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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe mit mindestens einem Torsionsschwingungsdämpfer umfassend eine Federanordnung und mindestens eine Reibeinrichtung mit mindestens einer Tellerfeder.
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Zur Dämpfung von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist bekannt, eine gattungsgemäße Kupplungsscheibe vorzusehen. Derartige Kupplungsscheiben sind beispielsweise aus der
FR-PS 2551813 bekannt. Zum Nachweis geforderter Dämpfungseigenschaften im Versuch wird üblicherweise eine Kupplungsscheibe mit einer Soll-Hysterese verwendet sowie jeweils eine Kupplungsscheibe mit einer Hysterese bei geringerer Reibungsdämpfung und einer Hysterese bei höherer Reibungsdämpfung. Es ist also notwendig, ausgehend von der Soll-Dämpfung insgesamt drei unterschiedliche Kupplungsscheiben im Versuch zu verwenden. Stellt sich im Versuch heraus, dass die Soll-Dämpfung bzw. Soll-Hysterese eine unzureichende Schwingungsdämpfung mit sich bringt, so ist der Versuch mit drei weiteren, eigens für den Versuch anzufertigenden Kupplungsscheiben erneut durchzuführen. Dies bringt einen entsprechenden Fertigungsaufwand sowie Organisations- und gegebenenfalls Reiseaufwand für den Versuch durchführendes Personal mit sich.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfachere Durchführung eines Schwingungsversuchs in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen und die zuvor genannten Nachteile zu vermeiden.
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Dieses Problem wird durch eine Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Kupplungsscheibe mit mindestens einem Torsionsschwingungsdämpfer umfassend eine Federanordnung und eine Reibeinrichtung mit mindestens einer Tellerfeder, wobei die axiale Vorspannung der Tellerfeder veränderbar ist. Die Tellerfeder bzw. mehrere Tellerfedern beaufschlagen Reibringe mit einer Normalkraft, wobei die Reibringe Teile von Reibeinrichtungen mit in der Regel trockener Reibung sind. Bei einer Relativdrehung des die Kupplungsbeläge tragenden Eingangsteils gegenüber einer Nabe zur Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle als Ausgangsteil wird Arbeit durch die Reibeinrichtung bzw. Reibeinrichtungen dissipiert. Die Reibkraft in Umfangsrichtung bewirkt eine Hysterese der Rückstellkraft. Diese Hysterese ist über die Vorspannung der Tellerfeder veränderbar.
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Die Tellerfeder stützt sich in einer Ausführungsform der Erfindung an einer Mitnehmerscheibe und/oder einer Gegenscheibe ab, wobei der Abstand zwischen Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe zumindest bereichsweise über deren Radius veränderbar ist. Der Abstand zwischen Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe kann durch eine axiale Verschiebung beider zueinander im Sinne einer Parallelverschiebung oder durch eine punktuelle oder ringförmige Verschiebung bei gleichzeitiger Dehnung einer der Scheiben erfolgen.
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Der Abstand zwischen Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe ist in einer Ausführungsform der Erfindung im radial äußeren Bereich von Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe veränderbar. Im radial inneren Bereich ist die Reibeinrichtung bzw. sind die Reibeinrichtungen angeordnet. Durch Änderung des Abstandes zwischen Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe im radial äußeren Bereich von Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe wird insbesondere die gegenscheibe verformt und bewirkt auch eine Änderung des Abstandes zwischen Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe im Bereich des Kontaktes mit der Tellerfeder der Reibeinrichtung bzw. den Tellerfedern der Reibeinrichtungen.
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Der Abstand zwischen Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe ist in einer Ausführungsform der Erfindung mittels einer Schraubenanordnung veränderbar. Die Schraubenanordnungen umfassen jeweils Schrauben bzw. Schraubbolzen sowie Muttern und Kontermuttern oder selbstsichernde Muttern. Die Schraubenanordnungen ersetzen die üblicherweise zur Verbindung von Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe verwendeten Nietbolzen.
