DE19901043B4

DE19901043B4 - Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung

Info

Publication number: DE19901043B4
Application number: DE19901043A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Lory Mario; Dipl.-Ing. Dollhopf Klaus; Dipl.-Ing. Achim (FH) Link; Dipl.-Ing. Feldhaus Reinhard; Dipl.-Ing. Bernhard (FH) Schierling; Dipl.-Ing. Peinemann Bernd; Dipl.-Ing. Orlamünder Andreas; Norbert Ament; Dipl.-Ing. Kleifges Jürgen; Dipl.-Ing. Wack Erwin; Dipl.-Ing. Jürgen (FH) Weth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2019-01-15
Also published as: DE19926382B4; DE19901043A1; US6536575B1; DE19926382A1

Abstract

Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, umfassend: – eine mit einer Getriebeeingangswelle (108l) drehfest koppelbare Nabe (12l), – in einem radial äußeren Bereich der Kupplungsscheibe angeordnete Reibbeläge (26l), welche in einer im wesentlichen orthogonal zu einer Nabendrehachse stehenden Ebene liegen, – eine Verbindungsanordnung, durch welche die Reibbeläge (26l) der Kupplungsscheibe derart mit der Nabe (12l) verbunden sind, daß die Reibbeläge (26l) eine Radialbewegung bezüglich der Nabendrehachse und eine Kippbewegung bezüglich der vorgenannten Ebene durchführen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanordnung umfaßt: – eine Mitnahmescheibe mit einem radial äußeren Scheibenteil (18m) und einem radial inneren Scheibenteil (112m), wobei – das radial äußere Scheibenteil (18m) eine Innenverzahnung (126m) aufweist, welche mit einer Außenverzahnung (124m) am radial inneren Scheibenteil (112m) mit Relativbewegungsspiel in Radialrichtung und in Umfangsrichtung kämmt, – einen Torsionsschwingungsdämpfer (110m), der im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Nabe (12m) und den Reibbelägen (26l), im radial äußeren Bereich...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, umfassend: eine mit einer Getriebeeingangswelle drehfest koppelbare Nabe, in einem radial äußeren Bereich der Kupplungsscheibe Reibbeläge, wobei die Reibbeläge wenigstens teilweise im wesentlichen parallel zu oder in einer Ebene liegen, die zu einer Nabendrehachse im wesentlichen orthogonal steht, und eine Verbindungsanordnung, durch welche die Reibbeläge der Kupplungsscheibe derart mit der Nabe verbunden sind, daß die Reibbeläge eine Radialbewegung bezüglich der Nabendrehachse und eine Kippbewegung bezüglich der Ebene durchführen können.
Im Fahrzeugbau tritt häufig bei quer eingebauten Antriebsaggregaten das Problem auf, daß eine Getriebeeingangswelle nicht mehr in einem Pilotlager in der Kurbelwelle gelagert ist und somit bezüglich der Kurbelwelle zentriert ist. Folge daraus ist, daß geringe Achsversätze und Taumelbewegungen im Betrieb auftreten können, welche durch den unrunden Lauf der Kurbelwelle beziehungsweise des an dieser festgelegten Schwungrads induziert werden.
Bei Einsatz starrer Kupplungsscheiben, bei welchen die Reibbeläge im wesentlichen starr mit der Nabe der Kupplungsscheibe gekoppelt sind, entsteht durch den Achsversatz beziehungsweise die Taumelbewegung häufig das Problem eines übermäßigen Verschleißes im Bereich des Nabenprofils beziehungsweise des Getriebeeingangswellenprofils, beziehungsweise es besteht das Problem, daß die Schweißung oder Verstemmung zwischen der Nabe und der die Reibbeläge tragenden Mitnahmescheibe bricht. Ferner werden die Lager beispielsweise im Zwei-Massen-Schwungrad und im Getriebe stärker belastet und es tritt häufig eine schlechte Schwingungsentkopplung auf, die zu wechselnden Leerlaufzuständen führen kann.
Aus der DE 43 22 578 A1 ist eine Kupplungsscheibe bekannt, bei welcher eine Mitnahmescheibe mit einer Innenverzahnung auf einer Außenverzahnung der Nabe der Kupplungsscheibe derart aufgenommen ist, daß zwischen diesen beiden Teilen eine begrenzte Radialverlagerbarkeit beziehungsweise Relativverdrehung ermöglicht ist. An der Mitnahmescheibe ist ferner ein Federelement angeordnet, welches gegen ein sich an der Nabe abstützendes Auflageelement drückt und somit eine Zentrierung der Mitnahmescheibe bezüglich der Nabe erzeugt.
