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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe umfassend eine Mitnehmerscheibe als Eingangselement der Kupplungsscheibe und eine Abtriebsnabe als Ausgangselement der Kupplungsscheibe. Die Kupplungsscheibe weist ferner zumindest ein zwischen Mitnehmerscheibe und Abtriebsnabe wirkendes Federelement zur Dämpfung von Torsionsschwingungen auf.
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Kupplungsscheiben, die beispielsweise in Verbindung mit einem Zweimassenschwungrad eingesetzt werden, können eine Vordämpferfunktion zur Torsionsschwingungsdämpfung bereitstellen. Dabei wirkt ein Federelement einer Verdrehung zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil der Kupplungsscheibe entgegen, sodass Schwingungen zumindest bei der Übertragung niedriger Drehmomente von der Kupplungsscheibe gedämpft werden können, während bei der Übertragung höherer Drehmomente Eingangsteil und Ausgangsteil starr verbunden sind.
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Beispielsweise ist aus Druckschrift
DE 10 2004 049 238 A1 eine Kupplungsscheibe mit Vordämpfungsstufe bekannt, die bei geringen zu übertragenden Drehmomenten wirksam ist. In diesem Zustand auftretende Drehmomentschwankungen führen zu einer Relativdrehbewegung zwischen einem radial inneren und einem radial äußeren Scheibenelement der Kupplungsscheibe. Diese Relativdrehbewegung erfolgt unter Kompression von Dämpferfedern.
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Gemäß der Ausführung aus
DE 10 2004 049 238 A1 sind die Dämpferfedern in einem Federhalterungselement, das axial zwischen dem radial inneren und dem radial äußeren Scheibenelement angeordnet ist, befestigt. Die Anordnung des Federhalterungselements axial zwischen den beiden Scheibenelementen kann eine Montage der Kupplungsscheibe erschweren.
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Aus der Druckschrift
WO 03 019023 A1 sind Mitnehmerscheiben für Reibungskupplungen in Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei sind Druckfedern gezeigt, die zwischen einem inneren und einem äußeren Scheibenelement angeordnet sind. Nachteilig kann sein, dass eine Montage der Druckfedern aufwendig ist, um eine stabile Anordnung der Druckfedern an einer vorbestimmten Position zu realisieren.
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Eine Aufgabe ist es, Konzepte bereitzustellen, die eine kostengünstige Herstellung und einfache Montage von Kupplungsscheiben mit Torsionsdämpfer ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gemäß den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Aspekte und Weiterbildungen der Erfindung, die zusätzliche Vorteile bewirken können, sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie in Verbindung mit den gezeigten Figuren beschrieben.
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Es wird eine Kupplungsscheibe, beispielsweise für eine Reibungskupplung eines Kraftwagens, vorgeschlagen. Die Kupplungsscheibe umfasst eine Mitnehmerscheibe als Eingangselement der Kupplungsscheibe. An der Mitnehmerscheibe können z.B. in einem radialen Außenbereich Reibbeläge angeordnet sein. Über die Mitnehmerscheibe kann ein von der Kupplungsscheibe zu übertragendes Drehmoment in die Kupplungsscheibe eingekoppelt werden. Die Kupplungsscheibe weist ferner eine Abtriebsnabe als Ausgangselement auf. Beispielsweise ist die Abtriebsnabe mit einer Innenverzahnung zum Ankoppeln der Abtriebsnabe an eine Getriebeeingangswelle ausgebildet.
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Die Mitnehmerscheibe ist innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs (Vordämpferbereich) um die Abtriebsnabe verdrehbar. Beispielsweise weist die Abtriebsnabe eine Außenverzahnung und die Mitnehmerscheibe eine Innenverzahnung auf, die ineinander greifen können. Zum Beispiel besteht zumindest in Umfangsrichtung Spiel zwischen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung der Mitnehmerscheibe, um die beschriebene Verdrehung zu ermöglichen. Bei Erreichen eines Endbereichs des vorbestimmten Winkelbereichs greift die Innenverzahnung der Mitnehmerscheibe fest an die Außenverzahnung der Abtriebsnabe an, sodass eine starre Verbindung zum Übertragen eines höheren Drehmoments hergestellt wird.
