DE19524749C1

DE19524749C1 - Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer für Kraftfahrzeugkupplungen

Info

Publication number: DE19524749C1
Application number: DE1995124749
Authority: DE
Inventors: Norbert Ament; Georg Dipl Ing Kraus
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2015-07-08
Also published as: FR2736406B1; ES2142196A1; FR2736406A1; BR9602996A; GB2303196B; ES2142196B1; GB9613878D0; GB2303196A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 39 22 730 A1 ist eine Kupplungsscheibe bekannt, bei welcher der Haupttorsionsdämpfer im wesentlichen aus Deckblechen und einem Nabenflansch besteht, wo bei der letztgenannte axial zwischen den Deckblechen angeordnet ist und mit Verdrehspiel auf einer Nabe sitzt, die drehfest mit einer nicht gezeigten Getriebewelle verbunden ist. Zum Haupttorsionsdämpfer gehören außerdem Kraftspeicher, die in Fenstern der Deckbleche und der Nabenscheibe aufgenommen sind und eine Lastreibeinrichtung. Axial zwischen dem Nabenflansch und einem der Deckbleche ist ein Leerlauf-Torsionsdämpfer angeordnet, der aus einer mit der Nabe drehfesten Nabenscheibe und beidseits derselben angeordneten Deckplatten, Kraftspeichern, die in Fenstern von Nabenscheibe und Deckplatten eingreifen sowie einem Reibring, der axial zwischen einem der Deckbleche des Haupttorsionsdämpfers und der benachbarten Deckplatte des Leerlauf-Torsionsdämpfers angeordnet ist, besteht. Der Reibring ist in Radialrichtung über die dem vorgenannten Deckblech benachbarte Deckplatte hinausgeführt und weist im radial äußeren Bereich axiale Vorsprünge auf, die in Ausnehmungen der Nabenscheibe eingreifen, wobei die Ausnehmungen zur Bildung des vorbestimmten Verdrehspiels zwischen Reibring und Nabenscheibe in Umfangsrichtung größer sind als die Vorsprünge. Der Reibring stützt sich einerseits am Deckblech des Haupttorsionsdämpfers und andererseits über einen Axialkraftspeicher an der benachbarten Deckplatte des Leerlauf-Torsionsdämpfers ab.

Durch die Anordnung des Reibringes axial zwischen einem Deckblech des Haupttorsionsdämpfers und der benachbarten Deckplatte des Leerlauf-Tor sionsdämpfers wird auch dann, wenn der eigentliche Wirkbereich des Reibringes, nämlich der Bereich der Leerlauf-Lasttorsionsdämpfung, bereits verlassen ist, durch Reibung belastet, da im Bereich der Haupttorsionsdämpfung eine Relativdrehung zwischen den Deckblechen als den Eingangsteilen des Haupttorsionsdämpfers und dem Nabenflansch als dem Ausgangsteil des letztgenannten und, wegen der drehfesten Verbindung der Deckplatten des Leerlauf-Torsionsdämpfers mit dem Nabenflansch, auch zwischen diesen und dem Deckblech erfolgt. Hierdurch bedingt, ist der Reibring auch in einem Betriebsbereich, in welchem er nicht wirksam sein sollte, ständig belastet und daher einem schnellen Verschleiß unterworfen, insbesondere wenn der Reibring an zumindest einer seiner Reibflächen mit Kunststoff ausgebildet ist. Eine Abnutzung des Reibringes an diesen Reibflächen kann zu einer Veränderung der Vorspannung des ihn belastenden Axialkraftspeichers führen, wodurch letztendlich das Dämpfungsverhalten im eigentlichen Wirkungsbereich des Reibrings, nämlich bei Lasttorsionsdämpfung im Leerlauf, nachteilig beeinflußt werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Leerlauf-Torsionsdämpfer einer Kupplungsscheibe so auszubilden, daß er einem minimalen Verschleiß unterworfen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch Anordnung des Reibringes axial zwischen dem Nabenflansch des Haupttorsionsdämpfers und einer Deckplatte des Leerlauf-Torsionsdämpfers befindet er sich zwischen zwei Bauteilen, die wegen ihrer drehfesten Verbindung zueinander keine Relativbewegung erfahren. Dadurch bedingt, wird sowohl im Bereich der Grundreibung bei Leerlauf, in welchem sich der Reibring unter Teilnahme an der Bewegung des Nabenflansches des Haupttorsionsdämpfers sowie der Deckplatte des Leerlauf-Torsionsdämpfers relativ zur Nabenscheibe des letztgenannten bewegen kann, als auch innerhalb des Bereichs der Haupttorsionsdämpfung, in welchem sich die Nabenscheibe, die Deckplatten, der Reibring und der Nabenflansch relativ gegenüber den Deckblechen des Haupttorsionsdämpfers bewegen, frei von einer Relativbewegung gegenüber der benachbarten Deckplatte bzw. dem benachbarten Nabenflansch bleibt. Nur dann, wenn sich der Torsionsschwingungsdämpfer innerhalb seiner Leerlauf-Lasttorsionsdämpfung befindet, folgen die Deckplatte des Leerlauf-Torsionsdämpfers und damit der Nabenflansch des Haupttorsionsdämpfers noch reibschlüssig den Deckblechen des letztgenannten, während der Reibring nach Aufbrauchen seines Spiels gegenüber der Nabenscheibe des Leerlauf-Torsionsdämpfers bereits an diesem in Anlage und damit zum Stillstand gekommen ist. Nur in dem letztgenannten Betriebsbereich liegt folglich eine Relativbewegung zwischen dem Reibring und den jeweils benachbarten Bauteilen vor, so daß die Zeitintervalle, in denen er einem verschleißbehafteten Betrieb unterworfen ist, auf ein Minimum reduziert ist. Selbst bei Ausbildung des Reibringes mit Kunststoff ist demnach nicht von einer Veränderung des Verhaltens der Leerlauf-Torsionsdämpfers aufgrund Verschleißeinwirkung zu rechnen.

