DE1285339B - Drehelastische Kupplungsscheibe, insbesondere fuer Hauptkupplungen bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine drehelastische Kupplungsscheibe, insbesondere für Hauptkupplungen bei Kraftfahrzeugen, wobei ein die Reibbeläge tragender Scheibenteil in Umfangsrichtung begrenzt drehbar und federnd mit einem Nabentell in Verbindung steht und wobei zum Spannen der Federn Neigungsflächen an einem der beiden Teile sowie auf diese Nelgungsflächen auflaufende Körper am anderen Teil dienen.
• Bei bekannten Kupplungen der vorstehenden Art sind zwischen dem Scheiben- und dem Nabentell Blattfedern bzw. Blattfederpakete in Umfangsrichtung oder radial angeordnet. Bei der erstgenannten Anordnung wirkt auf jedes dieser Federpakete ein Stößel, der innen mit einer Kugel in keilförmigen Neigungsflächen am Nabenteil eingreift. Bei der letztgenannten Ausführungsform sind am Nabenteil gebogene Neigungsflächen vorgesehen, die einander zugekehrt sind und zwischen die die Federpakete eingreifen. Diese bekannten Anordnungen werden den gestiegenen Anforderungen bezüglich Schwingungs-und Geräuschdämpfung nicht mehr gerecht. Außerdem läßt sich mit ihnen keine ausreichende Verdrehweichheit erzielen. Sie sind radial zu groß, und auch ihr Verdrehwinkel ist beschränkt. Schließlich fehlt bei ihnen auch die Möglichkeit, die Dämpfung in bestimmter Weise zu beeinflussen. Abhilfeversuche mit sogenannten Gummitorsionsnaben scheiterten in der Praxis wegen thermischer Schwierigkeiten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen. Insbesondere wird eine größere Verdrehweichheit und ein größerer Verdrehwinkel angestrebt. Die Kupplungsseheibe soll radial möglichst klein sein, so daß sie ein kleines Schwungmoment aufweist, was für die Synchronisierung von Vorteil ist. Sie soll aber vor allem die Möglichkeit einer weitgehenden Beeinflussung der Momenten-Kennlinie durch entsprechende Ausbildung der Feder, der Neigungsflächen oder beider Teile bieten. Die Feder soll zugleich auch die Anpressung für die der Dämpfung dienenden Reibflächen liefern, so daß die Dämpfung progressiv gestaltet werden kann.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der eingangs erwähnten Kupplungsscheibe dadurch gelöst, daß am Scheibenteil mindestens auf einer Seite in an sich bekannter Weise axial gerichtete Neigungsflächen angeordnet sind, in die mittels der Auflaufkörper ein Gegenstück eingreift, welches am Nabenteil undrehbar festgelegt und axial federnd abgestützt ist, wobei der Scheibenteil in an sich bekannter Weise auf seiner den Neigungsflächen gegenüberliegenden Seite infolge der auf das Gegenstück wirkenden Federkraft an einem Widerlager des Nabenteils, gegebenenfalls unter Einschaltung besonderer Reibbeläge, anliegt.
• Es ist zwar an sich bekannt, einen Scheibenteil auf seiner anderen Seite an einem Widerlager abzustützen. Jedoch handelt es sich dort um eine andere Anordnung, nämlich um einen Hilfsantrieb zum Ausrücken einer Kupplung, bei dem eine abstützende Anlage nur während der Betätigung erfolgt und bei dem die auf derselben Seite wie der Reibbelag angeordneten Neigungsflächen nur bei der willkürlichen Betätigung wirksam werden' Es ist auch eine erfindungsgemäße Ausführungsform möglich, bei der die Neigungsflächen, je ein Gegenstück und eine Feder, symmetrisch zu beiden Seiten des Scheibenteils angeordnet sind und an dem Scheibenteil innen in an sich bekannter Weise auf beiden Seiten durch besondere Federn vorgespannte Reibflächen anliegen.
• In erster Linie ist bei der Kupplungsscheibe gemäß der Erfindung in an sich bekannter Weise an die Verwendung einer Tellerfeder gedacht. Dabei ist das Gegenstück in gleichfalls bekannter Weise durch ein Federband drehfest mit dem Nabenteil verbunden und durch eine Tellerfeder an einem Ansatz des Nabenteils axial abgestützt. Dabei kann die Vorspannung der Tellerfeder in üblicher Weise durch axiale Verschiebung ihrer Anlagestellen, z. B. des Ansatzes am Nabenteil, einstellbar sein.