Aus der DE 44 16 949 C1 ist eine taumelfähige Kupplungsscheibe bekannt, bei welcher die Reibbeläge, d. h. Belagfedern derselben, über eine Mehrzahl von zur Kupplungsnabe im wesentlichen tangential verlaufende Blattfederelementen mit der Kupplungsnabe verbunden sind.
Ferner ist aus der FR-A-27 24 995 eine Kupplungsscheibe bekannt, bei welcher die Belagträger über Bolzen an einer Mitnahmescheibe festgelegt sind und die Bolzen durch Zwischenlagerung elastischer Elemente bezüglich der Mitnahmescheibe verschwenkbar sind, so daß eine dementsprechende Verschwenk- oder Verlagerbarkeit der Belagträger ermöglicht ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Kupplungsscheibe derart weiterzubilden, daß im Betrieb auftretende Taumelbewegungen oder Achsversätze in zuverlässiger Art und Weise ausgeglichen beziehungsweise kompensiert werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer gattungsgemäßen Kupplungsscheibe die Verbindungsanordnung eine Mitnahmescheibe mit einem radial äußeren Scheibenteil und einem radial inneren Scheibenteil umfaßt:, wobei das radial äußere Scheibenteil eine Innenverzahnung aufweist, welche mit einer Außenverzahnung am radial inneren Scheibenteilmit Relativbewegungsspiel in Radialrichtung und in Umfangsrichtung kämmt. Dabei ist im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Nabe und den Reibbelägen, im radial äußeren Bereich der Mitnahmescheibe ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet ist, welcher eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite umfaßt, die bezüglich einander in Radialrichtung verlagerbar sind und wobei wenigstens eine der Seiten von Eingangs- und Ausgangsseite bezüglich der Ebene und der jeweils anderen Seite verkippbar ist. Des Weiteren umfasst der Torsionsschwingungsdämpfer eine Federanordnung mit wenigstens einer im Bereich der kämmenden Verzahnungen angeordneten Feder, welche sich in ihren Endbereichen an der Außenverzahnung einerseits und der Innenverzahnung andererseits abstützt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausgestaltungsform detailliert beschrieben.
Es zeigt:
1 eine Kupplungsscheibe;
2 eine Kupplung, welche eine Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe enthält;
3 eine axiale Teilansicht der Kupplungsscheibe der 2 im Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers.
Die 1 zeigt eine Kupplungsscheibe 10l, die hier in Verbindung mit einem Zwei-Massen-Schwungrad 106l bekannten Aufbaus dargestellt ist. Die hier in Verbindung mit der Getriebeeingangswelle 108l gezeigte Kupplungsscheibe 10l weist eine Mitnahmescheibe 18l auf, die an einem radial innen liegenden zylindrischen Abschnitt eine Innenverzahnung 46l aufweist, die unter Vorsehung eines Radial- und Umfangsbewegungsspiels 48l mit der Außenverzahnung 44l der Nabe 12l kämmt. Ferner ist ein Torsionsschwingungsdämpfer 110l vorgesehen. Dieser umfaßt einen mit der Nabe 12l fest verbundenen Flansch 112l, der an seinen axialen Seiten von der Mitnahmescheibe 18l einerseits und einem mit dieser fest verbundenen Deckscheibenteil 114l andererseits umgeben ist. In dem Flansch 112l, der Mitnahmescheibe 18l und dem Deckscheibenteil 114l sind jeweilige Federfenster mit Steuerkanten 116l, 118l, 120l für die Federn 122l einer Dämpfungsfederanordnung vorgesehen, wobei die Federn 122l in an sich bekannter Weise sich näherungsweise in Umfangsrichtung erstrecken. Der Torsionsschwingungsdämpfer 110l kann ein Leerlaufdämpfer sein, welcher bei Einleitung geringer Drehmomente eine Relativverdrehbarkeit zwischen der Mitnahmescheibe 18l und der Nabe 12l in vorbestimmtem Ausmaß unter Kompression der Federn 122l ermöglicht. Um nun auch die Radialbewegbarkeit beziehungsweise Verkippbarkeit der Mitnahmescheibe 18l bezüglich der Nabe 12l zu ermöglichen, können folgende Maßnahmen getroffen werden:

