DE2756975A1

DE2756975A1 - Antriebsscheibenanordnung fuer eine reibungskupplung

Info

Publication number: DE2756975A1
Application number: DE19772756975
Authority: DE
Inventors: David Roger Arrowsmith
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1977-01-04
Filing date: 1977-12-21
Publication date: 1978-07-06
Also published as: AU511613B2; AU3108277A; FR2376333B1; GB1564974A; JPS5385247A; US4177888A; ES465763A1; FR2376333A1

Description

Dipl.-Pliys. JÜRGEN WEISSE ■ Üipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

HÖKKNBUSCH 41 · D 5620 VI'.LIU'.RT H-LANGFiNHKRG Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

Patentanmeldung

Automotive Products Limited, Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire, England

Antriebsscheibenanordnung für eine Reibungskupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsscheibenanordnung bei einer Reibungskupplung, bestehend aus zwei konzentrischen Nabenteilen, einem an einem Nabenteil angebrachten Reibbelagträger, der gegenüber den Nabenteilen um die Nabenachse gehemmt und begrenzt beweglich ist, und aus Federn, die zwischen Widerlagern an dem Reibbelagträger und an dem anderen Nabenteil zur Hemmung einer gegenseitigen Verdrehung der Nabenteile angeordnet sind.

Eine solche Antriebsscheibenanordnung weist zwei Sätze von Federn als Dämpfungsmittel im Drehmomentübertragungsweg der Antriebsscheibe auf. Dabei ist es bekannt, einen ersten Satz von schwächeren Federn für die Schwingungsdämpfung im Leerlauf und einen zweiten Satz stärkerer Federn für die Schwingungsdämpfung unter Last zu verwenden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gegenüber den bekannten Antriebsscheibenanordnungen im Aufbau vereinfachte Antriebsscheibenanordnung anzugeben.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Widerlager an dem ersten Nabenteil und die Widerlager an dem Reibbelagträger in einer gemeinsamen Radialebene liegen. Dabei können die Widerlager auf einem Kreis liegen.

Vorzugsweise sind die Widerlager als Anschlagflächen an dem ersten Nabenteil bzw. an dem Reibbelagträger ausgebildet. Die Anschlagflächen können dann an dem ersten Nabenteil an einem Ringflansch ausgebildet sein, der fest an dem ersten Nabenteil sitzt, das zweite Nabenteil umgibt und senkrecht zur Drehachse des ersten Nabenteils verläuft. Dabei kann der Ringflansch nahe dem einen Ende des ersten Nabenteils angeordnet sein, und die Anschlagflächen können sich neben dem radialen Außenumfang des Ringflansches befinden.

Zweckmäßigerweise sind die Anschlagflächen des Reibbelagträgers an einer Ringscheibe ausgebildet, die mit ihrem radialen Außenumfang daran befestigt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsscheibenanordnung weist der Ringflansch an dem ersten Nabenteil an seinem Außenumfang Einschnitte und die Ringscheibe an ihrem Innenumfang radiale Vorsprünge auf, und die Einschnitte und die Vorsprünge sind umfangsmäßig zu lockerem gegenseitigen Eingriff ausgerichtet, um eine radiale Überlappung zwischen dem Ringflansch und der Ringscheibe, die im wesentlichen koplanar angeordnet sind, und eine gewisse Verschiebung der Ringscheibe gegenüber dem Ringflansch in Umfangsrichtung zu gestatten. Die Anschlagflächen an dem Ringflansch können dann vorzugsweise von Kanten der Einschnitte und die Anschlagflächen an der Ringscheibe von Seitenflächen der radialen Vorsprünge gebildet sein; die Federn können dann Schraubenfedern in einer Anordnung sein, in der zwei einander entgegenwirkende Schraubenfedern, jede zu einer Seite eines Vorsprungs, für jeden Vorsprung und den damit zusammenwirkenden Einschnitt vorgesehen sind. Die Schraubenfedern können dann zwischen der Kante des Einschnitts und der zugehörigen gegenüberliegenden Seitenfläche des radialen Vorsprungs durch ein Paar umfangsmäßig zueinander ausge-

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richteter Vorsprünge gehaltert und abgestützt sein, die jeweils in das zugehörige Endteil der Schraubenfedern hinein vorspringen, und zwischen den Vorsprüngen eines Paares kann in Umfangsrichtung ein Spielraum bestehen, der ausreicht, um die Einpassung der Schraubenfedern und die erforderliche gegenseitige Verdrehung von Reibbelagträger und erstem Nabenteil zu ermöglichen.

