DE19614002A1 - Kupplungsscheibe mit einer Verbundreibscheibe - Google Patents
Kupplungsscheibe mit einer VerbundreibscheibeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung
entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Kupplungsscheiben dieser Bauart sind beispielsweise aus der US-Patentschrift
4 655 336 bekannt. Bei dieser bekannten Kupplungsscheibe ist eine Reibscheibe
verwendet, die am Umfangs verteilt mehrere Reibbereiche mit unterschiedlichen
Reibwerten aufweist. Diese Reibscheibe wirkt mit einer Segmentscheibe zusam
men, welche nach dem Zusammenbau der Kupplungsscheibe eine nachträgliche
Beeinflussung der Reibkraft dadurch zuläßt, daß die Segmentscheibe mit ihren
Segmenten auf den entsprechenden Bereich der Reibscheibe eingestellt wird.
Damit kann eine höhere oder eine niedrigere Reibung eingestellt werden, bei
spielsweise um die Schwankungen der die Anpreßkraft erzeugenden Feder aus
zugleichen. In jedem Fall ist vorgesehen, daß die Winkelbereiche der Reibbe
lagsegmente größer ausgebildet sind als der mögliche Verdrehwinkel innerhalb
der Kupplungsscheibe. Dadurch ist sichergestellt, daß die einmal eingestellte Rei
bung unabhängig vom Verdrehwinkel erhalten bleibt. Weiterhin ist es aus der US-
Patentschrift 4 274 525 bekannt, daß in einer Kupplungsscheibe verdrehwin
kelabhängig eine Reibkraft dadurch verändert werden kann, daß Reibsegmente
auf einer axial federnden Rampe auflaufen und so in Abhängigkeit vom Verdreh
winkel und von der Steigung der Rampe die Reibkraft variierbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine über den Drehwinkel
variable Reibkraft zu erzeugen, die im Hinblick auf große Konstanz der Reibkräfte
mit möglichst einfachem Aufbau ausgestattet sein soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst. Es wird
erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Reibeinrichtung eine konzentrische
Reibscheibe enthält, die am Umfang verteilt mehrere Reibbereiche mit unter
schiedlichen Reibwerten aufweist, wobei die Reibscheibe an einem der Bauteile
Eingangsteil oder Ausgangsteil drehfest angeordnet ist und das andere Bauteil auf
der Reibscheibe mit vorgegebenen Kontaktbereiche aufliegt derart, daß jeder Kon
taktbereich im Rahmen der möglichen Relativverdrehung im wesentlichen von
einem Reibbereich zumindest teilweise zu einem anderen Reibbereich wandert.
Durch eine solche Ausgestaltung der Reibeinrichtung kann einerseits eine zur
Verwendung kommende Federeinrichtung einfach gehalten sein, das heißt, eine
in einem vorgegebenen axialen Raum vorgespannte einfache Feder kann verwen
det werden, andererseits ist es möglich, durch die Reibscheibe mit umfangsmä
ßig angeordneten unterschiedlichen Reibbereichen eine verdrehwinkelabhängige
Änderung der Reibkraft vorzunehmen, wobei es sowohl möglich ist, durch den
Kontaktbereich sowohl von einem Reibbereich in den anderen Reibbereich über
zuwechseln, wobei der maximale Reibkraftsprung realisierbar ist, als auch bei
spielsweise von einem Reibbereich nur teilweise in den anderen Reibbereich zu
verlaufen, wodurch ein geringerer Reibkraftsprung realisierbar ist. Es sind auch
andere Möglichkeiten zur Krafterzeugung denkbar wie z. B. elektromagnetische
Einrichtungen etc.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Reibscheibe auf der den Kontaktberei
chen zugewandten Seite Reibbereiche mit unterschiedlichen Reibwerten auf
weist. Eine solche Ausbildung ist vorteilhaft, wenn die Reibscheibe nicht durch
gehend aus unterschiedlichen Materialien bestehen soll, sondern lediglich Reibbe
reiche mit unterschiedlichen Reibwerten auf der den Kontaktbereichen zugewand
ten Seite vorgesehen sind.
Im Sinne der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, daß die Reibscheibe mit Ma
terialien unterschiedlicher Reibwerte belegt ist. Damit kann ohne größeren Auf
wand durch das Vorsehen verschiedener Materialien jederzeit ein an die Bedürf
nisse angepaßter Reibwert verwendet werden.
Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Reibscheibe aus mehreren vor
zugsweise zwei Bauteilen unterschiedlicher Reibwerte zusammenzusetzen. Damit
könnte beispielsweise im Baukastensystem eine Serie von Reibscheiben entste
hen, deren Form immer die gleiche ist und deren Reibwerte in großen Grenzen
variierbar sind.
Es wird vorgeschlagen, daß die Reibscheibe aus einem Träger besteht, der vor
zugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, mit einem ersten, niederen Reibungs
koeffizienten und der einen ebenen Reibbereich konzentrisch und senkrecht zur
Drehachse bildet, daß im Reibbereich zumindest an einer Stelle - vorzugsweise an
mehreren Stellen am Umfang verteilt - eine im wesentlichen radial verlaufende
Aussparung vorgesehen ist, in die ein Einsatzteil aus einem Material mit einem
zweiten, höheren Reibungskoeffizienten eingesetzt ist, welches einen Reibbereich
in der gleichen Ebene des Reibbereichs des Trägers bildet. Durch die Ausbildung
von im wesentlichen radial verlaufenden Aussparungen im Träger und durch den
Einsatz von entsprechenden Einsatzteilen aus einem Material mit anderem Rei
bungskoeffizienten ist sichergestellt, daß einerseits die Ebene, in welcher die Rei
bung erzeugt wird, über den Umfang verteilt konstant bleibt und andererseits ei
ne formschlüssig drehfeste Mitnahme der beiden Bauteile untereinander erfolgt.
Dabei ist es auch möglich, die Aussparungen nicht radial verlaufen zu lassen
sondern schräg oder in einer Kurvenform, so daß beispielsweise im Betrieb der
Übergang von dem einen Reibbereich auf den anderen mehr oder weniger abrupt
erfolgt.
Es wird vorgeschlagen, daß der Träger eine zentrische Öffnung aufweist, daß das
Einsatzteil einen Ring mit mehreren radial abstehenden Lappen aufweist und der
Ring in die zentrische Öffnung eingesetzt ist und die Lappen in die entsprechen
den Aussparungen des Trägers eingreifen. Dadurch ist sichergestellt, daß das
Einsatzteil mit seinen Lappen ebenfalls einteilig ausgebildet ist und so die Reib
scheibe lediglich aus zwei Bauteilen zusammengesetzt werden muß. Dies erleich
tert sowohl die Lagerhaltung als auch die Montage.
Die drehfeste Verbindung zwischen dem Träger und dem Ein- oder Ausgangsteil
der Kupplungsscheibe erfolgt über am Träger einteilig angeordnete, axial abste
hende Zapfen. Diese greifen im wesentlichen spielfrei in Umfangsrichtung in das
entsprechende Gegenteil ein. Vorzugsweise sind diese Zapfen am Träger einteilig
angebracht und der Träger kann auf recht einfacher Weise aus einem Kunst
stoffspritzteil bestehen.
Zur gegenseitigen Sicherung von Träger und Einsatzteil nach der Montage wird
vorgeschlagen, daß der Ring des Einsatzteils gegenüber dem Lappen axial von der
Ebene der Reibbereiche weg in Richtung Träger versetzt ist und in der Öffnung
der Trägers radial federnde Zungen angeordnet sind, die den Ring in Vormonta
gestellung halten.
Um mehr Abstufungungsmöglichkeiten bei der Reibkrafterzeugung zu realisieren
wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Reibscheibe zumindest an einer Stelle ih
res Umfanges einen ebenen Reibbereich in einer Ebene senkrecht zur Drehachse
aufweist und daran anschließend in jede Drehrichtung zumindest einen weiteren
Reibbereich aufweist, der einen Winkel zur Ebene einschließt, und daß das andere
Bauteil in ähnlicher Weise mit ebenen Kontaktbereichen ausgeführt ist und daran
anschließend in jede Drehrichtung zumindest einen weiteren Kontaktbereich mit
gleicher Winkelneigung umfaßt, und der ebene Kontaktbereich umfangsmäßig
größer ausgeführt ist als der ebene Reibbereich. Mit dieser Konstruktion ist es
möglich, ausgehend von der Ruhelage, im einem ersten Verdrehwinkelbereich
eine erste Reibkraft zu erzeugen und daran anschließend bei einer größeren Rela
tivverdrehung die jeweils abgewinkelten Bereiche zum Einsatz zu bringen, wobei
die nicht abgewinkelten Bereiche völlig außer Eingriff kommen. Mit einer solchen
Konstruktion ist es möglich, den Übergang von der einen Reibkraft zur anderen
relativ übergangslos schnell durchzuführen, was für manche Einsatzzwecke
durchaus wünschenswert ist.
