DE2029356C3 - Kupplungsscheibe mit Torsionsdämpfer mit drehrichtungsabhängiger Kennlinie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe mit Torsionsdämpfer, welche aus einem mit Fenstern versehenen NaDenfiansch, zwei ebenfalls mit Fenstern versehenen Deckscheiben und mindestens einem Satz Schraubenfedern besteht, wobei der Nabenflansch am Außendurchmesser im Bereich zwischen den Fenstern Aussparungen zur Verdrehwinkelbegrenzung aufweist und in beiden Drehrichtungen etwa gleich große Verdrehwinkel sowie im gesamten Arbeitsbereich jeweils durchgehend gerade verlaufende Federkennlinien vorgesehen sind.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 1425 186 ist eine Kupplungsscheibe mit Torsionsdämpfer bekannt, bei welcher die Torsionsfederung durch mehrere Schraubenfedern erzielt wird und sowohl die Federkennung als auch der rederweg in beiden Drehrichtungen gleich ausgebildet ist.

Weiterhin ist eine Kupplungsscheibe der oben genannten Bauart bereits durch die Patentschrift 57 771 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ostberlin bekannt. Die mit der sehr aufwendigen Konstruktion erzielte Kennlinie weist in beiden Drehrichtungen eine geknickte Kennlinie auf, wobei bei beginnender Auslenkung die Federkennlinie sehr flach verläuft und von einem bestimmten Verdrehwinkel ab ein sehr steiler Anstieg der Federkennlinie anschließt.

Aus der deutschen Patentschrift 1 267 556 ist eine" Kupplungsscheibe mit Torsionsdämpfer bekannt, bei welcher mehrere am Umfang verteilte Schraubenfedern mit einem Verdrehwinkelanschlag so zusammenarbeiten, daß der Federweg in der einen Drehrichtung erheblich größer ist als in der anderen Drehrichtung.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit möglichst geringem Aufwand eine torsionsgefederte Kupplungsscheibe herzustellen, welche im Betrieb unter Last auftretende Resonanzschwingungen und die dadurch entstehenden Geräusche durch eine möglichst niedrige Gesamtfederkennlinie in einen außerhalb des normalen Fahrbereiches liegenden Drehzahlbereich verschiebt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil der Fenster im Nabenflansch in der einen Drehrichtung so weit verlängert ausgeführt ist, daß die zugeordneten Federn in diesem Arbeitsbereich belastungsfrei sind und daß die Federkennlinie in diesem Arbeitsbereich eine erheblich geringere Steilheit hat. Durch diese Maßnahme wird eine S Federkennlinie erzeugt, welche in dem einen Arbeitsbereich erheblich flacher verläuft als in dem anderen Arbeitsbereich, wodurch eine niedrige Gesamtfederkennlinie entsteht. Damit ist auf besonders einfache Weise eine ausreichend große Verschiebung

ίο der ungewünschten Eigenfrequenzen im Antriebssystem erzielt.

Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemä ßen Kupplungsscheibe werden im nachfolgenden an beispielsweise dargestellten Ausführungsformen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe mit Torsionsdämpfer,

Fig. 2 den Querschnitt durch die Kupplungsscheibe gemäß Fig. 1,

F i g. 3 den Nabenflansch entsprechend der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe.

Fig. 1 zeigt die Ansicht einer Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer, wie sie beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug Anwendung finden

»5 kann. Der Nabenflansch 1 ist nur in seiner radial inneren Zone sichtbar, in welcher dieser eine Keilverzahnung zur drehfesten, aber axial verschiebbaren Verbindung mit einer Abtriebswelle aufweist. Zu beiden Seiten des Nabenfiansches 1 sind radial nach außen verlaufende. Deckscheiben 19 angeordnet. Diese Deckscheiben besitzen ebenso wie der Nabenflansch Fenster bzw. Ausschnitte zur Aufnahme der Schraubenfedern 17. In der dargestellten Ausführung sind beispielsweise vier Schraubenfedern gleicher Größe und auf dem gleichen mittleren Durchmesser angeordnet. Die Verbindung der beiden Deckschei·· ben 19 erfolgt über am Umfang verteilte Nieten 20., welche einmal den Abstand der beiden Deckscheiben untereinander sicherstellen und zum anderen die

♦° Belegscheibe 22 mit den Reibbelägen 18 drehfest mit den Deckscheiben verbinden.

In Fig.2 ist ein Schnitt II-II gemäß Fig. 1 durch die Kupplungsscheibe dargestellt. Der Nabenflansch ist auf seinen beiden Seiten und der Zwischenschal-

♦5 tung der Reibscheiben 21 von den beiden Deckscheiben 19 abgedeckt. Im Ausschnitt 10 des Nabenflansches 1 befindet sich die Schraubenfeder 17, welche teilweise die beiden Deckscheiben 19 in entsprechenden Fenstern durchdringt. Die Niete 20 verbindet die beiden Deckscheiben 19 miteinander und hält sie auf Abstand. Gleichzeitig stellt sie die Verbindung zwischen der Belagscheibe 22 mit den angenieteten Reibbelägen 18 und den beiden Deckscheiben 19 her. Die Niete 20 durchdringt dabei eine Aussparung 14 in Nabenflansch 1 und wirkt zusammen mit dieser als Winkelausschlagsbegrenzung.