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Die Kupplungsscheibe umfasst ein Federaufnahmeelement, das drehfest mit der Abtriebsnabe verbunden ist. Innerhalb des vorbestimmten Winkelbereichs wirkt ein zwischen Mitnehmerscheibe und dem Federaufnahmeelement angeordnetes Federelement (z.B. Torsionsfeder, etwa Druckfeder oder Spiralfeder) einer Verdrehung der Mitnehmerscheibe gegenüber dem Federaufnahmeelement und somit der Verdrehung gegenüber der Abtriebsnabe entgegen. Das Federelement bewirkt eine Vordämpferfunktion der Kupplungsscheibe. Mitnehmerscheibe und Federaufnahmeelement können von einer Vorspanneinrichtung axial in einer vorbestimmten Position gehalten werden, wobei die Vorspanneinrichtung eine axiale Ausgleichsbewegung von Mitnehmerscheibe und Federaufnahmeelement gegenüber der Abtriebsnabe ermöglichen kann.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Federaufnahmeelement ein Ringelement und eine am Ringelement angeordnete und zum Ringelement axial versetzte Aufnahmekammer aufweist. Insbesondere können mehrere umfangsmäßig verteilte Aufnahmekammern am Ringelement vorgesehen sein, beispielsweise drei oder vier Aufnahmekammern. Das Ringelement weist eine radial innere Verzahnung auf, die in drehfester Verbindung mit der Außenverzahnung der Abtriebsnabe steht.
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Die Aufnahmekammer des Federaufnahmeelements weist an einer dem Ringelement abgewandten Seite eine Rückwand auf, an der sich das in der Aufnahmekammer aufgenommene Federelement zumindest in axialer Richtung (z.B. einer ersten axialen Richtung) abstützt. Dadurch kann das Federelement in einer vorbestimmten axialen Position gehalten werden. Beispielsweise kann sich das Federelement weiterhin an einem Bereich des Ringelements des Federaufnahmeelements abstützen. Die Aufnahmekammer weist z.B. umfangsseitige Seitenwände auf, an denen sich das Federelement jeweils in Umfangsrichtung abstützt. Über die Seitenwände der Aufnahmekammer und/oder eine an die Aufnahmekammer anschließende Fensteröffnung des Ringelements kann über das Federelement ein Drehmoment auf das Federaufnahmeelement übertragen werden.
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Die Aufnahmekammer kann axial in eine Fensteröffnung der Mitnehmerscheibe eingreifen, sodass sich Federelement und Mitnehmerscheibe axial überschneiden. Zum Beispiel ist das Federelement gegenüber der Mitnehmerscheibe axial zentriert. Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Aufnahmekammer nach radial außen hin offen ausgebildet ist und das Federelement die Aufnahmekammer radial nach außen überragt, sodass es in Umfangsrichtung mit der Fensteröffnung der Mitnehmerscheibe in Wirkkontakt treten oder stehen kann. Somit kann ein Drehmoment von der Mitnehmerscheibe auf das Federelement übertragen werden.
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Ein Vorteil der vorgeschlagenen Kupplungsscheibe kann darin liegen, dass die Verwendung des Federaufnahmeelements eine Montage der Kupplungsscheibe deutlich vereinfachen kann. Die Montage kann dadurch erfolgen, dass Mitnehmerscheibe und Federaufnahmeelement axial ineinander und auf die Abtriebsnabe gesteckt werden. Beispielsweise können die Federelemente bereits beim Aufstecken im Federaufnahmeelement bereitgestellt sein oder in einfacher Weise in den Aufnahmekammer des aufgesteckten Federaufnahmeelements positioniert werden. Somit kann die vorgeschlagene Kupplungsscheibe schnell und kostengünstig montiert werden.
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Da die Federelemente eine Vordämpfungsfunktion zur Übertragung geringer Drehmomente bereitstellen, bestehen nur reduzierte Stabilitätsanforderungen für das Federaufnahmeelement. Beispielsweise kann das Federaufnahmeelement ein Kunststoffteil umfassen. Insbesondere kann das gesamte Federaufnahmeelement Kunststoff umfassen oder durch ein integrales Kunststoffteil ausgebildet sein. Dadurch ist z.B. eine besonders kostengünstige Herstellung des Federaufnahmeelements möglich, beispielweise durch ein Spritzgussverfahren.
