DE2315946C3 - Kupplungsscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kupplungsscheiben, wie sie unter der Bezeichnung »gedämpfte Kupplungsscheiben« ganz allgemein bekannt sind und bei denen im Kraftübertragungsweg zwischen ihren Reibbelägen und ihren Naben eine begrenzte relative Verdrehung dieser Teile entgegen der Wirkung von Kraftspeichern und unter Reibwirkung ermöglicht ist, wobei die Reibbeläge drehfest je mit einer der beidseitig eines Nabenflansches angeordneten Scheiben verbunden sind und die Kraftspeicher in Ausnehmungen derselben vorgesehen sind. Solche Kupplungsscheiben, wie sie z. B. durch das DE-GM 70 06 200 und die DD-PS 57 771 und 62 494 bekanntgeworden sind, besitzen mehrere zwischen den beidseits des Nabenflansches vorgesehenen beiden Scheiben, von denen eine die Reibbeläge trägt, und dem Nabenflansch wirksame, bei der relativen Verdrehung dieser Teile zueinander zur Wirkung kommende Kraftspeicher in Form von Schraubendruckfedern, die eine gestufte Kennlinie ergeben. Zwischen dem Nabenflansch und den beiden Scheiben sind Reibbeläge axial verspannt, wodurch bei der Verdrehung eine Reibung entsteht, die eine Dämpfung der Drehbewegungen ergibt Durch eine gewisse unregelmäßige Verteilung dieser Kraftspeicher, und weil sie nach unterschiedlichen Verdrehwinkeln zur Wirkung gelangen, mag es vorkommen, daß nach einem gewissen Verdrehwinkel der Scheiben gegenüber der Naoe diese

ίο Scheiben auch gegenüber der Nabe um einen Kreisbogen verschwenken, bis nach Überwindung des radialen Spieles der Scheibenteile gegenüber der Nabe die Scheibenteile mit ihren zentrischen Ausnehmungen auf der Zentrierschulter des Nabenflansches anschlagen, %Odurch ein gewisses unkontrolliertes Scheuern der Scheibenteile auf der Nabe entsteht. Bei einem Drehmomentstoß in die andere Richtung wird zunächst diese Anlage der zentrischen Ausnehmungen der Scheiben auf der Nabe aufgehoben, die beiden Teile entlang eines Kreisbogens um den Nabenkörper yerscHwenk* bis die "e^enuberus^eridsn Konturen der zentrischen Ausnehmungen der Scheiben am Nabenkörper anschlagen. Diese unkontrollierten und nach unkontrollierbaren Verdrehwinkeln hinzukommenden ungewollten Verdrehwiderstände, die darüber hinaus bei jedem Drehmomentwechsel beim Durchgang durch den mittleren Verdrciibereich neu entstehen und zu der durch die in Achsrichtung verspannten Reibbeläge erzeugten Reibwirkung hinzukommen, bedingen Störangen und Unregelmäßigkeiten, die die gewollte Dämpfwirkung verfälschen. Außerdem bewirkt der beim Drehmomentwechsel entstehende Schlag der Scheiben gegen die Nabenschulter einen vorzeitigen Ausfall solcher Kupplungsscheiben.

Diese nachteiligen Auswirkungen können durch eine symmetrische Anordnung einzelner Federgruppen zueinander und die Anordnung von Führungsringen zwischen den beiden Scheiben und der Nabe, wie dies durch die FR-PS 15 37 96t bekanntgeworden ist, vermieden werden. Es ist demnach auch keine durch eine radiale Kraft erzeugte Reibung vorhanden. In gleicher Weise trifft dies auch auf Kupplungsscheiben zu, wie sie durch die DE-AS 12 73 995 bekanntgeworden sind und wobei anstelle von Schraubendruckfedern Kraftspeicher aus Gummi verwendet werden. Eine weitere Ausführungsform einer Kupplungsscheibe, wie sie durch die US-PS 28 26 902 bekanntgeworden ist, zeigt die Erzeugung einer für die Dämpfung erforderlichen Reibwirkung durch Verspannen von Rejbklötzen, wobei diese Reibklötze einerseits an der Nabe abgestützt sind und andererseits federnd in radialer Richtung nach aulien sich gegen eine der Scheiben abstützen. Bei einer derartigen Ausführung heben sich jedoch die durch die in radialer Richtung nach außen wirkenden Kräfte gegenseitig auf, d. h. es erfolgt nicht eine radiale Verspannung der beiden relativ zueinander verdrehbaren Teile im Bereich der von den Scheibenteilen umschlossenen Nabenteile. Bei einer Ausführungsform gemäß FR-PS 14 11 155 schließlich ist der Einbau von Kraftspeichern in Form von Schraubendruckfedern derart vorgeschlagen, daß sie schräg angeordnet sind gegenüber einer rechtwinkligen Ebene zur Achse der Reibscheibe, wodurch eine entsprechend der Verdrehung sich aufbauende, axiale Komponente erzeugt wird.

