DE19510833A1

DE19510833A1 - Kupplungsscheibe mit in Reihe geschalteten Federelementen

Info

Publication number: DE19510833A1
Application number: DE19510833A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Ing Lohaus
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2015-03-25
Also published as: BR9601102A; FR2732085A1; US5725080A; DE19510833C2; ES2142188A1; GB9606031D0; GB2299147A; GB2299147B; ES2142188B1; FR2732085B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe, insbesondere für eine Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Reibbelag, der fest mit einem von zwei axial beabstandeten und fest untereinander verbundenen scheibenförmigen Deckblechen als Eingangsteil verbunden ist, ein als Ausgangsteil ausgebildetes scheibenförmiges Bauteil zwischen beiden Deckblechen, welches mit einer Nabe drehfest verbunden ist, ein scheibenförmiges Zwischenteil zwischen beiden Deckblechen, Federfenster in den Eingangsteilen, im Zwischenteil und im Ausgangsteil zum Anordnen von Federelementen, wobei ein Satz von Federelementen wirkungsmäßig zwischen den Eingangsteilen und dem Zwischenteil und ein Satz von Federelementen zwischen dem Zwischenteil und dem Ausgangsteil angeordnet ist und somit jeweils ein Federelement des einen und des anderen Satzes in Reihe geschaltet sind.

Eine Kupplungsscheibe dieser Art ist bereits aus der US-Patentschrift 2 574 573 bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion sind seitlich einer fest mit der Nabe verbundenen Nabenscheibe zwei Zwischenteile angeordnet, welche auf der Nabe seitlich der Nabenscheibe in radialer Richtung geführt sind. Aus diesem Stand der Technik ist nicht ersichtlich, wie eine gezielte Reibeinrichtung über den Lastbereich des Torsionsdämpfers wirken könnte. Aus der deutschen Offenlegungsschrift 33 13 850 ist es weiterhin bekannt, das Ausgangsteil eines Torsionsschwingungsdämpfer einer Kupplungsscheibe zweiteilig auszubilden, um eine zentrisch angeordnete Leerlaufeinrichtung anzusteuern. Bei diesem Stand der Technik ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, eine flache Federkennlinie zu realisieren, wie sie zunehmend zur Filterung von Antriebsungleichförmigkeiten aus der Brennkraftmaschine verlangt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer zu erstellen, welche auf kleinem Bauraum und mit einfachem Aufbau eine flache Federkennlinie erzeugen kann, wobei zumindest über den gesamten Lastbereich eine leistungsfähige Reibeinrichtung wirksam ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst. Es wird vorgeschlagen:

a) das Zwischenteil ist im wesentlichen eben ausgebildet mit zumindest einem inneren oder äußeren umlaufenden Steg, von welchem im wesentlichen radial verlaufende Stege ausgehen, die Federansteuer kanten bilden, wobei Federfenster umfangsmäßig zwischen zwei benachbarten Stegen gebildet sind, die jeweils ein Federelement des einen und ein Federelement des anderen Satzes aufnehmen und zwischen den Federelementen Platz vorgesehen ist für Steuerarmes des Ausgangsteils,
b) das Ausgangsteil besteht aus zwei Bauteilen die jeweils radial verlaufende Steuerarme aufweisen, in deren Bereich sie drehfest miteinander verbunden sein können, wobei die Steuerarme zumindest umfangsmäßig in die Federfenster des Zwischenteils hineinreichen und Steuerkanten für die Federelemente bilden und die Steuerarme nach radial innen hin in scheibenförmige innere Bereiche münden, die axial mindestens um die Materialstärke des Zwischenteils voneinander beabstandet sind und deren innere Bereiche drehfest mit der Nabe verbunden sind,
c) eine Reibeinrichtung ist radial innerhalb der Federelemente und axial zwischen den Innenseiten der Deckbleche und den Außenseiten der inneren Bereiche der Bauteile des Ausgangsteils angeordnet.

Durch die beanspruchten Merkmale ist eine Konstruktion festgelegt, die infolge einer Reihenschaltung von Federelementen einen großen Verdrehwinkel realisieren kann, wodurch eine relativ flache Federkennlinie erzielbar ist. Durch die zweiteilige Ausbildung des Ausgangsteils, welches zumindest radial innerhalb der Federelemente seitlich des Zwischenteils verläuft ist es möglich, eine einfach aufgebaute Lastreibeinrichtung vorzusehen, die über den gesamten Verdrehwinkelbereich wirksam ist. Damit ist in vorteilhafter Weise erreicht, daß über den Verlauf der relativ flachen Federkennlinie keine Unterbrechungen oder Sprünge in der Erzeugung der Reibeinrichtung entstehen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zumindest die Steuerarme eines der beiden Bauteile in Richtung auf das andere zu abgekröpft sind und somit axial in die Federfenster des Zwischenteils hineinreichen. Die Steuerarme können zwar seitlich des Zwischenteils verlaufen, mit der vorgeschlagenen Kröpfung ist jedoch eine axial raumsparende Ausführung möglich. Dabei können auch die Steuerarme beider Bauteile aufeinander zu abgekröpft sein, so daß sie beide axial in die Federfenster des Zwischenteiles hineinreichen. Diese Konstruktion ist beispielsweise besonders dann vorteilhaft, wenn die verwendeten Federelemente in diesen Fenstern mit Innenfedern ausgestattet sind, so daß auch die Deckbleche mit ihren Ansteuerbereichen in Achsrichtung weit hineinreichen müssen, zur Ansteuerung der innen liegenden Federelemente.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Reibeinrichtung einerseits aus einer Feder, wie Wellfeder, und andererseits aus einem Reibring besteht. Eine solche Ausbildung einer Reibeinrichtung ist mit wenig Einzelteilen zu realisieren und damit auch ohne großen Platzbedarf leicht unterzubringen.

Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die scheibenförmigen Bereiche der beiden Bauteile des Ausgangsteils mit einer Innenverzahnung drehfest in eine Außenverzahnung der Nabe eingreifen. Eine solche Anbindung des zweiteilig ausgebildeten Ausgangsteils an die Nabe ist relativ einfach herstellbar und ermöglicht große Freizügigkeit im Hinblick auf unterschiedlich ausgestaltete Kupplungsscheiben gleicher Bauart und im Hinblick auf die axiale Zuordnung der einzelnen Bauteile untereinander.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Zwischenteil zumindest einen inneren umlaufenden Steg aufweist und axial zwischen den scheibenförmigen Bereichen und radial innerhalb des Steges eine Nabenscheibe angeordnet und drehfest mit der Nabe verbunden ist, die Teil einer Leerlauffedereinrichtung ist mit Federfenstern zur Aufnahme von Leerlauffederelementen, die über Ansteuerkanten in beiden Bauteilen des Ausgangsteils ansteuerbar sind und die Innenverzahnung der Bauteile mit Umfangsspiel entsprechend dem Wirkungsbereich der Leerlauffedereinrichtung in die Außenverzahnung der Nabe eingreift. Bei der Verwendung einer Kupplungsscheibe mit einer Leerlauffedereinrichtung ist es somit möglich, axial zwischen den beiden scheibenförmigen Bereichen und radial innerhalb des inneren umlaufenden Stegs des Zwischenteils eine Nabenscheibe vorzusehen, die mit Federfenstern zur Aufnahme von Leerlauffederelementen versehen ist, die über Ansteuerkanten in den beiden Bauteilen des Ausgangsteils ansteuerbar sind. Eine solche Konstruktion ermöglicht unter Beibehaltung wesentlicher Bauteile die wahlweise Verwendung einer Leerlauffedereinrichtung. Dabei ist die Leerlauffedereinrichtung raumsparend sowohl in axialer als auch in radialer Richtung untergebracht. Weiterhin kann entsprechend einem Merkmal der Erfindung die Außenverzahnung der Nabe sowohl für die drehfeste und spielfreie Verbindung mit der Nabenscheibe herangezogen werden, als auch zur drehfesten mit Spiel behafteten Verbindung mit den beiden Teilen des Ausgangsteils.

Das Zwischenteil kann zwar prinzipiell einen inneren oder einen äußeren umlaufenden Steg aufweisen, die Verwendung von beiden Stegen ergibt aber ein festigkeitsmäßig wesentlich stabileres Bauteil.

In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, daß die Leerlauffedereinrichtung als vormontierbare Unterbaueinheit ausgebildet ist, umfassend zumindest die beiden Bauteile des Ausgangsteils, die zumindest in Achsrichtung miteinander verbunden sind, das Zwischenteil, die Nabenscheibe und die Leerlauffederelemente. Eine solche Unterbaueinheit kann vor der Komplettmontage der Kupplungsscheibe leicht auf ihre Funktion hin überprüft werden und die relativ kleinen Leerlauffederelemente sind über die Unterbaueinheit unverlierbar gehalten und können somit leicht mit den anderen Bauteilen der Kupplungsscheibe vereinigt werden.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, daß die axiale Führung der Bauteile des Ausgangsteils über

a) die inneren Bereiche der Deckbleche, die seitlich der Außenverzahnung der Nabe angeordnet sind und
b) über die Teile der Reibeinrichtung erfolgt.

Somit ist die axiale Zuordnung der Teile des Ausgangsteile indirekt über die Stirnseiten der Außenverzahnung der Nabe festgelegt.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß das eine Deckblech radial über ein Gleit/Reibelement auf einem zylindrischen Führungsdurchmesser der Nabe geführt ist und dieses axial an der Stirnseite der Außenverzahnung der Nabe anliegt und zwischen dem anderen Deckblech und der ihm zugeordneten Stirnseite der Außenverzahnung zumindest ein Federelement angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist einerseits die Führung der Deckbleche und aller relativ zur Nabe verdrehbaren Bauteile in radialer Richtung gesichert und die axiale Zuordnung wird von dem Gleit/Reibelement in Verbindung mit der Feder hergestellt, wobei diese Teile gleichzeitig die Grundreibung der Kupplungsscheibe sicherstellen.

Entsprechend der Erfindung sind die Steuerarme in ihren radial äußeren Bereichen mit in Umfangsrichtung weisende Fortsätze versehen, die zusammen mit Anschlagkanten am radial äußeren Steg einen Anschlag als Blockierschutz für die Federelemente darstellen. Auf diese konstruktiv sehr einfache Weise sind die Federelemente vor einer Überbelastung bei maximaler Drehmomentbeaufschlagung geschützt.

Ein weiterer Blockierschutz für die entsprechenden Federelemente im zugehörigen Belastungsfall besteht darin, daß die Verbindungselemente der beiden Deckbleche in Form von Abstandsnieten in umfangsmäßig verlaufenden, nach radial außen hin offenen Aussparungen im äußeren Steg des Zwischenteils angeordnet sind und zusammen mit den umfangsmäßigen Begrenzungskanten der Aussparungen Anschläge zum Blockierschutz für die Federelemente bilden. Je nach Belastungsrichtungen wirkt der eine Blockierschutz für den einen Satz Federelemente und der andere für den anderen Satz.