Zur Erleichterung der gegenseitigen Verdrehung können zwischen die Nabenteile Buchsen eingepaßt sein; es kann jeweils eine Buchse an einem Axialende der Nabenteile angeordnet sein. Dabei können diese Buchsen zur Ausbildung einer eingebauten Reibungsdämpfung leicht oval geformt sein.

Zweckmäßigerweise ist bei der Antriebsscheibenanordnung nach der Erfindung ein zweiter Satz von Federn zur Hemmung der Verdrehung zwischen dem Reibbelagträger und dem zweiten Nabenteil radial außerhalb der Anschlagflächen für die Schraubenfedern angeordnet; dieser zweite Satz von Federn weist dabei Federn größerer Steifigkeit auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren und Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer

erfindungsgemäßen Antriebsscheibenanordnung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Detailansicht von Fig. 1, und zwar des

ersten Satzes von Federn nach einer Verdrehung von 9° zwischen dem ersten Nabenteil und dem Reibbelagträger;

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Fig. 4 eine abgeänderte Anordnung mit totem Gang zwischen den beiden Nabenteilen; und

Fig. 5 und 6 eine geringfügig abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsscheibenanordnung .

Die Antriebsscheibenanordnung nach Fig. 1 und 2 besteht aus drei im wesentlichen konzentrisch angeordneten Hauptbestandteilen, nämlich einem ersten Nabenteil 11, einem zweiten Nabenteil 12 und einem ringförmigen Reibbelagträger 13.

Das erste Nabenteil ist zur Verbindung mit der Eingangswelle eines (nicht gezeigten) Getriebes innen verzahnt und besitzt eine Außenverzahnung 15, die mit der Innenverzahnung 16 des konzentrisch angeordneten zweiten Nabenteils 12 in der Weise zusammenwirkt, daß zwischen den beiden Nabenteilen ein toter Gang besteht, der eine begrenzte Winkelverdrehung des zweiten Nabenteils 12 gegenüber dem ersten Nabenteil 11 ermöglicht, bevor die Außenverzahnung 15 in Eingriff mit der Innenverzahnung 16 kommt. Das erste Nabenteil 11 besitzt einen Ringflansch 17, der fest damit verbunden ist oder auch aus einem Stück mit-dem ersten Nabenteil 11 gebildet sein kann und dieses in der Weise umgibt, daß der Ringflansch 17 senkrecht zur Längsachse des ersten Nabenteils 11 verläuft und nahe einem Ende dieses Nabenteils angebracht ist. Der Ringflansch 17 ist mit dem übrigen Teil des ersten Nabenteils 11 verkeilt, wie bei 18 gezeigt ist, wobei die Außenfläche 19 an diesem Ende des ersten Nabenteils 11 so verformt ist, daß dadurch der Ringflansch 17 axial in seiner Stellung festgehalten wird.

An seinem radialen Außenumfang ist der Ringflansch 17 mit drei umfangsmäßig in gleichem Abstand angeordneten länglichen Einschnitten 20 versehen. Diese Einschnitte 20 sind zu drei radial nach innen gerichteten Vorsprüngen 21 an dem radial inneren Umfang einer tellerförmigen Ringscheibe 22 ausgerichtet.

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die an ihrem Außenumfang durch drei Anschlagstifte 23 an dem ringförmigen Reibbelagträger 13 angebracht ist. Die VorSprünge 21 liegen in der gleichen Ebene wie der Ringflansch 17, so daß jeder Vorsprung 21 von dem zugehörigen Einschnitt 20 lose aufgenommen wird, wobei drei in lockerem Eingriff stehende Verbindungen zwischen dem Ringflansch 17 des ersten Nabenteils 11 und der Ringscheibe 22 des Reibbelagträgers 13 entstehen, so daß umfangsmäßig zwischen dem Ringflansch 17 und der Ringscheibe 22 ein großes Spiel besteht.

Das zweite Nabenteil 12 besitzt einen axial im wesentlichen mittig angeordneten Ringflansch 24, der in einer senkrecht zur Längsachse der Nabenteile 11,12 liegenden Ebene verläuft. Das zweite Nabenteil 12 ist konzentrisch zu dem ersten Nabenteil 11 angeordnet und, wie vorstehend beschrieben, gegenüber diesem beweglich; es ist an dem ersten Nabenteil 11 an einem Ende durch Anlage gegen den Ringflansch 17 und am anderen Ende durch einen Sicherungsring 26 in seiner axialen Lage gehalten, welcher Sicherungsring 26 in den Außenumfang des zugehörigen Teils des ersten Nabenteils 11 eingreift.

