DE19716397A1

DE19716397A1 - Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE19716397A1
Application number: DE1997116397
Authority: DE
Inventors: Guenter Strauss; Bernhard Rastinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2017-04-19
Also published as: DE19716397B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfas send einen mit dem Schwungrad eines Verbrennungsmotors drehfest verbundenen Kupplungskorb, eine mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweg lich verbundene Druckplatte, eine Kupplungsscheibe mit einer Kupplungsnabe, die mit der zum Schwungrad koaxialen Getriebe-Eingangswelle drehfest, aber begrenzt axial verschiebbar verbunden ist, und mit einem beidseitig mit Reibbelägen verse henen äußeren Umfangsbereich, der zwischen der Druckplatte und dem Schwung rad angeordnet ist, und eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangsbereich gegen die Druckplatte drückt und mit deren innerem Um fangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist.

Eine derartige Einscheibenkupplung kommt insbesondere bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz, die mit einem sogenannten Zweimassenschwungrad ausgerüstet sind. Dabei erfolgt die Kraftübertragung vom Verbrennungsmotor auf die Eingangswelle des Getriebes dadurch, daß die zu Beginn der Anfahrt stehende Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad und der Druckplatte eingeklemmt wird und hierdurch Drehmomente übertragen werden, wobei die Kupplungsscheibe in Rotation versetzt wird. Beim Einkuppeln kann es zu Schwankungen des übertragenen Drehmoments kommen, was zu einer als Kupplungsrupfen bezeichneten Erscheinung führt. Ursa che für derartige Drehmomentschwankungen beim Einkuppeln sind unter anderem geometrische Störungen der Kupplungsbauteile im Reibkontakt zwischen Druck platte, Kupplungsscheibe und Schwungrad. Bisher wurde versucht, diese Dreh momentschwankungen durch die Einengung der Toleranzen einzelner Bauteile zu verringern. Nachteilig hierbei ist, daß die Einengung der Toleranzen deutliche Mehr kosten verursacht und zudem die technischen Grenzen einer prozeßsicheren Ferti gung bereits erreicht sind. Zudem können bei einer ungünstigen Kombination zeich nerisch einwandfrei gefertigter Einzelbauteile immer noch unzulässig hohe Drehmomentschwankungen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einscheiben kupplung dahingehend zu verbessern, daß unabhängig von den Einzeltoleranzen beim Einkuppeln Drehmomentschwankungen vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Umfangsbe reich der Kupplungsscheibe mit der Kupplungsnabe in Umfangsrichtung starr, aber in Bezug auf die Getriebe-Eingangswelle begrenzt verschwenkbar verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kupplungsscheibe erhält diese eine Gelenkfunktion, durch die trotz geometrischer Bauteilverformungen im Reibkon takt die Entstehung von zum Rupfen der Kupplung führenden Drehmomentschwan kungen verhindert werden kann. Eine derartige Kupplungsscheibe zeichnet sich da durch aus, daß wie bei einem reibungsfreien Gelenk ein allseitiges Verkippen ohne nennenswerten Kraftaufwand möglich ist. Diese gelenkige Verbindung des Um fangsbereichs der Kupplungsscheibe mit der Kupplungsnabe kann unter Verwen dung im Maschinenbau bekannter Verbindungstechniken verwirklicht werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kupplungsscheibe zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Kupplungsnabe mit dem äußeren Teil der Kupplungsscheibe in Umfangsrichtung spielfrei, aber in Axialrich tung begrenzt verschwenkbar formschlüssig verbunden ist. Dieses Lösungsprinzip kann in der Weise verwirklicht werden, daß die Kupplungsnabe und der äußere Teil der Kupplungsscheibe an den zugekehrten Flächen Axialnuten mit halbkreisförmi gem Profil aufweisen, in die Kugeln eingesetzt sind. Es ist aber auch möglich, daß die Kupplungsnabe mit in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen versehen ist, in die zylindrische Körper eingesetzt sind, und daß zwei Außenringe mit dem äußeren Teil der Kupplungsscheibe drehfest verbunden sind, die mit Ausschnitten zur Aufnahme der zylindrischen Körper versehen sind.

Es ist schließlich auch möglich, daß die Kupplungsnabe und der äußere Teil der Kupplungsscheibe durch eine Stirnverzahnung verbunden sind.

