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Vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Nabenscheibe und einer ersten und einer zweiten, die Nabenscheibe seitlich zumindest teilweise abdeckenden Deckscheibe, wobei die erste Deckscheibe mindestens eine erste Öffnung, die zweite Deckscheibe mindestens eine zweite Öffnung und die Nabenscheibe mindestens eine dritte Öffnung zur Aufnahme eines die erste und die zweite Deckscheibe in einem axialen Abstand zueinander haltenden Abstandselement aufweist, wobei die Nabenscheibe zwischen der ersten und der zweiten Deckscheibe zumindest teilweise drehbar aufgenommen ist.
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Wie aus dem Stand der Technik bekannt, umfasst ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer eine Nabenscheibe, die vorzugsweise mit einem Reibbelagträger drehfest verbunden ist und auf die das zu übertragende Drehmoment eingeleitet wird, sowie zwei seitlich an der Nabenscheibe angeordnete Deckscheiben, die wiederum drehfest mit einer Kupplungsnabe in Verbindung stehen. Zwischen der Nabenscheibe und den Deckscheiben sind Dämpfungselemente angeordnet, die Torsionsschwingungen abdämpfen. Die beiden Deckscheiben werden mithilfe von Abstandselementen drehfest miteinander verbunden. Zudem haben die Abstandselemente die zusätzliche Funktion, einen maximalen relativen Verdrehbereich zwischen der Nabenscheibe und den Deckscheiben zu definieren, da sie in an der Nabenscheibe vorgesehenen Langlöchern aufgenommen sind, deren radiale Seitenwände als Anschlag für die Abstandselemente dienen.
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Fertigungsbedingt besteht zwischen der Kupplungsnabe und den darauf aufgesteckten seitlichen Deckscheiben ein Spiel. Dieses Spiel kann jedoch zu einem Klappergeräusch führen und die Funktion des Torsionsschwingungsdämpfers einschränken. Es ist deshalb im Stand der Technik vorgeschlagen worden, die seitlichen Deckscheiben axial aufeinander zu, gegen eine Kante der Nabe vorzuspannen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass sich die Vorspannung aufgrund von Verschleiß mit der Zeit löst und die Nabe in der Verzahnung der seitlichen Deckscheiben anfangen kann zu klappern.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, einen Torsionsschwingungsdämpfer der oben genannten Art bereitzustellen, der möglichst geräuscharm auf der Nabe angebracht ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch 1 sowie eine Kupplungsscheibe mit einem derartigen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch 11.
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Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, weist mindestens eine Nabenscheibe und eine erste und eine zweite, die Nabenscheibe seitlich zumindest teilweise abdeckenden Deckscheibe auf, wobei die erste Deckscheibe mindestens eine erste Öffnung, die zweite Deckscheibe mindestens eine zweite Öffnung und die Nabenscheibe mindestens eine dritte Öffnung aufweist. Die dritte Öffnung dient zudem zur Aufnahme eines die erste und die zweite Deckscheibe in einem derartigen axialen Abstand zueinander haltenden Abstandselements, dass die Nabenscheibe zwischen der ersten und der zweiten Deckscheibe zumindest teilweise drehbar aufgenommen ist. Die Erfindung basiert dabei auf der Idee, dass mindestens eine erste Öffnung in der ersten Deckscheibe bezüglich der zweiten Öffnung in der zweiten Deckscheibe in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet ist.
