierung der Außenverzahnung gegenüber der Innenverzahnung vorgesehen sein. Dieser Anschlag kann auf radialer Höhe der Innenverzahnung angeordnet sein und ein axiales Ausweichen der Zähne der Außenverzahnung aus den Zahnlücken der Innenverzahnung verhindern. Ein entsprechender axialer Steg kann durch ein Blechteil gebildet sein, das axial benachbart oder direkt an der Metallscheibe angelegt sein kann und beispielsweise mittels Nieten zur Befestigung der Reibbeläge auf dem Flanschteil mit dieser verbunden sein. Das Blechteil übergreift dabei die Zähne der Innenverzahnung zumindest teilweise.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die die Zahnlücken der Innenverzahnung bildenden Ausbrüche ausgestellt und nach radial innen umgelegt werden, so dass sie den Steg beziehungsweise den Axialanschlag für die Zähne der Außenverzahnung bilden.
Um ein Ausweichen der Verzahnung in die dem Axialanschlag entgegengesetzte Richtung zu vermeiden, kann dieser gegen die Außenverzahnung verspannt sein. Hierzu kann nabenseitig zumindest ein Blechteil vorgesehen sein, das beispielsweise mit einem nabenseitigen Bauteil wie Flanschteil vernietet ist.
Zur weiteren Kostenreduzierung wird eine Nabe vorgeschlagen, an der das Flanschteil mit der Außenverzahnung einteilig aufgenommen ist. Eine derartige einteilige Nabe kann mittels Massivumformung beispielsweise unter Einbeziehung eines Querfließpressvorgangs insbesondere während eines Warmumformungsschritts dargestellt werden. Alternativ kann dieses Bauteil aus Bandstahl gezogen und/oder kalt umgeformt werden.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann in die Kupplungsscheibe ein Drehschwingungsdämpfer mit einem die Außenverzahnung tragenden Eingangsteil und einem drehfest mit der Nabe verbundenen Ausgangsteil und zwischen Ausgangsteil und Eingangsteil in Umfangsrichtung wirksam angeordneten Energiespeichern integriert ist. Dabei können die Nabe und das die Fensterausbrüche zur Aufnahme der Energiespeicher, beispielsweise Schraubendruckfedern, aufweisende als Ausgangsteil dienende Flanschteil zweiteilig oder vorzugsweise einteilig ausgebildet sein. Das Eingangsteil bildet dabei zu den Fensterausbrüchen des Ausgangsteils komplementäre Fensterausbrüche, wobei die Energiespeicher bei einer Verdrehung von Eingangs- und Ausgangsteil gegeneinander jeweils von den Stirnflächen der Fensterausbrüche komprimiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zusätzlich zu der auf diese Weise gebildeten Hauptdämpferstufe ein Vordämpfer mit einer Vordämpferstufe vorgesehen sein, die parallel oder seriell der Hauptdämpferstufe zugeschaltet ist.
Eine Zentrierung des Drehschwingungsdämpfers kann erfolgen, indem das Eingangsteil und das Ausgangsteil mittels einer Reibhülse aufeinander zentriert sind, wobei die Reibhülse einseitig drehfest mitgenommen wird und an dem anderen Dampferteil unter Ausbildung eines Reibeingriffs eine Reibeinrichtung bildet.
Die Erfindung wird anhand der in den 1a bis 4c dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1a und 1b eine Ansicht einer Kupplungsscheibe mit einteiliger Nabe von zwei Seiten,
2a bis 2c die Kupplungsscheibe der 1a und 1b in drei Teilschnitten,
3a und 3b eine Ansicht einer Kupplungsscheibe mit zweiteiliger Nabe von zwei Seiten und
4a bis 4c eine Kupplungsscheibe der 3a und 3b in drei Teilschnitten.
Die 1a und 1b zeigen die Kupplungsscheibe 1 mit der einteiligen Nabe 2, an die sich radial das Flanschteil 3 anschließt. in die Kupplungsscheibe 1 ist ein Drehschwingungsdämp fer 4 integriert. Hierzu ist das Flanschteil 3 als Ausgangsteil 5 und das axial zum Flanschteil 3 mittels Abstandsbolzen 6 begrenzt verdrehbare Flanschteil 7 als Ausgangsteil 8 des Drehschwingungsdämpfers 4 ausgebildet. Die Flanschteile 3, 7 weisen über den Umfangs verteilte Fensterausbrüche 9, 10 auf, in denen jeweils die Energiespeicher 11 in Form von Schraubendruckfedern 12 aufgenommen und mittels der Stirnflächen 14, 15 bei einer Verdrehung der Flanschteile 3, 7 gegeneinander in Umfangsrichtung komprimiert werden. Die Verdrehbarkeit der Flanschteile 3, 7 wird durch eine Führung der Abstandsbolzen 6 in Langlöchern 16 bewerkstelligt, die durch die Langlöcher 16 übergreifende Scheiben 17 axial gehalten werden.