Das Zwischenteil ist erfindungsgemäß zumindest mit einem inneren umlaufenden Steg versehen, über welchen es axial zwischen den Innenwänden der scheibenförmigen Bereiche der Bauteile des Ausgangsteils geführt ist unter Zwischenschaltung von Reib/Gleitelementen. Damit ist sichergestellt, daß das Zwischenteil allenfalls an den Reib/Gleitelementen zur Anlage kommt und hier durch entsprechende Materialwahl der Reib- und Gleitelemente bei Relativbewegung nur einer geringen Reibkraft unterliegt und nicht auch noch zusätzlich an anderen Bauteilen zur Anlage kommen kann.

Nach einem weiteren Merkmal ist es jedoch auch möglich, die Reib/Gleitelemente gezielt zur Reibkrafterzeugung mit heranzuziehen, indem die Steuerarme der Bauteile des Ausgangsteils durch einen axialen Spalt voneinander getrennt sind und die bereits vorhandene Lastreibeinrichtung mit ihrer Wellfeder eine Axialeinspannung des Steges des Zwischenteils herbeiführt. Damit ist das Zwischenteil sowohl axial exakt fixiert als auch durch gezielte Reibeinspannung zur Zeugung einer Lastreibung herangezogen. Diese Lastreibung wirkt allerdings nur bei Relativbewegung zwischen dem Zwischenteil und den scheibenförmigen Bereichen der Bauteile des Ausgangsteils.

Weiterhin können die Reib/Gleitelemente über axial verlaufende einteilige Stege, die in den Raum zwischen Außendurchmesser der Nabenscheibe und Innendurchmesser des Stegs hineinreichen, radial geführt sein. Die radiale Führung an dieser Stelle ist besonders vorteilhaft, da sie die bereits vorhandenen radialen Begrenzungen des Stegs bzw. der Nabenscheibe mitverwenden.

Nach einem weiteren Merkmal ist es sogar möglich, das Zwischenteil über die Stege der Reib/Gleitelemente am Außendurchmesser der Nabenscheibe zu führen. Da die Nabenscheibe sowieso infolge ihrer drehfesten Verbindung ohne Spiel auf die Außenverzahnung der Nabe in radialer Richtung fest aufgesetzt ist, kann hier eine radial exakte Führung des Zwischenteils vorgesehen werden.

Erfindungsgemäß ist die Nabenscheibe der Leerlauffedereinrichtung axial zwischen den Bereichen der Bauteile des Ausgangsteils fixiert. Durch entsprechende Gestaltung ist es somit möglich, die axiale Lage der Nabenscheibe der Leerlauffedereinrichtung vorzugeben.

In vorteilhafter Weise kann die Nebenscheibe als Kunststoffbauteil ausgeführt werden. Eine solche Ausbildung ist nicht nur preiswert in der Herstellung und gewichtssparend, sie ermöglicht auch eine sehr geringe Reibung innerhalb des Leerlaufbereichs durch entsprechende Auswahl des Kunststoffs.

Durch die Verwendung von Kunststoff für die Nabenscheibe eignet sich die Nabenscheibe direkt als radiales Führungselement für das Zwischenteil.

Dabei kann durch die Anordnung einer Wellfeder zwischen der Nabenscheibe und einem der Bereiche des Ausgangsteils eine gezielte Leerlaufreibung erzeugt werden.

In besonders vorteilhafter Weise weist der Reibbelag eine Verhältnis Außendurchmesser D_A zu Innendurchmesser D_I von kleiner als 1,4 auf, und das Verhältnis von Außendurchmesser D_A des Reibbelages zum Außendurchmes ser D_a der Deckbleche ist kleiner oder gleich 1,4. Eine solche Ausbildung schafft in radialer Richtung Raum für die Unterbringung der Federelemente, wodurch sowohl eine gewünschte flache Federkennlinie erzielbar ist als auch ein ausreichend großes Anschlagmoment im Endbereich des Verdrehwinkels. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei einem Durchmesserverhältnis von Außendurchmesser zu Innendurchmesser kleiner als 1,4 die Übertragungsfähigkeit der Kupplungsscheibe einen größeren Wert annehmen kann als bei einem herkömmlichen Durchmesserverhältnis. Dies ist darauf zurückzuführen, daß während der Rutschphase der Reibungskupplung und während der Erwärmung der Reibbeläge diese bei dem vorgeschlagenen Durchmesserverhältnis einer geringeren Verwerfung unterliegen, so daß ein größerer Anteil der Reibfläche der Reibbeläge an der Gegenreibfläche der Reibungskupplung anliegen kann. Dadurch ist sichergestellt, daß die entstehende Reibungswärme sich gleichmäßiger auf das Material der Reibbeläge verteilten kann und somit die Spitzenbelastungen stark abgesenkt werden können.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn zumindest die Federn eines Satzes von Federelementen ein Verhältnis von Außendurchmesser zu Länge im ungespannten Zustand von gleich oder größer 0,7 aufweisen. Durch eine solche Bemessung ist es möglich, den vorhandenen Bauraum optimal zu nutzen und dabei den größtmöglichen Energieinhalt im Hinblick auf diesen Bauraum zu erzielen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine komplette Kupplungsscheibe;

Fig. 2 die Teilansicht eines Deckbleches;

