DE102014201867A1

DE102014201867A1 - clutch disk for a multi-disk clutch, has spoke region that is provided between region of gearing and friction region, and arranged with tangential spokes on which region of gearing is connected with friction region

Info

Publication number: DE102014201867A1
Application number: DE201410201867
Authority: DE
Inventors: Gerhard Eibler
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2014-08-28

Abstract

The clutch disk (KS) is rotationally coupled or and axially movably coupled with a torque-proof coupling unit over a gearing (IVZ). The spoke region (SB) is provided between the region of the gearing and an annular disc-shaped friction region (RB), and arranged with the inwardly and outwardly extended tangential spokes (s) on which the region of the gearing is connected with the annular disc-shaped friction region. The clutch disk main portion is manufactured from a sheet steel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe der Art nach Anspruch 1.The invention relates to a clutch disc of the type according to claim 1.

Bei Mehrscheibenkupplungen wirken jeweils abwechselnd über eine Innen- bzw. Außenverzahnung mit einer Kupplungsnabe bzw. einem Kupplungskorb verbundene Lamellen, Scheiben zusammen. Durch die jeweilige Verzahnung sind die Scheiben drehfest mit der Kupplungsnabe, dem Kupplungskorb gekoppelt, gleichzeitig ist eine axiale Beweglichkeit gegeben, so dass eine bspw. durch ein Tellerfederpaket eingeleitete Druckkraft die Scheiben in Kontakt bringt und durch den Reibkontakt ein Drehmoment übertragen werden kann. Werden die Scheiben bis zur Haftreibung zusammengedrückt, so erfolgt eine drehzahlsynchrone Kopplung, bei Gleitreibung zwischen den Scheiben ergibt sich durch Schlupf eine Drehzahldifferenz. In diesem Fall entsteht durch die Gleitreibung Wärme im Kupplungssystem.In the case of multi-plate clutches, lamellae and disks connected alternately via an internal or external toothing interact with a clutch hub or a clutch basket. By the respective teeth, the discs are rotatably coupled to the clutch hub, the clutch basket, at the same time an axial mobility is given, so that, for example. Introduced by a disc spring package pressure force brings the discs in contact and torque can be transmitted by the frictional contact. If the discs are compressed to static friction, so there is a synchronous speed coupling, sliding friction between the discs results in a slip speed difference. In this case, the sliding friction creates heat in the coupling system.

Weisen die Scheiben (Stahl- oder Reiblamellen) zwischen dem Verzahnungsbereich (Innen- bzw. Außenverzahnung) und der eigentlichen Reibfläche einen großen Durchmesserunterschied, eine in radialer Richtung große Distanz auf, so neigen die Scheiben zum Wellen oder Tellern. Insbesondere negative Geräuschentwicklungen sind auf diese Effekte zurückzuführen. Auch wird die Erfüllung von Genauigkeitsanforderungen erschwert bzw. unmöglich gemacht.If the disks (steel or friction disks) between the toothed region (internal or external toothing) and the actual friction surface have a large difference in diameter, a distance which is large in the radial direction, then the disks tend to form corrugations or plates. In particular, negative noise developments are due to these effects. Also, the fulfillment of accuracy requirements made difficult or impossible.

Die GB 644 968 Beschreibt eine Kupplungsscheibe mit kurvenförmig verlaufenden Speichen zwischen einer Nabe und dem Außenbereich der Scheibe. Diese Speichenanordnung ergibt eine Elastizität in Umfangsrichtung. Die Scheibe weist beidseitig abschnittsweise angeordnete Reibbereiche auf, wobei die Reibbereiche, die Beläge an beiden Seiten zueinander versetzt angeordnet sind. Weiterhin ist der Grundkörper der Scheibe nicht eben sondern bewusst wellig gestaltet, was eine elastische Nachgiebigkeit in Achsrichtung ergibt. In einer Lammellenkupplung der hier vorliegenden Art ist diese Kupplungsscheibe nicht verwendbar.The GB 644 968 Describes a clutch disc with curved spokes between a hub and the outside of the disc. This spoke arrangement provides elasticity in the circumferential direction. The disc has on both sides partially arranged friction areas, wherein the friction areas, the pads are arranged offset on both sides to each other. Furthermore, the main body of the disc is not flat but deliberately wavy designed, resulting in an elastic compliance in the axial direction. In a Lammellenkupplung of the present type, this clutch disc is not usable.

