DE102015114278A1 - Clutch mechanism and its use in a transmission system for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kupplungsmechanismus, umfassend drei Komponenten mit Rotationssymmetrie um eine Rotationsachse des Mechanismus, wobei die besagten Komponenten jeweils gebildet sind von einer Platte (1), von einem Deckel (3) und von einer Membranfeder (2), die in eingeschobene Weise zwischen der besagten Platte und dem besagten Deckel montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der besagten Komponenten eine Diskontinuität der Verteilung ihrer flächenbezogenen Masse und/oder ihrer Steifigkeit auf zumindest einer Diametralachse (D1, D2, D3) aufweist, sowie seine Verwendung in einem Übertragungssystem für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a coupling mechanism comprising three components with rotational symmetry about a rotation axis of the mechanism, wherein said components are each formed by a plate (1), a lid (3) and a diaphragm spring (2) in the inserted manner between characterized in that at least one of said components has a discontinuity in the distribution of its mass per unit area and / or its rigidity on at least one diametral axis (D1, D2, D3) and its use in a transmission system for a motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kupplungsmechanismus für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a coupling mechanism for a motor vehicle.
Genauer betrifft die Erfindung eine Verbesserung für Kupplungen, die einerseits eine Reibungsvorrichtung mit Scheiben, die auf der Eingangswelle des Getriebes montiert ist, und andererseits einen Rotationsmechanismus mit Komponenten mit Rotationssymmetrie um eine Rotationsachse des Mechanismus umfassen, wobei diese Komponenten insbesondere von einer Druckplatte, die in der eingerückten Position den Anlagekontakt der Scheiben auf dem Schwungrad gewährleistet, einem mit der Platte verbundenen Deckel und einer Membranfeder mit Federwirkung gebildet sind, die zwischen der Platte und dem Deckel montiert und in ihrer Mitte durch ein Widerlager, das mittels einer Hydraulikschaltung an das Kupplungspedal angeschlossen ist, betätigt wird.More particularly, the invention relates to an improvement for clutches comprising, on the one hand, a friction device with discs mounted on the input shaft of the transmission and, on the other hand, a rotational mechanism having components with rotational symmetry about an axis of rotation of the mechanism, these components in particular being of a pressure plate disclosed in US Pat the engaged position ensures the contact of the discs on the flywheel, a cover connected to the plate and a diaphragm spring are formed with spring action, mounted between the plate and the lid and in its center by an abutment connected by means of a hydraulic circuit to the clutch pedal is, is pressed.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Wenn das Kupplungspedal betätigt wird, kommt es zum Drücken des Widerlagers auf die Membranfeder, die die Druckplatte beabstandet und auf diese Weise die Reibungsscheibe freigibt, was zum Lösen des Schwungrads von der Eingangswelle des Getriebes führt.When the clutch pedal is actuated, abutment of the diaphragm occurs on the diaphragm spring, which spaces the pressure plate and thus releases the friction disc, resulting in disengagement of the flywheel from the input shaft of the transmission.
Insbesondere für das Schalten in den ersten Gang oder in den Rückwärtsgang wird die Leistungsübertragung zwischen der Antriebswelle und den Rädern progressiv hergestellt, und auf Grund des Gleitens an der Verbindung zwischen der Platte und der Scheibe unterliegt der Kupplungsmechanismus nun einer Rutschphase, die für den Fahrer einem Teilweg des Kupplungspedals entspricht.In particular, for the shift to the first gear or in the reverse gear, the power transmission between the drive shaft and the wheels is made progressively, and due to the sliding at the connection between the plate and the disc, the clutch mechanism is now subject to a slip phase, the one for the driver Partial path of the clutch pedal corresponds.
Es kommt vor, dass diese Phase manchmal von einem unangenehmen Geräusch („squeal noise” genannt) begleitet ist, das durch ein Schwingungsphänomen, dessen Frequenz im Allgemeinen zwischen 300 und 500 Hz beträgt, erzeugt wird.It sometimes happens that this phase is sometimes accompanied by a "squeal noise" caused by a vibrational phenomenon whose frequency is generally between 300 and 500 Hz.
Dieses Phänomen hat seinen Ursprung in einem unregelmäßigen, instabilen oder gestörten mechanischen Verhalten der Komponenten des Kupplungsmechanismus, die unter Reibung rotierend auf der Scheibe zur Anlage gelangen, und das bei jeder Umdrehung des Motors durch eine Selbsterregung in Verbindung mit der axialen Symmetrie dieser Komponenten erhalten bleiben kann.This phenomenon originates in an irregular, unstable, or disturbed mechanical behavior of the components of the clutch mechanism, which frictionally abut the disc, and which are maintained at each revolution of the motor by self-excitation in conjunction with the axial symmetry of these components can.