Fig. 3 die Ansicht einer vorgefertigten Baueinheit;

Fig. 4 die Ansicht des Zwischenteils;

Fig. 5 die Ansicht eines der beiden Ausgangsteile;

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung für die Erklärung der Funktionsweise;

Fig. 7 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Kupplungsscheibe mit Leerlaufreibeinrichtung;

Fig. 8 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Kupplungsscheibe mit axial lose geführtem Zwischenteil.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch eine Kupplungsscheibe, aus der der prinzipielle Aufbau hervorgeht. Eine Nabe 10 mit Innenverzahnung zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebewelle ist konzentrisch zu einer Drehachse 15 ausgebildet. Die Nabe 10 weist eine Außenverzahnung 19 auf, die sich über einen Teilbereich ihrer axialen Länge erstreckt. In die Außenverzahnung 19 greifen mehrere Bauteile drehfest ein. Aus dem Bereich seitlich der Verzahnung 19 verlaufen zwei Deckbleche 1 und 2 nach radial außen und eines trägt die Reibbeläge 17. Diese können - wie dargestellt - über einen Belagträger am Außendurchmesser des Deckbleches 1 vernietet sein, es ist jedoch auch prinzipiell möglich, die Reibbeläge 17 direkt an dem Deckbleche 1 anzuordnen. Das Deckblech 1 ist im folgenden Fall gegenüber einem Führungsdurchmesser der Nabe 10 durch ein Gleit/Reibelement 12 geführt, welches seitlich am Stirnende der Außenverzahnung 19 anliegt. Die beiden Deckbleche 1 und 2 sind - mit Ausnahme ihres Innendurchmesserbereiches - deckungsgleich und untereinander fest verbunden und auf Abstand gehalten, wozu mehrere am Umfang verteilte Abstandsniete 18 vorgesehen sind. Das Deckblech 2 ist im radial inneren Bereich gegenüber der Nabe 10 radial freigestellt und in axialer Richtung durch eine Feder 13 axial beaufschlagt, welche sich an der Stirnseite der Außenverzahnung 19 abstützt. Damit sind die beiden Deckbleche 1 und 2 sowohl radial als auch in Achsrichtung gegenüber der Nabe 10 fixiert. Beide Deckbleche weisen auf einen größeren mittleren Durchmesser Federfenster 22 auf, die sich über einen größeren Winkelbereich erstrecken. Im vorliegenden Fall sind insgesamt drei dieser Federfenster 22 am Umfang gleichmäßig verteilt. Aus Fig. 2 sind auch die Nietöffnungen 23 ersichtlich, die zur Befestigung der Abstandsniete 18 herangezogen werden. Sie befinden sich umfangsmäßig etwa mittig über den einzelnen Federfenstern 22 und auf einem größeren Durchmesser. Axial zwischen den beiden Deckblechen 1 und 2 sind weitere Bauteile angeordnet, die ebenfalls mit Federfenstern versehen sind zum Anordnen von Federelementen 7, 8 und 9. Diese Bauteile sind entsprechend den Fig. 3, 4 und 5 als vormontierbare Unterbaueinheit ausgebildet und setzen sich zusammen aus der Nabenscheibe 6, aus dem zweiteiligen Bauteil 3 und 4 sowie dem Zwischenteil 5. Das zweiteilige Bauteil 3, 4 besteht jeweils aus einem scheibenförmigen Bereich 30, der nach radial innen hin mit einer Innenverzahnung 20 versehen ist, die drehfest aber mit Spiel in Umfangsrichtung in die Außenverzahnung 19 der Nabe 10 eingreifen kann. Auf einem mittleren Durchmesser im scheibenförmigen Bereich 30 sind mehrere am Umfang verteilte Ansteuerkanten 37 vorgesehen, welche die Federelemente 8 der Leerlauffedereinrichtung 16 ansteuern. Von dem scheibenförmigen Bereich 30 ragen nach radial außen mehrere am Umfang verteilte Steuerarme 28, deren Anzahl entsprechend der Federfenster 22 in den Deckblechen 1 und 2 ausgelegt ist. Diese insgesamt drei Federarme 28 sind am Umfang gleichmäßig verteilt. Es ist auch ohne weiteres möglich, mit zwei Federarmen oder mit mehr als drei zu arbeiten. Die Federarme 28 sind in Achsrichtung gekröpft und die beiden Bauteile 3 und 4 so mit den Federarmen 28 zusammen verbaut, daß die scheibenförmigen Bereiche 30 einen axialen Abstand voneinander aufweisen. Die beiden Bauteile 3 und 4 sind im Bereich der Steuerarme 28 beispielsweise über Befestigungsniete 29 miteinander vernietet. Axial zwischen den scheibenförmigen Bereichen 30 befindet sich die Nabenscheibe 6. In radialer Flucht zur Nabenscheibe 6 ist das Zwischenteil 5 entsprechend Fig. 4 angeordnet, welches einen umlaufenden radial äußeren Steg 25 und einen umlaufenden radial inneren Steg 24 aufweist. Beide Stege 24 und 25 sind durch im wesentlichen radial verlaufende Verbindungsstege 26 miteinander verbunden, wobei hier ebenfalls drei Verbindungsstege 26 am Umfang verteilt vorgesehen sind. Durch diese Ausbildung weist das Zwischen teil 5 drei am Umfang verteilte Federfenster 27 auf, die umfangsmäßig durch die Verbindungsstege 26 begrenzt sind. Diese Federfenster 27 weisen im wesentlichen die Umfangserstreckung der Federfenster 22 in den Deckblechen 1 und 2 auf. Im diese Federfenster 27 hinein erstrecken sich von beiden Seiten her die Steuerarme 28 der Bauteile 3 und 4. Wie insbesondere aus der Fig. 3 ersichtlich , ergibt sich im Ruhezustand der Kupplungsscheibe die dargestellt Aufteilung. Die Steuerarme 28 enden dabei direkt radial innerhalb des radial äußeren Steges 25. Die Nabenscheibe 6 für die Leerlauffedereinrichtung 16 ist mit einer Innenverzahnung 21 versehen, die ohne Spiel in Umfangsrichtung in die Außenverzahnung 19 der Nabe 10 eingreift. Die Innenverzahnung 20 der beiden Bauteile 3 und 4 sind so ausgebildet, daß sie gegenüber der Außenverzahnung 19 der Nabe 10 ein Spiel in Umfangsrichtung aufweisen, welches dem Wirkungsbereich der Leerlauffedereinrichtung 16 entspricht. In der Nabenscheibe 6 sind Federfenster 36 angeordnet zur Aufnahme von Federelementen 8. In den beiden seitlich der Nabenscheibe 8 verlaufenden scheibenförmigen Bereiche 30 der Bauteile 3 und 4 sind Ansteuerkanten 37 vorgesehen, welche die Federelemente 8 bei Drehmomentbeaufschlagung ansteuern. Die vormontierbare Unterbaueinheit entsprechend Fig. 3 ist entsprechende Fig. 1 in Achsrichtung dadurch fixiert, daß zwischen den Innenseiten der beiden Deckbleche 1 und 2 und den Außenseiten der scheibenförmigen Bereiche 30 der Bauteile 3 und 4 eine Lastreibeinrichtung vorgesehen ist, umfassend einen Reibring 11 zwischen dem Deckblech 1 und dem Bauteil 4 und einer Feder 31 zwischen dem Deckblech 2 und dem Bauteil 3. Durch die Vorspannung der Feder 31 wird über die Abstandsniete 18 eine Kraft auf den Reibring 11 ausgeübt, so daß die Unterbaueinheit axial fixiert ist. Gegebenenfalls können zwischen der Nabenscheibe 6 und/oder dem Zwischenteil 5 im Bereich der Reibeinrichtung 11, 31 Anlaufscheiben 14 angeordnet werden. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich sind zwei Sätze von Federelementen 7, 9 für den Lastbereich vorgesehen. Insgesamt sind drei Federelemente 7 und drei Federelemente 9 am Umfang verteilt angeordnet. Dabei trennt jeder Steuerarm 28 jedes Federfenster 27 im Zwischenteil 5 in zwei Teile auf und - in Umfangsrichtung gesehen - befindet sich in jedem der Teilfenster ein Federelement der einen Gruppe 7 und ein Federelement der anderen Gruppe 9.

