DE2609418A1

DE2609418A1 - Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE2609418A1
Application number: DE19762609418
Authority: DE
Inventors: Albert Birk; Paul Dipl Ing Maucher
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1976-03-06
Filing date: 1976-03-06
Publication date: 1977-09-08
Also published as: US4144959A; FR2343163A1; FR2343163B1

Description

LuK Lamellen und

Kupplungsbau GmbH

Industriestr. 3 0292

7580 Bühl/Baden 5. März 1976

Kupplungsscheibe

Die Erfindung bezieht sich auf Kupplungsscheiben, wie sie beidurch die US-PS 2 920 733 oder die FR-PS 1 328 726 bekannt geworden sind und bei denen zwischen zwei Baueinheiten, wie einem Nabenkörper und einem Reibbelagträger, ein begrenztes Verdrehspiel entgegen der Wirkung von sich in Ausnehmungen der Einheiten abstützenden Kraftspeichern ermöglicht ist und wobei eine der relativ zueinander verdrehbaren Baueinheiten zwei Seitenscheiben enthält und die andere Baueinheit im axialen Bauraum dazwischen angeordnet ist. Im Falle der durch die genannte US-PS bekannt gewordenen Kupplungsscheibe ist die eine Seitenscheibe der Belagträger selbst und die andere Seitenscheibe ist verdrehfest mit dieser verbunden und zwischen den beiden Seitenscheiben ist der der anderen Baueinheit, nämlich der dem Nabenkörper zugeordnete Flansch vorgesehen. Im Gegensatz dazu sind bei der durch die genannte Fr-PS bekannt gewordenen Kupplungsscheibe zwei Seitenscheiben mit dem Nabenkörper drehfest verbunden und bilden die .eine Baueinheit, äwhrend die andere Baueinheit die zwischen den. beiden Seitenscheiben vorgesehene Belagträgerscheibe ist.

Durch die in den oben genannten Patentschriften gezeigten Kupplungsscheiben ist weiterhin bekannt geworden, zwei Federn konzentrisch ineinander anzuordnen, um somit bei optimaler Diinen-

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sionierung einen großen Verdrehwinkel bzw. hohe Verdrehmoinent zu erzielen. IM weiterhin die Federn sowohl in Achsrichtung als auch

- in den durch die hohen Drehzahlen auftretenden Fliehkrafteinwirkungen - in radialer Richtung festzulegen, sind in der Scheibe der oben erwähnten französischen Patentschrift beidseitig der Druckfedern Federteller aus Kunststoff vorgesehen, die über konische Bereiche die Endwindungen der Federn aufnehmen und somit die Federn zentrieren sollen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß solche Teller aus Kunststoff zunächst wegen zu geringer Festigkeit als auch aufgrund der hohen, bei Kupplungen auftretenden Temperaturen rasch ausfallen und weiterhin sind solche Halteelemente, auch wenn sie aus anderen Materialien hergestellt wurden, in der Herstellung teuer und kompliziert bei der Montage. Darüberhinaus setzen bei den Kupplungsscheiben beider Patentschriften die Federwirkungen der beiden konzentrisch ineinander vorgesehenen Federn bei jeweils gleichen Verdrehwinkeln der relativ zueinander verdrehbaren Baueinheiten ein, sodaß eine flache Charakteristik zu Beginn der relativen Verdrehung nicht erzielbar ist.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Kupplung zu schaffen, die auch bei einer Auslegung, bei der einer der konzentrisch zueinander vorgesehenen Kraftspeicher

- in Umfangsrichtung gesehen - über den anderen wenigstens auf einer Seite hinausragt, eine sichere Haltung der Kraftspeicher gewährleistet, ebenso das Ausknicken der Kraftspeicher verhindert und die bei vereinfachter Ausführung weniger Einzelteile aufweist und sich durch leichtere und einfachere Montage auszeichnet und damit auch preiswerter herstellbar ist. Weiterhin sollen die verschiedensten Variationen der Dämpfercharakteristik ermöglicht werden. 709836/0518

Dies wird gemäß der Erfindung bei Kupplungsscheiben der eingangs erwähnten Art, bei denen wenigstens zwei Kraftspeicher konzentrisch zueinander angeordnet sind und von denen sich der innen liegende über die Länge des äußeren erstreckt, dadurch erzielt, daß - in Umfangsrichtung der Scheibe gesehen - der innen liegende Kraftspeicher sich wenigstens über das eine Ende des äußeren Kraftspeichers hinaus erstreckt und die Konturen der fensterförmigen Ausnehmungen für die Kraftspeicher in beiden der Einheiten sowohl dem äußeren Kraftspeicher als auch den über diesen hinausragenden Bereichen des inneren Kraftspeichers derart angeformt sind, daß diese Konturen für die Kraftspeicher eine Halterung bzw. Führung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung bilden, d. h. also, es geht die größere fensterförmige Ausnehmung sowohl in der einen als auch in der anderen Baueinheit über in die kleinere fensterförmige Ausnehmung, wodurch in einfacher, preiswerter und wirkungsvoller Weise die Kraftspeicher zentriert sind.