Dabei kann das andere Bauteil anschließend an jedem abgewinkelten Kontaktbe
reich einen weiteren Kontaktbereich aufweisen, der parallel zum ersten Reibbe
reich verläuft. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, bei weiter ansteigendem
Verdrehwinkel eine dritte Reibkraft zu erzeugen, wobei es möglich ist, sämtliche
Reibkräfte unabhängig voneinander, abzustimmen.
Zur gezielten und feinfühligen Erzeugung der unterschiedlichen Reibkräfte wird
weiterhin vorgeschlagen, daß sowohl die Reibscheibe als auch das andere Bauteil
zumindest stellenweise mit einer Beschichtung bzw. mit einem Reibbelag zur Er
zeugung einer gezielten Reibkraft versehen sein kann.
Die Reibscheibe wird vorzugsweise in einer Kupplungsscheibe verwendet, die
eine Nabe mit Nabenscheibe beinhaltet, wobei beide mit einer Verzahnung dreh
fest und Spiel in Umfangsrichtung entsprechend dem Wirkungsbereich eines
Leerlaufdämpfers versehen sind, wobei zwischen den beiden Deckblechen als
Eingangsteile auf der einen Seite der Nabenscheibe der Leerlaufdämpfer und auf
der anderen Seite die Reibscheibe angeordnet ist. Es ist jedoch auch ohne weite
res möglich, eine Kupplungsscheibe mit einer drehfest angeordneten Nabenschei
be ohne Spiel in Umfangsrichtung zu verwenden, wobei dann für die Federstufe
mit der geringsten Federrate eine der Federn der Lastfederstufe zum Einsatz
kommen.
Die Abstimmung der durch die Reibscheibe erzeugten unterschiedlichen Reib
kräfte kann völlig ohne Rücksicht auf die Federstufen der Federeinrichtung inner
halb der Kupplungsscheibe erfolgen. So kann es beispielsweise sinnvoll sein, den
Reibungseinsatz der höheren Reibung vor oder nach dem Einsatz einer Stufe in
der Federung vorzusehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläu
tert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Kupplungsscheibe mit einem Teilschnitt
I-I durch die Reibeinrichtung;
Fig. 2 u. 3 Ansicht und Längsschnitt durch eine Reibscheibe;
Fig. 4 insgesamt drei verschiedene Phasen einer Reibeinrichtung mit teil
weise geneigten Reibbereichen bzw. Kontaktbereichen.
Fig. 1 zeigt eine Kupplungsscheibe 1, wie sie vom Prinzipaufbau her beispiels
weise aus der englischen Patentschrift 2 181 817 bekannt ist. Die Nabe 2 ist
konzentrisch zu einer Drehachse 3 angeordnet und sie steht mit einer Naben
scheibe 4 in Wirkverbindung, wobei zwischen beiden Teilen eine Verzahnung 16
angeordnet ist, die eine drehfeste Verbindung zwischen beiden Teilen unter Ein
schluß eines Spiels in Umfangsrichtung ermöglicht. Nabe 2 und Nabenscheibe 4
sind die Ausgangsteile der Kupplungsscheibe 1. Als Eingangsteile fungieren die
beiden Deckbleche 5 und 6, die seitlich neben der Nabenscheibe 4 angeordnet
sind und die untereinander über Niete 10 drehfest verbunden und auf Abstand
gehalten sind. Eines der Deckbleche trägt in seinem radial äußeren Bereich einen
oder mehrere Belagträger 7, die über Niete 11 befestigt sind. Der oder die Belag
träger 7 sind mit Reibbelägen 8 versehen. In Fenstern 13 der Nabenscheibe und
in Fenstern 14 der Deckbleche 5 und 6 sind Schraubenfedern 12 angeordnet, die
eine Lastfederung darstellen. Axial zwischen der Nabenscheibe 4 und dem einen
Deckblech 6 ist ein Leerlaufdämpfer 15 angeordnet, dessen prinzipieller Aufbau
und dessen Funktion aus der oben angegebenen britischen Patentschrift hervor
geht. Zwischen der Nabenscheibe 4 und dem anderen Deckblech 5 ist eine Reib