Nun kann der zeitliche Fortbestand dieses akustischen Phänomens zu einer Resonanzwirkung führen, die sich über den Kupplungsmechanismus hinaus ausbreiten kann, wobei sie nun sowohl für den Komfort der beförderten Personen, als auch für die Sicherheit des Fahrzeugs beeinträchtigend wird.Now, the temporal continuity of this acoustic phenomenon can lead to a resonance effect, which can spread beyond the coupling mechanism, whereby it is now both for the comfort of the passengers carried, as well as for the safety of the vehicle interfering.
Aufgabe der Erfindung ist es, dieses technische Problem zu lösen und diesen akustischen Fehler zu beseitigen, wobei ein Kupplungsmechanismus mit drei Komponenten mit Rotationssymmetrie um eine Rotationsachse des Mechanismus vorgeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine seiner Komponenten eine Verteilungsdiskontinuität ihrer Trägheit und/oder ihrer Steifigkeit auf mindestens einer Diametralachse aufweist.The object of the invention is to solve this technical problem and to eliminate this acoustic error, wherein a coupling mechanism is proposed with three components with rotational symmetry about a rotation axis of the mechanism, characterized in that at least one of its components has a distribution discontinuity of their inertia and / or their Having rigidity on at least one diametrical axis.
Nach einer ersten Variante umfasst die Platte zwei diametral entgegengesetzt liegende Ungleichgewichtszonen, die eine Abweichung der Flächenmasse von mehr oder weniger 10% bis 50% in Bezug zu der Flächenmasse der komplementären Sektoren der Platte aufweisen.According to a first variant, the plate comprises two diametrically opposed imbalance zones, which have a deviation of the basis weight of more or less 10% to 50% in relation to the basis weight of the complementary sectors of the plate.
Vorzugsweise umfassen die Ungleichgewichtszonen Hohlräume, die derart sind, dass ihre Flächenmasse um 17% kleiner als die Flächenmasse der komplementären Sektoren der Platte ist.Preferably, the imbalance zones include cavities that are such that their basis weight is 17% smaller than the basis weight of the complementary sectors of the plate.
Nach einem vorteilhaften Merkmal sind die komplementären Sektoren mit Ballast versehen.According to an advantageous feature, the complementary sectors are provided with ballast.
Nach einer zweiten Variante umfasst der Deckel mindestens eine Zone, die eine Abweichung der Steifigkeit zwischen 10% und 30% in Bezug zur Steifigkeit der komplementären Sektoren des Deckels aufweist.According to a second variant, the lid comprises at least one zone which has a deviation of the stiffness between 10% and 30% in relation to the rigidity of the complementary sectors of the lid.
Vorzugsweise umfasst die Zone mit unterschiedlicher Steifigkeit eine Durchgangsöffnung.Preferably, the zone of different stiffness comprises a passage opening.
Nach einem weiteren Merkmal umfasst der Deckel zwei diametral entgegengesetzt liegende Zonen, jeweils umfassend eine Durchgangsöffnung.According to a further feature, the lid comprises two diametrically opposed zones, each comprising a passage opening.
Nach noch einem weiteren Merkmal umfasst der Deckel zwei diametral entgegengesetzt liegende Sektoren, jeweils umfassend einen Verstärkungswulst.According to yet another feature, the lid comprises two diametrically opposed sectors, each comprising a reinforcing bead.
Nach noch einem weiteren Merkmal sind die Zonen mit unterschiedlicher Steifigkeit und die Sektoren mit Wulst entlang von zwei senkrecht zueinander verlaufenden Diametralachsen angeordnet.According to yet another feature, the zones of differential stiffness and the beaded sectors are disposed along two diametrical axes perpendicular to each other.
Nach einer weiteren Variante ist der Umfang des Deckels mit aneinandergrenzenden Lücken versehen, die zwei offene Stege, welche mit Öffnungen für den Zusammenbau des Deckels mit den anderen Komponenten versehen sind, und zwei geschlossene Stege begrenzen, wobei die Stege jeweils auf diametral entgegengesetzte Weise angeordnet sind.According to a further variant, the periphery of the lid is provided with adjacent gaps which define two open webs which are provided with openings for the assembly of the lid with the other components, and two closed webs, wherein the webs are each arranged in diametrically opposite manner ,
Nach einer dritten Variante umfasst die Membranfeder einen Kranz, von dem zwei diametral entgegengesetzt liegende Sektoren mit einer Reihe von Fingern versehen sind, die sich radial erstrecken, während die beiden anderen angrenzenden und einander gegenüberliegend angeordneten Sektoren jeweils eine Aussparung aufweisen.According to a third variant, the diaphragm spring comprises a ring, of which two diametrically opposite sectors are provided with a series of fingers which extend radially, while the other two adjacent and oppositely disposed sectors each have a recess.