1. Die Steuerkanten 116l, 120l der Mitnahmescheibe 18l beziehungsweise des Deckscheibenteils 114l sind in ihrer näherungsweise radial verlaufenden Erstreckungsrichtung so lange, daß die Federn 122l bei auftretender Relativverlagerung zwischen der Mitnahmescheibe 18l und der Nabe 12l sich entlang dieser Steuerkanten 116l beziehungsweise 120l verschieben können und dabei beispielsweise an der Steuerkante 118l festgelegt sind;
2. Die Steuerkante 118l ist in ihrer näherungsweise radialen Erstreckungsrichtung so lange, daß bei Auftreten der angesprochenen Relativverlagerung die Federn 122l sich an dieser Steuerkante 118l verschieben können;
3. Sowohl die Steuerkanten 116l als auch die Steuerkanten 120l sind in ihrer Erstreckungsrichtung so lange, daß die Federn 122l sich an diesen jeweils in der radialen Richtung oder näherungsweise radialen Richtung verschieben können, wenn die Mitnahmescheibe 118l sich in radialer Richtung oder im Sinne einer Kippbewegung bezüglich der Nabe 12l verlagert.

Man erkennt, daß zur Ermöglichung dieser radialen Verschiebung beziehungsweise der Taumelbewegung keine zusätzlichen Komponenten vorgesehen werden müssen. Dies ist allein aufgrund der Ausgestaltung der jeweiligen Steuerkanten des Torsionsschwingungsdämpfers 110l ermöglicht.
Die dargestellte Ausgestaltungsform ist besonders daher vorteilhaft, da mit dieser im Bereich geringer Last oder Drehmomente die angesprochenen Relativbewegungen auftreten beziehungsweise ermöglicht werden können. Insbesondere in diesem Bereich geringer Drehmomente sind derartige Bewegungen zu erwarten; bei höheren Drehmomenten zentriert sich die Kupplungsscheibe im allgemeinen selbst beziehungsweise die dann auftretenden Reibkräfte sind so hoch, daß eine Relativbewegung nicht auftreten kann. Es kann somit insbesondere in diesem kritischen Bereich geringer Drehmomente das Auftreten von Verschleiß im Bereich verschiedener Komponenten ausgeschlossen oder zumindest deutlich vermindert werden. Auch kann durch geeignete Auslegung der Dämpferkennlinie ein Getrieberasseln im Leerlauf vermieden oder zumindest deutlich gemindert werden.
Die 2 und 3 zeigen eine Abwandlung der Kupplungsscheibe 10l, bei welcher gemäß der vorliegenden Erfindung der Torsionsschwingungsdämpfer 110m nicht mehr im radial inneren Bereich, sondern nunmehr im radial äußeren Bereich liegt und ferner unmittelbar in den axialen Bereich der Mitnahmescheibe 18m beziehungsweise des Nabenflansches 112m integriert ist. Der Nabenflansch 112m weist eine Außenverzahnung 124m auf, mit welcher eine Innenverzahnung der Mitnahmescheibe 18m wieder derart kämmt, daß ein Bewegungsspiel sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung vorgesehen ist. Dies ist insbesondere in der Darstellung der 3 erkennbar. Hier kann davon gesprochen werden, daß die Teile 18m und 112m eine zweigeteilte Mitnahmescheibe bilden.
Die Federn 122m des Torsionsschwingungsdämpfers 110m sind in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Zähnen 128m der Verzahnung 126m angeordnet beziehungsweise zwischen diesen Zähnen eingespannt. In diesem Bereich ist an der Nabe beziehungsweise dem Nabenflansch 112m kein Zahn der Außenverzahnung vorgesehen. Zur Abstützung an den Zähnen 130m der Außenverzahnung 124m ist ein Mitnahmeelement 132m vorgesehen, das in Achsrichtung symmetrisch aufgebaut ist, wobei in 3 nur die an einer axialen Seite liegenden Abschnitte erkennbar sind. Das Mitnahmeelement 132m umfaßt an beiden Seiten der Federn 122m jeweils trichterförmige Mitnahmelappen 134m, die sich an den Federn 122m beidseits der Mitnahmescheibe 18m abstützen und die ferner mit axial abgebogenen und nicht erkennbaren Lappen an den Zähnen 130m der Außenverzahnung 124m abgestützt sind. Diese Mitnahmelappen 134m sind durch einen radial innerhalb der Federn 122 verlaufenden Verbindungssteg 136m verbunden. Tritt eine Relativdrehung zwischen dem Nabenflansch 112m und der Mitnahmescheibe 18m auf, so stützen sich die Federn 122m in einem ihrer Endbereiche an einem Zahn 128m der Innenverzahnung 126m direkt ab und in ihrem anderen Endbereich an einem Zahn 130m der Außenverzahnung 124m über die zugehörigen Mitnahmelappen 134m des Mitnahmeelements 132m.
Auch aufgrund dieser Ausgestaltung ist wieder eine Relativverschiebbarkeit in radialer Richtung und eine Taumelbewegung ermöglicht, wobei zur Erleichterung dieser Bewegung die einzelnen Verzahnungen mit balliger Oberflächenform der Zähne 128m beziehungsweise 130m ausgebildet sein können.
Ferner sind an den Scheiben 18m Zentrierfedern 140m, 142m vorgesehen, welche diese axial bezüglich des Nabenflansches 112m zentrieren.
Die in den 2 und 3 dargestellte Ausgestaltungsart ist besonders dann vorteilhaft, wenn nur wenig axialer Bauraum zur Verfügung steht, insbesondere wenn im inneren Bereich der Kupplungsscheibe Durchtrittsöffnungen vorzusehen sind, durch welche hindurch die in 2 erkennbaren Schrauben 138m zu führen sind, mit welchen ein Schwungrad an eine Kurbelwelle anzuschrauben ist.
Vorangehend sind Ausgestaltungsformen von Kupplungsscheiben beschrieben worden, welche im Betrieb eines Antriebssystems möglicherweise vorhandene Achsversätze zwischen der Getriebeeingangswelle und der Kurbelwelle kompensieren können und welche aufgrund des unrunden Laufs zumindest einer dieser Wellen oder aufgrund einer nicht genau parallelen Ausrichtung dieser Wellen erzeugte Taumelbewegungen ermöglichen.
Es sei ferner darauf verwiesen, daß die angegebenen Maßnahmen zum Kompensieren eines Achsversatzes beziehungsweise zum ermöglichen der Taumelbewegung ebenso in ein Zwei-Massen-Schwungrad integriert werden können.