scheibe 17 angeordnet, die eine über den Verdrehwinkel änderbare Reibkraft er
zeugt. Die Reibscheibe 17 besteht im vorliegenden Fall aus zwei Bauteilen, die
noch näher in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 erläutert werden. Etwa in dem
vom Leerlaufdämpfer 15 beanspruchten Radialraum befindet sich auf der der Na
benscheibe 4 gegenüberliegenden Seite die Reibscheibe 17. Sie reicht mit axial
verlaufenden Zapfen 27 in entsprechende Öffnungen 28 in der Nabenscheibe 4
zur drehfesten Mitnahme. In die gleichen Öffnungen 28 können auch Teile des
Leerlaufdämpfers 15 eingreifen, die ebenfalls drehfest mit der Nabenscheibe 4
verbunden sind. Die drehfeste Mitnahme der Reibscheibe 17 kann auch indirekt
erfolgen, indem beispielsweise die Feder 30 nicht nur zur Axialkrafterzeugung
herangezogen wird, sondern selbst auch zur drehfesten Mitnahme. Zu diesem
Zwecke kann die Feder 30 einerseits an axial gerichteten Vorsprüngen der Reib
scheibe 17 eingreifen und andererseits mit Nasen in die Öffnungen 28 drehfest
eingreifen. Die Reibscheibe 17 wird durch eine Feder 30 axialkraftbeaufschlagt,
wobei sich die Feder 30 einerseits an der Nabe 4 und andererseits an der Reib
scheibe 17 abstützt. Sie drückt daher die Reibscheibe 17 an entsprechende Kon
taktbereiche 20 des Deckblechs 5 an. Weiterhin ist aus Fig. 1 ein Lager 9 zu er
kennen, welches zwischen einem im wesentlichen zylindrischen Ansatz der Na
be 2 und dem Innendurchmesser des Deckblechs 5 zur gegenseitigen Führung
angeordnet ist. Der Schnitt I-I ist in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 zu se
hen. Diese zeigen Ansicht und Schnitt der Reibscheibe 17. Diese besteht aus ei
nem Träger 22, der im vorliegenden Fall als Spritzgußteil aus Kunststoff herge
stellt ist. Der Träger weist axial gerichtete Zapfen 27 auf, mit denen er drehfest
mit der Nabenscheibe 4 über entsprechende Öffnungen 28 verbunden ist. Eine
axiale Bewegung ist allerdings sichergestellt. Der Träger 22 ist ringförmig aus
gebildet und weist im vorliegenden Fall an vier Stellen, die umfangsmäßig
gleichmäßig verteilt sind, Aussparungen 21 auf. Diese Aussparungen verlaufen
im wesentlichen in radialer Richtung und sind in die Reibfläche, die der Träger auf
der entgegengesetzten Seite der Zapfen 27 aufweist, eingelassen. In dieser Aus
sparung 21 reichen etwa radial verlaufende Lappen 26 eines Einsatzteiles 23
hinein, wobei die axiale Tiefe der Aussparungen 21 mit der Materialstärke der
Lappen 26 übereinstimmt. Dadurch ist eine über den Umfang gesehene Reibflä
che gebildet. Diese besteht durch die Verwendung von unterschiedlichem Mate
rial von Träger 22 und Einsatzteil 23 aus Reibbereichen 18 bzw. 19, die unter
schiedliche Reibungskoeffizienten aufweisen. Im vorliegenden Fall kann der Rei
bungskoeffizient des Trägers 22, der aus Kunststoff besteht; beispielsweise bei
0,15 liegen, während der Reibungskoeffizient des Einsatzteils 23, sofern es aus
Metall besteht, bei ungefähr 0,7 liegt. Das Einsatzteil 23 weist einen Ring 25
auf, der umfangsmäßig geschlossen ist und von dem die einzelnen Lappen 26
nach radial außen hin abstehen. Es ist natürlich prinzipiell auch möglich, den
Ring 25 komplett entfallen zu lassen und die Lappen 26 als Einzelteile einzuset
zen. Zusätzlich ist entsprechend Fig. 3 der Ring 25 axial versetzt zu den Lap