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Die Schraubenanordnung umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mehrere Schrauben mit Muttern, die über den Umfang der Kupplungsscheibe verteilt angeordnet sind, insbesondere drei jeweils in einem Winkel von 120° über den Umfang verteilt angeordnete Schrauben.
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Die Muttern sind in einer Ausführungsform der Erfindung gesichert, insbesondere indem diese mit einer Kontermutter gekontert sind oder indem selbstsichernde Muttern verwendet werden.
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Zumindest einige der Schrauben mit Muttern ersetzen in einer Ausführungsform der Erfindung Abstandsbolzen zwischen Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe. Ausgehend von einer Kupplungsscheibe nach Stand der Technik, bei der Mitnehmerscheibe und Gegenscheibe durch Abstandsbolzen miteinader vernietet sind indem die Abstandsbolzen mit Nietköpfen versehen werden, werden die bekannten Abstandsbolzen zumindest teilweise durch Verschraubungen ersetzt. Die Kupplungsscheibe kann also abgesehen von dem zumindest teilweisen Ersatz der Abstandsbolzen durch Schraubverbindungen serienmäßig bleiben und es bedarf keiner weiteren Änderung. Der Ersatz der Abstandsbolzen durch Schraubverbindungen kann ohne weitergehende Demontage der Kupplungsscheibe erfolgen.
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Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Torsionsschwingungsprüfung eines Antriebsstranges oder von Teilen eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe mit folgenden Verfahrensschritten:
- – Kalibrierung der Hysterese der Reibeinrichtung durch Änderung der Vorspannung der mindestens einen Tellerfeder;
- – Einstellen einer mittleren Hysterese und Messung des Torsionsschwingungsverhaltens des Antriebsstranges oder von Teilen des Antriebsstranges;
- – Einstellen einer oberen Hysterese als Vergleichswert und Messung des Torsionsschwingungsverhaltens des Antriebsstranges oder von Teilen des Antriebsstranges;
- – Einstellen einer unteren Hysterese als Vergleichswert und Messung des Torsionsschwingungsverhaltens des Antriebsstranges oder von Teilen des Antriebsstranges;
- – Bewertung der Güte der mittleren Hysterese und der oberen und unteren Hysterese;
- – Einstufung der mittleren Hysterese als Soll-Hysterese falls deren Güte oberhalb der Güte der oberen und/oder unteren Hysterese liegt oder;
- – Verwerfen der mittleren Hysterese als Soll-Hysterese falls, deren Güte unterhalb der Güte der oberen und/oder unteren Hysterese liegt.
Die Kalibrierung der Hysterese der Reibeinrichtung erfolgt in einer Ausführungsform der Erfindung durch Änderung der Vorspannung der mindestens einen Tellerfeder bei Betrieb in einem Referenz-Antriebsstrang. Wird die mittlere Hysterese als Soll-Hysterese verworfen wird das Verfahren mit einer neuen mittleren Hysterese iterativ fortgesetzt.
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Die Kalibrierung der Hysterese der Reibeinrichtung erfolgt in einer Ausführungsform der Erfindung durch Änderung der Vorspannung der mindestens einen Tellerfeder durch schrittweises Anziehen der Schrauben bzw. Muttern der Schraubenanordnung.
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Eine gattungsgemäße Kupplungsscheibe kann erfindungsgemäß umgebaut werden, indem zumindest ein Teil der Abstandsbolzen durch Schrauben mit Muttern ersetzt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe im Schnitt;
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2 den mittleren Bereich des Schnittes gemäß 1 im vergrößerten Maßstab;
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3 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe in einer räumlichen Darstellung;
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4 die Kupplungsscheibe der 3 in der Draufsicht;
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5 ein Diagramm der Federkraft über den Federweg einer Tellerfeder.