Hier wird also in Abhängigkeit von der Verdrehung die Reibwirkung und damit die Dämpfwirkung durch Erhöhung der axialen Verspannung verändert. Auch durch eine derartige Maßnahme ist die Entstehung

unkontrollierbarer und ungewollter Mischreibung zwischen Nabe und Scheiben und damit frühzeitiger Verschleiß nicht zu vermeiden. Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einerseits die bei den bekannten Kupplungsscheiben bestehenden Nachteile zu vermeiden, andererseits bei geringstmöglichem baulichem Aufwand eine Kupplungsscheibe zu schaffen, bei der gewährleistet ist, daß bei den relativen Verdrehbeweguiigen zwischen den beiden fest mit den Reibbelägen verbundenen Scheiben zunächst eine to geringere Dämpfwirkung erzeugt wird, die durch eine zwischen einem Zentriersitz der Nabe und mindestens einer der Scheiben gebildete Reibverbindung entsteht durch eine definierte Reibung, die bereits im mittleren Verdrehbereich, also vom Ausgangspunkt der Verdrehung an, vorhanden ist

Diese definierte, über den Zentriersitz der Nabe und einer der Scheiben erzeugte Reibwirkung kann gemäß der Erfindung bei Kupplungsscheiben der eingangs genannten Art dadurch erzielt werden, daß zwischen der Nabe und mindestens einer der Scheiben ein rad>ai wirkender Reibbelag angeordnet ist, sowie durch spezielle Anordnung der Kraftspeicher, indem nämlich wenigstens einer der Kraftspeicher in einer von der tangentialen Lage abweichenden Lage eingebaut ist, wodurch eine radiale, auf die Reibbeläge wirkende Kraftkomponente entsteht

Die definierte, über den Zentriersitz der Nabe und einer der Scheiben erzeugte Reibwirkung kann gemäß der Erfindung bei Kupplungsscheiben der eingangs genannten Art aber auch dadurch erzielt werden, daß zwischen der Nabe und mindestens einer der Scheiben ein radial wirkender Reibbelag angeordnet ist, sowie durch spezielle Anordnung der Kraftspeicher, indem nämlich mindestens einer der Kraftspeicher — in Drehrichtung gesehen in unterschiedliche Richtung wirkend — eingebaut ist, wodurch eine radiale, auf die Reibbeläge wirkende Kraftkomponente entsteht.

Durch die sich durch die spezielle Einbaulage wenigstens eines der Kraftspeicher ergebende Kraft- ·"> komponente, also durch die zumindest annähernd radiale Verspannung, wird bereits vom mittleren Verdrehbereich an, also vom Ausgangspunkt der Verdrehbewegung, das eine der Bauteile stets gegen das andere, also die Nabe mit ihrem Sit? gegen wenigstens eine der Scheiben oder umgekehrt gedrückt oder gezogen und durch die Anordnung des radial wirkenden Reibbelages zwischen Nabe und wenigstens einer der Scheiben ist eine Reibwirkung zwischen den beiden relativ zueinander verdrehbaren Bauteilen stets, d. h. ^M bereits vom mittleren Verdrehbereich, also dem Ausgangspunkt der Verdrehbewegung und damit eine sofort einsetzende Reib- bzw. Dämpfeinrichtung vorhanden.

Von Vorteil kann es sein, wenn ein im Querschnitt L-förmiger Reibbelag zwischen dem mit den Reibbelägen drehfest verbundenen Teil und der Nabe zur Aufnahme der axialen und radialen Reibkräfte vorgesehen ist, die durch die im Querschnitt ebenfalls L-förmige und mit diesem Bereich am L-förmigen Reibbelag «> anliegende Mitnehmer- bzw. Gegenscheiben aufgebracht werden.

Anhand der Fig. 1 bis 3 sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Kupplungsscheibe nach der Erfindung in Ansicht,

Fig. 2 ein Achsenkreuz mit Reibwert- und Federkennlinien.

Fig.3 einen Schnitt durch die Kupplungsscheibe gemäß der Linie IH-III in F i g. 1.