Das Flanschteil 7 als Eingangsteil 8 weist an seinem Außenumfang eine Außenverzahnung 18 auf, die mit einer Innenverzahnung 19 der sich radial außen an das Flanschteil 7 anschließenden Reibscheibe 20 eine Verzahnung 22 bildet. An der Reibscheibe 20 sind beidseitig Reibflächen 21 zur Bildung eines Reibeingriffs mit der Reibungskupplung vorgesehen, wobei die Reibscheibe 20 aus einem einzigen Kupplungsbelag mit zwei Reibflächen besteht. Die Reibflächen können jedoch auch durch Reibbeläge gebildet werden, die in nicht dargestellter Weise mit der Reibscheibe 20 vernietet oder verklebt sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Reibflächen 21 axial profiliert ausgebildet.
Zur axialen Sicherung der Verzahnung 22 ist an der Reibscheibe 20 ein Axialanschlag 23 vorgesehen, der die Verzahnung 22 einseitig übergreift. Der Axialanschlag 23 bildet in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen radialen Steg 24, der mittels eines radial erweiterten Blechteils oder den auf dieser Seite radial nach innen erweiterten Reibbelag 25 gebildet ist. Um ein Ausweichen der Reibscheibe 20 vom Axialanschlag 23 weg zu verhindern, ist die Reibscheibe 20 gegen den Axialanschlag 23 mittels der Formteile 26, die aus Blech gebildet sein können, verspannt. Hierzu werden die Formteile 26 am Flanschteil 7 mittels der Nieten 27 vernietet und verspannen mittels radial erweiterter Zungen 28 den Axialanschlag 23 gegenüber der Außenverzahnung 18.
Das Eingangsteil 8 wie Flanschteil 7 ist auf dem Ausgangsteil 5 wie Flanschteil 3 mittels der Reibhülse 29 zentriert. Dabei wird die Reibhülse 29 von dem Flanschteil 7 mittels radial erweiterter Führungsnasen 30, die in entsprechende Ausnehmungen 31 des Flanschteils 7 eingreifen, bei einer Relativverdrehung der Flanschteile 3, 7 mitgenommen und gleitet mittels einer Reibfläche 32 auf einer Aufnahmefläche 33 der Nabe 2, wodurch sich gleichzeitig die Reibeinrichtung 34 bildet.
Die 2a, 2b und 2c zeigen zur Verdeutlichung des Aufbaus der Kupplungsscheibe 1 der 1a und 1b in unterschiedlichen Winkeln gegenüber der Rotationsachse geschnittene Längsschnitte, wobei jeweils lediglich der bezüglich der nicht dargestellten Rotationsachse obere Teil der Kupplungsscheibe 1 gezeigt ist.
Aus 2a wird insbesondere die Aufnahme der Schraubenfedern 12 in den Fensterausbrüchen 9, 10 der Flanschteile 3, 7 und deren Beaufschlagung durch die Stirnflächen deutlich. Die mit dem Flanschteil 3 einteilig gebildete Nabe 2 weist die Aufnahmefläche 33 auf, auf der die Reibhülse 29 zentriert ist und einen Reibeingriff ausbildet. Zwischen der Reibhülse 29 und dem Flanschteil 3 ist eine Tellerfeder 35 wirksam, die – wie aus der 2c hervorgeht – in den Abstandsbolzen 6 oder das Flanschteil 38 eingehängt ist und eine entsprechende Reibung bereitstellen kann.
Aus 2a geht weiterhin die Außenverzahnung 18 des Flanschteils 7 hervor, die von dem Axialanschlag 23 der Reibscheibe 20 axial abgestützt ist und mittels des Formteils 26 verspannt ist. Wie aus den 2b und 2c hervorgeht, übergreift das mittels der Nieten 27 am Flanschteil 7 befestigte Formteil 26 den den Axialanschlag 23 bildenden Reibbelag 25 radial und verspannt diesen axial gegen das Flanschteil 7. Die Flanschteile 3, 7 sind gegeneinander mittels der Abstandsbolzen 6 und den Scheiben 17 axial fest zueinander beabstandet.
Die 3a und 3b zeigen die beiden Ansichten der Kupplungsscheibe 36, die im Unterschied der Kupplungsscheibe 1 der vorhergehenden Figuren eine zweiteilige Nabe 37 aufweist, was bedeutet, dass die Nabe 37 und das Flanschteil 38 zweiteilig ausgebildet und das Flanschteil 37 an einem nicht einsehbaren Axialanschlag angelegt und mittels des Bords 40 axial fest mit der Nabe 37 verbunden ist.
