DE19610699A1

DE19610699A1 - Automotive single-plate dry clutch

Info

Publication number: DE19610699A1
Application number: DE1996110699
Authority: DE
Inventors: Peter Streng; Thomas Gruber; Werner Kroeger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-09-25

Abstract

Asymmetrically distributed round its periphery the friction lining (3) has a number of interruptions or break points (5) arranged symmetrically respectively on rear and front faces of the clutch plate and specifically formed from indentations in the lining over different widths (b). Otherwise the break or interruption points can be provided by dissimilar characteristics of the lining spring sheets (2) arranged between the linings. The lining fixers (4) stand to differing height (h) off the spring sheets. The spring differences cause the lining to corrugate during clutching so by varying the spring strengths the break points (5) can be spaced asymmetrically round the lining. The indentations induce torsional variations during clutch engagement. Their asymmetric distribution causes high-frequency oscillations.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe einer Einscheiben-Trocken kupplung für ein Kraftfahrzeug mit beidseitig vorgesehenen Reibbelägen. In ihrer einfachsten Ausführungsform kann diese Kupplungsscheibe ein einfa ches Nabenteil besitzen, auf welches bevorzugt unter Zwischenschaltung sog. Belagfederbleche die Reibbeläge aufgebracht sind, wobei eine derar tige einfache Kupplungsscheibe insbesondere in Verbindung mit dem Fach mann bekannten Zweimassen-Schwungrädern Verwendung findet. Irgend welche Dämpfungsmaßnahmen gegen Schwingungen in Richtung des zu übertragenden Drehmomentes sind in dieser einfachen Kupplungsscheibe somit nicht enthalten.The invention relates to a clutch disc of a single-disc dryer clutch for a motor vehicle with friction linings provided on both sides. In In its simplest embodiment, this clutch disc can be simple Ches hub part, on which preferably with interposition So-called pad spring plates the friction linings are applied, one of which term simple clutch disc especially in connection with the compartment known two-mass flywheels are used. Any what damping measures against vibrations in the direction of Torque are transmitted in this simple clutch disc therefore not included.

Diese Einscheiben-Trockenkupplung wirkt einerseits mit dem Schwungrad, insbesondere Zweimassen-Schwungrad, und andererseits mit einer Druck platte zusammen. Durch Geometriefehler an diesen einzelnen Bauteilen kann es bei Differenzdrehzahlen von Kupplungsscheibe und Kupplungs-Druck platte, die bei jedem Einkuppelvorgang bzw. Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges auftreten, zu Drehmomentschwankungen kommen, die sich über die Kupplungsscheibe in die Eingangswelle des sich daran an schließenden Schaltgetriebes fortpflanzen. Ist ein dominanter geometrischer Fehler vorhanden, so entspricht die Anregungsfrequenz dieser Drehmo mentschwankungen hauptsächlich der sog. ersten Motorordnung, wenn - wie bei Kraftfahrzeugen üblich - das Schwungrad am Motor bzw. an der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges befestigt ist. Liegt nun die Eigen frequenz des gesamten Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges ebenfalls im Bereich dieser ersten Motorordnung, so führen diese Drehmomentschwan kungen zu Resonanzen des gesamten Antriebsstranges, die sich als sog. bekanntes "Rupfen" während des Einkuppelvorganges äußern.This single-disc dry clutch works on the one hand with the flywheel, especially two-mass flywheel, and on the other hand with a pressure plate together. Due to geometry errors on these individual components it can occur at differential speeds of clutch disc and clutch pressure plate that with each engaging or starting process of the Motor vehicle occur, torque fluctuations occur via the clutch disc in the input shaft of the propagate the closing gearbox. Is a dominant geometric If there is a fault, the excitation frequency corresponds to this torque fluctuations mainly in the so-called first engine code, if - how common in motor vehicles - the flywheel on the engine or on the Internal combustion engine of the motor vehicle is attached. Now is the own frequency of the entire drive train of the motor vehicle also in Area of this first engine order, this lead to torque swans responses to the entire drive train, which are known as utter known "plucking" during the coupling process.

Vermieden werden kann dieses "Rupfen" dann, wenn kein geometrischer Fehler oder dgl. vorliegt, der die besagten Drehmomentschwankungen wäh rend des Kuppelvorganges hervorruft. Eine absolute Fehlerfreiheit, d. h. völ lig plane und zueinander parallele Kontaktflächen von Schwungrad, Druck platte und Kupplungsscheibe sind jedoch in der Praxis nicht möglich. Eine einfache Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik, d. h. gegen das "Rupfen" aufzuzeigen, ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung.This "picking" can be avoided if it is not geometrical There is an error or the like which selects said torque fluctuations during the coupling process. Absolute freedom from errors. H. völ Lig plane and parallel contact surfaces of flywheel, pressure plate and clutch disc are not possible in practice. A simple remedial measure for this problem, d. H. versus To demonstrate the "plucking" is therefore the object of the present invention.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Reibbelag asymmetrisch über den Scheibenumfang verteilt angeordnete Störstellen aufweist. Vorteil hafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.To solve this problem it is provided that the friction lining is asymmetrical has impurities distributed over the circumference of the pane. Advantage Strong training and further education are the content of the subclaims.

