DE19505620A1 - Kupplungsscheibe mit formoptimierter Belagfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe zur Anordnung in einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, umfassend eine Nabe zum drehfesten Aufsetzen auf eine eine Drehachse definierende Getriebewelle, ein konzentrisch zur Nabe angeordnetes Scheibenteil, das im Bereich seines Außenumfanges axial federnde Belagfedern aufweist, die zwei Reibbelagringe tragen, wobei die Belagfedern in einem über ihre radiale Erstreckung gesehenen mittleren Bereich an den Rückseiten der Reibbelagringe an liegen und in den davon entfernten Bereichen aneinander bzw. am gegenüberliegenden Reibbelagring anlegen.

Belagfedern sind in vielfältiger Form bereits bekannt. Beispielsweise ist es aus dem deutschen Gebrauchsmuster 85 21 344 bekannt, Belagfedern in Umfangsrichtung gesehen mit einem ebenen Anlagebereich gegenüber der Innenseite der Reibbelagringe auszustatten. In dieser bekannten Anordnung wurde dadurch im eingerückten Zustand der Reibungskupplung eine Vorspannung zwischen Reibbelag und Belagfeder und somit eine Entlastung der Belagniete erzielt. Mit den zunehmend höheren Belastungen bei Kupplungsscheiben hat sich jedoch herausgestellt, daß eine im unbelasteten Zustand große, ebene Auflagezone mehr Nachteile als Vorteile mit sich bringt. Dies betrifft auch Kupplungsscheiben, wie sie beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 41 09 602 und 42 26 762 bekannt sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Belagfedern in ihrer Form so zu gestalten, daß auch bei hochbelasteten Reibbelagringen im eingerückten Zustand der Reibungskupplung eine möglichst großflächige Anlage zwischen den Rückseiten der Reibbelagringe und der Belagfedern vorhanden ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst. Durch eine gezielte Formgebung der Belagfedern, die in ihrem mittleren Bereich im belasteten Zustand entsprechend dem eingerückten Zustand der Reibungskupplung im wesentlichen eben auf den Rückseiten der Reibbelagring ausliegen und im unbelasteten Zustand entsprechend dem ausgerückten Zustand der Reibungskupplung eine Wölbung aufweisen und an den radial inneren bzw. äußeren Begrenzungen der mittleren Bereiches um einen maximalen Betrag von etwa 0,4 mm von den Reibbelagringen abstehen ist es möglich, die Reibbelagring beispielsweise auf ihren Rückseiten vor unzulässigen örtlichen Überbeanspruchungen zu schützen. Die Belagfedern weisen also im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung in ihrem mittleren Bereich eine Wölbung auf, die so gering ausgeführt ist, daß im eingerückten Zustand der Reibungskupplung diese Wölbung praktisch nicht mehr vorhanden ist und eine im wesentlichen ebene Auflagefläche realisiert ist.

Der angesprochene mittlere Bereich weist dabei eine radiale Erstreckung von etwa 20 mm auf. An den beiden Bereichsenden ist damit im unbelasteten Zustand der Reibungskupplung ein Spalt zwischen der Rückseite des Reibbelagringes und der Belagfeder von max. 0,4 mm vorhanden.

Erfindungsgemäß schließen sich an den mittleren Bereich der Belagfedern gewölbte bzw. abgewinkelte Bereiche an mit entsprechenden Radien, wobei der mittlere Radius des mittleren Bereiches im unbelasteten Zustand wenigstens um den Faktor 2 größer ist als jeder andere Radius der entsprechenden Belagfeder. Ein derart festgelegtes Verhältnis der Radien untereinander ermöglicht einerseits eine gute Planlage im belasteten Zustand der Belagfedern und andererseits eine gezielte axiale Federung mit einer für den Betrieb der Reibungskupplung günstigen Federkennlinie.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Biegekonturen vorzugsweise konzentrisch zur Drehachse verlaufen. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht durch die größere Steifheit die Verwendung von dünnerem Material für die Belagfedern, wodurch beispielsweise das Schwungmoment einer Kupplungsscheibe abgesenkt werden kann. Es ist natürlich prinzipiell auch möglich, bei der Ausführung mit einzelnen Belagfedern die Biegekonturen bei jeder Feder etwa tangential anzuordnen.

Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine komplette Kupplungsscheibe;

Fig. 2 bis 4 unterschiedliche Belagfedern in Ansicht bzw. im Schnitt.