Obwohl auch andere Arten von Kraftspeichern verwendet werden können, sei im folgenden davon ausgegangen, daß als Kraftspeicher Schrauberifedern verwendet werden.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die fensterförmigen Ausnehmungen für die innen liegende Feder sowohl in den beiden äußeren Scheibenteilen als auch in dem dazwischen liegenden Scheibenteil - in Umfangsrichtung der Scheibe gesehen - eine größere Erstreckung besitzt, als die entsprechende, sich aus der möglichen Komprimierung der innen liegenden

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Feder ergebende Strecke beträgt. Dadurch ist gewährleistet; daß auch bei höchsten Drehzahlen und bei vollem Verdrehwinkel der Einheiten zueinander,die innen liegende Feder zentriert bleibt, da die Enden derselben an dem über die Erstreckung dieser äußeren Feder hinausragenden Bereiche stets von den Scheibenteilen gehalten sind.

Diese Merkmale können aber nicht nur bei solchen Kupplungsscheiben verwendet werden, bei denen beide Federn gleichzeitig zur Wirkung kommen, sondern auch bei solchen Federn, bei denen entweder die äußere oder die innere Feder zuerst und die andere in einem daran anschließenden Winkelbereich zusätzlich wirksam ist.

Für manche Anwendungsfälle kann es dabei besonders zweckmäßig sein, wenn die äußere Feder eine weichere Charakteristik besitzt als die innere und - ausgehend von einer neutralen Stellung der beiden zueinander verdrehbaren Baueinheiten - über einen ersten Verdrehbereich die äußere Feder alleine und über einen sich daran anschließenden Verdrehbereich die innen liegende Feder zusätzlich wirksam ist. Eine derartige Ausführungsforra kann der Forderung nach einer weichen Anfangscharakteristik, bei der Relatiwerdrehung der beiden Baueinheiten in besonders wirkungsvoller Weise Rechnung tragen, da Federn mit größerem Durchmesser bei einer vorgegebenen Drahtstärke mit einer geringeren Steifigkeit wirksam sind als vergleichbare Federn mit kleinerem Durchmesser. Weiterhin ist durch eine derartige Ausgestaltung eine Optimierung co der Dimensionierungsverhältnisse gegeben, da - bei niedriger Steifigkeit

**· der Feder der ersten Stufe - die Steifigkeit der Feder für die zweite,

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^l also der inneren Feder, größer gewählt werden kann und damit für die

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innere Feder größere Außendurchmesser erzielbar sind als im umgekehrten Falle.

Bei einer Kupplungsscheibe, wie dies oben beschreiben ist, . kann die äußere Feder sowohl von der Ausnehmung in der einen Baueinheit, also beispielsweise einem Fenster im Nabenflansch, als auch von den Ausnehmungen der anderen Baueinheit, also beispielsweise von Fenstern der Belag träger-und Gegenscheibe so umgriffen sein, daß - beginnend bei einer neutralen Stellung die äußere Feder in den beiden Verdrehrichtungen wirksam wird, indem diese Feder z. B. mit leichter Vorspannung in den entsprechenden fensterförmigen Ausnehmungen verspannt ist und wobei die Ausnehmungen in Belagträger- und Gegenscheibe für die innere Feder länger ausgebildet sind als die Ausnehmung - jeweils in Umfangsrichtung gesehen - in dem Nabenflansch.

Auch bei einer solchen Ausführungsform kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die fensterförmigen Ausnehmungen für die innen liegende Feder in den beiden Seitenscheiben - in Umfangsrichtung der Kupplungsscheibe gesehen - entsprechend der Verdrehung, über die nur die äußere Feder wirksam ist, länger sind, als die entsprechenden fensterförmigen Ausnehmungen in dem Flansch und wenn die fensterförmigen Ausnehmungen für die innen liegende Fede am Nabenflansch - in Umfangsrichtung der Kupplungsscheibe gesehen - eine wenigstens gleich große, vorzugsweise eine größere Erstreckung besitzen, als die entsprechende, sich aus der möglichen Komprimierung dieser Feder ergebende Strecke beträgt.