Hieraus ergibt sich eine geänderte Anordnung der Flanschteile 38, 39 zueinander und auf der Nabe 37, die anhand der in den bezüglich ihrer Ausgestaltung den 2a bis 2c entsprechenden 4a bis 4c dargestellten Kupplungsscheibe 36 näher erläutert werden. Daraus wird die axial feste Aufnahme des Flanschteils 38 auf der Nabe 37 deutlich. Weiterhin ist das Flanschteil 39 mittels des an der Nabe 37 angebrachten Bords 44 einseitig axial festgelegt und stützt sich mittels der Reibsteuerscheibe 41 axial gegen das Flanschteil 38 ab. Die Zentrierung des Flanschteils 39 auf der Nabe erfolgt mittels der Reibhülse 40, die Reibhülse 40 wird von der Reibsteuerscheibe 41 axial beaufschlagt. Das Flanschteil 39 weist Langlöcher 42 auf, in die die am Flanschteil 38 befestigten Bolzen 43 zur Begrenzung des Verdrehwinkels zwischen den Flanschteilen 38, 39 eingreifen.
In prinzipiell ähnlicher Weise zu der Kupplungsscheibe 1 der 1a bis 2c sind die Verzahnung 22 der Reibscheibe 20 mit dem Flanschteil 39 und der mittels der Formteile 23, die mittels der Nieten 27 mit dem Flanschteil 39 verbunden sind, gegenüber dem Flanschteil 39 verspannte Axialanschlag 23, der durch den Reibbelag 25 gebildet ist, ausgeführt.

1: Kupplungsscheibe
2: Nabe
3: Flanschteil
4: Drehschwingungsdämpfer
5: Ausgangsteil
6: Abstandsbolzen
7: Flanschteil
8: Eingangsteil
9: Fensterausbruch
10: Fensterausbruch
11: Energiespeicher
12: Schraubenfeder
14: Stirnfläche
15: Stirnfläche
16: Langloch
17: Scheibe
18: Außenverzahnung
19: Innenverzahnung
20: Reibscheibe
21: Reibfläche
22: Verzahnung
23: Axialanschlag
24: Steg
25: Reibbelag
26: Formteil
27: Niet
28: Zunge
29: Reibhülse
30: Führungsnase
31: Ausnehmung
32: Reibfläche
33: Aufnahmefläche
34: Reibeinrichtung
35: Tellerfeder
36: Kupplungsscheibe
37: Nabe
38: Flanschteil
39: Flanschteil
40: Reibhülse
41: Reibsteuerscheibe
42: Langloch
43: Bolzen
44: Bord

Claims

Kupplungsscheibe (1, 36) mit einer mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren Nabe (2, 37) und radial außerhalb der Nabe (2, 37) drehfest mit der Nabe (2, 37) verbundenen Reibflächen (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen (21) durch eine einzige Reibscheibe (20) gebildet sind, die eine Innenverzahnung (19) aufweist, die mit einer der Nabe (2, 37) drehfest zugeordneten Außenverzahnung (18) verzahnt ist.
Kupplungsscheibe (1, 36) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibe (20) einen Axialanschlag (23) zur axialen Fixierung der Außenverzahnung (18) gegenüber der Innenverzahnung (19) aufweist.
Kupplungsscheibe (1, 36) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (23) auf radialer Höhe der Innenverzahnung (19) angeordnet ist.
Kupplungsscheibe (1, 36) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibe (20) aus einer ringförmigen Metallscheibe mit einer Innenverzahnung (19) und beidseitig angeordneten Reibbelägen (25) gebildet ist.
Kupplungsscheibe (1, 36) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibe (20) zumindest einen einen Zahn der Außenverzahnung (18) überdeckenden, den Axialanschlag (23) bildenden Steg (24) aufweist.
Kupplungsscheibe (1, 36) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (24) durch den Reibbelag (25) gebildet ist.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg durch zumindest einen eine Zahnlücken bildenden, ausgestellten und nach radial innen abgewinkelten Ausbruch gebildet ist.
Kupplungsscheibe (1, 36) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (23) gegen die Außenverzahnung (18) verspannt ist.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe und ein die Außenverzahnung bildendes Flanschteil einteilig ausgebildet sind.
Kupplungsscheibe (1, 36) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kupplungsscheibe (1, 36) ein Drehschwingungsdämpfer (4) mit einem die Außenverzahnung (18) tragenden Eingangsteil (8) und einem drehfest mit der Nabe (2, 37) verbundenen Ausgangsteil (5) und zwischen Ausgangsteil (5) und Eingangsteil (8) in Umfangsrichtung wirksam angeordneten Energiespeichern (11) integriert ist.
Kupplungsscheibe (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil (5) und die Nabe (2) einteilig miteinander verbunden sind.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer einen Hauptdämpfer und einen Vordämpfer aufweist.
Kupplungsscheibe (1, 36) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Eingangsteil (8) und Ausgangsteil (5) mittels einer Reibhülse (29) zueinander zentriert angeordnet sind.