Der ringförmige Reibbelagträger 13 wird von einer Trägerscheibe 27, die sich an der dem Ringflansch 17 benachbarten Seite des Ringflansches 24 befindet, und einer Haltescheibe 28 an der anderen Seite des Ringflansches 24 gebildet. Die beiden Scheiben 27 und 28 werden durch die drei Anschlagstifte 23 gegen eine gegenseitige Verdrehung gesichert. Der so ausgebildete ringförmige Reibbelagträger 13 kann eine im Drehwinkel begrenzte Drehbewegung gegenüber dem ersten und zweiten Nabenteil 11 bzw. 12 ausführen. Eine Mehrzahl von umfangsmäßig angeordneten Federn 29 befindet sich in zueinander ausgerichteten öffnungen 31 in dem Ringflansch 24 und in den Scheiben 27 und 28 und wirkt zwischen dem zweiten Nabenteil 12 und dem ringförmigen Reibbelagträger 13 in der Weise, daß sie einer gegenseitigen Winkelverdrehung zwischen diesen Teilen entgegenstehen, wobei die Anschlagstifte 23 weiter mit anderen öffnungen 3 2 in dem Ringflansch 24 zusammenwirken, um den Verdrehungsgrad zu begrenzen.

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Die tellerförmige Ringscheibe 22 ist an ihrem radialen Außenumfang mit dem übrigen Teil des Reibbelagträgers 13 durch die Anschlagstifte 23 verbunden, die durch drei in gleichem Winkelabstand voneinander entfernte Ansätze der Ringscheibe verlaufen, wobei die drei Ansätze den Außenrand und die Seiten der Ringscheibe 22 bestimmen. Wie vorstehend bereits beschrieben, bilden die Vorsprünge 21 an dem radialen Innenumfang der Ringscheibe 22 lockere Verbindungen zwischen der Ringscheibe 22 und dem Ringflansch 17. Insgesamt bestehen daher sechs Zwischenräume 35 zwischen den drei Vorsprüngen 21 und den Seiten der zugehörigen Einschnitte 20 in dem Ringflansch 17. In diesen Zwischenräumen 35 befinden sich sechs Schraubenfedern 34, jeweils eine in jedem Zwischenraum, wobei jede Schraubenfeder 34 zwischen Widerlagern wirksam ist, die von Anschlagflächen 50, die als Kanten an den Einschnitten 20 des Ringflansches 17 ausgebildet sind, und von Seitenflächen 51 an den radialen VorSprüngen 21 der Ringscheibe 22 gebildet werden. Die Schraubenfedern 34 wirken in Umfangsrichtung. Die sechs Schraubenfedern 34 sind flexibler als die vorerwähnten Federn 29. Durch UmfangsvorSprünge 36, die in axialer Richtung in jeweils ein Ende der Schraubenfedern 34 hinein vorspringen, werden die Schraubenfedern 34 gegen eine Axialverschiebung (gegenüber den Nabenteilen 11,12) gehaltert.

Wird ein vom Motor ausgehendes Drehmoment über das Schwungrad und die Druckplatte an den Reibbelag 37 angelegt, so bewirken zunächst die schwächeren Schraubenfedern 34 einen Widerstand gegen eine Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem ersten Nabenteil 11. Das zweite Nabenteil 12 und der Reibbelagträger 13 bewegen sich dabei als einheitliches Teil. Nach Durchlaufen des toten Gangs zwischen dem ersten und dem zweiten Nabenteil 11 und 12 bilden beide zusammen die zentrale Nabe, und eine weitere Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem ersten Nabenteil 11 muß die Belastung durch die steiferen Federn 29 überwinden, bevor sich der Reibbelagträger 13 gegenüber dem zweiten Nabenteil 12 verdrehen kann. Diese weitere Verdrehung erfolgt dann gegen die Belastung durch beide