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe 1 dargestellt. Die Kupplungsscheibe 1 umfasst einen Vordämpfer 2 und einen Hauptdämpfer 3. Das Eingangsteil der Kupplungsscheibe 1, welches gleichzeitig das Eingangsteil des Hauptdämpfers 3 darstellt, ist durch eine Mitnehmerscheibe 5 sowie eine mit dieser über Schraubverbindungen 6 drehfest verbundenen Gegenscheibe 7 gebildet. Die Mitnehmerscheibe 5 ist mittels Nieten 48 mit einer elastischen Scheibe 46 verbunden, an der beiderseits Reibbeläge 4 mit Nieten 47 befestigt sind. Das Ausgangsteil des Hauptdämpfers 3 ist ein Flansch 8, der eine Innenverzahnung 9 aufweist, welche in eine korrespondierende Außenverzahnung 10 eines das Ausgangsteil der Kupplungsscheibe 1 bildende Nabe 11 eingreift. Zwischen der Außenverzahnung 10 der Nabe 11 und der Innenverzahnung 9 des Flansches 8 ist in Umfangsrichtung ein Zahnflankenspiel vorhanden, welches dem Wirkbereich des Vordämpfers 2 entspricht. Zur Aufnahme auf eine Getriebeeingangswelle weist die Nabe 11 eine Innenverzahnung 12 auf. Unter der Umfangsrichtung wird hier eine Drehung um die Rotationsachse R, unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R und unter der radialen Richtung die Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden
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Über den Umfang verteilt sind mehrere Schraubverbindungen 6 verteilt angeordnet und bilden eine Schraubenanordnung. Die Schraubverbindungen umfassen jeweils eine Schraube 49, die durch eine Bohrung 50 der Mitnehmerscheibe 5 und eine Bohrung 51 der Gegenscheibe 7 geführt ist, eine Mutter 52 und eine Kontermutter 53 sowie jeweils Unterlegscheiben 54 und 55. Die Schraube ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Schaftschraube. Hier können aber auch Schrauben mit durchgehendem Gewinde verwendet werden. Statt des in 1 gezeigten Sechskantkopfes kann auch beispielsweise ein Innensechskant verwendet werden. Auf die Unterlegscheiben 54, 55 kann ggf. auch verzichtet werden. Statt einer Mutter 52 mit einer Kontermutter 53 zu deren Sicherung kann auch eine selbstsichernde Mutter verwendet werden.
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Die Schraubverbindungen 6 ersetzen die im Stand der Technik zur Verbindung von Mitnehmerscheibe 5 und Gegenscheibe 7 verwendeten Abstandsbolzen. Über den Umfang verteilt können auch Schraubverbindungen 6 und Abstandsbolzen, die mit der Mitnehmerscheibe 5 sowie der Gegenscheibe 7 vernietet sind, angeordnet sein. Beispielsweise können sich Abstandsbolzen und Schraubverbindungen 6 auch abwechseln.
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Der Hauptdämpfer 3 umfasst eine Federanordnung mit Federn 13, welche in fensterförmigen Ausnehmungen 14, 15 der Mitnehmer- und Gegenscheibe 5, 7 einerseits, sowie in fensterförmigen Ausschnitten 16 des Flansches 8 andererseits, angeordnet sind. Zwischen den drehfest miteinander verbundenen Scheiben 5 und 7 und dem Flansch 8 ist eine Relativverdrehung entgegen der Wirkung der Federn 13 möglich. Die Federn 13 sind as Schraubendruckfedern ausgeführte Bogenfedern, ihre Längsachse ist also in Umfangsrichtung der Kupplungsscheibe ringförmig gebogen.
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Der Vordämpfer 2 ist axial zwischen dem Flansch 8 und der Mitnehmerscheibe 5 angeordnet. Das Eingangsteil des Vordämpfers 2 ist durch ein mit dem Flansch 8 drehfest verbundenes Kunststoffteil 18 gebildet. Das Ausgangsteil 19 des Vordämpfers 2 ist durch ein Blechformteil gebildet, das mit dem Nabenkörper 11 drehfest verbunden ist. Zwischen dem Kunststoffteil 18 und dem Blechformteil 19 ist eine begrenzte Relativverdrehung entsprechend dem zwischen der Außenverzahnung 10 des Nabenkörpers 11 und der Innenverzahnung 9 des Flansches 8 vorhandenen Zahnflankenspiels möglich entgegen der Wirkung von zwischen diesen wirksamen Kraftspeichern in Form von Schraubendruckfedern 20. Die Schraubendruckfedern 20 sind wie die Federn 13 als Bogenfedern ausgeführt.