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Die in Umfangsrichtung versetzte Anordnung bedingt beim Befestigen der beiden Deckscheiben an der Nabenscheibe durch die entsprechenden Abstandselemente ein Vorspannen der Deckscheiben gegeneinander und damit auch in der Verzahnung der Kupplungsnabe. Dabei werden die Abstandselemente, wie aus dem Stand der Technik bekannt, wie Nieten verschlossen, nachdem sie in die seitlichen Deckscheiben gesteckt wurden. Beim Verformen der Abstandselemente tritt dann die gewünschte Vorspannung ein, so dass die Deckscheiben fest und ohne Spiel an der Nabe befestigt werden können. Da die seitlichen Deckscheiben gegeneinander verspannt sind und damit das Spiel in der Nabe komplett ausfüllen, ist auch nach langem Gebrauch ein Klappergeräusch deutlich vermindert.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist dabei der Versatz der ersten und zweiten Öffnung zueinander über eine Ausrichtung der ersten und zweiten Öffnung bezüglich einer an der ersten bzw. zweiten Deckscheibe angebrachten Innenverzahnung bestimmt. Vorteilhafterweise kann dadurch der erfindungsgemäße Versatz auch bei nur einer Öffnung in dem jeweiligen Deckblech erreicht werden.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind in der ersten Deckscheibe mindestens zwei erste Öffnungen und in der zweiten Deckscheibe mindestens zwei zweite Öffnungen vorgesehen, wobei der Versatz der Öffnungen zueinander über eine umfängliche asymmetrischen Winkelverteilung der mindestens zwei ersten Öffnungen und der mindestens zwei zweiten Öffnungen an der jeweiligen Deckscheibe bestimmt ist. Diese Ausgestaltung kann zusätzlich oder alternativ zu dem vorbeschriebenen Versatz gewählt werden und ermöglicht über die asymmetrische Winkelverteilung einen automatischen Versatz der ersten und zweiten Öffnungen zueinander.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine dritte Öffnung in der Nabenscheibe als Langloch ausgebildet, wobei vorzugsweise radiale Seitenwandungen des Langlochs als Anschlag für das mindestens eine Abstandselement dienen. Vorteilhafterweise wird dadurch ein Dämpfungsbereich des Torsionsschwingungsdämpfers definiert, ohne dass zusätzliche Anschlagselemente an dem Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen werden müssen.
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Um die Funktionsweise des Torsionsschwingungsdämpfers optimal zu gewährleisten, sollten die erste und die zweite Deckscheibe bis auf den erfindungsgemäßen Versatz möglichst deckungsgleich ausgefertigt sein, da die Deckbleche üblicherweise auch Aussparungen für das an der Nabenscheibe angeordnete Dämpfungselement aufweisen. Auf dieses Dämpfungselement sollte im Wesentlichen von beiden Seiten gleichermaßen eingewirkt werden, damit der Torsionsschwingungsdämpfer funktionstüchtig ist. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn eine der Nabenscheibe abgewandte Vorderseite der ersten Deckscheibe und eine der Nabenscheibe zugewandte Rückseite der zweiten Deckscheibe bezüglich der Aussparungen für die Dämpfungselemente und bezüglich der Verzahnung deckungsgleich sind. Die Aussparungen sind vorzugsweise entlang einer orthogonal zur Drehachse verlaufenden gedachten Spiegelachse gespiegelt ausgebildet. Die Öffnungen für die Abstandselemente sind dagegen nicht deckungsgleich, sondern weisen den erfindungsgemäßen Versatz auf.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die erste und die zweite Deckscheibe derart ausgebildet, dass eine der Nabenscheibe abgewandte Vorderseite der zweiten Deckscheibe mit der Vorderseite der ersten Deckscheibe deckungsgleich ist. Die erste und die zweite Öffnung sind dabei nicht symmetrisch über die Deckscheibe verteilt und bilden einen Versatz bezüglich der symmetrisch ausgebildeten Innenverzahnung bzw. der symmetrisch ausgebildeten Aussparungen. Dadurch wird bei einem Zusammenbau des Torsionsschwingungsdämpfers mit jeweils nach außen gerichteten Vorderseiten der Deckscheiben ein Versatz der ersten zu der zweiten Öffnung erreicht.
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Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass die beiden Deckscheiben als identische Elemente auf der gleichen Maschine gefertigt werden können, aber gleichzeitig beim Zusammenbau den erfindungsgemäßen Versatz zeigen.