Gegenüber dieser Konstellation ist bei Zusammenbau der kompletten Kupplungsscheibe darauf geachtet, daß die Federfenster 22 der Deckbleche 1 und 2 ein Federelement 9 des einen Federfensters 27 und ein Federelement 7 des umfangsmäßig daran anschließenden Federfensters 27 umfaßt. Weiterhin geht aus den Fig. 3, 4 und 5 eine Winkelanschlagbegrenzung hervor, die die einzelnen Federn 7, 9 vor Überbeanspruchung schützt. So sind die Steuerarme 28 der Bauteile 3 und 4 umfangsmäßig mit jeweils einem Fortsatz 32 versehen, so daß jeder Fortsatz 32 an einer Anschlagkante 33 des Zwischenteils 5 zur Anlage kommen kann, bevor die entsprechende Feder 7, 9 auf Block beansprucht ist. Weiterhin ist das Zwischenteil 5 umfangsmäßig im Bereich der Verbindungsstege 26 mit nach radial außen offenen Aussparungen 34 versehen, die umfangsmäßig in Begrenzungskanten 35 enden. Diese Begrenzungskanten 35 wirken zusammen mit den Abstandsnieten 18 zwischen den beiden Deckblechen 1 und 2, so daß auch hier ein Schutz gegen Überbeanspruchung der entsprechenden Federelementen 7, 9 gewährleistet ist.

Die Funktion der Kupplungsscheibe wird nun nachfolgend in Verbindung mit Fig. 6 prinzipiell erläutert. Ausgangsposition ist die Ruhestellung entsprechend den Figuren und der Beginn einer Drehmomenteinleitung gemäß Pfeil F in Fig. 3. Dabei wird angenommen, daß die Getriebewelle mit der Nabe 10 festgesetzt ist und die Reibbeläge 17 in Richtung des Pfeiles F mit Drehmoment beaufschlagt werden. Im ersten Betriebsbereich verhält sich der Lastdämpfer mit den Federelementen 7, 9 und der Reibeinrichtung 11, 31 als starres Bauteil. Die wesentlich schwächer gehaltenen Federelemente 8 der Leerlauffedereinrichtung 16 werden somit komprimiert, wobei die Nabenscheibe 6 mit ihrer Innenverzahnung 21 drehfest auf der Außenverzahnung 19 der Nabe 10 angeordnet ist und die als Ausgangsteil des Lastdämpfers fungierenden Bauteile 3 und 4 im Rahmen des Spiels ihrer Innenverzahnung 20 gegenüber der Außenverzahnung 19 der Nabe 10 verdreht werden können. Nach Anschlagen der entsprechenden Kanten der beiden Verzahnungen 19 und 20 aneinander ist die Leerlauffedereinrichtung 16 blockiert und es beginnt der Wirkungsbereich des Lastdämpfers. Dabei wird das Drehmoment, welches über die Reibbeläge 17 eingeleitet wird, von den beiden Deckblechen 1 und 2 und ihren Federfenstern 22 entsprechend Fig. 3 auf den ersten Satz von drei Federn 9 eingeleitet, von diesen Federn 9 weitergeleitet über das Zwischenteil 5, von diesem auf den zweiten Satz Federelemente 7 und von diesem wiederum auf die Steuerarme 28 der Ausgangsteile 3 und 4. Über den gesamten Lastbereich ist die Lastreibeinrichtung 11, 31 wirksam. Die Grundreibeinrichtung, welche vom Reib/Gleitelement 12 und der Feder 13 ausgeht, ist über den gesamten Drehwinkelbereich, also einschließlich des Leerlaufbereichs wirksam. Bei entsprechend hoher Drehmomentbeaufschlagung kommen die Anschlagbegrenzungen 32 und 33 einerseits sowie 18 und 35 andererseits zum Einsatz. Sie schützen die Federelemente 7, 9 vor unzulässiger Beanspruchung.