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Wie aus 2 zu ersehen ist, hat das Kunststoffteil 18 eine ringartige Gestalt mit axial entgegengerichteten Seitenflächen 21, 22. Auf der dem Kunststoffteil 18 bzw. dem Vordämpfer 2 abgewandten Seite des Flansches 8 sind zwei Tellerfedern 23, 23a angeordnet. Die Tellerfeder 23 ist axial zwischen der Gegenscheibe 7 und dem Flansch 8 eingespannt und bewirkt, dass der Flansch 8 in Richtung der Belagträgerscheibe 5 beaufschlagt wird, wodurch das Kunststoffteil 18 axial zwischen der Belagträgerscheibe 5 und dem Nabenflansch 8 eingespannt wird. Radial innen weist die Tellerfeder 23 eine Abrundung 24 auf, über die sie am Flansch 8 anliegt. Am äußeren Umfang der Tellerfeder 23 sind einzelne Arme 25 angeordnet, welche zur Drehsicherung der Tellerfeder 23 gegenüber der Gegenscheibe 7 in Ausschnitte 26 dieser Gegenscheibe 7 eingreifen. Von dem ringförmigen Grundkörper 27 der Tellerfeder 23 erstrecken sich weitere radiale Arme 28, die sich unter der Vorspannung des Grundkörpers 27 an der Gegenscheibe 7 abstützen. Die Abstützarme 28 sind kürzer als die Arme 25 zur Drehsicherung und – in Umfangsrichtung betrachtet – zwischen Letzteren angeordnet.
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Die Tellerfeder 23a ist zwischen dem Nabenkörper 11 und der Gegenscheibe 7 axial verspannt und gegenüber der Gegenscheibe 7 in ähnlicher Weise wie die Tellerfeder 23 mittels Armen 25a, die sich von ihrem Grundkörper 27a radial nach außen hin erstrecken und ebenfalls in die Ausschnitte 26 eingreifen, gegen Verdrehung gesichert. Zwischen den Armen 25a zur Drehsicherung besitzt die Tellerfeder 23a Abstützarme 28a, welche unter der Vorspannung des Tellerfedergrundkörpers 27a an der Gegenscheibe 7 anliegen. Die Abstützarme 28a sind, in radialer Richtung betrachtet, kürzer als die Arme 25a zur Drehsicherung. Der Grundkörper 27a der Tellerfeder 23a stützt sich unter Zwischenlegung eines Reib- bzw. Gleitringes 39 an einer seitlich von der Außenverzahnung 10 des Nabenkörpers 11 angeordneten axialen Stirnfläche 41 ab. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Bereich der Stirnfläche 41, an dem der Reibring 39 anliegt, auch über einen Teilabschnitt der Höhe der Außenverzahnung 10. Durch die Verspannung der Tellerfeder 23a wird die Gegenscheibe 7 axial in Richtung von der Außenverzahnung 10 weg beaufschlagt, wodurch der die Mitnehmerscheibe 5 auf dem Nabenkörper 11 lagernde Reib- bzw. Gleitring 38 axial gegen einen Abstützbereich 37 des Nabenkörpers 11 gedrängt wird. Der Abstützbereich 37 bildet eine sich im Durchmesser bzw. im Umfang in Achsrichtung von der Außenverzahnung 10 weg verjüngende Kontur bzw. Fläche 37, welche wie aus 2 zu entnehmen ist, konusartig bzw. kegelstumpfartig ausgebildet ist. Der axial zwischen der Mitnehmerscheibe 5 und der Außenverzahnung 10 angeordnete Gleit- bzw. Reibring 38 stützt sich an der Kontur 37 über eine ihm angeformte Kontur 40 ab, welche an die Kontur 37 angepasst ist, also ebenfalls kegelstumpfartig bzw. konusartig ausgebildet ist. Durch das Zusammenwirken der durch die Tellerfeder 23a axial verspannten kegelstumpfförmigen Flächen 37 und 40 werden die