In F i g. 3 ist die Ansicht des Nabenflansches I dargestellt. Der Nabenflansch besteht aus einem radial inneren Teil, welches eine Keilverzalinung zur

drehfesten Verbindung mit der Kupplungsabtriebswelle aufweist. Das scheibenförmige, radial sich nach außen erstreckende Teil des Nabenflansches 1 enthält zwei diametral gegenüber angeordnete, symmetrische und gleich große Fenster 2, welche der Aufnahme

von zwei Schraubenfedern 17 dienen. Die beiden Fenster 2 werden in Umfangsrichtung von Anschlagflächen 3 und 4, welche parallel zu der durch die beiden Fenster verlaufenden Mittellinie angeordnet

sind, begrenzt Die Begrenzung der Fenster! radial nach außen erfolgt durch einen Kreisbogen 7, dessen Mittelpunkt auf der durch die Fenster 2 gehenden Mittellinie Hegt, wobei der Radius jedoch kleiner ist als der Abstand von dem Kreisbogen 7 zum Mittelpunkt des Nabenflansches. Die Innere Begrenzung 6 dieser Fenster2 erfolgt durch eine Gerade, welche senkrecht zur Mittellinie verläuft. Weiterhin befinden sich in der Nabenscheibe 1 zwei diametral gegenüberliegende Ausschnitte 10, welche ebenfalls von einer entsprechenden Mittellinie ausgehen, welche jedoch nicht symmetrisch angeordnet sind. Diese Ausschnitte 10 werden begrenzt von Anschlagflächen 5, welche parallel zu der entsprechenden Mittellinie und von dieser aus gesehen in Zugrichtung verlaufen. Radial nach außen, und zwar ausgehend von den Anschlagflächen 5 werden die Ausschnitte 10 von Fortsätzen 8 begrenzt, welche sich in Schubrichtung erstrecken und kürzer sind als die Hälfte der inneren Begrenzungen 6 der Fenster 2. Die radial innere Begrenzung der Ausschnitte 10 erfolgt einmal durch gerade Teilstücke 11, weiche der halben Erstreckung der inneren Begrenzung 6 der Fenster 2 entsprechen. Anschließend an dieses gerade Teilstück Il folgt in Schubrichtung ein Kreisbogen 12, welcher einen Winkel von 45° beschreibt. Die innere Begrenzung, bestehend aus den Teilstücken 11 und 12, schneidet die Mittellinie unter 90^c an dem Punkt, an welchem das gerade Teilstück 11 in den Kreisbogen 12 übergeht. Die durch die Fenster 2 gehende Mittellinie schneidet die durch die beiden Aussparungen i0 gehende Mittellinie unter 90°. In der Schubrichtung werden die beiden Ausschnitte 10 durch radiale Teilstücke 13 begrenzt, wobei eine Verbindung dieser beiden radialen Teilstiicke 13 durch den Mittelpunkt des Nabenflansches verläuft. Weiterhin sind an dem Nebenflansch noch Aussparungen 14 und 15 angeordnet, welche zusammen mit den Nieten 20 eine Verdrehwinkelbegrenzung darstellen. Die Aussparungen 14 sind symmetrisch und diametral gegenüberliegend angeordnet und weisen jeweils in Zugrichtung Begrenzungen 9 und in Schubrichtung Begrenzungen 16 auf. Die Begrenzungen 16 der Aussparungen 15 besitzen die gleichen Abmessungen wie die Begrenzungen 16 der Aussparungen 14, sie sind lediglich um 90° in Schubrichtung verdreht angeordnet. Durch die Anordnung der Ausschnitte 10, welche praktisch eine Vergrößerung von Fenstern in Schubrichtung darstellen, fallen die Begrenzungen 9 der Aussparungen 15 weg.