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Gemäß einer Weiterbildung der Kupplungsscheibe ist die Aufnahmekammer axial anschließend an eine Fensteröffnung des Ringelements des Federaufnahmeelements angeordnet. Entsprechend ist die Aufnahmekammer zur Seite des Ringelements hin offen ausgebildet. Dabei ist vorgesehen, dass eine Höhe der Fensteröffnung zumindest so groß ist wie ein Durchmesser des Federelements. Ein radialer Außenbereich der Fensteröffnung kann einen radialen Abstützbereich für das Federelement bereitstellen. Beispielsweise kann bei der Montage der Federelemente das Federelement einfach durch die Fensteröffnung in die Aufnahmekammer gedrückt werden, bis es an der Rückwand und radial außen der Fensteröffnung anstößt und eine vorbestimmte Montageposition der Feder in der Aufnahmekammer erreicht ist. Dadurch kann eine Montage weiter vereinfacht werden.
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Insbesondere wenn die Fensteröffnung höher ist als der Durchmesser des Federelements, kann es notwendig sein, das Federelement zumindest im Betrieb der Kupplungsscheibe gegen Herausrutschen aus der Aufnahmekammer durch die Fensteröffnung zu sichern. Gemäß einer Weiterbildung ist daher vorgesehen, dass die Kupplungsscheibe ein Halteelement zum Halten des Federelements in der Aufnahmekammer umfasst. Das Halteelement stellt für das Federelement einen Abstützbereich zumindest in einer zweiten axialen Richtung, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, bereit. Mit anderen Worten stützt sich gemäß der Weiterbildung das Federelement auch an dem Halteelement ab. Beispielsweise kann das Federelement vom Halteelement zugleich axial in Richtung der Rückwand der Aufnahmekammer und radial nach außen gegen die radial äußere Begrenzung der Fensteröffnung des Federaufnahmeelements gedrückt werden.
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Das Halteelement kann somit das Federelement in der Aufnahmekammer fixieren. Zugleich ist es möglich, dass das Halteelement die Vorspanneinrichtung zum Positionieren der Mitnehmerscheibe und des Federaufnahmeelements in der vorbestimmten axialen Position ausbildet. Das Halteelement kann daher vorteilhafterweise eine Doppelfunktion bereitstellen.
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Beispielweise umfasst das Halteelement eine Tellerfeder, die sich an der Abtriebsnabe abstützt. Der Abstützbereich des Halteelements an der Abtriebsnabe kann axial versetzt zum axialen Bereich des Federaufnahmeelements auf einer der Mitnehmerscheibe gegenüberliegenden Seite angeordnet sein. Dadurch kann das Halteelement das Federaufnahmeelement und die Federelemente in Richtung der Mitnehmerscheibe drücken.
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Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Abtriebsnabe in einem axial zum Federaufnahmeelement versetzten axialen Bereich konisch oder mit einer in Richtung der Mitnehmerscheibe ansteigenden Neigung ausgebildet ist. Ein Durchmesser des konischen Bereichs kann somit in der vom Federaufnahmeelement abgewandten axialen Richtung abnehmen. Zum Federaufnahmeelement hin kann am Ende des konischen Bereichs eine abfallende Stufe oder eine Nut ausgebildet sein, sodass sich der konische Bereich radial von einem angrenzenden axialen Bereich erhebt. Das Halteelement kann in diesem angrenzenden axialen Bereich positioniert sein und sich an den radialen Vorsprung des konischen axialen Bereichs abstützen. Das Halteelement ist in diesem Fall in vorteilhafter Weise an einer umfangsseitigen Position geschlitzt ausgebildet. Somit ist es möglich, das Halteelement zur Montage über den konischen Bereich in die für das Halteelement vorgesehene Position (z.B. die Nut) zu schieben. Dabei wird durch den zunehmenden Durchmesser des konischen Bereichs ein Innenradius des Halteelements erweitert, was durch den umfangsseitigen Schlitz ermöglicht ist, bis das Halteelement bei Erreichen der Stufe hinter dem konischen Bereich wieder den ursprünglichen Innenradius annimmt, sodass es sich am radialen Vorsprung des konischen Bereichs abstützen kann. Auf diese Weise kann eine Montage des Halteelements besonders einfach realisiert werden. Beispielsweise kann das Halteelement nach Aufstecken des Federaufnahmeelements auf die Abtriebsnabe aufgesteckt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Bereich der Abtriebsnabe verstemmt werden, sodass sich das Halteelement an einen verstemmten Bereich der Abtriebsnabe abstützt. Alternativ oder zusätzlich kann die Abtriebsnabe eine Nut aufweisen, in der ein Sicherungsring eingebracht ist, der einen an den die Nut angrenzenden Bereich der Abtriebsnabe radial überragt. Beispielsweise kann zunächst das Halteelement auf der Abtriebsnabe aufgesteckt werden und anschließend der Sicherungsring in der Nut positioniert werden. Somit kann sich das Halteelement an dem Sicherungsring axial abstützen und die Sicherung oder Fixierung des axialkrafterzeugenden Halteelements durch eine Nut und einen Sicherungsring erfolgen. Bei diesen Ausführungsformen muss die Nabe nicht notwendigerweise eine schiefe Ebene bzw. einen konischen axialen Bereich mit umlaufender Nut aufweisen und die Tellerfeder nicht notwendigerweise unterbrochen oder geschlitzt ausgebildet ist, sondern kann beispielsweise in Umfangsrichtung durchgängig geformt sein. Eine Sicherung des Halteelements (z.B. der Tellerfeder) kann durch Verstemmen der am Außendurchmesser reduzierten Außenverzahnung der Abtriebsnabe (z.B. Innennabe) erfolgen.