Fig. 1 zeigt den nicht maßstäblichen Längsschnitt durch die ober Hälfte einer kompletten Kupplungsscheibe 1. Dieser Kupplungsscheibe besteht aus einer Nabe 2 mit einer Innenverzahnung zum drehfesten Aufsetzen auf eine nicht dargestellte Getriebewelle, wobei Nabe 2 und Getriebewelle eine Drehachse 4 definieren. Von der Nabe 2 erstreckt sich nach radial außen ein Scheibenteil 3, welches beispielsweise über Niete 9 mit der Nabe 2 fest verbunden ist. Im radial äußeren Bereich des Scheibenteils 3 sind - am Umfang verteilt - mehrere Belagfedern 6 ebenfalls durch Niete 10 befestigt. Diese Belagfedern 6 tragen zwei Reibbelagringe 5, wobei die Reibbelagringe 5 mit ihren Rückseiten auf den Belagfedern 6 aufliegen und mit diesen über Niete 11 verbunden sind. Die dargestellte Kupplungsscheibe 1 ist Teil einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, wobei das von der Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellt Drehmoment über ein Schwungrad und einer Anpreßplatte durch Reibung auf die Außenseiten der Reibbelagringe 5 übertragen wird und von dort auf die nicht dargestellte Getriebewelle weitergeleitet wird. Dabei kann im Kraftfluß zwischen den Belagfedern und der Nabe 2 auch ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein.

Im unbelasteten Zustand der Kupplungsscheibe 1 entsprechend der ausgerückten Reibungskupplung weisen die Belagfedern 6 ihre entspannte Stellung gem. Fig. 1 auf. Die beiden Reibbelagringe 5 sind um einen größeren Betrag voneinander beabstandet und übertragen kein Drehmoment. Im eingerückten Zustand der Reibungskupplung sind die Belagfedern 6 durch axial wirkende Anpreßkraft verspannt und die beiden Reibbelagringe 5 weisen einen geringeren axialen Abstand voneinander auf. Es wird angestrebt, in diesem Belastungszustand eine möglichst großflächige Auflage zwischen den Rückseiten der Reibbelagringe 5 und den Belagfedern 6 zu erzielen, um eine möglichst gleichmäßig verteilte Krafteinleitung in die Reibbelagringe 5 zu erzielen und die Flächenpressung zwischen den Rückseiten der Reibbelagringe 5 und den Belagfedern 6 abzusenken und möglichst gleichmäßig zu gestalten, wodurch sich Einarbeitungen der Belagfeder in den entsprechenden Reibbelagring stark reduzieren lassen und der Setzverlust der Belagfederung auf ein Minimum abgesenkt werden kann.

Fig. 2 zeigt die Ansicht einer Belagfeder 6, wie sie in der Kupplungsscheibe 1 verbaut ist. Mehrere dieser Belagfedern 6 sind am Außenumfang des Scheibenteils 3 über Nietöffnungen 13 mit Nieten 10 vernieten. Zu diesem Zweck weist jede Belagfeder 6 einen Befestigungsbereich 15 auf, der im wesentlichen parallel zum Scheibenteil 3 verläuft. Jede Belagfeder 6 ist mit einem radial verlaufenden Schlitz 19 versehen, der vom Außenumfang her etwa bis zum Befestigungsbereich 15 hineinreicht. Dieser Schlitz 19 trennt in Umfangsrichtung zwei Bereiche der Belagfeder 6 voneinander, wobei der eine Bereich in die eine axiale Richtung und der andere in die entgegengesetzte Richtung gewölbt ist. Die Anordnung ist aus Fig. 1 ersichtlich. Die Belagfeder 6 weist im vorliegenden Fall konzentrisch zur Drehachse 4 einen mittleren Bereich B auf, der als Anlagefläche für die Rückseiten der beiden Reibbelagringe 5 dient. Dieser mittlere Bereich B ist mit dem Befestigungsbereich 15 über einen Zwischenbereich 16 verbunden. Der radial außen angeordnete Stützbereich 18 ist über einen Zwischenbereich 17 mit dem mittleren Bereich B verbunden. Der mittlere Bereich B ist - wie am Beispiel von Fig. 3 ersichtlich - im unbelasteten Zustand mit einer Wölbung versehen, entsprechend dem Radius R_m. Dieser Radius R_m bewirkt, daß im unbelasteten Zustand der Belagfeder 6 diese an der Rückseite des Reibbelagringes 5 im Bereich der Niete 11 anliegt und mit zunehmendem Abstand von dieser Nietstelle auch einen Abstand vom Reibbelagring 5 aufweist. Dieser Abstand zwischen Reibbelagring 5 und Belagfeder 6 ist derart bemessen, daß in einer radialen Erstreckung des mittleren Bereiches B von 20 mm ein Spalt S von max. 0,4 mm entsteht. Dieser Wert hat sich als sehr praktikabel herausgestellt und er sichert eine plane Anlagefläche zwischen Reibbelagring 5 und Belagfeder im belasteten Zustand der Kupplungsscheibe 1 entsprechend dem eingerückten Zustand der Reibungskupplung. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß die Belagfeder 6 entsprechend der Fig. 2 auch aus einem konzentrisch um die Drehachse 4 umlaufenden Bauteil bestehen kann, bzw. daß die beiden Hälften der Belagfeder 6 auch vollkommen voneinander getrennt sein können und separat am Scheibenteil 3 befestigt sind.