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Um eine korrekte Montage der Deckscheiben bezüglich ihrer Vorder- und Rückseite zu gewährleisten, ist vorzugsweise an der Deckscheibe mindestens eine Montagesicherung ausgebildet. Dabei kann die Montagesicherung vorzugsweise am radialen äußeren Rand der Deckscheibe angeordnet sein, da in diesem Bereich die Montagesicherung keine Funktionsbeeinträchtigung des Torsionsschwingungsdämpfers darstellt. Besonders bevorzugt ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens zwei, asymmetrisch entlang des Umfangs verteilte Montagesicherungen vorgesehen sind, die bei Aufsicht auf die jeweilige Vorderseite der ersten bzw. zweiten Deckscheibe zwar identisch angeordnet sind, bei einem Zusammenbau jedoch sicherstellen, dass der Nabenscheibe die Rückseiten der beiden Deckscheiben zugewandt sind.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist eine Form der zumindest einen ersten und zweiten Öffnungen im Wesentlichen auf eine Form des aufzunehmenden Abstandselements ausgebildet. Als Abstandselemente können beispielsweise rundliche nietenförmige Abstandselemente verwendet werden, es ist jedoch auch möglich, rechteckige oder quadratische Abstandselemente zu verwenden.
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Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe mit einem oben beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfer.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die gezeigten Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und sollen nicht dazu verwendet werden, den Schutzbereich festzulegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
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Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht durch eine Kupplungsscheibe mit erfindungsgemäßem Torsionsschwindungsdämpfer;
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2: eine schematische Aufsicht auf:
- a. eine Vorderseite eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen ersten Deckscheibe, und
- b. eine Rückseite einer zweiten erfindungsgemäßen Deckscheibe; und
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3: eine schematische Aufsicht auf eine erste und eine zweite Deckscheibe des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers in Einbaulage.
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Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt eine in einer Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs einsetzbare Kupplungsscheibe 1 im Längsschnitt mit einer Drehachse A. Die Kupplungsscheibe 1 weist radial innen eine Nabe 2 mit einer Innenverzahnung 4 und einer Außenverzahnung 5. Mit der Innenverzahnung 4 ist die Nabe 2 mit einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle drehfest, jedoch axial beweglich verbindbar. Die Außenverzahnung 5 steht in Wirkverbindung mit den Elementen der Kupplungsscheibe, insbesondere mit einem Torsionsschwingungsdämpfer 10, der Torsionsschwingungen im Antriebsstrang abdämpfen soll.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 umfasst als wesentliche Elemente eine Nabenscheibe 12 und mindestens ein in einer Aussparung der Nabenscheibe angeordnetes Dämpfungselement 14 auf, wobei die Nabenscheibe 12 zumindest teilweise von seitlich angeordneten ersten und zweiten Deckscheiben 16, 18 abgedeckt ist. Die Deckscheiben 16, 18 wiederum weisen eine Innenverzahnung 30, 32 auf, die in die, an der Nabe 2 ausgebildeten Außenverzahnung 5 möglichst spielfrei eingreift. Radial außen an der Nabenscheibe 12 ist ein Belagträger 20 mittels Nieten 21, 22 befestigt, der die Reibbeläge 23, 24 trägt. Ein vom Motor bzw. der Antriebseinheit übertragenes Drehmoment wird somit über die Reibbeläge 23, 24 und den Belagträger 20 auf die Nabenscheibe 12 eingeleitet und über die Deckbleche 16, 18 auf die Nabe 2 übertragen.
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Des Weiteren zeigt 1, dass die Deckscheiben 16, 18 in ihrer axialen Lage mittels eines Abstandsstücks 34 fixiert sind, das sich durch eine erste Öffnung 36 in der ersten Deckscheibe 16, eine zweite Öffnung 38 in der zweiten Deckscheibe 18 und eine dritte Öffnung 40 in der Nabenscheibe 12 erstreckt. 1 zeigt außerdem, dass die Deckscheiben 16, 18 zudem Aussparungen 42, 44 aufweisen, die dazu ausgelegt sind, die Dämpfungselemente 14 aufzunehmen und bei Relativverdrehung der Deckscheiben 16, 18 bzgl. der Nabenscheibe 12 auf diese einzuwirken. Bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer 10 wirkt deshalb die Nabenscheibe 12 als Eingangselement, während die Deckscheiben 16, 18 als Ausgangselemente dienen.