Claims

Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, umfassend: – eine mit einer Getriebeeingangswelle (108l) drehfest koppelbare Nabe (12l), – in einem radial äußeren Bereich der Kupplungsscheibe angeordnete Reibbeläge (26l), welche in einer im wesentlichen orthogonal zu einer Nabendrehachse stehenden Ebene liegen, – eine Verbindungsanordnung, durch welche die Reibbeläge (26l) der Kupplungsscheibe derart mit der Nabe (12l) verbunden sind, daß die Reibbeläge (26l) eine Radialbewegung bezüglich der Nabendrehachse und eine Kippbewegung bezüglich der vorgenannten Ebene durchführen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanordnung umfaßt: – eine Mitnahmescheibe mit einem radial äußeren Scheibenteil (18m) und einem radial inneren Scheibenteil (112m), wobei – das radial äußere Scheibenteil (18m) eine Innenverzahnung (126m) aufweist, welche mit einer Außenverzahnung (124m) am radial inneren Scheibenteil (112m) mit Relativbewegungsspiel in Radialrichtung und in Umfangsrichtung kämmt, – einen Torsionsschwingungsdämpfer (110m), der im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Nabe (12m) und den Reibbelägen (26l), im radial äußeren Bereich der Mitnahmescheibe angeordnet ist und der eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite umfaßt, welche bezüglich einander in Radialrichtung verlagerbar sind und wobei wenigstens eine der Seiten von Eingangs- und Ausgangsseite bezüglich der Ebene und der jeweils anderen Seite verkippbar ist, wobei – der Torsionsschwingungsdämpfer (110m) eine Federanordnung mit wenigstens einer im Bereich der kämmenden Verzahnungen (124m, 126m) angeordneten Feder (122m) umfasst, welche sich in ihren Endbereichen an der Außenverzahnung (124m) einerseits und der Innenverzahnung (126m) andererseits abstützt.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (122m) zumindest bezüglich einem jeweiligen Abstützbereich wenigstens näherungsweise in radialen Richtung verlagerbar ist.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (122m) bezüglich der Kupplungsscheibe axial zwischen zwei Zentrierfedern (140m, 142m) eingeschlossen ist.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zentrierfedern (140m, 142m) in radialer Richtung von dem radial äußeren Scheibenteil (18m) bis zu dem radial inneren Scheibenteil (112m) erstrecken.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1–4 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Feder (122m) über ein Mitnahmeelement (132m) an der Verzahnung (124m) abstützt.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe in einem radial innerhalb der Verbindungsanordnung liegenden Bereich axiale Durchtrittsöffnungen aufweist.