Die US 3 025 686 zeigt eine Mehrscheibenkupplung mit Scheiben, welche abwechselnd über eine Außenverzahnung in einem Kupplungskorb und eine Innenverzahnung mit einer Kupplungsnabe gekoppelt sind. Die einzelnen Scheiben weisen im Bereich ihrer Reibfläche, der Fläche mit der sie reibend in Kontakt stehen, ebenfalls abwechselnd in bzw. entgegen der Uhrzeigerrichtung orientiert angebrachte Einschnitte auf. Radial und schräg verlaufende Einschnitte im Reibbereich der Scheiben sind bei der Mehrscheibenkupplung der DE 1 208 127 B vorgesehen.The US 3,025,686 shows a multi-plate clutch with discs, which are alternately coupled via an external toothing in a clutch basket and an internal toothing with a clutch hub. In the region of their friction surface, the surface with which they are in frictional contact, the individual disks also have alternating cuts oriented in or counter to the clockwise direction. Radial and oblique cuts in the friction area of the discs are in the multi-plate clutch of the DE 1 208 127 B intended.

Die Mehrscheibenkupplungen gemäß der DE 709 868 C sowie der DE 740 646 C weisen im Reibbereich der Scheiben angeordnete Öffnungen und Eichschnitte auf.The multi-plate clutches according to the DE 709 868 C as well as the DE 740 646 C have in the friction region of the discs arranged openings and calibrations.

Eine Reibscheibe einer Mehrscheibenkupplung mit komplexen Aufbau zeigt die US 6 505 723 . Zwei ebene Scheiben sind mit einer drahtförmigen Zwischenstruktur voneinander beabstandet angeordnet und über diese Struktur miteinander verbunden. Bei der Scheibe nach der DE 43 22 231 A1 ist zwischen den Scheiben ein Füllmaterial angeordnet.A friction disc of a multi-plate clutch with complex structure shows the US Pat. No. 6,505,723 , Two planar disks are spaced apart from each other with a wire-shaped intermediate structure and connected to one another via this structure. At the disc after the DE 43 22 231 A1 is a filler disposed between the discs.

Eine Kupplungsscheibe mit Innenverzahnung und um in radialer Richtung jeweils verdreht angeordneten Zähnen zeigt die WO 2005/012750 A1 . A clutch disc with internal teeth and in the radial direction respectively arranged twisted teeth shows the WO 2005/012750 A1 ,

Eine Reibscheibe einer Nasskupplung kann in der Oberfläche eingearbeitete Vertiefungen, Nuten, Strukturen aufweisen. Dies ermöglicht den Transport von Schmiermittel. Die US 5 671 835 sieht hierzu spiralförmig verlaufende Strukturen vor. Bei der Lösung der EP 447 019 A2 sind schräg verlaufende Nuten vorgesehen, wobei die Dichte und der Winkel des Nutverlaufes in einzelnen Ringzonen unterschiedlich sind.A friction disc of a wet clutch may have in-surface recesses, grooves, structures. This allows the transport of lubricant. The US 5,671,835 sees this spiraling structures before. In the solution of EP 447 019 A2 obliquely extending grooves are provided, wherein the density and the angle of Nutverlaufes are different in individual annular zones.