F i g. 1 zeigt eine Kupplungsscheibe teilweise in Ansicht, wobei die Reibbeläge t an einer Trägerlamelle 2 befestigt sind. Über Niete 3 ist die Gegenscheibe 4 mit der Trägerlamelle 2 drehfest verbunden. Die Teile 1 —4 sind relativ gegenüber der Nabe 5 und deren Flansch 6 begrenzt verdrehbar, und zwar entgegen der Wirkung von Federn, die in Ausnehmungen des Flansches 6 und in Ausnehmungen der Trägerlamelle 2 und der Gegenscheibe 4 vorgesehen sind Das für die Dämpfung vorgesehene Reibungsmoment bei Kupplungsscheiben wird im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dadurch gebildet, daß eine zumindest annähernd radiale Kraft bei der Verdrehung der Teile zueinander zwischen dem Zentriersitz 7 auf der Nabe 5 und den Innenkonturen 8 der Trägerlamelle 2 und der Gegenscheibe 4 wirksam wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß von dr;n Federn 9—12 z.B. die Feder 12 — in Drehrichtung gesehen — in unterschiedlicher Richtung wirkend eingebaui isl, wodurch eine von der normalerweise achsneutralen Momentenverteilung abweichende Momentenverteilung entsteht Dabei erzeugen die Federn 9 und 11 bei der relativen Verdrehung der Nabe gegenüber den Belägen ein entgegengesetztes, gleich großes Moment Mg bzw. Mu, was lediglich eine Verdrehkomponente auf die Teile bewirken würde, während keine Radialkomponente übrig bleibt Die Feder 10 erzeugt — vom Betrachter auj- gesehen — ein vertikal nach unten gerichtetes Moment M_i0, dem bei — in Drehrichtung betrachtet — in unterschiedlicher Richtung wirkender Feder 12 keine gleich große vertikal nach oben gerichtete Komponente entgegensteht, wodurch sich einmal ein Drehmoment und gleichzeitig eine radiale Verschiebekraft der Teile entsprechend dem Moment der Feder 10 ergibt Hierdurch werden die Teile 2,4 gegen den Zentriersitz 7 der Nabe 5 gedrückt, und es entsteht ein Reibtr;oment zwischen Nabenbereich 7 und dem Bereich 8 der Teile 2 und 4, welches direkt proportional der Kraft der Feder 10 Lt.

Eine von der achsneutralen Momentenverteilung abweichende Momentenverteilung kann aber auch — wie in Fi g. 1 dargestellt — durch Einbau einer Feder 12 in einer von der tangentialen Lage abweichenden Lage erzielt werden, wodurch bei Verdrehung der Teile 1—4 gegenüber der Nabe (5) die Federkraft in ihrem Angriffspunkt nicht rein tangential wirkt, sondern eine radiale Komponente aufweist, welche die radialen Zentrierflächen zwischen den Teilen 1 —4 und der Nabe 5 beaufschlagt.

Eine solcherart ausgebildete Kupplungsscheibe eignet s^:ch weiterhin zur Erzielung einer zwei- oder mehrstufigen Dämpfung, wie dies im Zusammenhang mit F i g. 2 beispielsweise erläutert sei.

Dabei sind in F i g. 2 auf der Abszisse die Verdrehwinkel und auf der Ordinate die bei der relativen Verdrehung der Teile auftretenden Drehmomente aufgetragen, wobei auf der linken Seite der Ordinate der Schub- und auf der rechten Seite der Zugbereich dargestell! ist. Die Federkennlinie 13 weist im Schubbereich eine gerade Steigung auf, welche dadurch gebildet wird, daß - in Fig. 1 im Uhrzeigersinn betrachtet — alle seitlichen Begrenzungen 14 der Ausnehmungen für au Federn 9—12 im Nabenflanr.ch 6 deckungsgleich sind mit den Endkonturen 15 der Ausnehmungen für die Federn in der Gegenscheibe 4 und der Trägerlamelle 2. In der Gegenrichtung ist im

Nabenflansch 6 die Endkontur 16 für die Feder 12 gegenüber den Endkonturen 17 der Federfenster in den Teilen 2 und 4 um einen gewissen Betrag zurückversetzt, der jedoch kleiner ist als derjenige Betrag, um den die Endkonturen 18 der Federfensterausnehmungen im Flansch 6 gegenüber den Endkonturen 19 der Ausnehmungen für die Federn 9— 11 in den Teilen 2 und 4 zurückversetzt sind. Hierdurch verläuft die Kennlinie 13 vom Schnittpunkt der Ordinate mit der Abszisse entlang der Abszisse bis zum Bereich A gerade, steigt dann bis zum Bereich B, in welchem lediglich die Feder 12 mit der aufgrund der Schrägstellung der Feder 12 bezüglich der Umfangsrichtung der Kupplungsscheibe effektiv flacheren Federrate wirksam ist, leicht an, während vom Bereich B bis zum Bereich C ein steilerer Anstieg durch den Eingriff aller vier Federn erfolgt.