Die Fig. 7 zeigt die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Kupplungsscheibe, deren wesentlicher Aufbau bereits aus den Fig. 1-6 bekannt ist. Dabei sind die Reibbeläge 17 der Einfachheit halber weggelassen. Im Unterschied zu den bereits bekannten Bauteilen ist hier beispielsweise die Ausbildung der Bauteile 3 und 4 zu nennen. Sie sind zwar von ihrer Seitenansicht her praktisch identisch mit Fig. 5, jedoch im Schnitt so ausgebildet, daß das Bauteil 4 über seine gesamte radiale Erstreckung eben ausgeführt ist und das Bauteil 3 im Bereich der Steuerarme 28 abgekröpft ist, und zwar in Richtung auf die Steuerarme 28 des Abbauteils 4. Entsprechend ist auch das Zwischenteil 5 in seinem radial inneren Bereich, also im Bereich des umlaufenden Steges 24, axial entsprechend abgekröpft. Diese Abkröpfung bringt die Möglichkeit mit sich, den Raumbedarf der Bauteile radial außerhalb der Federelemente 7, 9 in der Darstellung nach links zu versetzen, um Platz für andere Bauteile der Reibungskupplung zu schaffen, in welche die Kupplungsscheibe eingesetzt ist. Weiterhin sind die Steuerarme 28 der Bauteile 3 und 4 so gestaltet, daß sie im verbauten Zustand durch einen axialen Spalt 39 axial voneinander getrennt sind. Sie können dabei in Umfangsrichtung drehfest ausgebildet sein, eine solche drehfeste Verbindung ist jedoch nicht zwingend notwendig. Im axialen Bauraum zwischen dem Steg 24 des Zwischenteils 5 und den Innenseiten der scheibenförmigen Bereiche 30 der Ausgangsteile sind Reib/Gleitelemente 38 angeordnet, die vorzugsweise aus geeignetem Kunststoff bestehen. Dabei sind die Materialstärken der Reib/Gleitelemente 38 derart auf die Materialstärke des Stegs 24 und auf den Spalt 39 abgestimmt, daß der Steg 34 in Achsrichtung zwischen die scheibenförmigen Bereiche 30 eingespannt ist und zwar unter Zwischenschaltung der Reib/Gleitelemente 38. Die Kraft wird dabei durch die Wellfeder 31 aufgebracht, die zwischen der Innenseite des Deckblechs 2 und der Außenseite des rechts angeordneten scheibenförmigen Bereiches angeordnet ist. Die Kraft der Wellfeder 31 wird dabei über das Deckblech 2, über die hier nicht dargestellten festen Verbindungselemente zwischen den beiden Deckblechen 1 und 2 auf das Deckblech 1 und somit auf den Reibring 11 übertragen, der seinerseits auf der Außenseite des scheibenförmigen Bereichs 30 des Bauteils 4 aufliegt. Durch entsprechende Abstimmung der Axialkraft der Wellfeder 31 mit dem Reibungskoeffizienten der Reib/Gleitelemente 38 gegenüber den beiden Ausgangsteilen ist es somit möglich, eine zusätzliche Reibeinrichtung für den Lastbereich zu schaffen, die allerdings nur in dem Verdrehwinkelbereich wirksam ist, in welchem eine Relativbewegung zwischen dem Zwischenteil 5 und den beiden Ausgangsteilen 3 und 4 stattfindet. Die Reib/Gleitelemente 38 sind im vorliegenden Fall nach radial innen soweit heruntergezogen, daß sie auch noch eine axiale Führung für die Nabenscheibe 6 der Leerlauffedereinrichtung darstellen. Dabei kann die Nabenscheibe 6 in Achsrichtung zwischen diesen Reib/Gleitelementen 38 axial lose eingebaut sein, wodurch die gegenseitige Fremdreibung sehr gering gehalten ist. Es kann jedoch auch eine gezielte Leerlaufreibeinrichtung vorgesehen werden, die im vorliegenden Fall nur noch aus der Wellfeder 40 besteht, die zwischen der Nabenscheibe 6 und einem der Bauteile 3 oder 4 angeordnet ist. Sie bringt die Nabenscheibe 6 an einem der beiden Reib/Gleitelemente 38 zur Anlage und sorgt für eine gezielte gut abstimmbare Reibung bei Relativverdrehung zwischen der Nabenscheibe 6 und den Bauteilen 3 und 4, das heißt also, im Leerlaufbereich. Diese Reibung ist auf den Leerlaufbereich beschränkt, da ja die beiden Bauteile 3 und 4 mit ihrer Innenverzahnung gegenüber der Außenverzahnung 19 der Nabe 10 nur im Bereich der Leerlauffederung Beweglichkeit aufweisen, während die Nabenscheibe 6 absolut drehfest auf der Außenverzahnung 19 angeordnet ist.