Die taumelfähige Kupplungsscheibe nach DE 44 16 949 C1 ist über blattfederartige Elemente gegenüber einer Nabe angelenkt. Eine vergleichbare Anlenkung zeigt die DD 134 980 A1 .The wobble clutch disc after DE 44 16 949 C1 is articulated via leaf spring-like elements with respect to a hub. A comparable linkage shows the DD 134 980 A1 ,

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kupplungslamelle in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen. The object of the present invention is to propose a clutch plate in relation to the known solutions of improved design.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruches. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the features of the device claim. Further developments emerge from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht aus einer Scheibe, welche zwischen dem Bereich einer Verzahnung, mit der die Scheibe mit einem Kupplungsteil drehfest und axial beweglich koppelbar ist, und einem ringscheibenförmigen Reibbereich einen Speichenbereich aufweist, in welchem im Wesentlichen tangential von innen nach außen verlaufende Speichen angeordnet sind, über welche der Bereich der Verzahnung mit dem ringscheibenförmigen Reibbereich verbunden ist.The solution according to the invention consists of a disk, which between the region of a toothing, with which the disc with a coupling part rotatably and axially movable coupled, and an annular disc-shaped friction region has a spoke region in which substantially tangentially extending from the inside to the outside spokes are arranged over which the region of the toothing is connected to the annular disk-shaped friction region.

Bei einer Mehrscheibenkupplung sind in vorteilhafter Weise die mit einer Innenverzahnung mit der Kupplungsnabe gekoppelten Scheiben erfindungsgemäß ausgeführt, d.h. der innen liegende Verzahnungsbereich ist über einen Speichenbereich mit im Wesentlich tangential von innen nach außen verlaufenden Speichen mit dem außen liegenden Reibbereich verbunden. Die mit diesen Scheiben zusammenwirkenden außenverzahnten Scheiben, gekoppelt mit dem Kupplungskorb sind herkömmlich ausgeführt, der außen liegende Verzahnungsbereich grenzt direkt an den Reibscheibenbereich.In a multi-plate clutch, the discs coupled to an internal toothing with the clutch hub are advantageously designed according to the invention, ie the internal toothing region is connected to the outer friction region via a spoke region with spokes extending substantially tangentially from the inside to the outside. The with these discs cooperating externally toothed discs, coupled to the clutch basket are made conventionally, the outer toothing region is directly adjacent to the Reibscheibenbereich.

Bei bestimmten Bauformen einer Kupplung ist grundsätzlich aber auch eine umgekehrte Ausführung nach der Erfindung möglich. Dies wäre der Fall, wenn die Scheiben mit Außenverzahnung sehr groß ausgeführt sind, der Reibbereich jedoch weiter innen liegt, liegen muss. In diesem Fall ist zwischen Verzahnungsbereich (außen) und dem innen liegenden Reibbereich ebenfalls ein Speichenbereich mit im Wesentlichen tangential von innen nach außen verlaufenden Speichen angeordnet.In certain designs of a clutch but in principle also a reverse embodiment of the invention is possible. This would be the case if the discs with external teeth are made very large, the friction area, however, lies further inside, must lie. In this case, between the toothed area (outside) and the inner friction area there is also arranged a spoke area with spokes extending substantially tangentially from the inside to the outside.

Die im Wesentlichen tangential von innen nach außen verlaufenden Speichen führen – unabhängig davon, ob an Scheibe mit Innen- und/oder Außenverzahnung – zu einer Entkopplung des Innen- und des Außenbereiches. Beim Öffnen, Schließen der Kupplung oder gar beim Betrieb mit Schlupf entsteht durch Reibungswärme eine Erwärmung des Reibbereiches. Dieser kann sich nun durch die im Wesentlich tangential orientierten Speichen ohne Verspannung gegenüber dem Verzahnungsbereich ausdehnen. Bei üblicher Kupplungsscheibenausführung ergeben sich durch die thermische Verspannung von Innen- und Außenbereich schnell Wellen bzw. sonstig ungünstige Verformungen der Scheibe.The essentially tangentially extending from inside to outside spokes lead - regardless of whether on disc with internal and / or external teeth - to a decoupling of the inner and the outer region. When opening, closing the clutch or even when operating with slip caused by frictional heat heating of the friction area. This can now extend through the substantially tangentially oriented spokes without tension relative to the toothed area. In conventional clutch disc design resulting from the thermal stress of indoor and outdoor quickly waves or other unfavorable deformations of the disc.