Ein anderes Lösungsprinzip des erfindungsgemäßen Grundgedankens be steht darin, daß ein mittlerer Umfangsbereich der Kupplungsscheibe in Axialrichtung relativ kraftfrei elastisch verformbar ist.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Kupplungsscheibe gemäß einer ersten Ausfüh rungsform, wobei die untere Hälfte weggebrochen ist,

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die aber eine zweite Ausführungs form einer Kupplungsscheibe zeigt,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die aber eine dritte Ausführungs form einer Kupplungsscheibe zeigt,

Fig. 4 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die aber eine vierte Ausführungs form einer Kupplungsscheibe zeigt, und

Fig. 5 einen schematischen Axialschnitt einer herkömmlichen Einscheiben kupplung für Schaltgetriebe.

Die in Fig. 5 schematisch dargestellte Einscheibenkupplung dient zur Über tragung des Drehmoments zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Schalt getriebe. Ein Kupplungskorb 10 ist mit einem Schwungrad 12 eines Verbrennungs motors starr verbunden. Das gezeigte Schwungrad 12 ist als Zweimassenschwung rad ausgebildet, das dazu dient, Drehmomentschwankungen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors auszugleichen. Eine Druckplatte 14 ist über mehrere Blatt federn mit dem Kupplungskorb 10 drehfest, aber begrenzt axial bewegbar verbun den. Mit dem Kupplungskorb 10 ist ferner eine Tellerfeder 16 verbunden. Genauer gesagt, der Innenrand der ringförmigen Tellerfeder 16 ist zwischen zwei Drahtringen 18 festgelegt, die mit Bolzen 20 mit dem Kupplungskorb 10 vernietet sind. Die Tellerfeder 16 hat die Aufgabe, die Druckplatte 14 gegen eine Kupplungsscheibe 22 vorzuspannen. Die Kupplungsscheibe 22 ist mit einer Kupplungsnabe 24 auf einer zum Schwungrad 12 koaxialen Getriebe-Eingangswelle 26 drehfest, aber begrenzt axial verschiebbar gelagert. Die Kupplungsscheibe 22 umfaßt einen Ring, der mit einem Flansch der Kupplungsnabe 24 starr verbunden ist. Mit dem Ring der Kupplungsscheibe 22 sind Belagfedern drehfest verbunden, vorzugsweise vernietet. Auf beiden Seiten der Belagfedern sind Reibbeläge angeordnet, die mit diesen vernietet sind.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung einer Einscheibenkupplung ist her kömmlicher Art, so daß eine weitere Erläuterung entfallen kann.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform einer Kupplungsscheibe ist der Ring 28 mit der Kupplungsnabe 24 über ein sogenanntes homokinetisches Gelenk 36 verbunden. Dieses homokinetische Gelenk wird von Kugeln gebildet, die in Axialnuten mit halbkreisförmigem Profil eingesetzt sind, die in den zugekehrten Flächen des Rings 28 und des Flansches 30 der Kupplungsnabe 24 angeordnet sind. Ein solches homokinetisches Gelenk erlaubt ein allseitiges Verkippen des Rings 28 und der daran befestigten Belagfedern 32 mit den Reibbelägen 34 gegen über der Kupplungsnabe 24 ohne nennenswerten Kraftaufwand. Diese Kippbewe gung des Rings 28 ermöglicht eine Selbsteinstellung der Kupplungsscheibe, wo durch gewährleistet ist, daß der äußere Teil der Kupplungsscheibe, d. h. die Reib beläge 34 zu den zugehörigen Anlageflächen des Schwungrads 12 und der Druck platte 14 eine parallele Lage einnehmen. Durch diese selbsttätige Anpassung der Kupplungsscheibe können fertigungstechnisch bedingte Schiefstellungen und Winkelfehler zwischen den stehenden und den rotierenden Bauteilen ausgeglichen werden, so daß Drehmomentschwankungen und das dadurch bedingte Kupplungs rupfen weitgehend verhindert werden können.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Kupplungsscheibe sind die Kupplungsnabe 24' und der äußere Teil der Kupplungsscheibe durch eine Stirnver zahnung 38 verbunden. Genauer gesagt, der Flansch 30' der Kupplungsnabe 24' ist mit einer Außenverzahnung versehen, und der Ring 28' ist mit einer entsprechenden Innenverzahnung versehen. Diese Stirnverzahnung wirkt als reibungsfreies Gelenk, das eine begrenzte Kippbewegung des Rings 28' gegenüber der Kupplungsnabe 24' ermöglicht.