Fig. 3 zeigt eine Belagfeder 7, die entweder paarweise mit entgegengesetzter Wölbung verbaut ist oder die bei einseitiger Anordnung entsprechend Fig. 4 mit einer Zwischenscheibe 14 zusammenwirkt. An den mittleren Bereich B schließt sich nach außen der Zwischenbereich 17 an, der durchgehend gewölbt ist mit einem Radius R_a. Nach radial innen hin schließt sich an den mittleren Bereich B der Zwischenbereich 16 an, der als schräg verlaufendes, ebenes Teil ausgebildet ist und der über die Radien R_i und R_ii einerseits mit dem mittleren Bereich B und andererseits mit dem Befestigungsbereich 15 verbunden ist. Die Darstellung zeigt den unbelasteten Zustand der Belagfeder 7, wobei in den Endbereichen des mittleren Bereichs B zwischen der Belagfeder 7 und der Rückseite des Reibbelagringes 5 ein Spalt S von max. 0,4 mm besteht. Die in diesem Schnitt dargestellten Radien sind so aufeinander abgestimmt, daß der mittlere Radius R_m im unbelasteten Zustand mindestens um den Faktor 2 größer ist als die übrigen Radien R_a, R_i und R_ii.

In Fig. 4 ist eine Belagfeder 8 dargestellt, die mit der Außenseite ihrer Wölbung direkt am einen Reibbelagring 5 anliegt und dort im unbelasteten Zustand im mittleren Bereich B die gleichen Abstände aufweist wie bei den vorher beschriebenen Ausführungen. Der radial außen liegende Zwischenbereich 17 ist allerdings als im wesentlichen ebener Bereich ausgebildet, der zum mittleren Bereich B hin einen Übergang mit dem Radius R_a aufweist und der zum radial außen liegenden Stützbereich 18 hin einen Übergang mit dem Radius R_aa aufweist. Anschließend an den mittleren Bereich B nach radial innen hin ist der Zwischenbereich 16 angeordnet, der die Radien R_i und R_ii aufweist. Durch die nur einseitige Verwendung der Belagfeder 8 ist auf der Seite des Stützbereichs 18 zwischen der Belagfeder 8 und dem Reibbelagring 5 eine Zwischenscheibe 14 angeordnet, die für eine gleichmäßige Belastung des rechts angeordneten Reibbelagringes 5 sorgt. Im unbelasteten Zustand der Belagfeder 8 ist diese in ihrem mittleren Bereich mit einer Wölbung versehen, die einen Radius R_m aufweist und der mindestens um den Faktor 2 größer ist als sämtliche übrigen Radien R_a, R_aa, R_i, R_ii.

Claims (4)

1. Kupplungsscheibe zur Anordnung in einer Kraftfahrzeugreibungskupplung, umfassend eine Nabe zum drehfesten Aufsetzen auf eine eine Drehachse definierende Getriebewelle, ein konzentrisch zur Nabe angeordnetes Scheibenteil, das im Bereich seines Außenumfangs axial federnde Belagfedern aufweist, die zwei Reibbelagringe tragen, wobei die Belagfedern in einem über ihre radiale - Erstreckung gesehenen mittleren Bereich an den Rückseiten der Reibbelagringe anliegen und in den davon entfernten Bereiche aneinander bzw. am gegenüberliegenden Reibbelagring, dadurch gekennzeichnet, daß die Belagfedern (6, 7, 8) in ihrem mittleren Bereich (B) im belasteten Zustand entsprechend dem eingerückten Zustand der Reibungskupplung im wesentlichen eben auf den Rückseiten der Reibbelagringe (5) aufliegen und im unbelasteten Zustand entsprechend dem ausgerückten Zustand der Reibungskupplung eine Wölbung (R_m) aufweisen und an den radial inneren bzw. äußeren Begrenzungen des mittleren Bereiches (B) um einen maximalen Betrag von etwa 0,4 mm von den Reibbelagringen (5) abstehen.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (B) eine radiale Erstreckung von etwa 20 mm aufweist.

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich anschließend an den mittleren Bereich (B) der Belagfeder (6, 7, 8) gewölbte bzw. abgewinkelte Bereiche (16, 17, 18) mit entsprechenden Radien (R_a, R_aa, R_i, R_ii) anschließen und der mittlere Radius (R_m) des mittleren Bereiches (B) im unbelasteten Zustand wenigstens um den Faktor 2 größer ist als jeder andere Radius der entsprechenden Belagfeder.

4. Reibungskupplungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekonturen vorzugsweise konzentrisch zur Drehachse (4) verlaufen.