Die Erfindungsgemäße Kupplungsscheibe, die Lamelle ist bevorzugt einstückig aus Stahl, Stahlblech gefertigt oder besteht aus einem geeigneten Reibmaterial. Der Speichenbereich mit den im Wesentlichen tangential orientierten Speichen wird durch Ausstanzen entsprechender Flächenteile gefertigt. The clutch disc according to the invention, the lamella is preferably made in one piece from steel, sheet steel or consists of a suitable friction material. The spoke area with the substantially tangentially oriented spokes is made by punching out corresponding surface parts.

Der zwischen dem Verzahnungs- und dem Reibbereich liegende Speichenbereich ermöglicht es, dass der Reibbereich ohne jegliche Einschnitte, Öffnungen, Löcher gestaltet werden kann. Ausschließlich der erfindungsgemäße Speichenbereich entkoppelt den Reib- und den Verzahnungsbereich. So ist bei gegebener Scheibengröße die der Drehmomentübertragung dienende Reibfläche maximal.The spoke area between the toothing and the friction area allows the friction area without any cuts, openings, holes can be designed. Only the spoke area according to the invention decouples the friction and the toothed area. Thus, for a given wheel size, the friction surface serving for torque transmission is maximum.

Die Speichen gemäß Erfindung können als gerade ausgeführte Stege gestaltet sein. Grundsätzlich ist aber auch ein Kurvenverlauf möglich, wobei die Gestaltung derart ist, dass eine radiale Entkopplung zwischen Reibbereich und Verzahnungsbereich gegeben ist, eine durch Erwärmung des Reibbereiches bewirkte Ausdehnung dieser Zone keine Verspannung oder sonstigen Einfluss auf den Verzahnungsbereich bewirkt. The spokes according to the invention can be designed as straight webs. In principle, however, a curve is possible, wherein the design is such that a radial decoupling between the friction region and the toothed area is given, caused by heating the friction area expansion of this zone causes no strain or other influence on the toothed area.

Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnung. Dargestellt ist eine Lamelle mit einem innen liegenden Verzahnungsbereich und einem weiter außen liegenden Reibscheibenbereich.Furthermore, the explanation of an embodiment of the invention with reference to the drawing. Shown is a lamella with an internal toothed area and a further outward friction disk area.

1 zeigt eine Kupplungsscheibe ist aus einem Stahlblech gefertigt, geschnitten. Eine außen liegende ringförmige Zone bildet den Reibbereich RB. In der Mitte weist die Kupplung eine Innenverzahnung IVZ auf. Mit dieser Innenverzahnung IVZ ist die Kupplungsscheibe KS mit einer Kupplungsnabe einer Mehrscheibenkupplung in üblicher Ausführung verbunden. Die Verzahnung der Kupplungsnabe und die Innenverzahnung IVZ der Kupplungsscheibe KS sind korrespondierend zueinander ausgeführt. Dadurch ergibt sich eine drehfeste Kopplung der Kupplungsscheibe, gleichzeitig ist eine axiale Beweglichkeit der Kupplungsscheibe gegenüber der Kupplungsnabe gegeben. 1 shows a clutch disc is made of a sheet steel, cut. An outer annular zone forms the friction region RB. In the middle, the coupling has an internal toothing IVZ. With this internal toothing IVZ the clutch disc KS is connected to a clutch hub of a multi-plate clutch in the usual design. The teeth of the clutch hub and the internal teeth IVZ of the clutch disc KS are designed to correspond to one another. This results in a rotationally fixed coupling of the clutch disc, at the same time given an axial mobility of the clutch disc relative to the clutch hub.