Erfindungsgemäß werden gezielte Änderungen der anregenden Frequenz, d. h. der Momentenschwankungen in der Kupplung vorgenommen, die dann zu Anregungen außerhalb der Resonanzfrequenz führen. Erreicht werden kann diese Frequenzänderung durch gezieltes Einbringen von Störungen auf der Kupplungsscheibe bzw. auf deren Belag, welche die anregende Fre quenz derart verändern, daß es nicht mehr zu einer Anregung des Antriebs stranges in seiner Eigenfrequenz kommen kann. Bevorzugt muß die Kupp lungsscheibe dabei so verändert werden, daß eine pulsierende Momenten übertragung erfolgt, deren Frequenz größer ist als die zweite Motorordnung. Dabei sollte die Störmaßnahme nur im Bereich des Anfahrens des Kraftfahr zeuges, d. h. beim Einkuppeln wirksam sein, bei höheren zu übertragenden Momenten - wenn die Kupplung nahezu oder vollständig geschlossen ist - sollte diese Störmaßnahme nicht wirken.According to the invention, targeted changes in the exciting frequency, d. H. the torque fluctuations made in the clutch, which then lead to excitations outside the resonance frequency. Be reached this frequency change can be caused by targeted interference the clutch disc or on its covering, which the stimulating Fre change the sequence such that there is no longer any excitation of the drive stranges can come in its natural frequency. Preferably the dome tion disc be changed so that a pulsating moments Transmission takes place whose frequency is greater than the second engine order. The fault measure should only be in the area of the starting of the motor vehicle stuff, d. H. be effective when engaging, higher to be transmitted Moments - when the clutch is almost or completely closed - this fault measure should not work.

Zwei bevorzugte Möglichkeiten für eine derartige Störmaßnahme bzw. für diese Störstellen werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, wobei Fig. 1 die Aufsicht und Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfin dungsgemäße Kupplungsscheibe zeigt.Two preferred options for such a fault measure or for these fault points are explained below with reference to an embodiment, Fig. 1 shows the top view and Fig. 2 shows a section through an inventive clutch disc.

Die dargestellte Kupplungsscheibe besitzt ein Nabenteil 1, an dessen Rand bereich umfangsseitig mehrere Belagfederbleche 2 angebracht sind. Diese Belagfederbleche 2 tragen die beiden Reibbeläge 3, wobei jeweils ein Reib belag 3 auf der Vorderseite und Rückseite über als Nieten ausgebildete Be festigungsmittel 4 an den - hier acht - Belagfederblechen befestigt sind. Wie dem Fachmann bekannt, sind die Belagfederbleche 2 wellblechartig ausge bildet, so daß sich die beiden Reibbeläge 3 geringfügig aufeinander zu be wegen können.The clutch disc shown has a hub part 1 , on the edge area circumferentially several lining spring plates 2 are attached. These lining spring plates 2 carry the two friction linings 3 , with a friction lining 3 on the front and rear using fastening means 4 designed as rivets 4 to which - here eight - lining spring plates are fastened. As is known to those skilled in the art, the lining spring plates 2 are formed out of corrugated metal, so that the two friction linings 3 can slightly differ from one another because of.

In jedem ringförmigen Reibbelag 3 sind bereichsweise Vertiefungen 5 vorge sehen. Das heißt im Bereich jeder Vertiefung 5 besitzt der Reibbelag 3 eine geringfügig geringere Dicke d (vgl. Fig. 2) als außerhalb dieser vertieften Be reiche. Wie ersichtlich sind mehrere derartige vertiefte Bereiche 5 bzw. Ver tiefungen 5 vorgesehen, wobei sich diese vertieften Bereiche in radialer Richtung jeweils über die gesamte Länge l des Reibbelages 3 erstrecken, während die in Umfangsrichtung der Kupplungsscheibe gemessene Breite b dieser einzelnen Vertiefungen 5 unterschiedlich sein kann. In each annular friction lining 3 depressions 5 are seen in certain areas. That means in the area of each recess 5 , the friction lining 3 has a slightly smaller thickness d (see FIG. 2) than outside of these recessed areas. As can be seen, several such recessed regions 5 or recesses 5 are provided, these recessed regions each extending in the radial direction over the entire length l of the friction lining 3 , while the width b of these individual recesses 5 measured in the circumferential direction of the clutch disc can be different .