Vorteilhaft ist außerdem, daß der Reibring zwischen den zugeordneten Bauteilen Nabenflansch/Deckplatte durch den Axialkraftspeicher des Haupttor sionsdämpfers reibschlüssig gehalten ist, so daß er nicht der Zuordnung eines eigenen Axialkraftspeichers bedarf. Durch die geschickte Anordnung des Reibrings relativ zu Bauteilen des Haupt- sowie des Leerlauf-Torsionsdämpfers ist demnach die Bauteileanzahl reduzierbar.

In Anspruch 2 ist eine Konstruktion einer Kupplungsscheibe beansprucht, in welcher der Reibring mit besonderem Vorteil angeordnet ist. Anspruch 3 zeigt die Ausbildung einer Deckplatte auf, die einen axialen Durchgriff des Vorsprungs des Reibringes ermöglicht, so daß auf eine radiale Verlängerung des letztgenannten über die Deckplatte hinaus verzichtet werden kann. Durch die in Umfangsrichtung größere Ausbildung der Öffnung in der Deckplatte gegenüber der Ausnehmung der Nabenscheibe wird die Bewegung des Reibringes nicht eingeschränkt.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen in einzelnen:

Fig. 1 den Gesamtlängsschnitt durch eine Kupplungsscheibe;

Fig. 2 die vergrößerte Darstellung der oberen Hälfte des Schnittes gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilansicht mit einzelnen geschnittenen Bereichen;