Zwischen der Zone des außen liegenden ringförmigen Reibbereiches RB und dem innen liegenden Verzahnungsbereich, der Innenverzahnung IVZ ist ein Speichenbereich SB angeordnet. In dem Speichenbereich SB verlaufen eine Anzahl Speichen S im Wesentlichen tangential von innen nach außen. Die Orientierung der Speichen ist dabei an den Drehsinn der Kupplungsscheibe KS bei Drehmomentübertragung angepasst – derart, dass die Kopplung des Reibbereiches RB und der Innenverzahnung über Zugkräfte in den Speichen S erfolgt. Between the zone of the outer annular friction region RB and the inner toothing region, the inner toothing IVZ, a spoke region SB is arranged. In the spoke area SB, a number of spokes S extend substantially tangentially from the inside to the outside. The orientation of the spokes is adapted to the direction of rotation of the clutch disc KS during torque transmission - such that the coupling of the friction region RB and the internal toothing via tensile forces in the spokes S takes place.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Speichen S im Speichenbereich SB, dadurch erzeugt, dass entsprechende Flächenstücke aus dem Blech der Kupplungsscheib ausgestanzt, ausgeschnitten worden sind.In the illustrated embodiment, the spokes S in the spoke area SB, generated by the fact that corresponding surface pieces have been punched out of the sheet of the clutch disc, cut out.

Die gezeigte Kupplungsscheibe KS mit der Innenverzahnung IVZ wirkt in an sich bekannter Weise mit per Außenverzahnung an einem Kupplungskorb angelengten Kupplungsscheiben zusammen. Diese Scheiben weisen einen Reibbereich mit einer sich direkt anschließenden Außenverzahnung auf. The illustrated clutch disc KS with the internal teeth IVZ cooperates in a conventional manner with external teeth on a clutch basket angelengten clutch discs together. These discs have a friction area with a directly adjacent external toothing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

KS

clutch Scheib

RB

Frictional area, annular zone, annular disc-shaped friction area

SB

spoke portion

S

spoke

IVZ

internal gearing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

GB 644968 [0004]
US 3,025,686 [0005]
DE 1208127 B [0005]
DE 709868 C [0006]
DE 740646 C [0006]
US 6505723 [0007]
DE 4322231 A1 [0007]
WO 2005/012750 A1 [0008]
US 5671835 [0009]
EP 447019 A2 [0009]
DE 4416949 C1 [0010]
DD 134980 A1 [0010]

Claims

Clutch disc for a multi-plate clutch, in which a disc (KS) via a toothing (IVZ) with a coupling member rotatably and axially movably coupled, the disc (KS) between the region of the toothing (IVZ) and a ring-shaped friction region (RB) a spoke area (SB), in which substantially tangentially from the inside outward extending spokes (S) are arranged, via which the region of the toothing (IVZ) with the annular disc-shaped friction region (RB) is connected.

Clutch disc according to claim 1, the disc (KS) has at a central opening an internal toothing (IVZ) via which the coupling takes place with a coupling hub, the friction region (RB) is arranged as an annular zone in the outer region of the disc (KS), the spoke area (SB) lies between the internal toothing (IVZ) and the friction area (RB).

Clutch disc according to claim 1, the spokes (S) of the spoke area (SB) are formed as straight webs.

Clutch disc according to claim 1, the spokes (S) of the spoke region (SB) are formed as curved elements with a substantially tangential extent between the toothed region (IVZ) and the friction region (RB).

Clutch disc according to one of the preceding claims, the spokes (S) of the spoke area (SB) are arranged such that predominantly tensile forces are transmitted via them.

Clutch disc according to one of the preceding claims, the clutch disc (KS) is made in one piece from a material, preferably steel, steel sheet.