Diese Vertiefungen 5 wirken als Störstellen beim Kuppelvorgang, d. h. wenn die Kupplungsscheibe am Schwungrad einerseits und an der Druckplatte andererseits zum Anliegen kommt, wobei zwischen diesen genannten Ele menten eine Relativbewegung stattfindet. Die Wirkung als Störstelle bedeu tet, daß durch diese Vertiefungen 5 künstlich Drehmomentschwankungen erzeugt werden. Nun sind aber - wie ersichtlich - diese als Störstellen wir kenden Vertiefungen 5 über den Scheibenumfang asymmetrisch verteilt an geordnet. Dies hat zur Folge, daß mit Sicherheit nur relativ hochfrequente Schwingungen hervorgerufen werden können, deren Frequenz auf alle Fälle wesentlich oberhalb der Eigenfrequenz des sich an die Kupplungsscheibe anschließenden Antriebsstranges liegt. Die eingangs genannten Reso nanzerscheinungen können somit nicht auftreten.These depressions 5 act as defects in the coupling process, ie when the clutch disc on the flywheel on the one hand and on the pressure plate on the other comes to rest, with a relative movement taking place between these elements mentioned. The effect as an impurity means that torque fluctuations are generated artificially through these recesses 5 . Now, however - as can be seen - these recesses 5 are arranged asymmetrically over the disc circumference. The result of this is that only relatively high-frequency vibrations can be produced with certainty, the frequency of which is in any case substantially above the natural frequency of the drive train adjoining the clutch disc. The resonance phenomena mentioned at the outset can therefore not occur.

Die jeweilige optimale Anordnung der Störstellen bzw. Vertiefungen 5, d. h. deren asymmetrische Verteilung über den Scheibenumfang sowie die jeweils günstigste Breite b der Vertiefungen kann in einer einfachen Versuchsreihe für den jeweiligen Antriebsstrang ermittelt werden. Es empfiehlt sich jedoch, die Störstellen, d. h. die Vertiefungen 5 auf der Scheiben-Vorderseite und auf der Scheiben-Rückseite zueinander symmetrisch vorzusehen. In ande ren Worten heißt dies, daß die beiden Reibbeläge 3 spiegelbildlich zueinan der liegende Vertiefungen 5 aufweisen.The respective optimal arrangement of the defects or depressions 5 , ie their asymmetrical distribution over the disk circumference and the most favorable width b of the depressions, can be determined in a simple series of tests for the respective drive train. However, it is advisable to provide the defects, ie the depressions 5 on the front of the pane and on the back of the pane symmetrically with respect to one another. In other words, this means that the two friction linings 3 have mirrored zueinan the lying depressions 5 .