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Schraubenfedern 34 und 29 und verläuft solange, bis die Kante der Einschnitte 32 in dem Ringflansch 24 an den Anschlagstiften 23 zur Anlage kommt. Die gesamte Relativbewegung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem ersten Nabenteil 11 beträgt ungefähr - 9 Die Stellung maximaler Verdrehung ist in Fig. 3 und in Fig. 1 durch gepunktete Linien 3 9 dargestellt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Verdrehung der Ringscheibe 22 des Reibbelagträgers 13 gegen den Uhrzeigersinn gegenüber dem Ringflansch 17 des ersten Nabenteils 11 wird bei jedem Einschnitt 20 entsprechend der Bewegung der radialen Vorsprünge 21 gegenüber den Kanten der Einschnitte 20 die Schraubenfeder 34 an der vorlaufenden Fläche 41 des radialen Vorsprungs 21 zusammengedrückt und die Schraubenfeder 34 an der nachlaufenden Kante 42 des Einschnittes 20 gedehnt. Die Schraubenfedern 34 sind in hinreichendem Maße vorgespannt um zu verhindern, daß die Schraubenfedern 34 bei einer Dehnung entsprechend einer Verdrehung um 9 von den VorSprüngen 36 abrutschen können; diese Federvorspannung trägt auch dazu bei, Vibrationsgeräusche in der Neutralstellung der Schraubenfedern 34 zu unterbinden.

Bei gleichen Federcharakteristiken der sechs Schraubenfedern 34, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, zeigen die Schraubenfedern 3 4 an den vorlaufenden und an den nachlaufenden Kanten gleiches Verhalten und die Neutralstellung entspricht der Mitte des gesamten Winkelbereiches der Verdrehung, d.h. in diesem speziellen Fall der 0 -Stellung bei einer Gesamtverdrehung um 19°. Falls jedoch die Federkräfte so eingestellt sind, daß die an der vorlaufenden Fläche 41 der Vorsprünge 21 befindlichen Schraubenfedern 34 steifer sind als die entsprechenden Schraubenfedern 34 an den nachlaufenden Kanten 42 der Einschnitte 20, so verschiebt sich der Neutralpunkt beispielsweise um 6 , wobei dann die gesamte Verdrehung zwischen den Winkelstellungen entsprechend - 6° und + 12° erfolgt.

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Stattdessen kann eine Versetzung gegen die Neutralstellung auch dadurch erfolgen, daß der Ringflansch 17 gegenüber der Außenverzahnung 15 an dem ersten Nabenteil 11 versetzt wird.

Da die Schraubenfedern 34 an der vorlaufenden Fläche 41 des VorSprunges 21 und an der nachlaufenden Kante 42 des Einschnittes 20 paarweise zusammenwirken und vorgespannt sind, erfolgt bei einer Verdrehung des VorSprungs 21 aus der Gleichgewichtsstellung, in der beide Schraubenfedern 34 gleich belastet sind, eine Zunahme der Federspannung an der vorlaufenden Fläche 41 und eine Abnahme der Federspannung an der nachlaufenden Kante Bei einem Paar von im wesentlichen gleichen Federn erhält dadurch die Schraubenfeder 34 an der vorlaufenden Fläche 41 eine Federhärte, die doppelt so groß ist wie die jeder einzelnen Schraubenfeder 34.

Zu Erleichterung der Verdrehung zwischen dem ersten und zweiten Nabenteil 11 und 12 können entsprechend Fig. 4 Buchsen 40 zwischen die beiden Nabenteile eingepaßt werden. Solche Buchsen 40 befinden sich jeweils an einem Ende zwischen den konzentrisch angeordneten Nabenteilen 11,12. Dadurch wird die Wechselwirkungsfläche zwischen den Verzahnungen 15 und 16 des toten Gangs vermindert. Bei einer geringen Verformung der Buchsen zu einer leicht ovalen Form stößt das zweite Nabenglied 12 gegen die hochstehenden Stellen der Buchsen 40, wodurch eine weitere Reibungsdämpfung für die Bewegung der beiden Nabenteile 11,12 gegeneinander erzielt wird.

Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten abgeänderten Ausführung der vorstehend beschriebenen Antriebsscheibenanordnung ist die tellerförmige Ringscheibe 22 von Fig. 1 durch eine kleine Ringscheibe 122 ersetzt, die durch drei Nieten 114, die nicht die Anschlagstifte 123 sind, an dem ringförmigen Reibbelagträger 113 angebracht sind.

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Bei dieser Ausführung ist die begrenzte Winkelverdrehung des Reibbelagträgers 113 gegenüber dem ersten Nabenteil 111 auf - 12 vergrößert.

Die Reibungsdämpfung zwischen den beiden Nabenteilen 111 und 112 wird durch einen Sprengring 120 bewirkt, der nach Art einer Tellerfeder arbeitet. Der Sprengring 120 ist in einer Nut an dem ersten Nabenteil 111 gehalten und liegt einer Unterlegscheibe 129 und einer Reibscheibe 130 an; er drückt das zweite Nabenteil 112 gegen den Flansch 117 des ersten Nabenteils 111. Auf diese Weise wird an beiden Enden zwischen den beiden Nabenteilen 111,112 eine Reibungsdämpfung bewirkt. Auch zwischen dem Flansch 117 und dem zweiten Nabenteil 112 kann eine Reibscheibe eingelegt sein.