• Auch die Verwendung mehrerer Tellerfedern oder mehrerer am Umfang verteilter, axial gerichteter Schraubenfedern zwischen dem Gegenstück und dem Nabenteil ist möglich. Dies wird insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn die Kupplungsscheibe einen kleinen Durchmesser haben soll.
• Zweckmäßigerweise sind die Neigungsflächen in an sich bekannter Weise als über den ganzen Umfang durchlaufende Sinuskurvenbahnen ausgebildet. Für die Ausbildung der Neigungsflächen und der Gegenbahnen gibt es auch andere Möglichkeiten. Zum Beispiel können die Neigungsflächen in an sich bekannter Weise als ebene Flächen ausgebildet sein.
• Man hat es in der Hand, bei gleichbleibender, z. B. linearer Federcharakteristik durch steiler oder flacher geneigte Sinuskurvenbahnen die Drehelastizität und die Dämpfungscharakteristik zu ändern und progressiv zu gestalten. Bei Verwendung ebener Flächen kann eine ein- oder mehrmals geknickte Momenten-Kennlinie erzielt werden, indem jede ebene Neigungsfläche aus Teilstücken mit verschiedener Neigung besteht, vorzugsweise derart, daß die Teilstücke in Umfangsrichtung fortlaufend steiler werden.
• Bei den vorstehend geschilderten Möglichkeiten ist an eine in bezug auf beide Drehrichtungen symmetrische Ausbildung der Neigungsflächen gedacht, die zur Aufnahme und Dämpfung reiner Drehschwingunlyen am günstigsten ist. Es liegt aber im Rahmen der M Erfindung, den ebenen Neigungsflächen für die eine Drehrichtung eine andere Neigung oder Charakteristik zu geben als für andere, wodurch dann besondere Betriebszustände, z. B. das Anfahren oder Bremsen, berücksichtigt werden können.
• Im allgemeinen weisen erfindungsgemäß die am Gegenstück angeordneten Gegenbahnen die gleiche Ausbildung auf wie die entsprechenden Neigungsflächen. Jedoch können zum Eingriff in die Neigungsflächen am Gegenstück anders geformte Eingriffsorgane, z. B. radial gerichtete Zapfen, angeordnet sein. Und schließlich können auch zwischen den Neigungsflächen am Scheibenteil und denen am Gegenstück in bekannter Weise Wälzkörper, z. B. Kugeln, angeordnet sein. In diesem Fall ist es auch möglich, die Neigungsflächen nur als gleichmäßig verteilte Taschen und nicht als durchlaufende Kurvenbahnen auszubilden.
• Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß die Verdrehbarkeit zwischen Scheibenteil und Nabenteil in an sich bekannter Weise durch Anschläge auf einen Wert begrenzt ist, der kleiner ist, als es dem axialen Hub der Neigungsflächen entsprechen würde.
• Einzelheiten der Erfindung zeigen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, und zwar zeigt F i g. 1 eine Kupplungsscheibe im Schnitt, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-II der F ig. 1, F i g. 3 bis 5 andere Ausführungsformen der Neigungsflächen entsprechend der Darstellung in F i g. 2, F i g. 6 eine andere Kupplungsscheibe im Schnitt, F i g. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der F i g. 6 und F i g. 8 und 9 weitere Kupplungsscheiben im Schnitt (Schema).
• Nach F i g. 1 ist die Kupplungsscheibe 10 einer Einscheibenkupplung bezüglich der Reibbeläge in beliebiger und an sich bekannter Weise ausgebildet. Der die, Reibbeläge tragende Scheibenteil 11 ist innen verstärkt und auf einem Nabenteil 12 begrenzt drehbar gelagert. Für die Begrenzung der Drehbarkeit sind Anschläge 13 am Nabenteil 12 angeordnet, welche in entsprechend breitere Nuten am Scheibenteil 11 eingreifen. Die umgekehrte Anordnung ist ebenfalls denkbar. Der Nabenteil 12 ist auf der Abtriebswelle 14 befestigt.
• Am Scheibenteil 11 sind Neigungsflächen 15 angeordnet, die nach F i g. 2 als am ganzen Umfang durchlaufende, axial gerichtete Sinuskurvenbahnen ausgebildet sind. In diese Neigungsflächen 15 greifen gleichgeformte Gegenflächen 16 eines Gegenstückes 17 ein. Der Hub dieser Flächen 15 und 16 ist auf den der Anschläge 13 gegenüber den Nuten so abgestimmt, daß die Anschläge 13 am Nutende zur Anlage kommen, ehe die Flächen 15 und 16 der Sinuskurvenbahnen ihren höchsten Punkt erreichen.