Zwischen dem Nabenflansch 6 und den Teilen 2 und 4 ist eine Reibeinrichtung wirksam, die durch eine in Achsrichtung der Scheibe wirksame Kraft, z. B. durch axiale Verspannung der Teile 2 und 4 entsteht. Diese Reibung ist in Fig.2 durch die strichliert gezeichneten Linien 20 dargestellt. Die Reibung, die durch die in radialer Richtung wirksame Kraftkomponente zwischen dem Zentriersitz 7 auf der Nabe 6 und dem Bereich 8 der Teile 2 und 4 aufgebaut wird, ist durch die strichpunktierten Linien 21 angedeutet. Dabei ist erkennbar, daß vom Schnittpunkt der Ordinate mit der Abszisse im Zugbereich bis zum Bereich A keine radiale Kraftkomponente wirksam wird, während zwischen dem Bereich A und dem Bereich B eine radiale Kraftkomponente und dementsprechende Zunahme der Reibung entsteht.

Es ist erkennbar, daß eine solcherart ausgestaltete Kupplungsscheibe einen stufenlosen Übergang der einzelnen Reibwerte in den verschiedenen Stufen gewährleistet, wobei darüber hinaus ein Ansteigen des Reibwertes entsprechend der relativen Verdrehung der einzelnen Scheibenteile gegeben ist. Durch die Vielfalt der Variationsmöglichkeiten in bezug auf die erzielbaren Kennlinien und Reibwerte sind diese Kupplungsscheiben auf nahezu alle Erfordernisse abwandelbar.

Wie anhand der Fig.3 näher erläutert sei, die einen Schnitt gemäß der Linie Ill-Ill in Fig. 1 zeigt, können die Kupplungsscheiben, deren Reibung durch die Radialkraftkomponente gebildet wird, die bei der Verdrehung der mit den Reibbelägen I verbundenen Teile 2 und 4 gegenüber der Nabe 5 bzw. gegenüber dem Flansch 6 entsteht, weiterhin dadurch verbessert werden, daß die radial inneren Endkonturen wenigstens eines der Teile 2 bzw. 4 einen z. B. zylindrischen Ansatz in Achsrichtung aufweisen und zwischen diesem und dem Zentriersitz 7 auf der Nabe ein Reib- oder Lagerwerkstoff 22 vorgesehen ist, der gegebenenfalls einstückig mit dem oder den Reibbelägen 23 sein kann, die die Reibung entsprechend den Linien 20 in F i g. 2 erzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kupplungsscheibe, bei der im Kraftübertragungsweg zwischen ihren Reibbeiägen und ihrer Nabe eine begrenzte relative Verdrehung dieser Teile entgegen der Wirkung von Kraftspeichern und unter Reibwirkung ermöglicht ist, wobei die Reibbeläge drehfest je mit einer der beidseitig eines Nabenflansches angeordneten Scheiben verbunden sind, und die Kraftspeicher in Ausnehmungen derselben vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Nabe (5) und mindestens einer der beiden Scheiben (2,4) ein eine Radialkraft aufnehmender Reibbelag (22) angeordnet ist, und wenigstens einer der Kräftspeicher (9 bis 12) in einer von der tangentialen Lage abweichenden Lage eingebaut ist, wodurch eine radiale auf die Reibbeläge wirkende Kraftkomponente entsteht.

2. Kupplungsscheibe, bei der im Kraftübertragungsweg zwischen ihren. Reibheiägen und ihrer Nabe eine begrenzte relative Verdrehung dieser Teile entgegen der Wirkung von Kraftspeichern und unter Reibwirkung ermöglicht ist, wobei die Reibbeläge drehfest je mit einer der beidseitig eines Nabenflansches angeordneten Scheiben verbunden sind, und die Kraftspeicher in Ausnehmungen derselben vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Nabe (5) und mindestens einer der beiden Scheiben (2, 4) ein eine Radialkraft aufnehmender Reibbelag (22) angeordnet ist und wenigstens einer der Kraftspeicher (S bis 12) — in Drehrichtung gesehen — in unterschiedlicher Richtung wirkend — eingebaut ist, wodurch eine radiale, auf die Reibbeläge wirkende Kraftkomponente entsteht.

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Querschnitt L-förmiger Reibbelag (22) zwischen den mit den Reibbelägen (1) drehfest verbundenen Scheiben (2, 4) und der Nabe (5) zur Aufnahme der axialen und radialen Reibkräfte vorgesehen ist, die durch die im Querschnitt ebenfalls L-förmigen und mit diesem Bereich am L-förmigen Reibbelag anliegenden Mitnehmer- bzw. Gegenscheiben aufgebracht werden.