Die vorstehend beschriebene Antriebsscheibenanordnung bei einer Reibungskupplung ist sehr kompakt und aus einem Minimum von Bauteilen einfach aufgebaut.

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Claims

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Patentansprüche

Antriebsscheibenanordnung bei einer Reibungskupplung, bestehend aus zwei konzentrischen Nabenteilen, einem an einem Nabenteil angebrachten Reibbelagträger, der gegenüber den Nabenteilen um die Nabenachse gehemmt und begrenzt beweglich ist, und aus Federn, die zwischen Widerlagern an dem Reibbelagträger und an dem anderen Nabenteil zur Hemmung einer gegenseitigen Verdrehung der Nabenteile angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager an dem ersten Nabenteil (11) und die Widerlager an dem Reibbelagträger (13) in einer gemeinsamen Radialebene liegen.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager auf einem Kreis liegen.

Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager als Anschlagflächen (50 bzw. 51) an dem ersten Nabenteil (11) bzw. an dem Reibbelagträger (13) ausgebildet sind.

Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (50) an dem ersten Nabenteil (11) an einem Ringflansch (17) ausgebildet sind, der fest an dem ersten Nabenteil (11) sitzt, das zweite Nabenteil (12) umgibt und senkrecht zur Drehachse des ersten Nabenteils (11) verläuft.

Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (17) nahe dem einen Ende des ersten Nabenteils (11) angeordnet ist und sich die Anschlagflächen (50) neben dem radialen Außenumfang des Ringflansches (17) befinden.

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6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (51) des Reibbelagträgers (13) an einer Ringscheibe (22) ausgebildet sind, die mit ihrem radialen Außenumfang daran befestigt ist.

7. Anordnung nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (17) an dem ersten Nabenteil (11) an seinem Außenumfang Einschnitte (20) und die Ringscheibe (22) an ihrem Innenumfang radiale Vorsprünge (21) aufweist, daß die Einschnitte (20) und die Vorsprünge (21) umfangsmäßig zu lockerem gegenseitigen Eingriff ausgerichtet sind, um eine radiale Überlappung zwischen dem Ringflansch (17) und der Ringscheibe (22), die im wesentlichen koplanar angeordnet sind, und eine gewisse Verschiebung der Ringscheibe (22) gegenüber dem Ringflansch (17) in Umfangsrichtung zu gestatten.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (50) an dem Ringflansch (17) von Kanten der Einschnitte (20) und die Anschlagflächen (51) an der Ringscheibe (22) von Seitenflächen der radialen VorSprünge (21) gebildet sind und daß die Federn Schraubenfedern (34) in einer Anordnung sind, in der zwei einander entgegenwirkende Schraubenfedern (34), jede zu einer Seite eines Vorsprungs (21), für jeden Vorsprung (21) und den damit zusammenwirkenden Einschnitt (20) vorgesehen sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern (34) zwischen der Kante des Einschnitts (20) und der zugehörigen gegenüberliegenden Seitenfläche des radialen Vorsprungs (21) durch ein Paar umfangsmäßig zueinander ausgerichteter Vorsprünge (36) gehaltert und abgestützt sind, die jeweils in das zugeordnete Endteil der Schraubenfedern (34) hinein vorspringen, und daß zwischen den VorSprüngen (36) eines Paares in Umfangsrichtung ein Spielraum besteht, der ausreicht, um die Einpassung

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der Schraubenfedern (34) und die erforderliche gegenseitige Verdrehung von Reibbelagträger (13) und erstem Nabenteil (11) zu ermöglichen.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den zugehörigen Kanten und Seitenflächen gehaltenen Schraubenfedern (34) vorgespannt sind.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern (34) gleiche Federcharakteristiken haben und in gleichem Maße vorgespannt sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung der gegenseitigen Verdrehung Buchsen (40) zwischen die Nabenteile (11,12) eingepaßt sind und daß jeweils eine Buchse (4O) an einem Axialende der Nabenteile (11,12) angeordnet ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Satz von Federn (29) zur Hemmung der Verdrehung zwischen dem Reibbelagträger (13) und dem zweiten Nabenteil (12) radial außerhalb der Anschlagflächen (50,51) für die Schraubenfedern (34) angeordnet ist und daß die Federn (29) eine größere Steifigkeit aufweisen.

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