Mitnehmerscheibe 5 und die Gegenscheibe 7 sowie die mit diesen verbundenen Teile gegenüber dem Nabenkörper 11 bzw. der Rotationsachse der Kupplungsscheibe 1 in radialer Richtung positioniert und die Teile, die eine Rotationssymmetrie aufweisen oder die rotationssymmetrisch über den Umfang der Kupplungsscheibe angeordnet sind, koaxial zum Nabenkörper 11 gehalten. Um zu verhindern, dass zwischen dem Lagerring 38 und der Mitnehmerscheibe 5 infolge einer relativen Verdrehung ein radiales Spiel durch Verschleiß auftreten kann, ist der Lagerring 38 drehfest mit der Mitnehmerscheibe 5 verbunden. Diese drehfeste Verbindung erfolgt über einzelne, über den Umfang des Ringes 38 verteilte radiale Vorsprünge 42, die in entsprechend angepasste Ausschnitte 43 am Innenumfang der Mitnehmerscheibe 5 eingreifen. Wie aus der oberen Hälfte der 2 zu entnehmen ist, ist der Lagerring 38, in Umfangsrichtung betrachtet, zwischen den radialen Vorsprüngen 42 im Querschnitt L-förmig ausgebildet. Um zumindest bei ausgerückter Reibungskupplung, also bei nicht axial beaufschlagten Reibbelägen 4, eine Einzentrierung der die Mitnehmerscheibe 5 enthaltenden Baugruppe relativ zum Nabenkörper 11 zu ermöglichen, ist zwischen der inneren Mantelfläche 44 des Lagerringes 38 und der äußeren Mantelfläche 45 des sich axial an die Innenverzahnung 12 des Nabenkörpers 11 anschließenden zylindrischen Ansatzes 33 ein radiales Spiel 30 vorgesehen. Weiterhin ist ein radiales Spiel 31 zwischen der Innenkontur des Grundkörpers 27a der Tellerfeder 23a und der radial gegenüberliegenden Außenkontur des Nabenkörpers 11 vorgesehen, welches zumindest gleich gross, vorzugsweise größer ist als das vorerwähnte Spiel 30.
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Das Eingangsteil des Vordämpfers 2 bildende Kunststoffteil 18 besitzt Aufnahmetaschen 29, in denen die Schraubendruckfedern 20 des Vordämpfers aufgenommen sind. Die in Umfangsrichtung bzw. tangential sich erstreckenden Aufnahmetaschen 29 umhüllen bzw. umgreifen bzw. umschließen die Schraubendruckfedern 20 in Umfangsrichtung über einen Winkel, der im dargestellten Ausführungsbeispiel größer ist als 180 Grad. Die Aufnahmetaschen 29 erstrecken sich, ausgehend von ihrer dem Flansch 8 zugewandten Seite, axial in das Kunststoffteil 18. Die Tiefe der Aufnahmetaschen 29 ist dabei derart ausgelegt, dass die Federn 20 zumindest annähernd vollkommen in dem Kunststoffteil 18 aufgenommen sind. Weiterhin ist der Boden der Aufnahmetaschen 29 geschlossen, das heißt, es ist keine Ausnehmung bzw. Öffnung zwischen den Aufnahmetaschen 29 und der an der Belagträgerscheibe 5 anliegenden Seite 21 des Kunststoffteiles 18 vorhanden.
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Das Kunststoffteil 18 besitzt weiterhin Schlitze 35, die sich in Umfangsrichtung kreisbogenartig erstrecken und mit den Aufnahmetaschen 29 in Verbindung stehen. Die Schlitze 35 erstrecken sich axial von der gleichen Seite 22 wie die Aufnahmetaschen 29 in das Kunststoffteil 18 hinein. Die Tiefe der Schlitze 35 ist dabei derart bemessen, dass diese sich quer zur Achse der Kraftspeicher 20 erstrecken und tiefer sind als der Durchmesser der Kraftspeicher 20.