pen 26 angeordnet und zwar derart, daß er in eine entsprechende Öffnung 24
des Trägers 22 hineinreicht. Dabei ist der Träger 22 innerhalb seiner Öffnung 24
mit mehreren am Umfang verteilten Zungen 29 versehen, die eine radiale Feder
kraft ausüben und die den eingesetzten Ring 25 mit den Lappen 26 halten. Diese
Halterung dient der Vormontage von Träger 22 und Einsatzteil 23. Die umfangs
mäßige Aufteilung der Reibbereiche 18 bzw. 19 geht insbesondere aus Fig. 2
hervor. Die Ringscheibe 17 besteht aus dem Träger 22 und dem Einsatzteil 23 ist
zwischen die Nabenscheibe 4 und das Deckblech 5 so eingesetzt, daß einerseits
die Zapfen 27 in die Öffnungen 28 der Nabenscheibe 4 hineinreichen und ande
rerseits die Feder 30 zwischen Reibscheibe 17 und Nabenscheibe 4 angeordnet
ist. Die Feder belastet die Reibscheibe 17 in Richtung auf das Deckblech 5 zu,
welches im Bereich der Reibbereiche 18 und 19 Kontaktbereiche 20 aufweist, die
aus dem dort eben aufgeführten Material des Deckblechs 5 in Richtung auf die
Nabenscheibe 4 herausgearbeitet ist. Die Anordnung eines dieser Kontaktberei
che 20 geht aus Fig. 1 und 2 hervor. Üblicherweise sind so viele Kontaktberei
che 20 am Umfang verteilt angeordnet, wie Lappen 26 am Einsatzteil 23 vorge
sehen sind.
In Fig. 4 ist eine Reibeinrichtung dargestellt in Form eines Schnittes ähnlich vom
Schnitt I-I von Fig. 1. Es zeigt auf der einen Seite eine Reibscheibe 32 mit zu
mindest einem axial abstehenden Zapfen 27 für die drehfeste Verbindung mit der
Nabenscheibe 4. Der Reibscheibe 32 gegenüberliegend ist ein Bereich des Deck
blechs 5 angeordnet. Beide erzeugen bei Relativdrehung zueinander, über den
Verdrehwinkel gesehen, unterschiedliche Reibkräfte. In der Ruhestellung gemäß
der linken Abbildung von Fig. 4 liegen zwei ebene Bereiche aneinander an. Dies
ist zum einen der Kontaktbereich 38 des Deckbleches 5 und der Reibbereich 34
der Reibscheibe 32 (die vollständigen Bezugsziffern sind in der rechten Abbildung
von Fig. 4 eingezeichnet). Dabei ist umfangsmäßig gesehen der Kontaktbe
reich 38 des Deckblechs 5 größer ausgeführt als der Reibbereich 34 der Reib
scheibe 32, wodurch die Reibkraft in dieser ersten Stufe solange aufrecht erhal
ten bleibt, bis der Kontaktbereich 38 den Reibbereich 34 verläßt. Sowohl das
Deckblech 5 als auch die Reibscheibe 32 sind anschließend an den Kontaktbe
reich 38 bzw. an den Reibbereich 34 umfangsmäßig weiterführend mit weiteren
Bereichen versehen, die beide in die gleiche Richtung abgewinkelt sind. Dadurch
ist es möglich, wie beispielsweise in der mittleren Abbildung dargestellt, bei Re
lativverdrehung in eine Drehrichtung recht kurzfristig einen Übergang in die Reib
krafterzeugung zwischen Kontaktbereich 39 und Reibbereich 35 zu realisieren.
Dabei ist im vorliegenden Fall der Reibbereich 35 durch einen in die Oberfläche
eingesetzten Reibbelag 40 realisiert. Bei einer weiteren Relativverdrehung in die
gleiche Richtung entsteht die Situation gemäß der rechten Darstellung. Dabei
bewegt sich der Kontaktbereich 39 am Reibbereich 35 so lang entlang, bis wie
der zwei ebene Bereiche aufeinander liegen und zwar der Kontaktbereich 36 des
Deckbleches 5 und der Reibbereich 34 der Reibscheibe 32. Wird eine Relativbe
wegung in entgegengesetzte Richtung durchgeführt, so berühren sich anschlie
ßend an den Kontaktbereich 38 und den Reibbereich 34 die geneigten Berei
che 33 und 37.