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Beispielsweise können im Federaufnahmeelement zumindest zwei unterschiedliche Federelemente aufgenommen sein. Die zwei verschiedenen Federelemente können insbesondere verschiedene Federkonstanten aufweisen. Dadurch kann eine mehrstufige, beispielsweise eine zweistufige Dämpfungskennlinie des Torsionsschwingungsdämpfers der Kupplungsscheibe realisiert werden. Das Federaufnahmeelement kann beispielsweise vier umfangsseitig symmetrisch verteilte Aufnahmekammern aufweisen, wobei in jeweils gegenüberliegenden Aufnahmekammern gleichartige Federelemente angeordnet sein können. Beispielsweise können vier Druckfedern und somit eine zweistufige Vordämpferkennlinie bereitgestellt sein.
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Beispielsweise weist die Abtriebsnabe an einer dem Halteelement entgegengesetzten axialen Seite des Federaufnahmeelements eine radiale Ausweitung auf. Die radiale Ausweitung kann eine Abstützfläche bereitstellen für die Mitnehmerscheibe bereitstellen, die sich axial an die radiale Ausweitung abstützen kann. Somit begrenzt die radiale Ausweitung einen axialen Bewegungsbereich der Mitnehmerscheibe. Mitnehmerscheibe und Federaufnahmeelement können von dem Halteelement axial gegen die radiale Ausweitung gedrückt werden. Zwischen der Mitnehmerscheibe und der radialen Ausweitung der Abtriebsnabe ist beispielsweise ein Reibbereich ausgebildet. Ein zweiter Reibbereich kann zwischen Mitnehmerscheibe und Ringelement des Federaufnahmeelements ausgebildet sein. Dadurch können Schwingungen des Federelements gedämpft werden. Zur Verbesserung der Reibwirkung kann vorgesehen sein, axial zwischen die radiale Ausweitung und die Mitnehmerscheibe einen Reibring anzuordnen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Mitnehmerscheibe gegenüber der Abtriebsnabe sowohl axial als auch radial innerhalb eines vorbestimmten Bereichs beweglich angeordnet ist. Dadurch kann eine Taumelfunktion der Kupplungsscheibe bereitgestellt werden und beispielsweise ein Achsversatz zwischen Abtriebsnabe und Mitnehmerscheibe kompensiert werden. Beispielweise kann ein radialer Abstand zwischen der Innenverzahnung der Mitnehmerscheibe und der Außenverzahnung der Abtriebsnabe vorgesehen sein. Beispielweise kann die Mitnehmerscheibe mittels eines Vorspannelements axial gegen einen an der Abtriebsnabe bereitgestellten Abstützbereich gedrückt werden, sodass eine axiale Beweglichkeit der Mitnehmerscheibe auf der Abtriebsnabe durch Verformung des Vorspannelementes erreicht werden kann.