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Das Ausgangsteil des Vordämpfers 2 bildende Blechformteil 19, welches axial zwischen dem Kunststoffteil 18 und dem Flansch 8 angeordnet ist, besitzt einen radial sich erstreckenden ringartigen Bereich 19a, der den Nabenkörper 11 umgibt. Am radial äußeren Umfang dieses ringartigen Bereiches 19a sind axial abgebogene Arme 36 angeordnet, die einstückig mit dem Blechteil 19 sind. Die axialen Arme 36 erstrecken sich in die Schlitze 35 des Kunststoffteils 18 und sind über den Umfang derart verteilt, dass sie zumindest bei einer Relativverdrehung zwischen dem Kunststoffteil 18 und dem Blechformteil 19 mit den Enden der Kraftspeicher 20 zusammenwirken können, so dass diese Kraftspeicher komprimiert werden. Um eine einwandfreie Beaufschlagung der Kraftspeicher 20 sicherzustellen, erstrecken sich die axialen Arme 36 über den gesamten Durchmesser der Kraftspeicher 20. Am radial inneren Umfang des ringartigen Bereiches 19a des Blechformteiles 19 sind radial nach innen gerichtete Zähne 19b angeformt, welche in die Außenverzahnung 10 des Nabenkörpers 11 eingreifen. Durch diesen Eingriff wird das Blechformteil 19 gegenüber dem Nabenkörper 11 gegen Verdrehung gesichert, besitzt jedoch weiterhin gegenüber diesem Nabenkörper 11 eine axiale Verlagermöglichkeit. Zwischen dem Bereich 19a und dem Flansch 8 ist eine Kunststoffscheibe 32 angeordnet, welche eine metallische Berührung zwischen Flansch 8 und Teil 19 vermeidet. Um zu verhindern, dass bei der Relativverdrehung des Flansches 8 und somit auch des mit diesem drehfesten Kunststoffteils 18 gegenüber dem mit dem Nabenkörper 11 drehfesten Ausgangsteil 19 des Vordämpfers 2 eine zu große Reibung auftritt, ist das Kunststoffteil 18 derart ausgebildet, dass der ringartige Bereich 19a des Ausgangsteiles 19 und die Kunststoffscheibe 32 zwischen dem Kunststoffteil 18 und dem Flansch 8 zumindest ein geringes axiales Spiel 37 besitzen. Weiterhin ist das Kunststoffteil 18 derart ausgebildet, dass es das Blechformteil bzw. das Ausgangsteil 19 radial außen vollkommen übergreift, so dass der Vordämpfer 2 nach außen hin abgekapselt ist.
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Ausgehend von der neutralen Stellung der Kupplungsscheibe 1 wirken bei einer Relativverdrehung der das Eingangsteil der Kupplungsscheibe 1 bildenden Scheiben 5 und 7 gegenüber dem Nabenkörper 11 zunächst die Kraftspeicher 20 des Vordämpfers 2 sowie die beiden Reib- bzw. Gleitringe 38, 39 als Reibeinrichtungen. Sobald das Zahnflankenspiel zwischen der Außenverzahnung 10 des Nabenkörpers 11 und der Innenverzahnung 9 des Flansches 8 überwunden ist, wird der Vordämpfer 2 überbrückt, so dass bei Fortsetzung einer Relativverdrehung zwischen den beiden Scheiben 5, 7 und dem Nabenkörper 11 lediglich die Kraftspeicher 13 des Hauptdämpfers 3 wirksam sind. Zusätzlich zu den Kraftspeichern 13 ist über den Verdrehbereich des Hauptdämpfers 3 eine Reibungsdämpfung wirksam, welche sowohl durch die beiden Reib- bzw. Gleitringe 38, 39 als auch durch Reibung der Tellerfeder 23 am Flansch 8 sowie durch Reibung des Kunststoffteiles 18 an der Belagträgerscheibe 5 erzeugt wird. Die beiden Reib- bzw. Gleitringe 38, 39 sind jeweils teil einer Reibeinrichtung, die bei einer Drehung des Ausgangsteils gegenüber der Eingangsteil Energie dissipieren.