• Das Gegenstück 17 ist in an sieh bekannter Weise durch ein Federband 18 drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Nabenteil 12 verbunden. Am Gegenstück 17 liegt außen eine Tellerfeder 19 an, die andererseits an einem Ansatz 20 des Nabenteils 12 abgestützt ist. Der Ansatz 20 ist am Nabenteil 12 verschraubt und kann in bekannter Weise ihm gegenüber axial verstellbar sein. Der Scheibenteil 11 liegt auf der anderen Seite an einem Widerlager 21 des Nabenteils 12 an, wobei Reibbeläge 22 zwischengeschaltet sein können.
• Die Neigungs- und Gegenflächen können nach F i g. 3 auch in Form ebener Flächen 15' und 16** ausgebildet sein. Normalerweise wird man eine symmetrische Ausbildung in bezug auf beide Drehrichtungen wählen. Es ist aber auch denkbar, eine unsymmetrische Ausbildung vorzusehen. Dabei ist dann nach F i g. 4 die für die eine Drehrichtung geltende Neigungsfläche 23 steiler als die für die andere Drehrichtung geltende Neigungsfläche 24. Die Gegenflächen haben dann dieselbe Ausbildung. Es ist je- doch nicht unbedingt notwendig, daß Neigungs- und Gegenflächen gleich ausgebildet sind. So sind z. B. nach F i g. 5 am Gegenstück 17 radial gerichtete Zapfen 25 angeordnet, welche in die Neigüngsflächen 15' bzw. die andersgeformten Neigungsflächen am Scheibenteil 11 eingreifen.
• Die Wirkungsweise ist bei allen beschriebenen Anordnungen prinzipiell gleich. Der Scheibenteil 11 übernimmt das Drehmoment von der anderen Kupplungshälfte. Tritt eine Drehschwingung auf bzw. steigt das Drehmoment, so wird der Scheibenteil 11 gegenüber dem Nabenteil 12 verdreht, wobei sich die Neigungsflächen 15 und 16 bzw. 15' und 16' bzw. 23 aufeinander bewegen und dadurch das Gegenstück 17 gegen die Wirkung der Tellerfeder 19 axial verschieben. Am Widerlager 21 tritt dabei eine Reibung auf. Dadurch und durch die Reibung an den Neigungsflächen wird eine Dämpfung erzielt.
• Die Form der Neigungsflächen und die Federcharakteristik selbst bestimmt die Momenten-Kennlinie und die Dämpfungscharakteristik. Wenn z. B. die Tellerfeder 19 an sich eine lineare Charakteristik hat, so wird durch die Neigungs- und Gegenflächen nach den F i g. 3 bis 5 eine wiederum lineare Momenten-Kennlinie, gegebenenfalls mit verschiedener Steilheit, erzeugt. Bei den Anordnungen nach F i g. 2 sowie 5 in Verbindung mit 2 wird die Kennlinie pro- bzw. degressiv.
• Nach den F i g. 6 und 7 sind die Neigungsflächen als gleichmäßig verteilte Taschen 26 bzw. 27 am Scheibenteil 11 bzw. am Gegenstück 17 angeordnet. In diesen Taschen lagern Kugeln 28 als Wälzkörper. Mit den Anschlägen 13' am Nabenteil 12 wirken Bolzen 29 am Scheibentell 11 zusammen. Der übrige Aufbau ist prinzipiell derselbe wie bei der in F i g. 1 beschriebenen Anordnung. Auch die Wirkungsweise ist dieselbe. Beim Verdrehen des Scheibenteils 11 gegenüber dem Nabenteil 12 werden die Kugeln 28 in die in F i g. 7 strichpunktiert dargestellte Lage bewegt und dabei das Gegenstück 17 gegen die Tellerfeder 1.9 axial verschoben.
• Bei der Ausbildung nach F i g. 8 ist die Kupplungsscheibe 10 symmetrisch zwischen zwei Reihen von Neigungsflächen 30 angeordnet, deren jede in der beschriebenen Weise mit Gegenstücken 31 und Tellerfedern 32 zusammenarbeitet. Bei dieser Anordnung werden die Anlagescheiben 33 für die Reibungsdämpfung durch besondere Federn 34, z. B. kleine Tellerfedern, gegen den Scheibenteil 11 gepreßt.