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Einige Beispiele von Vorrichtungen werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. In den Figuren strukturelle oder funktional gleiche Elemente werden gleichbleibend bezeichnet. Einzelne Merkmale, die nur in einzelnen Figuren dargestellt sind können ebenso mit in anderen Figuren gezeigten Vorrichtungen kombiniert werden. Es zeigen:
- 1 ein Beispiel einer Kupplungsscheibe Seitenansicht und Schnittansicht;
- 2 eine Explosionsdarstellung der Kupplungsscheibe;
- 3 einen Ausschnitt einer Schnittansicht der Kupplungsscheibe;
- 4 einen Ausschnitt einer Seitenansicht der Kupplungsscheibe;
- 5 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe entlang einer ersten Schnittlinie;
- 6 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe entlang einer zweiten Schnittlinie;
- 7 ein Beispiel einer Kupplungsscheibe mit Sicherungsring;
- 8 ein Beispiel einer Kupplungsscheibe mit einem verstemmten Bereich; und
- 9 ein Beispiel einer Kupplungsscheibe mit Reibring.
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1 zeigt ein Beispiel einer Kupplungsscheibe 10 in Seitenansicht und in Schnittansicht entlang einer Schnittlinie A-A. Die Kupplungsscheibe 10 umfasst eine Mitnehmerscheibe 12 und eine Abtriebsnabe 14. Beidseitig der Mitnehmerscheibe 12 sind Reibbeläge 13 angeordnet. Die Reibbeläge 13 können an einem radialen Au-ßenbereich der Mitnehmerscheibe 12 oder, wie in 1 dargestellt, an Reibbelaghalterungen 13a, die drehfest mit der Mitnehmerscheibe 12 verbunden sind, insbesondere vernietet sind, angebracht sein. In 1 ist ferner ein Federaufnahmeelement 16 der Kupplungsscheibe 10 gezeigt, in dem Federelemente 18 angeordnet sind, die eine Dämpfungsfunktion der Kupplungsscheibe bereitstellen. Die Federelemente 18 stützen sich an Federzungen 20a eines Halteelements 20 ab. Das Halteelement 20 weist ferner einen Schlitz 20b auf, der eine radiale Dehnung des Halteelements 20 ermöglicht.
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Durch die vorgeschlagene Kupplungsscheibe 10 kann durch den Einsatz von funktionsverdichteten Bauteilen die Teileanzahl reduziert und eine kostengünstige Montage ermöglicht werden. In den folgenden Figuren sind detaillierte Ansichten der Kupplungsscheibe 10 und alternative Ausführungsformen gezeigt.
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2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Kupplungsscheibe 10 mit Details der einzelnen Elemente der Kupplungsscheibe 10.
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Die Abtriebsnabe 14 weist in axial aneinander angrenzenden Bereichen eine radiale Ausweitung 14a, eine Außenverzahnung 14b, einen Haltebereich 14c und einen konischen Bereich 14d auf. Ferner ist eine Innenverzahnung der Abtriebsnabe 14 dargestellt, über die die Abtriebsnabe beispielsweise an eine Getriebewelle angebunden werden kann.
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Die Mitnehmerscheibe 12 weist Fensteröffnungen 12a auf, in denen Aufnahmekammern 17 des Federaufnahmeelements 16 und die Federelemente 18 aufgenommen werden können. Umfangsseitige Begrenzungen radialer Ausformungen 12b der Fensteröffnungen 12a stellen einen Kontaktbereich für die Federelemente 18 in Verdrehrichtung bereit. Die Aufnahmekammern 17 können sich in Umfangsrichtung in den Fensteröffnungen 12a bewegen, beispielsweise ist ein radialer Innenradius der radialen Ausformungen 12b größer, als ein maximaler Außenradius der Aufnahmekammern 17.
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Das Federaufnahmeelement 16 weist ein Ringelement 16a und eine Aufnahmekammer 17 auf. Beispielsweise ist das Federaufnahmeelement 16 aus Kunststoff ausgebildet. Eine Rückwand 17a der Aufnahmekammer 17 stellt einen Abstützbereich für das Federelement 18 bereit. Das Ringelement 16a weist Fensteröffnungen 16b auf, durch die die Federelemente in die Aufnahmekammer eingeführt werden können. Umfangsseitige Begrenzungen der Aufnahmekammer 17 und/oder der Fensteröffnung 16b, hier in Form von Seitenwänden, stellen einen Kontaktbereich für die Federelemente 18 in Verdrehrichtung bereit. Bei einer Relativverdrehung der Mitnehmerscheibe 12 zur Abtriebsnabe drückt ein Kontaktbereich der Fensteröffnung 12a gegen das Federelement 18 und das Federelement 18 drückt gegen einen ersten Kontaktbereich des Federaufnahmeelements 16. Dabei wird das Federelement 18 gestaucht und kann sich von einem zweiten Kontaktbereich des Federaufnahmeelements 16 lösen. Wenn kein Drehmoment auf die Kupplungsscheibe 10 wirkt, bringt das Federelement 18 Mitnehmerscheibe 12 und Federaufnahmeelement 16 zurück in eine Ausgangsposition, in der die Aufnahmekammer 17 in der Fensteröffnung 12a in Umfangsrichtung zentriert ist.