Die Wirkungsweise der in den F i g. 1 bis 3 wiedergegebenen Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer mit drehrichtungsabhängiger Kennlinie ist folgende: Die unbelastete Kupplungsscheibe nimmt eine Stellung gemäß F i g. 1 ein. Dabei befinden sich die Niete 20 in den Aussparungen 14 gleich weit von den Begrenzungen 9 bzw. 16 entfernt. Die gleiche Entfernung nehmen die Niete 20 gegenüber den Begrenzungen 16 in den Aussparungen 15 ein. In diesem unbelasteten Zustand werden die Schraubenfedern 17 in den Fenstern der Deckscheiben 19 gehalten, und sie füllen gerade die Fenster 2 im Nabenflansch in axialer Richtung aus. Die in den Ausschnitten 10 angeordneten Schraubenfedern 17 berühren gerade die Anschlagflächen 5. Bei der Übertragung des Motormomentes von der Brennkraftmaschine auf die .Antriebsräder wird die Beiagscheibe 22 mit den daran fest angeordneten Reibbelägen 18 zusammen mit den Deckscheiben 19 gegenüber dem Nabenflansch 1 in Zugrichtung verdreht. Dabei werden sämtliche vier Schraubenfedern 17 vorgespannt. Die in den Fenstern 2 angeordneten Schraubenfedern 17 liegen somit einmal in den Fensterausschnitten der Deckscheiben 19 und zum anderen an den Anschlagflächen 4 der Fenster 2 an. Die in den Ausschnitten 10 angeordneten Schraubenfedern 17 liegen sowohl in den Ausschnitten der Fenster der Deckscheibe 19 als auch an den Anschlagflächen 5 der Ausschnitte 10 an. Bei der Übertragung des vollen Motormomentes bewegen sich dabei die Niete 20 in den Aussparungen 14 auf die Begrenzungen 9 zu, kommen an diesen jedoch nicht zur Anlage. Bei der Abbremsung des Kraftfahrzeuges durch die Brennkraftmaschine, also bei Übertragung des Bremsmomentes der Brennkraftmaschine durch die Reibungskupplung und den Torsionsschwingungsdämpfer, findet eine Verdrehung der Belagscheibe 22 zusammen mit den Deckscheiben 19 gegenüber dem Nabenflansch 1 in Schubrichtung statt. Hierbei werden lediglich die beiden Schraubenfedern 17, weiche in den Fenstern 2 des Nabenflansches 1 angeordnet sind, zur Übertragung des Drehmomentes herangezogen. Dabei liegen somit diese beiden Schraubenfedern einerseits in den Aussparungen der Deckscheiben 19 und andererseits an den Anschlagflächen 3 der Fenster 2 an. Die in den Ausschnitten 10 angeordneten beiden Schraubenfedern 17 bewegen sich ohne Veränderung ihres leicht vorgespannten Zustandes in den Aussparungen der Deckscheiben 19 in Schubrichtung und können wegen der Form der Ausschnitte 10 im Nabenflansch 1 zur Momentübertragung nicht herangezogen werden. In dem ausgeführten Beispiel ergibt sich somit in Schubrichtung eine Federkennlinie, welche die halbe Federrate aufweist gegenüber der Federkennlinie in Zugrichtung. In diesem Betriebszustand bewegen sich die Niete 20 in den Aussparungen 14 auf die Begrenzungen 16 zu, ohne sie jedoch ganz zu berühren; ebenso bewegen sich die Niete 20 in den Aussparungen 15 ebenfalls auf die Begrenzungen 16 zu, ohne dieselben zu berühren. Sowohl in Schub- als auch in Zugrichtung wirken die Niete 20 zusammen mit den Begrenzungen 9 bzw. 16 der Aussparungen 14 und 15 bei Spitzenbelastungen, weiche plötzlich auftreten können, als Winkelausschlagbegrenzung zum Schutz der Federn 17. Dabei wirken allerdings in Zugrichtung lediglich die beiden Nieten 20, welche sich in den Aussparungen 14 befinden.

Die äußere Begrenzung 7 der Fenster 2 weist einen Radius/? auf, welcher kleiner ist als der Abstand zwischen dieser äußeren Begrenzung 7 und dem Mittelpunkt des Nabenflansches 1, ebenso weisen die Fortsätze 8 radial nach innen diesen Radius auf. Der <rund hierfür ist darin zu sehen, daß bei Beanspruchung des Schwingungsdämpfers und bei relativer Verdrehung zwischen den Deckscheiben 19 einerseits und dem Nabenflansch 1 andererseits die Schraubenfedern 17 nicht an der äußeren Begrenzung 7 reiben, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß bei höheren Drehzahlen durch den Einfluß der Fliehkraft die Feder 17 in ihrem mittleren Bereich radial nach außen bewegt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kupplungsscheibe mit Torsionsdämpfer, welche aus einem mit Fenstern versehenen Nabenilansch, zwei ebenfalls mit Fenstern versehenen Deckscheiben und mindestens einem Satz Schraubenfedern besteht, wobei der Nabenflansch am Außendurchmesser im Bereich zwischen den Fenstern Aussparungen zur Verdrehwinkelbegrenzung autweist und in beiden Drehrichtungen etwa gleich große Verdrehwinkei sowie im gesamten Arbeitsbereich jeweils durchgehend gerade verlaufende Federkennlinien vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Fenster (,10) im Nabenliansch (1) in der einen Drehrichtung so weit verlängert ausgeführt ist, daß die zugeordneten Fenster in diesem Arbeitsbereich belascungsixei sind und daß die Federkennlinie in diesem Arbeitsbereich eine erheblich geringere Steilheit hat.