• Bei der Kupplungsscheibe nach F i g. 9 sind die Neigungsflächen 35 und das Gegenstück 36 unmittelbar auf dem Nabenteil 12 angeordnet und durch mehrere Tellerfedern 37 beaufschlagt. Diese Kupplungsscheibe hat einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser.
• Die Wirkungsweise der zuletzt beschriebenen Anordnungen sowie die Ausbildung der Neigungsflächen 30 bzw. 35 selbst entspricht denjenigen der vorher büschriebenen Beispiele.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Drehelastische Kupplungsscheibe, insbesondere für Hauptkupplungen bei Kraftfahrzeugen, wobei ein die Reibbeläge tragender Scheibenteil in Umfangsrichtung begrenzt drehbar und federnd mit einem Nabenteil in Verbindung steht, und wobei zum Spannen der Federn Neigungsflächen an einem der beiden Teile sowie auf diese Neigungsflächen auflaufende Körper am anderen Teil dienen, dadurch gekennzeichnet, daß am Scheibenteil(11) mindestens auf einer Seite in an sich bekannter Weise axial gerichtete Neigungsflächen (15 bzw. 30) angeordnet sind, in die mittels der Auflaufkörper ein Gegenstück (17) eingreift, welches am Nabenteil (12) undrehbar festgelegt und axial federnd abgestützt ist, wobei der Scheibenteil (11) in bekannter Weise auf seiner den Neigungsflächen gegenüberliegenden Seite infolge der auf das Gegenstück wirkenden Federkraft an einem Widerlager (21) des Nabenteils, gegebenenfalls unter Einschaltung besonderer Reibbeläge (22), anliegt.
2. 2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungsflächen (30), je ein Gegenstück (31) und eine Feder (32), symmetrisch zu beiden Seiten des Scheibenteils (11) angeordnet sind und an dem Scheibenteil innen in an sich bekannter Weise auf beiden Seiten durch besondere Federn (34) vorgespannte Reibflächen (33) anliegen (F i g. 8). 3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungsflächen (15 bzw. 30) in an sich bekannter Weise als über den ganzen Umfang durchlaufende Sinuskurvenbahnen ausgebildet sind (F i g. 2). 4. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungsflächen (15 bzw. 30) in an sich bekannter Weise als ebene Flächen (15, 23, 24) ausgebildet sind (F i g. 3 und 4). 5. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede ebene Neigungsfläche (15 bzw. 30) aus Teilstücken mit verschiedener Neigung besteht, derart, daß die Teilstücke in Umfangsrichtung fortlaufend steiler werden. 6. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der einen Drehrichtung wirkenden ebenen Neigungsflächen (23) eine andere Neigung aufweisen als die in der anderen Drehrichtung wirkenden ebenen Neigungsflächen (24). 7. Kupplungsseheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die am Gegenstück (17) angeordneten Gegenflächen (16) die gleiche Ausbildung aufweisen wie die entsprechenden Neigungsflächen (15-bzw. 30). 8. Kupplungsscheifbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eingriff in die ebenen Neigungsflächen (15') am Gegenstück (17) andersgeformte Eingriffsorgane, z. B. radial gerichtete Zapfen (25), angeordnet sind (F i g. 5). 9. Kupplungsscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (17) in an sich bekannter Weise durch ein Federband (18) mit dem Nabenteil (12) drehfest verbunden und in ebenfalls an sich bekannter Weise durch eine Tellerfeder (19) an einem Ansatz (20) des Nabenteils (12) abgestützt ist. 10. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 und 9, dadu-rch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Tellerfeder (19) in bekannter Weise durch axiale Verschiebung des Ansatzes (20) am Nabenteil (12) einstellbar ist. 11. Kupplungsscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gegenstück (36) und dem Nabenteil (12) mehrere auf dem Nabenteil selbst befindliche Tellerfedern (37) angeordnet sind (F i g. 9). 12. Kupplungsseheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet ' daß die Verdrehbarkeit zwischen dem Scheibenteil (11) und dem Nabenteil (12) in an sich bekannter Weise durch Anschläge (13, B') auf einen Wert begrenzt ist, der kleiner ist, als es dem Hub der Neigungsflächen (15, 16, 26, 27, 30, 35) entspricht.