Fig. 4 wie Fig. 2, aber mit konstruktiv anderer Ausbildung des Leerlauf-Torsionsdämpfers.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Gesamtsituation der Kupplungsscheibe. Diese ist mit ihrer Nabe 1 auf einer nicht dargestellten Getriebewelle drehfest - aber axial verschiebbar - gelagert und dreht sich um die Drehachse 3. Über eine Verzahnung 4 mit Verdrehspiel 5 ist sie umfangsmäßig mit dem Nabenflansch 2 verbunden. Zu beiden Seiten des Nabenflansches 2 sind Deckbleche 6 und 7 angeordnet, die im Bereich ihres Außendurchmessers über Verbindungsniete 35 miteinander drehfest verbunden sind. In Fenstern der Deckbleche 6 und 7 sowie in Fenstern des Nabenflansches 2 sind Torsionsfedern 9 angeordnet, die in Zusammenwirkung mit den Deckblechen 6 und 7 und dem Nabenflansch 2 einen Haupttorsionsdämpfer 14 bilden. Am Außenumfang des Deckblechs 6 sind die Reibbeläge 8 befestigt. Beide Deckbleche 6 und 7 werden über den Lagerring 22 am Innendurchmesser des Deckbleches 6 in radialer Richtung gegenüber der Nabe 1 verdrehbar geführt. Zwischen Nabenflansch 2 und Deckblech 6 ist der Leerlauf-Torsionsdämpfer 15 angeordnet, der sich aus zwei Deckplatten 10 und 11, der Nabenscheibe 12 sowie Torsionsfedern 13 zusammensetzt. Die Nabenscheibe 12 ist dabei drehfest auf die Nabe 1 aufgesetzt und ihr gegenüber sind sämtliche verdrehbaren Bauteile axial festgelegt. Die dem Deckblech 6 des Haupttorsionsdämpfers 14 benachbarte Deckplatte 10 des Leerlauf-Tor sionsdämpfers 15 weist im Bereich ihres Außenumfangs und radial außerhalb der Torsionsfedern 13 axial abgewinkelte Vorsprünge 16 auf, die bis in Aussparungen 17 des Nabenflansches 2 hineinragen und hier eine umfangsmäßig spielfreie Drehverbindung herstellen. Die gleichen Vorsprünge 16 legen auch die dem Nabenflansch 2 benachbarte Deckplatte 11 umfangsmäßig fest, indem sie in Aussparungen 38 der Deckplatte 11 in Umfangsrichtung spielfrei eingreifen. In Achsrichtung gesehen liegt die Deckplatte 10 über Abstützkanten 36 an der Deckplatte 11 auf und beide stützen sich axial über einen Reibring 27 am Nabenflansch 2 ab. Die axiale Abstützkraft wird hierbei durch einen Axialkraftspeicher 18 in Form einer Tellerfeder erzeugt, die sich axial zwischen dem Deckblech 7 und einem Winkelring 19 befindet, der drehfest - aber axial verlagerbar - mit dem Deckblech 7 verbunden ist und einen Reibbelag 20 beaufschlagt, der sich seinerseits am Nabenflansch 2 abstützt. Die Axialkraft des Kraftspeichers 18 wird über die Verbindungsniete 35 auf das Deckblech 6 geleitet und von dort über einen Reibbelag 21 wiederum auf die äußere Deckplatte 10 des Leerlauf-Torsionsdämpfers 15. Somit ist dieses System in Achsrichtung in sich geschlossen, wobei der Axialkraftspeicher 18 zusammen mit dem Winkelring 19 und den Reibbelägen 20, 21 eine Lastreibeinrichtung 40 bildet. Die axiale Führung der verdrehbaren Bauteile erfolgt über den Lagerring 22, der axial fest in das Deckblech 6 eingesetzt ist. Er wird von einer Wellfeder 24 beaufschlagt, die sich an der gegenüberliegenden Seite der Verzahnung 4 der Nabe 1 über einen Abstandsring 23 abstützt, und deren Abstützkraft über das Deckblech 7 und die Verbindungsniete 35 auf das Deckblech 6 übertragen wird. Dabei bildet die Nabe 1 zusammen mit der Wellfeder 24, dem Lagerring 22 und dem Abstandsring 23 eine Grundreibeinrichtung 25 mit niedrigem Reibwert, die über den gesamten Verdrehwinkelbereich wirksam ist. Im Wirkungsbereich des Haupttorsionsdämpfers 14 kommt zusätzlich zu dieser Reibkraft eine weitere, die durch die beiden Reibbeläge 20 und 21 in Verbindung mit dem Axialkraftspeicher 18 erzeugt wird. Weiterhin ist eine verschleppt wirksame, Leerlauf-Lastreibeinrichtung 26 vorgesehen, die durch den zwischen der axial inneren Deckplatte 11 des Leerlauf-Torsionsdämpfers 15 und dem Nabenflansch 2 des Haupttorsionsdämpfers 14 angeordneten Reibring 27 gebildet ist und unter der Wirkung des Axialkraftspeichers 18 reibschlüssig zwischen den beiden vorgenannten Bauteilen 2 und 11 gehalten ist. Der Reibring 27 weist mehrere am Umfang verteilte, axial in Richtung auf die Nabenscheibe 12 zu weisende Vorsprünge 28 auf, die in Ausnehmungen 30 der Nabenscheibe 12 mit Umfangsspiel eingreifen. Dabei ist in Fig. 2 zur anschaulicheren Darstellung ein Vorsprung 28 strichpunktiert in die Schnittebene geschwenkt, während beim ausgeführten Beispiel gemäß Fig. 3 die Vorsprünge 28 und 16 umfangsmäßig verteilt angeordnet sind. Dadurch können sie im wesentlichen auf den gleichen Durchmesser gebracht werden und nehmen so in radialer Richtung wenig Platz ein.