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Die Nabenscheibe 12 ist zudem derart ausgebildet, dass ihre relative Verdrehbarkeit bezüglich des ersten und des zweiten Deckblechs 16, 18 begrenzt ist. Dies wird insbesondere über die dritte Öffnung 40 erreicht, die als Langloch mit einem bestimmten Öffnungswinkel ausgebildet ist. Die radial ausgerichteten Seitenwände des Langlochs dienen dabei als Anschlag für die Abstandselemente 34. Der Anschlag der Abstandselemente 34 begrenzt gleichzeitig die relative Verdrehbarkeit der Nabenscheibe 12 bezüglich der Deckscheiben 16, 18.
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Um die Deckscheiben 16, 18 auf der Nabe 2 befestigen zu können, muss zwischen der Außenverzahnung 5 der Nabe 2 und der Innenverzahnung 30, 32 der Deckscheiben 16, 18 ein gewisses Spiel vorhanden sein. Im Betrieb der Kupplungsscheibe 1 bedeutet das Vorhandensein dieses Spiels jedoch, dass die aufeinander aufgesteckten Elemente klappern können. Dieses Klappergeräusch wird zum einen als störend empfunden und erhöht zudem den Verschleiß an den betroffenen Elementen.
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Erfindungsgemäß wird zur Lösung vorgeschlagen, die Öffnungen 36, 38 in dem ersten bzw. zweiten Deckblech 16, 18 versetzt zueinander anzuordnen, so dass bei Durchführung des Befestigungselements 34 und nachfolgender Befestigung bzw. Verformung die Innenverzahnung 30, 32 des ersten und des zweiten Deckblechs 16, 18 gegen die Außenverzahnung 5 der Nabe 2 vorgespannt wird. Die versetzte Anordnung der ersten bzw. zweiten Öffnung 36, 38 wird im Folgenden in Bezug auf 2 und 3 näher beschrieben.
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2 zeigt in Teilansicht a eine schematische Aufsicht auf eine der Nabenscheibe 12 abgewandte Vorderseite der ersten Deckscheibe 16, während Teilansicht b eine schematische Aufsicht auf eine der Nabenscheibe 12 zugewandte Rückseite der zweiten Deckscheibe 18 darstellt. 3 zeigt die erste Deckscheibe 16 und die zweite Deckscheibe 18 in Überlagerung, wobei die Rückseiten der Deckscheiben 16, 18 einander zugewandt sind, während die Vorderseiten nach außen gerichtet sind.
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Wie 2 zu entnehmen ist, weisen die erste und die zweite Deckscheibe 16, 18 Öffnungen 42, 44 zur Aufnahme der Dämpfungselemente 14 auf. Die Lage der Öffnungen 42, 44 und auch die Ausgestaltung der Innenverzahnung 30, 32 muss für einen funktionsfähigen Torsionsschwingungsdämpfer 10 bei beiden Deckscheiben 16, 18 identisch sein. Dazu sind die Aussparungen 42, 44 sowie die Verzahnung 30, 32 an einer Achse S gespiegelt ausgebildet und damit symmetrisch über die Deckscheiben 16, 18 verteilt. Legt man beide Deckscheiben 16, 18 übereinander, wie 3 zeigt, so ist deutlich zu sehen, dass die Aussparung 42, 44 und die Verzahnung 30, 32 deckungsgleich sind.