Wie in den drei Darstellungen von Fig 4 zu erkennen, können nun für einen ge
zielten Reibeinsatz bestimmte unterschiedliche Materialien vorgesehen sein. So
ist im vorliegenden Fall der ebene Kontaktbereich 38 mit einer Beschichtung 41
versehen, welche gegenüber dem Reibbereich 34 der Reibscheibe 32, die unbe
handelt ist, einen bestimmten vorzugsweise niedrigen Reibwert realisiert. Für die
eine Verdrehrichtung entsprechend der mittleren Darstellung ist in die Reibschei
be 32 ein Reibbelag 40 eingesetzt, der gegenüber dem Kontaktbereich 39, der
unbeschichtet ist, eine bestimmte vorzugsweise höhere Reibung ermöglicht. Im
anschließenden Bereich entsprechend der rechten Darstellung kommt dann das
Deckblech 5 direkt in Kontakt mit der Reibscheibe 32, woraus sich eine weitere
Reibkraft ergibt. Dabei kann - wie in Fig. 4 angedeutet - bei einer Relativverdre
hung in die entgegengesetzte Richtung, z. B. durch die Beschichtung 41, die ent
weder an der Reibscheibe 32 angeordnet ist wies dargestellt, oder die auch am
Deckblech angeordnet sein kann, dafür gesorgt sein, daß bei dieser Belastungs
richtung eine andere Reibkraft zum Einsatz kommt.
Die Funktion der Kupplungsscheibe 1 ist nun folgende:
Bei der Ausstattung der Kupplungsscheibe 1 mit einem Leerlaufdämpfer 15 und
einer Verzahnung 16 mit Spiel in Umfangsrichtung zwischen Nabenscheibe 4 und
Nabe 2 sind die Teile 4, 5, 6 zusammen mit den Federn 12 als einteilig zu betrach
ten, solange der Wirkungsbereich des Leerlaufdämpfers 15 bzw. das Spiel der
Verzahnung 16 in Umfangsrichtung nicht überschritten wird. In diesem Wir
kungsbereich wird durch die Reibscheibe 17 keine Reibkraft erzeugt. Beim Über
schreiten des Wirkungsbereichs des Leerlaufdämpfers erfolgt eine Relativverdre
hung zwischen den Deckblechen 5 und 6 und der Nabenscheibe 4, wodurch auch
eine Relativbewegung zwischen dem Deckblech 5 und der Reibscheibe 17 er
folgt. Da zur Dämpfung von Schwingungen mit zunehmendem Verdrehwinkel
auch möglichst die Reibkräfte ansteigen sollen, sind die Kontaktbereiche 20 in
der Ruhestellung des Lastdämpfers im wesentlichen auf einem Reibbereich 18
angeordnet, der durch den Träger 22 aus Kunststoff gebildet ist. Somit wird im
ersten Bereich der Relativbewegung zwischen Nabenscheibe 4 und Deckblech 5
eine Bewegung der Kontaktbereiche 20 auf dem Reibbereich 18 eine niedrige
Reibkraft erzeugen. Mit zunehmendem Verdrehwinkel bewegt sich jeder der Kon
taktbereiche 20 in Richtung auf einen entsprechenden Lappen 26 des Einsatzteils
23 zu und beim Überschreiten der Materialgrenzen steigt die Reibung entspre
chend dem höheren Reibungskoeffizienten stark an. Bei Entlastung der Kupp
lungsscheibe findet diese Relativbewegung in umgekehrte Richtung statt und die
Reibung geht von einem höheren auf ein niedrigeres Niveau über.