In Fig. 8 ist die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Kupplungsscheibe dargestellt, bei welcher die beiden Ausgangsteile 3 und 4 symmetrisch ausgebildet sind und entsprechend den Fig. 1-6 im Bereich ihrer Steuerarme 28 über Befestigungsniete 29 fest miteinander verbunden sind. Durch diese fest Verbindung kann eine vormontierbare Unterbaueinheit geschaffen werden, die aus den beiden Bauteilen 3 und 4 besteht, aus dem Zwischenteil 5, aus der Nabenscheibe 6 für die Leerlauffederung und aus den Federelementen 8 für die Leerlauffederung. Diese Unterbaueinheit kann separat vormontiert werden, wodurch die relativ kleinen Einzelteile der Leerlauffederung nicht mehr verlorengehen können. Im vorliegenden Fall besteht diese Unterbaueinheit noch zusätzlich aus den beiden Reib/Gleitelementen 38, die eine axiale Führung des Zwischenteils 5 gegenüber den Bauteilen 3 und 4 ermöglichen, wobei jedoch durch Anordnung eines entsprechenden axialen Spiels ein sehr niedriger Reibungswiderstand bei Relativbewegung eingehalten werden kann. Die Reib/Gleitelemente 38 sind dabei mit axial aufeinander zu gerichteten Stegen 41 versehen, mit denen eine radiale Führung gegenüber dem Zwischenteil 5 gewährleistet ist. Die Reib/Gleitelemente 38 sind in ihrem Innendurchmesser so weit nach innen gezogen, daß sie auch die Nabenscheibe 6 der Leerlauffedereinrichtung in Achsrichtung führen. Dabei kann hier, wie dargestellt, eine axial lose Führung vorgesehen sein, die für eine sehr geringe Reibung bei Relativbewegung sorgt, es kann jedoch auch entsprechend Fig. 4 hier eine gezielte Leerlaufreibeinrichtung mit einer entsprechenden Feder vorgesehen werden. Dabei ist es auch möglich, daß die Reib/Gleitelemente 38 über ihre Stege 41 auf dem Außendurchmesser der Nabenscheibe 6 geführt sind.

Die übrigen Bauteile der Kupplungsscheibe sind bereits in Verbindung mit den Fig. 1-7 ausführlich beschrieben.

Claims

1. Kupplungsscheibe, insbesondere für eine Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Reibbelag, der fest mit einem von zwei axial beabstandeten und fest untereinander verbundenen scheibenförmigen Deckblechen als Eingangsteil verbunden ist, ein als Ausgangsteil ausgebildetes scheibenförmiges Bauteil zwischen beiden Deckblechen, welches mit einer Nabe drehfest verbunden ist, ein scheibenförmiges Zwischenteil zwischen beiden Deckblechen, Federfenster in den Eingangsteilen, im Zwischenteil und im Ausgangsteil zum Anordnen von Federelementen, wobei ein Satz von Federelementen wirkungsmäßig zwischen den Eingangsteilen und dem Zwischenteil und ein Satz von Federelementen zwischen dem Zwischenteil und dem Ausgangsteil angeordnet ist und somit jeweils ein Federelement des einen und des anderen Satzes in Reihe geschaltet sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) das Zwischenteil (5) ist im wesentlichen eben ausgebildet mit zumindest einem inneren oder äußeren umlaufenden Steg (24, 25), von welchem im wesentlichen radial verlaufende Stege (26) ausgehen, die Federansteuer kanten bilden, wobei Federfenster (27) umfangsmäßig zwischen zwei benachbarten Stegen (26) gebildet sind, die jeweils ein Federelement (7) des einen und ein Federelement (9) des anderen Satzes aufnehmen und zwischen den Federelementen (7, 9) Platz vorgesehen ist für Steuerar me (28) des Ausgangsteils (3, 4),
b) das Ausgangsteil besteht aus zwei Bauteilen (3, 4), die jeweils radial verlaufende Steuerarme (28) aufweisen, in deren Bereich sie drehfest miteinander verbunden sein können, wobei die Steuerarme (28) zumindest umfangsmäßig in die Federfenster (27) des Zwischenteils (5) hineinreichen und Steuerkanten für die Federelemente (7, 9) bilden und die Steuerarme (28) nach radial innen hin in scheibenförmige innere Berei che (30) münden, die axial mindestens um die Materialstärke des Zwischenteils (5) voneinander beabstandet sind und deren innere Bereiche drehfest mit der Nabe (10) verbunden sind,
c) eine Reibeinrichtung (11, 31) ist radial innerhalb der Federelemente (7, 9) und axial zwischen den Innenseiten der Deckbleche (1, 2) und den Außenseiten der inneren Bereiche (30) der Bauteile (3, 4) des Ausgangsteils angeordnet.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Steuerarme (28) eines der beiden Bauteile (3, 4) in Richtung auf das andere zu abgekröpft sind und somit axial in die Federfenster (27) des Zwischenteils (5) hineinreichen.