Die Funktion der Kupplungsscheibe ist kurz folgende:
Im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine sind die Bauteile 6, 7, 9, 2 des Haupttorsionsdämpfers 14 als starre Baueinheit zu betrachten und sie bewegen sich gegenüber der Nabe 1 in Umfangsrichtung lediglich innerhalb des Verdrehspieles 5 der Verzahnung 4 zwischen dem Nabenflansch 2 und der Nabe 1. In diesem Betriebszustand wird der Leerlauf-Torsionsdämpfer 15 mit seinen Torsionsfedern 13 beaufschlagt. Die Beaufschlagung der Torsionsfedern 13 erfolgt über die beiden drehfest mit dem Nabenflansch 2 verbundenen Deckplatten 10 und 11 auf die drehfest mit der Nabe 1 verbundene Nabenscheibe 12. Dabei sind die folgenden Bauteile zur Erzeugung einer Reibung in Tätigkeit:

Einmal die über den gesamten Wirkungsbereich der Kupplungsscheibe wirksame Grundreibeinrichtung 25, bestehend aus den Teilen 22, 12, 1, 23 und 24. Hierbei wird zwischen einer am Lagerring 22 angeformten, zur Nabenscheibe 12 gerichteten Nase 37 und der Nabenscheibe 12 eine erste Reibstelle und zwischen der Nabe 1 und Wellfeder 24 über den Abstandsring 23 eine zweite Reibstelle erzeugt. Zusätzlich beim Überschreiten eines durch die Abstimmung vorgegebenen Winkels wird die- Reibkraft der Leerlauf-Lastreibeinrichtung 26 wirksam, indem folgendes eintritt:
Durch die zueinander drehfesten Bauteile 11 und 2 mitbewegt, gelangen die Vorsprünge 28 des Reibringes 27 nach Aufbrauchen des Verdrehspieles gegenüber den Ausnehmungen 30 in der Nabenscheibe 12 an der jeweils zugeordneten Begrenzung der jeweiligen Ausnehmung 30 in Anlage, wodurch die Bewegung des Reibringes 27 derjenigen der Nabenscheibe 12 sowie der Nabe 1 angepaßt wird, während die Deckplatten 10 und 11 sowie der Nabenflansch 2 unverändert der Bewegung der Deckbleche 6 und 7 nachfolgen. Es kommt folglich zu einer Reibung einerseits zwischen dem Reibring 27 und der diesem benachbarten Deckplatte 11 und andererseits zwischen dem Reibring 27 und dem Nabenflansch 2. Diese Reibung hält an, solange das Spiel im Verzahnungsbereich zwischen Nabe 1 und Nabenflansch 2 noch nicht aufgebraucht ist. Hierbei wird jedesmal bei Drehrichtungsumkehr erst ein Leerweg entsprechend dem Spiel zwischen den Vorsprüngen 28 und den Aussparungen 30 ohne Reibkrafterzeugung zurückgelegt. Sobald das vorgenannte Verdrehspiel 5 in der Verzahnung 4 vollkommen aufgebraucht ist, sind der Nabenflansch 2 sowie die Deckplatten 10 und 11 und die Nabenscheibe 12 des Leerlauf-Torsionsdämpfers 15 drehfest mit der Nabe 1 anzusehen, die Kupplungsscheibe arbeitet im Bereich der Haupttorsionsdämpfung. Hierdurch bedingt, ist der Reibring 27 wieder frei von in Umfangsrichtung wirkenden Kräften zwischen der Deckplatte 11 und dem Nabenflansch 2 eingespannt und daher nicht mehr wirksam. Die Reibstellen befinden sich jetzt einerseits zwischen dem Deckblech 6 des Haupttorsionsdämpfers 14 und der benachbarten Deckplatte 10 des Leerlauf-Tor sionsdämpfers 15 und andererseits zwischen dem mit dem Deckblech 7 drehfesten Winkelring 19 und dem Nabenflansch 2 an den Reibbelägen 20 und 21.