Die beschriebene Reibeinrichtung unter Verwendung der Reibscheibe 17 kann
natürlich auch in eine Kupplungsscheibe ohne Leerlaufdämpfer eingesetzt wer
den. Eine solche Kupplungsscheibe ist beispielsweise aus der US-Patentschrift
4 014 423 bekannt. Hier ist die Nabenscheibe direkt mit der Nabe 2 verbunden und
bei jeder Relativbewegung erzeugt die Reibscheibe 17 eine Reibkraft. Diese
Reibkrafterzeugung wird ebenfalls im Bereich der niedrigen Drehmomentbela
stung gegenüber einem Reibbereich 18 stattfinden, der einen niedrigeren Rei
bungskoeffizienten aufweist und erst bei größerem Verdrehwinkel wird die Reib
kraft in Verbindung mit einem Reibbereich 19 mit höherem Reibungskoeffizienten
entsprechend ansteigen. Der Reibkraftanstieg kann dabei insofern beeinflußt
werden, als die Trennlinien zwischen den einzelnen Reibbereichen 18 und 19
nicht unbedingt in radialer Richtung verlaufen müssen, sondern auch schräg ver
laufen können. Dadurch kann der Übergangsbereich von der niedrigeren zur höhe
ren Reibkraft bzw. umgekehrt auf einen größeren Winkelbereich ausgedehnt wer
den. Im Schnitt I-I entsprechend Fig. 1 ist dargestellt, wie bei Relativbewegung
zwischen dem Deckblech 5 und dem Träger 22 ein Kontaktbereich 20 über die
Trennstelle zwischen dem Reibbereich 18 und dem Reibbereich 19 hinweggleitet.
Weiterhin ist erkennbar, daß jede Aussparung 21 im Träger 22 einen Lappen 26
des Einsatzteils 23 aufnimmt. Durch Abstimmung der Tiefe der Aussparung 21
mit der Materialstärke der Lappen 26 kann ein stufenloser, ebener Übergang zwi
schen den Reibbereichen 18 und 19 erzielt werden.
Claims (13)
1. Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, umfas
send ein mit Reibbelägen versehenes Eingangsteil, ein mit einer Innenverzah
nung versehenes Ausgangsteil zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebe
eingangswelle, eine konzentrische Anordnung beider Gruppen zur gegenseiti
gen begrenzten Verdrehung gegen die Kraft wenigstens einer Federeinrich
tung, insbesondere in Form mehrerer konzentrisch angeordneter Schrauben
federn, die in Fenstern von Eingangsteil und Ausgangsteil eingesetzt sind,
zumindest eine bei Relativverdrehung wirksame Reibeinrichtung, die zwischen
einander zugekehrten Seiten von Eingangsteil und Ausgangsteil angeordnet
ist, und unter der Kraft einer axial wirkenden Einrichtung steht, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Reibeinrichtung eine konzentrische Reibscheibe (17; 32)
enthält, die am Umfang verteilt mehrere Reibbereiche (18, 19; 33, 34, 35) mit
unterschiedlichen Reibwerten aufweist, wobei die Reibscheibe (17) an einem
der Bauteile Eingangsteil (5) oder Ausgangsteile (4) drehfest angeordnet ist
und das andere Bauteil auf der Reibscheibe (17; 32) mit vorgegebenen Kon
taktbereichen (20; 36-39) aufliegt derart, daß jeder Kontaktbereich (20; 36-
39) im Rahmen der möglichen Relativverdrehung im wesentlichen von einem
Reibbereich (18; 34) zumindest teilwei
se zu einem anderen Reibbereich (19; 33, 35) wandert.
2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib
scheibe (17; 32) auf der den Kontaktbereichen (20; 36-39) zugewandten Seite
Reibbereiche (18, 19; 33-35) mit unterschiedlichen Reibwerten aufweist.
3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib
scheibe (17, 32) mit Materialien unterschiedlicher Reibwerte belegt ist.
4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib
scheibe (17) aus mehreren, vorzugsweise zwei Bauteilen (22, 23) unter
schiedlicher Reibwerte zusammengesetzt ist.
5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib
scheibe (17) aus einem Träger (22) besteht, der vorzugsweise aus Kunststoff
hergestellt ist mit einem ersten, niederen Reibungskoeffizienten und der einen
ebenen Reibbereich (18) konzentrisch und senkrecht zur Drehachse (3) bildet,
daß im Reibbereich (18) zumindest an einer Stelle - vorzugsweise an mehre
ren Stellen am Umfang verteilt - eine im wesentlichen radial verlaufende Aus
sparung (21) vorgesehen ist, in die ein Einsatzteil (23) aus einem Material
mit einem zweiten, höheren Reibungskoeffizienten eingesetzt ist, welches ei
nen Reibbereich (19) in der gleichen Ebene des Reibberei
ches (18) des Trägers (22) bildet.