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Um die Kupplungsscheibe 10 zu montieren, wird die Mitnehmerscheibe 12 auf die Abtriebsnabe 14 aufgesteckt. Die radiale Ausweitung 14a stellt dabei einen axialen Abstützbereich für die Mitnehmerscheibe bereit und fixiert die Dämpferbauteile axial in einer vorgesehenen Position. Eine Innenverzahnung 12c der Mitnehmerscheibe 12 ist derart ausgebildet, dass die Mitnehmerscheibe 12 in einem vorbestimmten Winkelbereich gegenüber der Abtriebsnabe 14 verdrehbar ist. Ferner kann ein radialer Abstand zwischen der Innenverzahnung 12c der Mitnehmerscheibe 12 und der Au-ßenverzahnung 14b der Abtriebsnabe 14 bereitgestellt sein, z.B. um eine Taumelfunktion der Kupplungsscheibe 10 zu ermöglichen.
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Ferner wird bei der Montage das Federaufnahmeelement 16 auf die Abtriebsnabe 14 aufgesteckt. Eine Innenverzahnung 16c des Federaufnahmeelements 16 wirkt mit der Außenverzahnung 14b der Abtriebsnabe 14 derart zusammen, dass das Federaufnahmeelement 16 drehfest mit der Abtriebsnabe 14 verbunden ist. Die Federelemente 18 können in der Aufnahmekammer 17 bei der Montage durch deren Vorspannkraft gehalten werden. Der Federhalter, insbesondere das Federaufnahmeelement 16, hat mit anderen Worten einen speziell angeordneten Federkanal, insbesondere die Aufnahmekammer 17. Dieser Federkanal ist so konstruiert, dass die Druckfedern z.B. unter Verwendung einer automatischen Montagevorrichtung durch axiales Einpressen automatisch in die für den Torsionsdämpfer richtige Position rutschen können. In der Endposition liegen die Druckfedern am Anschlag an, wie in 3 dargestellt. In dieser Position werden die Druckfedern z.B. durch die Vorspannkraft gehalten. Sollte die Vorspannkraft nicht groß genug sein, ist es auch möglich, in dem Kunststoffteil, insbesondere dem Federaufnahmeelement 16, eine Einschnappvorrichtung vorzusehen, so dass die Federelemente, insbesondere die Druckfedern, über einen Formschluss in ihrer Position fixiert werden.
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Zur Sicherung der Federelemente 18 in den Aufnahmekammern 17 kann abschließend das Halteelement 20 über den konischen Bereich 14d in den axialen Haltebereich 14c der Abtriebsnabe 14 aufgeschoben werden. Dabei kann sich der Innendurchmesser des Halteelements 20 beim Aufschieben über den konischen Bereich 14d aufgrund des Schlitzes 20b aufweiten, bis der axiale Haltebereich 14c erreicht ist, in dem das Halteelement 20 einschnappt und den ursprünglichen Innendurchmesser annimmt, sodass es sich an dem konischen Bereich 14d axial abstützt. Bei der Montage wird die Tellerfeder, insbesondere das Halteelement 20, mit ihrem Innendurchmesser mit anderen Worten über eine schiefe Ebene an der Nabe gedrückt. Durch die einmalige Unterbrechung, insbesondere durch einen Schlitz, des federkrafterzeugenden Bereiches ist diese federnde Vergrößerung des Innendurchmessers möglich. Hinter der schiefen Ebene (in Richtung der Mitnehmerscheibe) ist z.B. eine umlaufende Nut in der Nabe angebracht, in die die Tellerfeder nach dem Überwinden der schiefen Ebene einschnappt, wobei der Innendurchmesser wieder sein ursprüngliches Maß annimmt.
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Eine Montage der Kupplungsscheibe 10 ist somit durch einfaches Aufstecken der einzelnen Elemente auf die Abtriebsnabe 14 ermöglicht.