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Insbesondere in Fahrzeugen, die mit hoch drehenden Motoren ausgerüstet sind, ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung an den radial äußeren Konturen der fensterförmigen Ausnehmungen an wenigstens einer der beiden äußeren Seitenscheiben Flügel angeformt sind, die von der Scheibe weg weisen und wobei der radial weiter außen liegende Flügel auf die äußere Feder und der radial weiter innen liegende Flügel auf die über die äußere Feder hinausragenden Bereiche der inneren Feder hin konvergieren, wodurch in besonders effektvoller Weise die Halterung der Federn sichergestellt wird.

Anhand der Figuren 1 und 2 sei die Erfindung näher erläutert.

Dabei zeigt Figur 1 eine teilweise in Ansicht dargestellte Kupplungsscheibe

und Figur 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II der Figur 1.

Es handelt sich dabei um eine Kupplungsscheibe einer solchen Ausführung, bei der die eine der relativ zueinander verdrehbaren Baueinheiten aus einer Belagträgerscheibe 1 und einer Gegenscheibe besteht, die zueinander verdrehfest sind und wobei das andere der relativ zueinander verdrehbaren Bauteile aus zwei Flanschteilen besteht, die zwischen den Teilen 1 und 2 vorgesehen sind und die verdrehfest mit einem Nabenkörper 5 verbunden sind. Zwischen diesen

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relativ zueinander verdrehbaren Bauteilen sind Federgruppen 6 und 7 vorgesehen, wobei die Federgruppe 7 aus zwei zumindest annähernd konzentrisch zueinander angeordneten Federn 8 und 9 besteht. Dabei ist die Feder 8 in einer fensterförmigen Ausnehmung 10 in der Belagträgerscheibe, einer fensterförmigen Ausnehmung 11 in der Gegenscheibe, sowie einer fensterförmigen Ausnehmung 12 in dem einen Nabenflansch 3 und einer fensterförmigen Ausnehmung 13. im anderen Nabenflansch 4 vorgesehen, wobei die Ausnehmungen zumindest in ümf angsrichtung gleich groß sind. Die Feder 8 ist mit leichter Vorspannung eingespannt und besitzt eine weiche Charakteristik.

Für die innere Feder 9, die im Ausführungsbeispiel eine härtere Charakteristik besitzt, sind für die über die äußere Feder hinausgehenden Bereiche 9 a, 9 b ebenfalls in allen Scheibenteilen 1, 2, und 4 fensterförmige Ausnehmungen vorgesehen, und zwar sind die fensterförmigen Ausnehmungen 14, 15 und 16, 17 in den Scheiben 1 und - in Umfangsrichtung der Kupplungsscheibe gesehen - länger ausgeführt als die fensterförmigen Ausnehmungen 18, 19 und 20, 21 in den Flanschen 3 und 4. Entsprechend ist - bei einer Betrachtungsweise, bei der die Nabe 5 und die Flanschteile 3, 4 still stehen und die. Belagträgerscheibe und die Gegenscheibe 2 aus der gezeigten neutralen Position gegenüber der Nabe verdreht werden- in beiden möglichen Drehrichtungen die Feder mit der weicheren Kennlinie alleine solange wirksam, bis die in umfangsrichtung wirksamen Anschlagkonturen der fensterförmigen Aus-

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nehmungen 14, 15 bzw. 16, 17 in den Scheiben 1 und 2 an den Endwindungen der Feder 9 angreifen. Bei einer darüber hinausgehenden Relatiwerdrehung wird dann zusätzlich die steifere Feder 9 wirksam, und zwar solange, bis der die Scheiben 1 und 2 in an sich bekannter Weise verbindende Abstandsbolzen 22 an einer der Anschlagkonturen von Ausnehmungen 23, 24 in den Flanschen 3, 4 zur Anlage kommt. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die tiberstehenden Bereiche 9 a, 9 b der Feder 9 bzw. die Länge der fensterförmigen Ausnehmungen 18, 19, 20, 21 in den Nabenteilen 3, 4 - in Umfangsrichtung der Scheibe gesehen - zumindest gleich groß, vorzugsweise jedoch größer sind, als die durch die relative Verdrehung der beiden Einheiten entstehende Komprimierung der inneren Feder 9, sodaß gewährleistet ist, daß die überstehenden Enden der Feder 9 auch dann noch sowohl von den fensterförmigen Ausnehmungen in den Scheiben 1, 2 als auch 3, 4 gehalten sind, wenn bei der maximalen Verdrehung der Abstandsbolzen 22 an den Konturen der Ausnehmungen 23, 24 in den Nabenteilen 3,4 zur Anlage kommt.