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3 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe in einer räumlichen Darstellung, 4 zeigt das Ausführungsbeispiel der 3 in der Draufsicht. Das Ausführungsbeispiel der 3 und 4 entspricht im Wesentlichen dem der 1 und 2, dabei ist jedoch die Geometrie einzelner Bauteile wie zum Beispiel der Mitnehmerscheibe 5, der Gegenscheibe 7 und des Lagerrings 38 gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 geändert. Der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise der Kupplungsscheibe sind aber gleich. In 3 sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauteile dargestellt und bezeichnet. Mit a ist in 3 der Abstand zwischen der Mitnehmerscheibe 5 und der Gegenscheibe 7 bezeichnet. Wird bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 4 die Mutter 52 auf dem Gewinde der Schraube 49 weiter angezogen bzw. gelöst, so verändert sich der Abstand a. Durch ein Aufschrauben der Mutter 52 auf die Schraube 49 wird der Abstand a verringert, entsprechend wird durch Lösen der Mutter 52 gegenüber der Schraube 49 der Abstand a vergrößert. Die Kontermutter 53 dient der Sicherung der Mutter 52 gegen ungewolltes Verdrehen im Betrieb der Kupplungsscheibe 1, indem die Kontermutter 53 auf die Mutter 52 gedreht wird und so beide gegeneinander auf dem Gewinde der Schraube 49 in an sich bekannter Art und Weise verspannt (gekontert) werden. Wird der Abstand a zwischen Mitnehmerscheibe 5 und Gegenscheibe 7 verändert, so verändert sich auch die auf die Tellerfeder 23 bzw. Tellerfeder 23a einwirkende Druckkraft.
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Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist im Ausführungsbeispiel 3 der Reib- bzw. Gleitring 39 in radialer Richtung stufenförmig ausgebildet und liegt zum einen an der Außenverzahnung 10 des Nabenkörpers 11 an und zum anderen an dem Flansch 8 an. Der an dem Flansch 8 anliegende Teil des Gleitrings 39 ist als Gleitringteil 39b in 3 bezeichnet, der an der Außenverzahnung 10 der Nabe 11 anliegende Teil des Gleitrings 39 ist als Gleitringteil 39a bezeichnet. Die Tellerfeder 23 drückt also den Gleitringteil 39b gegen den Flansch 8, die Tellerfeder 23a drückt den Gleitringteil 39a gegen die Außenverzahnung 10 der Nabe 11. Die Gleitringteile 39a und 39b können auch einzelne Gleitringe sein, sind dann also zweistückig und damit nicht miteinander verbunden ausgeführt. Wird durch Anziehen der Verschraubung 6 der Abstand a verändert, so verändert sich auch der Abstand zwischen Mitnehmerschraube 5 und Gegenscheibe 7 im Bereich der Gleitringteile 39a und 39b. Entsprechend ändert sich auch die Reibwirkung und Dämpfungswirkung der jeweiligen Reibeinrichtungen umfassend die Tellerfedern 23 bzw. 23a. Dadurch ändert sich auch die Hysterese der Kupplungsscheibe bei einer Relativverdrehung des Eingangsteils gegenüber dem Ausgangsteil.
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5 zeigt eine Prinzipskizze der Druckkraft der Tellerfedern 23, 23a über den Federweg. Dargestellt ist die Kraft F über den Federweg T. Bis zu einem Maximalwert Fmax bei einem Federweg Tmax steigt die Federkraft über den Federweg an, danach fällt diese wieder ab bzw. bleibt für einen relativ weiten Bereich nahezu konstant. Von Interesse ist insbesondere der Bereich, in der die Federkraft F linear oder nahezu linear von dem Federweg T abhängt, da hier durch die lineare Beziehung eine relativ einfache Bestimmung oder Interpolation der Federkraft durch Bestimmung des Federweges erfolgen kann. Die Hysterese der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe kann bestimmt werden, indem für ein angegebenes Anzugsmoment der Verschraubungen 6 bzw. einen bestimmten Abstand a zwischen den Scheiben 5 und 7 die Hysterese der Kupplungsscheibe 1 bei einer Relativverdrehung des Eingangsteils gegenüber dem Ausgangsteil bestimmt wird. Nun werden die Schraubverbindungen 6 schrittweise weiter angezogen bzw. gelöst, beispielsweise in einem 10-Grad-Rhythmus, so wird für jeden neuen Anzugswinkel der Verschraubungen die Hysterese erneut bestimmt. Auf diese Art und Weise kann für jede einzelne Kupplungsscheibe eine Kalibrierung vorgenommen werden zwischen dem Anzugswinkel der jeweiligen Muttern 52 einer jeden Schraubverbindung 6 und der dabei auftretenden Hysterese der Kupplungsscheibe 1 bei einer Relativverdrehung des Eingangsteils gegenüber dem Ausgangsteil.