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3 zeigt einen detaillierten Ausschnitt der Schnittansicht der Kupplungsscheibe 10 aus 1. Dabei ist das in der Aufnahmekammer 17 angeordnete Federelement 18 zu erkennen. Das Federelement 18 stützt sich an der Rückwand 17a der Aufnahmekammer, einem radialen äußeren Bereich der Fensteröffnung 16b des Federaufnahmeelements 16, welcher abgeschrägt ist, und der Federzungen 20a des Halteelements 20 ab, sodass es in der vorbestimmten Position axialzentriert zur Mitnehmerscheibe 12 verbleibt. Es ist zu erkennen, dass sowohl das Federelement 18 als auch die Federzungen 20a axial innerhalb der Fensteröffnung 16b angeordnet sind, wobei die Federzungen 20a innerhalb der Fensteröffnung 16b gebogen sind.
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Zwischen der radialen Ausweitung 14a der Abtriebsnabe 14, einem radial inneren Bereich des Ringelements 16a und einem radial innerhalb der Aufnahmekammer 17 gelegenen Bereich der Mitnehmerscheibe 12 ist jeweils eine Reibfläche ausgebildet, an der Reibung entsteht, wenn sich die Mitnehmerscheibe 12 relativ zur Abtriebsnabe 14 bewegt. Eine Reibfläche wird somit durch das Federaufnahmeelement (z.B. integriertes Kunststoffteil) bereitgestellt.
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Durch die gezeigte Anordnung ist der Federhalter (z.B. Federaufnahmeelement 16) im Vordämpferbetrieb im Kraftfluss zur Mitnehmerscheibe (z.B. Außennabe). Die Innenverzahnung der Mitnehmerscheibe hat gegenüber dem Außenprofil der Abtriebsnabe (z.B. Innennabe) z.B. Radialspiel, das den Vordämpferwinkel beeinflusst.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht der Kupplungsscheibe 10. dabei ist deutlich der Schlitz 20b des Halteelements 20 zu erkennen. Ferner sind Federzungen 20c des Halteelements 20 gezeigt, die sich in Umfangsrichtung zwischen den Fensteröffnungen 16b anders Federaufnahmeelement 16 abstützen. Es ist ferner zu erkennen, dass im eingebauten Zustand des Halteelements 20 ein Innenradius des Halteelements 20 kleiner ist als ein maximaler Außenradius des konischen Bereichs 14 die der Abtriebsnabe 14. Dadurch ist erreicht, dass sich das Halteelement 20 an dem konischen Bereich 14d axial abstützen kann.
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Je nach Anzahl der verwendeten Druckfedern 18 im Federhalteelement 16, welche vorzugsweise als Kunststoffteil ausgebildet ist, hat das Halteelement 20, welches günstigerweise als Tellerfeder ausgeführt ist, genauso viele speziell geformte Federzungen 20a, die z.B. nicht als Federkraftabstützung dienen, sondern die in dem jeweiligen Federkanal, die hier in Form von Aufnahmekammern 17 ausgebildet sind, befindlichen Druckfedern 18 so fixieren, dass sie einen Achsversatz und die Dämpfungsfunktion zulassen, aber ihre axiale Position nur unwesentlich verlassen können. Gleichzeitig bewirkt das Eintauchen dieser z.B. speziell geformten Federzungen 20a in den Federkanal in den Bereich der Fensteröffnungen 16b , siehe hierzu insbesondere 2,3 und 4, vorteilhafterweise eine Verdrehsicherung der Tellerfeder.
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Das Halteelement weist z.B. zusätzlich am Außendurchmesser an der Abstützung zum Federaufnahmeelement z.B. rund geformte Federzungen 20c auf, die die Abstützfläche vergrößern, die Flächenpressung senken und somit eine Einarbeitung im Gegenteil, also insbesondere an dem Federaufnahmelement, verhindern können.
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Das Halteelement 20 ist z.B. eine außengeschlitzte und am Umfang einmal unterbrochene Tellerfeder.
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5 zeigt wie 1 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe 10 entlang einer ersten Schnittlinie in einem Umfangsbereich der Federelemente 18. 6 zeigt eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe 10 entlang einer zweiten Schnittlinie in einem Umfangsbereich zwischen zwei Federelementen 18. Dabei ist zu erkennen, dass sich die Federzunge 20c des Halteelements 20 an das Federaufnahmeelement 16 z.B. flächig abstützt und dieses dadurch axial in Richtung der Mitnehmerscheibe 12 drückt.