Eine andere Maßnahme zur Erzielung des gleichen Effektes, d. h. zur Erzie lung von über dem Scheibenumfang verteilt angeordneten Störstellen be steht darin, die Federkennlinien zumindest einzelner Belagfederbleche 2 voneinander unterschiedlich auszubilden. Diese Maßnahme ist besonders wirksam, wenn zusätzlich die Höhe h der Befestigungsmittel 4 - an diese unterschiedlichen Federkennlinien angepaßt - unterschiedlich ist. Wenn dann beim Einkuppelvorgang die beiden Reibbeläge 3 gegen die Kraft der Belagfederscheiben 2 aufeinander zubewegt werden, so geschieht dies an unterschiedlichen Stellen über dem Umfang in unterschiedlicher Weise bzw. Intensität. Dort wo die Federkennlinie des Belagfederbleches 2 weicher und somit die Federkonstante kleiner ist, werden die Reibbeläge 3 um ein stärke res Maß gegeneinander bewegt, als dort, wo die Federkennlinie härter und die Federkonstante somit größer ist. Hierdurch ergibt sich während des Ein kuppelvorganges eine gewisse Welligkeit der Reibbeläge 3, wobei die abso lute Höhe dieser Welligkeit im Bereich von einigen Zehntel mm liegt. Auch diese durch unterschiedliches Federverhalten der Belagfederbleche 2 her vorgerufene Welligkeit bildet Störstellen. Sind diese Störstellen nun bei ent sprechender Auswahl und Anordnung der Belagfederbleche 2 über dem Umfang der Kupplungsscheibe asymmetrisch verteilt angeordnet, so kann abermals mit Sicherheit eine Schwingung oder Drehmomentschwankung erzeugt werden, deren Frequenz deutlich höher liegt als die Eigenfrequenz des Antriebsstranges. Dabei ist dadurch, daß die Störstelle von den zwi schen den Reibbelägen 3 vorgesehenen Belagfederblechen 2 ausgeht, automatisch sichergestellt, daß diese Störstellen auf der Scheiben-Vorder seite und auf der Scheiben-Rückseite zueinander symmetrisch liegen. Darauf zu achten ist noch bei der Auswahl der jeweiligen unterschiedlichen Federkennlinien der einzelnen Belagfederbleche 2, daß diese Störmaß nahme nur im Bereich des Anfahrens des Kraftfahrzeuges wirksam ist, also wenn die Kupplung sich am Beginn des Schließvorganges befindet, nicht jedoch bei höheren übertragenen Momenten, wenn der Schließvorgang bereits nahezu abgeschlossen ist.Another measure for achieving the same effect, ie for the development of impurities distributed over the disk circumference, is to design the spring characteristics of at least individual lining spring plates 2 differently from one another. This measure is particularly effective if the height h of the fastening means 4 - adapted to these different spring characteristics - is also different. If the two friction linings 3 are then moved towards one another against the force of the lining spring washers 2 during the engagement process, this takes place at different points over the circumference in different ways or intensities. Where the spring characteristic of the lining spring plate 2 is softer and thus the spring constant is smaller, the friction linings 3 are moved towards each other by a stronger degree than where the spring characteristic is harder and the spring constant is therefore larger. This results in a certain ripple of the friction linings 3 during the coupling process, the absolute height of this ripple being in the range of a few tenths of a millimeter. This ripple, which is caused by different spring behavior of the lining spring plates 2, also forms imperfections. If these defects are now asymmetrically distributed over the circumference of the clutch disc when the selection and arrangement of the lining spring plates 2 are appropriate, then an oscillation or torque fluctuation can again be generated with certainty, the frequency of which is significantly higher than the natural frequency of the drive train. It is thereby ensured that the defect from the between the friction linings 3 provided covering spring washers 2 automatically ensures that these defects on the disc front side and on the disc back are symmetrical to each other. Attention should also be paid to the selection of the respective different spring characteristics of the individual lining spring plates 2 , that this interference measure is only effective in the area of the starting of the motor vehicle, i.e. when the clutch is at the beginning of the closing process, but not at higher transmitted moments if the closing process is almost complete.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen von verteilt angeordneten Störstel len über dem Scheibenumfang einer Kupplungsscheibe nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 kann eine deutliche Verbesserung des Anfahrkomforts des Kraftfahrzeuges erzielt werden, da kein Rupfen mehr auftritt. Ferner er übrigt sich die Feinbearbeitung der Reibflächen von Schwungrad und Druckplatte, da es nunmehr unerheblich ist, wenn ein oder mehrere der ein gangs zitierten Geometriefehler vorliegen, da durch die erfindungsgemäßen Störstellen gezielte Maßnahmen ergriffen sind, um die Frequenz von hieraus resultierenden Schwingungen in einen Bereich zu legen, der mit Sicherheit unkritisch ist, da er weit außerhalb der Eigenfrequenz des Antriebsstranges liegt. Dabei können selbstverständlich eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.Through the provision according to the invention of distributed disruptors len over the disc circumference of a clutch disc after the Oberbe handle of claim 1 can significantly improve the starting comfort of the motor vehicle can be achieved since no more picking occurs. Furthermore he the finishing of the friction surfaces of the flywheel and Printing plate, since it is now irrelevant if one or more of the one Geometry errors cited above are present, because of the inventive Targeted measures are taken to control the frequency from there resultant vibrations in an area that is certain is not critical since it is far outside the natural frequency of the drive train lies. Of course, you can do a variety of details in particular of a constructive nature, quite different from the one shown Embodiment can be designed without the content of the claims leave.

Claims

1. clutch disc of a single-disc dry clutch for a motor vehicle with bilateral friction linings ( 3 ), characterized in that the friction lining ( 3 ) asymmetrically distributed over the disk circumference arranged defects.

2. clutch disc according to claim 1, characterized in that the imperfections on the disc front the side and on the back of the disc symmetrical to each other are provided.

3. Clutch disc according to claim 1 or 2, characterized in that the imperfections are formed in some areas as recesses ( 5 ) in the friction lining ( 3 ).

4. Clutch disc according to claim 3, characterized in that the areas ( 5 ) with the Reibbe lag-depressions of different widths (b).

5. Clutch disc according to claim 1 with a plurality of circumferentially provided between the friction linings ( 3 ) lining spring plates ( 2 ), characterized in that the defects are formed by different spring characteristics of individual lining spring plates ( 2 ) ge.

6. Clutch disc according to claim 5, characterized in that fastening means ( 4 ) for the Reibbe layers ( 3 ) on the lining spring plates ( 2 ) of different heights (h) are formed.