Vorzugsweise tragen die Finger Versteifungsrippen.Preferably, the fingers carry stiffening ribs.
Nach einem vorteilhaften Merkmal ist die Steifigkeit der ausgesparten Sektoren um 20% bis 50% geringer als die Steifigkeit der komplementären Sektoren.According to an advantageous feature, the stiffness of the recessed sectors is 20% to 50% less than the stiffness of the complementary sectors.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung eines vorangehend beschriebenen Kupplungsmechanismus in einem Übertragungssystem.Another object of the invention is a use of a previously described coupling mechanism in a transmission system.
Die sowohl im Bereich der Trägheit als auch der Steifigkeiten der verschiedenen Komponenten des erfindungsgemäßen Kupplungsmechanismus eingeführten Diskontinuitäten ermöglichen es, die Erregung, welche bei jeder Umdrehung des Motors für die Erhaltung der Schwingung, die das unselige Geräusch erzeugt, verantwortlich ist, zu unterbrechen oder zumindest zu dämpfen.The discontinuities introduced in both the inertia and the stiffnesses of the various components of the clutch mechanism according to the invention make it possible to interrupt, or at least to increase, the excitation which is responsible for each rotation of the motor for sustaining the vibration producing the unfortunate noise dampen.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus dem Studium der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden und nachstehend im Detail angeführten Figuren hervor.Other features and advantages of the invention will become apparent from a reading of the following description with reference to the accompanying figures, which are given below in detail.
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Zur deutlicheren Darstellung sind die identischen oder ähnlichen Elemente durch identische Bezugszeichen in der Gesamtheit der Figuren bezeichnet.For clarity, the identical or similar elements are designated by identical reference numerals throughout the figures.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsartenDetailed description of embodiments
Natürlich sind die in den oben erwähnten Figuren dargestellten Ausführungsarten nur als nicht beschränkende Beispiele angeführt. Es ist ausdrücklich vorgesehen, dass diese verschiedenen Ausführungsarten miteinander kombiniert werden können, um weitere vorzuschlagen.Of course, the embodiments illustrated in the above-mentioned figures are given by way of non-limiting example only. It is expressly contemplated that these various embodiments may be combined to suggest others.
Zusätzlich wird eine Gelenkscheibe
Die Erfindung zielt darauf ab, diesen herkömmlichen Mechanismus zu verbessern, wobei die Schwingungsgeräusche und akustischen Belästigungen, die in der Rutschphase beim Einkuppeln oder Auskuppeln bei manchen Fahrzeugen auftreten, beseitigt oder zumindest stark reduziert werden.The invention aims to improve this conventional mechanism, eliminating or at least greatly reducing the vibration noises and acoustic annoyances that occur in the slip phase during engagement or disengagement in some vehicles.
Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, die Struktur mindestens einer der Komponenten zu verändern, um lokal Ungleichgewichtszonen zu schaffen, die ein asymmetrisches Differenzial in der Verteilung der Trägheit und/oder der Steifigkeit und vorzugsweise entlang einer Diametralachse dieser Komponenten aufweisen.To this end, the invention consists in altering the structure of at least one of the components to provide local imbalance zones having an asymmetric differential in the distribution of inertia and / or stiffness, and preferably along a diametral axis of these components.
Die Änderungen, die an jeder der Komponenten einzeln oder in Kombination vorgenommen werden können, sind nachstehend im Detail beschrieben.The changes that can be made to each of the components individually or in combination are described in detail below.
Die
Diese Platte ist auf herkömmliche Weise von einem metallischen Ring
Dieser Ring trägt verschiedene Funktionselemente F, die auf seiner Oberfläche ausgenommen oder aufgesetzt sind und mit komplementären Elementen (nicht dargestellt) des Kupplungsmechanismus zusammenwirken, die keinen direkten Bezug zur Erfindung haben und folglich nicht ausdrücklich beschrieben werden.This ring carries various functional elements F which are recessed or set on its surface and cooperate with complementary elements (not shown) of the coupling mechanism, which are not directly related to the invention and therefore are not expressly described.
Dieser Ring ist von drei im Wesentlichen identischen Winkelsektoren
Bei einer herkömmlichen Platte sind die Flächenmassen der Sektoren gleich, aber auf Grund des Vorhandenseins der Funktionselemente F, die vorspringend oder hohl sind, ist sie nicht notwendigerweise homogen auf jedem Sektor und somit auf dem Umfang des Ringes verteilt.In a conventional plate, the area weights of the sectors are the same, but due to the presence of the functional elements F, which are protruding or hollow, they are not necessarily homogeneously distributed on each sector and thus on the circumference of the ring.