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7 zeigt ein Beispiel einer Kupplungsscheibe 10 mit Sicherungsring 22, der in eine Nut der Abtriebsnabe 14 angebracht ist. Der Sicherungsring 22 überragt die Abtriebsnabe 14 radial, sodass er einen axialen Abstützbereich für das Halteelement 20 bereitstellt. Wenn der Sicherungsring 22 zum Positionieren des Halteelements 20 verändert wird, ist es nicht notwendig, das Halteelement 20 geschlitzt auszuführen. Beispielsweise kann der Sicherungsring 20 in die Nut der Abtriebsnabe 14 eingebracht werden, nachdem das Halteelement 20 im Haltebereich 14c der Abtriebsnabe 14 positioniert ist.
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8 zeigt ein Beispiel einer Kupplungsscheibe 10 mit einem verstemmten Bereich 24, der alternativ zur Fixierung des Halteelements 20 genutzt werden kann. Auch in diesem Fall ist es nicht notwendig, das Halteelement 20 geschlitzt auszuführen. Beispielsweise kann die Abtriebsnabe 14 verstemmt werden, nachdem das Halteelement 20 im Halsbereich 14c positioniert ist, um den verstemmten Bereich 24 herzustellen.
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Bei dem Verstemmvorgang ist es z.B. möglich, durch eine Prozessüberwachung eines Reibmomentes und durch eine gesteuerte Verstemmhöhe Fertigungstoleranzen auszugleichen. Mit diesem Verfahren kann es vorteilhafterweise möglich sein, den reibungsbedingten Ausschuss von Kupplungsscheiben bei der Herstellung deutlich zu reduzieren.
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9 zeigt ein Beispiel einer Kupplungsscheibe 10 mit Reibring 26. Der Reibring 26 ist axial zwischen der radialen Ausweitung 14a der Abtriebsnabe 14 und einem Bereich der Mitnehmerscheibe 12 angeordnet, der radial innerhalb der Aufnahmekammer 17 liegt. Der Reibring 26 ermöglicht es, eine Reibung zwischen Abtriebsnabe 14 und Mitnehmerscheibe 12 zu erhöhen und/oder genauer zu definieren. Das Halteelement 20 drückt das Federaufnahmeelement 16 und die Mitnehmerscheibe 12 axial gegen den Reibring 26, sodass auch bei einem Abrieb und Verschleiß des Reibrings 26 eine Reibwirkung aufrechterhalten bleiben kann.
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Vorgeschlagene Konzepte zeigen eine Kupplungsscheibe mit Achsversatzausgleich und Vordämpferfunktion. Der Einsatz von funktionsmäßig getrennten Einzelteilen in Kombination mit Stahlteilen kann aufgrund der vorgeschlagenen Realisierung vermieden werden, sodass Konstruktionskosten gesenkt werden können. Insbesondere kann eine Montage der Federelemente in der Kupplungsscheibe durch Verwendung des Federaufnahmeelements in einfacher Weise durch Aufeinanderstecken der einzelnen Elemente schnell und kostengünstig erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungsscheibe
- 12
- Mitnehmerscheibe
- 12a
- Fensteröffnung der Mitnehmerscheibe
- 12b
- radiale Ausformung der Fensteröffnung
- 12c
- Innenverzahnung der Mitnehmerscheibe
- 13
- Reibbelag
- 13a
- Reibbelaghalterung
- 14
- Abtriebsnabe
- 14a
- radiale Ausweitung der Abtriebsnabe
- 14b
- Außenverzahnung der Abtriebsnabe
- 14c
- Haltebereich der Abtriebsnabe
- 14d
- konischer Bereich der Abtriebsnabe
- 16
- Federaufnahmeelement
- 16a
- Ringelement des Federaufnahmeelements
- 16b
- Fensteröffnung des Ringelements
- 17
- Aufnahmekammer
- 17a
- Rückwand der Aufnahmekammer
- 18
- Federelement
- 20
- Halteelement
- 20a
- Federzunge
- 20b
- Schlitz am Halteelement
- 20c
- Federzunge
- 22
- Sicherungsring
- 24
- verstemmter Bereich
- 26
- Reibring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004049238 A1 [0003, 0004]
- WO 03019023 A1 [0005]