Die radial äußeren Konturen der fensterförmigen Ausnehmungen 14, und 16, 17 als auch die radial äußeren Konturen der Ausnehmungen 10,11 der Scheiben 1, 2 sind mit nach außen weisenden Flügeln 25, 26 sowie 27, 28 und 29, 30 versehen, um auch bei höchsten Drehzahlen eine einwandfreie Führung und Halterung der beiden Federn zu gewährleisten.

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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann insbesondere auch bei Kupplungsscheiben angewandt werden, bei denen die Belagträgerscheibe zwischen zwei an der Nabe verdrehfest vorgesehen Scheibenteilen angeordnet ist.

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Claims

LuK Lamellen und

Kupplungsbau GmbH

Industriestr. 3 0292

Bühl/Baden 5. März 1976

Patentansprüche

/i.i Kupplungsscheibe, bei der zwischen zwei Baueinheiten, wie einem Nabenkörper und einem Reibbelagträger ein begrenztes Verdrehspiel entgegen der Wirkung von sich in fensterförmigen Ausnehmungen der Einheiten abstützenden Kraftspeichern ermöglicht ist, die eine der relativ zueinander verdrehbaren Baueinheiten zwei Seitenscheiben enthält und die andere Baueinheit wenigstens ein scheibenartiges Bauteil, das im axialen Bauraum zwischen den beiden Seitenscheiben angeordnet ist, und wenigstens zwei Kraftspeicher konzentrisch zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich der innen liegende Kraftspeicher (9) über die Länge des äußeren (8) erstreckt und - in Umfangsrichtung der Scheibe gesehen - zumindest über das eine Ende des äußeren Kraftspeichers (8) hinausreicht und daß die Konturen der fensterförmigen Ausnehmungen (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) für beide Kraftspeicher (8,9) in beiden der Einheiten (1,2/3,4,5) sowohl dem äußeren Kraftspeicher (8) als auch den über diesen hinausragenden Bereichen (9 a, 9 b) des inneren KraftSpeichers (9) derart angeformt sind, daß diese Konturen für beide Kraftspeicher (8, 9) eine Führung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung ergeben.

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2. Kupplungsscheibe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kraftspeicher (8) eine weichere Charakteristik besitzt,als der innere (9) und - ausgehend von einer neutralen Stellung der beiden zueinander verdrehbaren Baueinheiten (1, 2/3, 4, 5) - über einen ersten Verdrehbereich der äußere Kraftspeicher (8) alleine und über einen sich daran anschließenden Verdrehbereich der innen liegende (9) zusätzlich wirksam ist.
3. Kupplungsscheibe, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fensterförmigen Ausnehmungen (14, 15 /16, 17) für den innen liegenden Kraftspeicher (9) in den beiden Seitenscheiben (1, 2) - in Umfangsrichtung der Kupplungsscheibe gesehen - länger sind, als die entsprechende fensterförmige Ausnehmung (20, 21 /18, 19) in dem zwischen diesen beiden Seitenscheiben (1, 2) vorgesehenen Teil (3, 4).
4. Kupplungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fensterförmigen Ausnehmungen (14, 15, 16, 17 / 18, 19, 2o, 21) für den innen liegenden Kraftspeicher (9) in beiden Einheiten (1, 2/3, 4) - in Umf angsrichtung der. Scheibe gesehen eine wenigstens gleich große Erstreckung besitzen, als die entsprechende, sich aus der möglichen Komprimierung dieses Kraftspeichers (9) ergebende Strecke beträgt.

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5. Kupplungsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den radial äußeren Konturen der fensterförmigen Ausnehmungen (10, 11, 14, 15, 16, 17) wenigstens einer der beiden äußeren Seitenscheiben (1, 2) Flügel (25, 26, 27, 28, 29, 30) angeformt sind, die von der Scheibe weg weisen und wobei der radial weiter außen liegende Flügel (29, 30) auf den äußeren Kraftspeicher (8) und der radial weiter innen liegende Flügel (25, 26, 27, 28) auf die über den äußeren Kraftspeicher (8) hinausragenden Bereich (9 a,9 b) des inneren Kraft-Speichers (9) hin konvergieren.

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