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Ein Schwingungsversuch in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe umfasst folgende Verfahrensschritte: zunächst erfolgt eine Kalibrierung der Hysterese der Reibeinrichtung durch Änderung der Vorspannung der mindestens einen Tellerfeder wie zuvor beschrieben. Sodann erfolgen das Einstellen einer mittleren Hysterese und die Messung des Torsionsschwingungsverhaltens des Antriebsstranges oder von Teilen des Antriebsstranges bei der mittleren Hysterese. Die mittlere Hysterese ist eine meist rechnerisch durch Simulation ermittelte Soll-Hysterese. Danach erfolgt das Einstellen einer oberen Hysterese als Vergleichswert und eine Messung des Torsionsschwingungsverhaltens des Antriebsstranges oder von Teilen des Antriebsstranges und sodann das Einstellen einer unteren Hysterese als weiterem Vergleichswert und die Messung des Torsionsschwingungsverhaltens des Antriebsstranges oder von Teilen des Antriebsstranges. Darauf erfolgen die Bewertung der Güte der mittleren Hysterese und der oberen und unteren Hysterese und eine Einstufung der mittleren Hysterese als Soll-Hysterese falls deren Güte oberhalb der Güte der oberen und/oder unteren Hysterese liegt oder das Verwerfen der mittleren Hysterese als Soll-Hysterese falls deren Güte unterhalb der Güte der oberen und/oder unteren Hysterese liegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsscheibe
- 2
- Vordämpfer
- 3
- Hauptdämpfer
- 4
- Reibbeläge
- 5
- Mitnehmerscheibe
- 6
- Schraubverbindung
- 7
- Gegenscheibe
- 8
- Flansch
- 9
- Innenverzahnung
- 10
- Außenverzahnung
- 11
- Nabe
- 12
- Innenverzahnung
- 13
- Feder
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Ausschnitt
- 17
- Ausschnitt
- 18
- Kunststoffteil
- 19
- Ausgangsteil
- 19a
- ringartiger Bereich
- 19b
- Zähne
- 20
- Schraubendruckfeder
- 21
- Seitenfläche
- 22
- Seitenfläche
- 23
- Tellerfeder
- 23a
- Tellerfeder
- 24
- Abrundung
- 25
- Arm
- 26
- Ausschnitt
- 27
- Grundkörper
- 27a
- Grundkörper
- 28
- Abstützarm
- 28a
- Abstützarm
- 29
- Aufnahmetasche
- 30
- radiales Spiel
- 31
- radiales Spiel
- 32
- Kunststoffscheibe
- 33
- zylindrischer Ansatz
- 35
- Schlitze
- 36
- Arme
- 37
- Abstützbereich
- 38
- Lagerring
- 39
- Gleitring
- 39a
- Gleitringteil
- 39b
- Gleitringteil
- 41
- Stirnfläche
- 42
- Vorsprünge
- 43
- Ausschnitte
- 44
- Mantelfläche
- 45
- Mantelfläche
- 46
- elastische Scheibe
- 47
- Niete
- 48
- Niete
- 49
- Schraube
- 50
- Bohrung
- 51
- Bohrung
- 52
- Mutter
- 53
- Kontermutter
- 54
- Unterlegscheibe
- 55
- Unterlegscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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