Abschließend ist noch zu erwähnen, daß bei jeder Drehrichtungsumkehr der verdrehbaren Bauteile gegenüber der Nabe 1 die verschleppte Leerlauf-Last reibeinrichtung 26 zuerst den Freiwinkel durchläuft, bevor sie wieder wirksam wird. Die Reibkraftabstimmung kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß Reibbeläge mit unterschiedlicher Materialzusammensetzung verwendet werden.

Im Gegensatz zu der Ausführung gemäß dem bisher beschriebenen Beispiel sind die Vorsprünge 28 am Reibring 27 bei der Ausführung gemäß Fig. 4 nicht radial außerhalb der benachbarten Deckplatte 11 ausgeführt, sondern verlaufen innerhalb des Erstreckungsbereichs dieser Deckplatte in Richtung zur Nabenscheibe 12. Hierbei durchdringen die Vorsprünge 28 zugeordnete, in Umfangsrichtung verlaufende Öffnungen 33 in der Deckplatte 11 und greifen in die Ausnehmungen 30 der Nabenscheibe 12 ein. Die Öffnungen 33 in der Deckplatte 11 sind in Umfangsrichtung groß genug, um eine Relativbewegung zwischen dem Reibring 27 und der Nabenscheibe 12 nicht zu behindern. Vorzugsweise sind die Öffnungen 33 daher in Umfangsrichtung größer als die Ausnehmungen 30 in der Nabenscheibe 12. Ansonsten entspricht die Ausführung des Torsionsschwingungsdämpfers gemäß Fig. 4 der des bislang beschriebenen, weshalb nicht näher hierauf eingegangen wird.

Claims

1. Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer für Kraftfahrzeugkupplungen, bestehend aus einer Nabe zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebewelle, einem Nabenflansch, der mit einem vorbestimmten Verdrehspiel auf der Nabe angeordnet ist, zumindest einem Deckblech und mit Kraftspeichern eines Haupttorsionsdämpfers, aus einem Leerlauf-Torsionsdämpfer, der axial zwischen dem Deckblech und dem Nabenflansch angeordnet ist und zumindest eine Deckplatte, eine Nabenscheibe und einen Reibring aufweist, wobei die Deckplatte mit dem Nabenflansch und die Nabenscheibe mit der Nabe drehfest verbunden ist und der Reibring über einen axialen Vorsprung an der Nabenscheibe mit Verdrehspiel angreift, das winkelmäßig kleiner als dasjenige zwischen dem Nabenflansch des Haupttorsionsdämpfers und der Nabe ist, sowie aus einem Axialkraftspeicher, der, sich am Deckblech abstützend, eine Axialkraft zur Einspannung des Leerlauf-Torsionsdämpfers zwischen dem Deckblech und dem Nabenflansch des Haupttorsionsdämpfers bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (27) axial zwischen der den Eingangsteil des Leerlauf-Torsionsdämpfers (15) bildenden Deckplatte (11) und dem den Ausgangsteil des Haupttorsionsdämpfers (14) bildenden Nabenflansch (2) vorgesehen und unter der Wirkung des Axialkraftspeichers (18), der Teil einer Lastreibeinrichtung (40) des Haupttorsionsdämpfers (14) ist, reibschlüssig eingespannt ist.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 mit einem Leerlauf-Torsionsdämpfer, der beidseits der Nabenscheibe je eine Deckplatte aufweist, wobei die drehfeste Mitnahme derselben gegenüber dem Nabenflansch des Haupttorsionsdämpfers über axial abgebogene Lappen der dem Deckblech des Haupttorsionsdämpfers benachbarten Deckplatte erfolgt, die umfangsmäßig spielfrei Aussparungen der anderen Deckplatte durchgreifen und, ebenfalls umfangsmäßig spielfrei, in Aussparungen des Nabenflansches eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (27) axial zwischen dem Nabenflansch (2) und der mit den Aussparungen (38) versehenen Deckplatte (11) angeordnet ist und mit seinem Vorsprung (28) axial über die letztgenannte Deckplatte (11) hinausragend in die zugeordnete Ausnehmung (30) der Nabenscheibe (12) eingreift.

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (28) eine Öffnung (33) in der benachbarten Deckplatte (11) durchgreift, die in Umfangsrichtung größer als die Ausnehmung (30) in der Nabenscheibe (12) ist.