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Wie 2 und 3 ebenfalls zu entnehmen ist, ist jedoch die erste Öffnung 36 in der ersten Deckscheibe 16 und die zweite Öffnung 38 in der zweiten Deckscheibe 18 nicht symmetrisch angeordnet. Das bedeutet, dass bei Überlagerung (siehe 3) der beiden Deckscheiben 16, 18 die erste bzw. zweite Öffnung 36, 38 einen in Umfangsrichtung entstandenen Versatz aufweist.
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Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Deckscheiben 16, 18 derart ausgestaltet sind, dass der Versatz der Öffnungen 36 bzw. 38 zwar bezüglich Vorder- und Rückseite vorhanden ist, jedoch die Vorderseiten deckungsgleich ausgebildet sind. Dadurch kann nur eine Deckscheibe 16, 18 gefertigt werden, die jedoch den erfindungsgemäßen Versatz der Öffnungen 36, 38 aufgrund der unterschiedlichen Anordnung der Öffnungen 36, 38 auf Vorderseite und Rückseite bzgl. der Spiegelachse S zeigt.
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Eine derartige Ausgestaltung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Öffnungen 36, 38 bezüglich der Innenverzahnung 30, 32 versetzt angeordnet sind oder eine asymmetrische Winkelverteilung aufweisen, während der Rest der Deckscheibe eine orthogonal zur Drehachse verlaufende Achsensymmetrie bzgl. der Spiegelachse S aufweist.
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Die verwendeten Abstandsstücke 34 können einen im Wesentlichen runden oder rundlichen Querschnitt aufweisen, sie können jedoch auch rechteckig oder quadratisch ausgebildet sein. Abhängig von der jeweilig gewählten Form, ist es vorteilhaft, auch die Öffnungen 36, 38 dementsprechend auszubilden.
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Da es, wie die 2 und 3 deutlich zeigen, für den Einbau wichtig ist, zwischen einer Vorderseite und einer Rückseite der Deckscheiben 16, 18 zu unterscheiden, ist es weiterhin vorteilhaft, an den Deckscheiben 16, 18 Montagesicherungen 50, 52 anzubringen, die sicherstellen, dass die Deckscheiben 16, 18 in der gewünschten Weise an dem Torsionsschwingungsdämpfer 10 eingebaut werden. Dazu ist insbesondere vorteilhaft, wie die 2 und 3 zeigen, die Montagesicherungen 50, 52 an einem radial äußeren Rand der Deckscheiben 16, 18 anzuordnen. Die Anordnung am radial äußeren Rand der Deckscheiben 16, 18 hat den Vorteil, dass sie an dieser Stelle problemlos angebracht werden können, ohne die Funktionsweise des Torsionsschwingungsdämpfers 10 zu beeinträchtigen.
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Insgesamt hat der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer den Vorteil, dass eine sich nicht verändernde Vorspannung der Deckscheibe gegenüber der Nabe erreicht wird, ohne den Montageaufwand unmäßig zu vergrößern. Zudem kann nach wie vor nur eine einzige Deckscheibe hergestellt werden, die jedoch aufgrund der nicht deckungsgleichen Vorder- und Rückseite einen Versatz der ersten und zweiten Öffnungen bereitstellt und damit eine Vorspannung an der Nabe gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsscheibe
- 2
- Nabe
- 4
- Innenverzahnung der Nabe
- 5
- Außenverzahnung der Nabe
- 10
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 12
- Nabenscheibe
- 14
- Dämpfungselement
- 16
- erste Deckscheibe
- 18
- zweite Deckscheibe
- 20
- Reibbelagträger
- 21, 22
- Befestigungselement für Reibbelagträger
- 23, 24
- Reibbeläge
- 30, 32
- Innenverzahnung Deckscheibe
- 34
- Abstandselement
- 36
- erste Öffnung in erster Deckscheibe
- 38
- zweite Öffnung in zweiter Deckscheibe
- 40
- dritte Öffnung in Nabenscheibe
- 42, 44
- Aussparung für Dämpfungselement in Deckscheibe
- 50, 52
- Montagesicherung
- A
- Drehachse
- S S
- piegelachse