6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dreh
feste Verbindung zwischen Träger (22) und Einsatzteil (23) über die Ausspa
rungen (21) und die in die Aussparungen (21) eingreifenden Bereiche
(Lappen 26) des Einsatzteils (23) hergestellt ist.
7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trä
ger (22) eine zentrische Öffnung (24) aufweist, daß das Einsatzteil (23) einen
Ring (25) mit mehreren radial abstehenden Lappen (26) aufweist und der
Ring (25) in die zentrische Öffnung (24) eingesetzt ist und die Lappen (26) in
die entsprechenden Aussparungen (21) des Trägers (22) eingreifen.
8. Kupplungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trä
ger (22) auf der dem Reibbereich (18) abgewandten Seite mindestens einen
axial abstehenden Zapfen (27) aufweist, der in eine entsprechende Öff
nung (28) im wesentlichen spielfrei in Umfangsrichtung in das Ein
gangsteil (5, 6) oder das Ausgangsteil (4) eingreift und der Kontaktbe
reich (20) im anderen Teil angeordnet ist.
9. Kupplungsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ring (25) des Einsatzteils (23) gegenüber den Lappen (26) axial von der Ebe
ne der Reibbereiche (18, 19) weg in Richtung Träger (22) versetzt ist und in
der Öffnung (24) des Trägers (22) radial federnde Zungen (29) angeordnet
sind, die den Ring (25) in Vormontagestellung halten.
10. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reibscheibe (32) zumindest an einer Stelle ihres Umfanges einen ebenen
Reibbereich (34) in einer Ebene (7) senkrecht zur Drehachse (3) aufweist und
daran anschließend in jede Drehrichtung zumindest einen weiteren Reibbe
reich (33, 35) aufweist, der einen Winkel zur Ebene einschließt, und das daß
andere Bauteil (5) in ähnlicher Weise einen ebenen Kontaktbereich (38) auf
weist und daran anschließend in jede Drehrichtung zumindest einen weiteren
Kontaktbereich (37, 39) mit gleicher Winkel-Neigung umfaßt und der ebene
Kontaktbereich (38) umfangsmäßig größer ausgeführt ist als der ebene Reib
bereich (34).
11. Kupplungsscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das an
dere Bauteil (5) anschließend an jeden abgewinkelten Kontaktbereich (37, 39)
einen weiteren Kontaktbereich (36) aufweist, der parallel zum Reibbe
reich (34) verläuft.
12. Kupplungsscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl
die Reibscheibe (32) als auch das andere Bauteil (5) zumindest stellenweise
mit einer Beschichtung (41) bzw. mit einem Reibbelag (40) zur Erzeugung ei
ner gezielten Reibkraft versehen sein kann.
13. Kupplungsscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (1) eine Nabe (2) mit Au
ßenverzahnung aufweist, in die eine Nabenscheibe (4) mit einer Innenverzah
nung eingreift, diese Verzahnung (16) mit begrenztem Spiel in Umfangsrich
tung versehen ist, zu beiden Seiten der Nabenscheibe (4) Deckbleche (5, 6)
angeordnet sind, die drehfest verbunden und auf Abstand gehalten sind, ei
nes der Deckbleche (5) radial außen mit Reibbelägen (8) versehen ist,
Schraubenfedern (12) in Fenstern (13, 14) die Nabenscheibe (4) und Deckble
chen (5, 6) eine Lastfederung darstellen, axial zwischen der Nabenscheibe (4)
und dem einen Deckblech (6) ein Leerlaufdämpfer (15) angeordnet ist, auf der
anderen Seite der Nabenscheibe (4) zwischen dieser und dem anderen Deck
blech (5) die Reibscheibe (17; 32) und eine Feder (30) angeordnet ist, im
Deckblech (5) im Bereich der Reibscheibe (17; 32) Kontaktbereiche (20; 36-
39) ausgebildet sind und in gemeinsamen Öffnungen (28) der Nabenschei
be (4) sowohl die drehfeste Mitnahme des Leerlaufdämpfers als auch die des
Trägers (22) der Reibscheibe (17) bzw. der Reibscheibe (32) erfolgt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN SACHS AG, 97422 SCHWEINFURT, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20111102 |