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerarme (28) beider Bauteile (3, 4) aufeinander zu abgekröpft sind.

4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibeinrichtung einerseits aus einer Feder wie Wellfeder (31) besteht und andererseits aus wenigstens einem Reibring (11).

5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Bereiche (30) der beiden Bauteile (3, 4) des Ausgangsteiles mit einer Innenverzahnung (20) drehfest in eine Außenverzahnung (19) der Nabe (10) eingreifen.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (5) zumindest einen inneren umlaufenden Steg (24) aufweist und axial zwischen den scheibenförmigen Bereichen (30) und radial innerhalb des Steges (24) eine Nabenscheibe (6) angeordnet und drehfest mit der Nabe (10) verbunden ist, die Teil einer Leerlauffedereinrichtung (16) ist mit Federfenstern (36) zur Aufnahme von Leerlauffederelementen (8), die über Ansteuerkanten (37) in beiden Bauteilen (3, 4) des Ausgangsteiles ansteuerbar sind und die Innenverzahnung (20) der Bauteile (3, 4) mit Umfangsspiel entsprechend dem Wirkungsbereich der Leerlauffederein richtung (16) in die Außenverzahnung (19) der Nabe (10) eingreift.

7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (6) eine Innenverzahnung (21) aufweist, mit welcher sie spielfrei in Umfangsrichtung auf die Außenverzahnung (19) der Nabe (10) aufgesetzt ist.

8. Kupplungsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlauffedereinrichtung (16) als vormontierbare Unterbaueinheit ausgebildet ist, umfassend zumindest die beiden Bauteile (3, 4) des Ausgangsteils, die zumindest in Achsrichtung miteinander verbunden sind, das Zwischenteil (5), die Nabenscheibe (6) und die Leerlauffederelemente (8).

9. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Führung der Bauteile (3, 4) des Ausgangsteils über

a) die inneren Bereiche der Deckbleche (1, 2), die seitlich der Außenverzah nung (19) der Nabe (10) angeordnet sind und
b) über die Teile der Reibeinrichtung (11, 31) erfolgt.

10. Kupplungsscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Deckblech (1) radial über ein Gleit/Reibelement (12) auf einem zylindrischen Führungsdurchmesser der Nabe (10) geführt ist, und dieses axial an der Stirnseite der Außenverzahnung (19) der Nabe (10) anliegt und zwischen dem anderen Deckblech (2) und der ihm zugeordneten Stirnseite der Außenverzahnung (19) zumindest ein Federelement (13) angeordnet ist.

11. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei das Zwischenteil zumindest mit einem radial äußeren Steg versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerarme (28) in ihren radial äußeren Bereichen in Umfangsrichtung weisende Fortsätze (32) aufweisen, die zusammen mit Anschlagkan ten (33) am radial äußeren Steg (25) einen Anschlag als Blockierschutz für die Federelemente (7, 9) darstellen.

12. Kupplungsscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente der beiden Deckbleche (1, 2) in Form von Abstandsnieten (18) in umfangsmäßig verlaufenden, nach radial außen hin offenen Aussparungen (34) im äußeren Steg (25) des Zwischenteils (5) angeordnet sind und zusammen mit den umfangsmäßigen Begrenzungskanten (35) der Aussparungen (34) Anschläge zum Blockierschutz für die Federelemente (7, 9) bilden.

13. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (5) zumindest einen inneren umlaufenden Steg (24) aufweist, über welchen es axial zwischen den Innenwänden der scheibenförmigen Bereiche (30) der Bauteile (3, 4) des Ausgangsteils geführt ist unter Zwischenschaltung von Reib/Gleitelementen (38).

14. Kupplungsscheibe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerarme (28) der Bauteile (3, 4) durch einen axialen Spalt (39) voneinander getrennt sind und die scheibenförmigen Bereiche (30) der Bauteile (3, 4) unter Zwischenschaltung der Reib/Gleitelemente (38) und des Steges (24) durch die Kraft der Wellfeder (31) aufeinander aufliegen.

15. Kupplungsscheibe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib/Gleitelemente (38) über axial verlaufende einteilige Stege (41), die in den Raum zwischen Außendurchmesser Nabenscheibe (6) und Innendurchmesser Steg (24) hineinreichen, radial geführt sind.

16. Kupplungsscheibe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (5) über die Stege (41) am Außendurchmesser der Nabenscheibe (6) geführt ist.

17. Kupplungsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (6) axial zwischen den Bereichen (30) der Bauteile (3, 4) geführt ist.

18. Kupplungsscheibe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (6) als Kunststoffbauteil ausgeführt ist.

19. Kupplungsscheibe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (6) als Führungselement für das Zwischenteil (5) fungiert.

20. Kupplungsscheibe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Nabenscheibe (6) und einem der Bereiche (30) des Ausgangsteils eine Wellfeder (40) angeordnet ist zur Erzeugung einer Leerlaufreibung.

21. Kupplungsscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (17) ein Verhältnis Außendurchmesser (D_A) zu Innendurchmesser (D_I) von kleiner als 1,4 aufweist und das Verhältnis von Außendurchmesser (D_A) des Reibbelages (17) zu Außendurchmesser (D_a) der Deckbleche (1, 2) kleiner oder gleich 1,4 ist.

22. Kupplungsscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Federn eines Satzes von Federelementen (7, 9) ein Verhältnis vom Außendurchmesser zur Länge im ungespannten Zustand von gleich oder größer 0,7 aufweisen.