Bei der in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführungsform der Kupplungsscheibe ist der Flansch 30'' der Kupplungsnabe 24'' mit in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen 40 versehen, in die zylindrische Hülsen 42 eingesetzt sind. Mit den Belagfedern 32'' sind zwei Außenringe 44 vernietet, die den Flansch 30'' der Kupplungsnabe 24'' zwischen sich aufnehmen. Die beiden Außenringe 44 sind mit Ausschnitten versehen, die die seitlich vorspringenden Bereiche der Hülsen 42 spielfrei aufnehmen. Der Kraftfluß erfolgt daher von den Außenringen 44 über die Hülsen 42 auf den Flansch 30'' der Kupplungsnabe 24''. Der Abstand der beiden Außenringe 44 ist etwas größer als die Dicke des Flansches 30'' der Kupplungsnabe 24'', um eine begrenzte relative Verschwenkung zwischen diesen Teilen in Richtung der Getriebe-Eingangswelle zu ermöglichen.

Bei der in Fig. 4 gezeigten vierten Ausführungsform der Kupplungsscheibe ist ein freier Bereich 46 der Belagfedern 32''' wellenförmig profiliert, so daß die Belag federn in Axialrichtung elastisch verformbar sind. Auch bei dieser Ausführungsform kann der mit den Reibbelägen 34 versehene Umfangsbereich der Kupplungsscheibe in Bezug auf die Getriebe-Eingangswelle eine Kippbewegung ausführen, so daß im Weg der Selbsteinstellung eine vollflächige Anlage der Reibbeläge an den entspre chenden Reibflächen der Druckplatte und des Schwungrades gewährleistet ist.

Bezugszeichenliste

10

Kupplungskorb

12

Zweimassenschwungrad

14

Druckplatte

16

Tellerfeder

18

Drahtringe

20

Bolzen

22

Kupplungsscheibe

24

Kupplungsnabe

26

Getriebe-Eingangswelle

28

Ring

30

Flansch

32

Belagfedern

34

Reibbeläge

36

homokinetisches Gelenk

38

Stirnverzahnung

40

Ausnehmungen

42

Hülsen

44

Außenringe

46

freier Bereich

Claims

1. Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfassend einen mit dem Schwungrad eines Verbrennungsmotors drehfest verbundenen Kupplungskorb, eine mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweglich verbundene Druck platte, eine Kupplungsscheibe mit einer Kupplungsnabe, die mit der zum Schwung rad koaxialen Getriebe-Eingangswelle drehfest, aber begrenzt axial verschiebbar verbunden ist, und mit einem beidseitig mit Reibbelägen versehenen äußeren Um fangsbereich, der zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad angeordnet ist, und eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangs bereich gegen die Druckplatte drückt und mit deren innerem Umfangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangs bereich der Kupplungsscheibe (22) mit der Kupplungsnabe (24) in Umfangsrichtung starr, aber in Bezug auf die Getriebe-Eingangswelle (26) begrenzt verschwenkbar verbunden ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs scheibe (22) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Kupplungsnabe (24, 24', 24''') mit dem äußeren Teil (28) der Kupplungsscheibe in Umfangsrichtung spielfrei, aber in Axialrichtung begrenzt verschwenkbar formschlüssig verbunden ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs nabe (24) und der äußere Teil (28) der Kupplungsscheibe an den zugekehrten Flä chen Axialnuten mit halbkreisförmigem Profil aufweisen, in die Kugeln eingesetzt sind.

4. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs nabe (24') und der äußere Teil (28') der Kupplungsscheibe durch eine Stirnverzah nung (38) versehen sind.

5. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs nabe (24'') mit in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen (40) versehen ist, in die zylindrische Körner (42) eingesetzt sind, und daß zwei Außenringe (44) mit dem äußeren Teil der Kupplungsscheibe drehfest verbunden sind, die mit Ausschnit ten zur Aufnahme der zylindrischen Körper versehen sind.

6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Umfangsbereich (46) der Kupplungsscheibe in Axialrichtung elastisch verformbar ist.