Unter diesen Bedingungen ist auf Grund der Rotationssymmetrie des Ringes die Masse und somit die Gesamtträgheit der herkömmlichen Platte im Wesentlichen gleich dreimal jener eines ihrer drei Sektoren.Under these conditions, due to the rotational symmetry of the ring, the mass and thus the total inertia of the conventional plate is substantially equal to three times that of one of its three sectors.
Erfindungsgemäß ist der Ring derart verändert, dass er zwei diametral entgegengesetzt liegende Zonen
Schematisch ist, wenn die auf die beiden Zonen
Insbesondere wenn die Platte
Wenn die Platte
Diese Ausführung erzeugt somit bei Rotation ein dynamisches Ungleichgewicht des Ringes auf Grund des Vorhandenseins einer axialen Diskontinuität der Verteilung der Masse und somit der Trägheit auf seinem Umfang.This design thus produces upon rotation a dynamic imbalance of the ring due to the presence of an axial discontinuity of the distribution of the mass and thus the inertia on its circumference.
Daraus ergibt sich eine sehr wesentliche Änderung der Rotationskinematik der Platte durch Schlenker- oder Kippwirkung.This results in a very significant change in the rotation kinematics of the plate by dangling or tilting action.
Bei der dargestellten Ausführungsart ist das lokale Massedifferenzial mit Hilfe von zwei Hohlräumen
Diese Hohlräume sind derart ausgeführt, dass die Gesamtflächenmasse des veränderten Ringes um 17% gegenüber der Flächenmasse dieses selben nicht veränderten herkömmlichen Ringes, d. h. in voller Form ohne Hohlraum, verringert ist.These cavities are designed such that the total surface mass of the modified ring by 17% compared to the basis weight of this same unmodified conventional ring, d. H. in full without cavity, is reduced.
Die Hohlräume sind auf der gesamten Breite des Ringes und um vorspringende Funktionselemente F herum hergestellt.The cavities are made on the entire width of the ring and around projecting functional elements F around.
Bei der in den
Die jeweiligen Endränder der beiden Hohlräume
Allerdings falls Änderungen auch an den anderen Komponenten und insbesondere an dem in der Folge beschriebenen Deckel vorgenommen werden, wird die Position dieser Hohlräume und allgemeiner jene der Zonen
Es wäre nach einer nicht dargestellten Variante auch möglich, ein dynamisches Ungleichgewicht derselben Art zu erhalten, indem ein relatives Flächenmassendifferenzial durch lokales Hinzufügen eines Übergewichts, beispielsweise in Form von Fliehgewichten oder von Ballast, erzeugt wird, die auf zwei Winkelzonen oder Sektoren des Ringes, die sich diametral gegenüberliegend befinden, befestigt oder hergestellt sind.It would also be possible according to a variant, not shown, to obtain a dynamic imbalance of the same kind by generating a relative mass spread by adding locally an excess weight, for example in the form of flyweights or ballast, on two angular zones or sectors of the ring are diametrically opposite, are fixed or manufactured.
Die
Wie in
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, diese Membranfeder zu verändern, wobei mindestens ein Finger beiderseits einer Diametralachse D2 weggelassen wird, oder allgemeiner wie in den
Bei dieser Ausführung ist die Steifigkeit der beiden gegenüberliegenden ausgenommenen Sektoren geringer als 50% in Bezug zur Steifigkeit der komplementären Sektoren.In this embodiment, the stiffness of the two opposed recessed sectors is less than 50% with respect to the stiffness of the complementary sectors.
Schematisch ist, wenn die auf die beiden Ausnehmungen
Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, das relative Steifigkeitsdifferenzial entlang der beiden vorgenannten Achsen zu erhöhen, indem die Finger
Die ausgenommenen Sektoren
Die
Wie auch die Platte
Dieser Deckel ist dazu bestimmt, auf der Platte
Zu diesem Zweck ist der Deckel
Der Umfang des Deckels
Die geschlossenen Stege
Das Profil und die Geometrie der Stege
Bei weiteren Ausführungsarten, die spezieller für Kupplungsmechanismen für starke Antriebsmomente (LKWs, Personentransportfahrzeuge, ...) bestimmt sind, ist der Deckel im Allgemeinen mit vier offenen Stegen
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Deckel
Schematisch ist, wenn die auf die Zone
Zu diesem Zweck umfasst die Zone mit differenzierter Steifigkeit
Die Öffnung
Nach einer in den
Allerdings weisen die gelochten Zonen
Nach einer in den
In diesem Fall sind die gelochten Zonen
Nach noch einer weiteren Variante, die in den
Die beiden Stegpaare
Die Achsen D31 und D32 sind hier im Wesentlichen 45° zur Achse D3, die auf die Öffnung
Die
Die Nieten R sind einerseits in den Öffnungen
Die Funktion dieser Laschen besteht darin, die Druckplatte
Wie durch diese Figuren dargestellt, fällt die Ungleichgewichtsachse D1 der Platte
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