DE2907045A1

DE2907045A1 - Reibkupplungsscheibe

Info

Publication number: DE2907045A1
Application number: DE19792907045
Authority: DE
Inventors: Keith Vernon Leigh-Monstevens; David Parsons
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1979-08-30
Also published as: GB1562071A; FR2418380A1; FR2418380B1

Description

Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE - DipL-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfadi 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

Patentanmeldung

Automotive Products Limited, Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire CV31 3ER, England

Reibkupplungsscheibe

Die Erfindung betrifft eine Reibkupplungsscheibe mit einem Nabenglied, mit einem Reibbelagträger, der um einen begrenzten Winkel gegenüber dem Nabenglied verdrehbar ist, und mit einer Steuerscheibe, die in einem ersten Verdrehungsbereich mit dem Reibbelagträger beweglich ist und in einem restlichen zweiten Verdrehungsbereich durch den Reibbelagträger festgehalten wird und mit dem Nabenglied im wesentlichen in reibungsfreiem Eingriff ist, aber mit dem Reibbelagträger in Reibeingriff gebracht werden kann.

Die Reibkupplungsscheibe der vorgenannten Art ist so eingerichtet, daß Änderungen der Winkelgeschwindigkeit zwischen der Schwungscheibe und der Getriebeeingangswelle gedämpft werden. Besonders bei Übertragung sehr niedriger Drehmomente zwischen der Schwungscheibe und der Getriebewelle wird durch solche Änderungen ein Leerlaufrütteln zwischen den Zähnen der ineinandergreifenden Zahnräder des Getriebes verursacht.

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Erfindungsgemäß ist bei der Reibkupplungsscheibe vorgesehen, daß eine einen anfänglichen Verdrehungswiderstand bildende Torsionsfeder zwischen dem Reibbelagträger und dem Nabenglied und zusätzliche, den Verdrehungswiderstand mit zunehmendem Verdrehungswinkel vergrößernde Federn vorgesehen sind. Vorzugsweise ist dabei die an einer um einen Teil des Nabengliedes verdrehbaren und dazu konzentrischen Buchse angeordnete Steuerscheibe durch eine von der Buchse getragene Feder in Reibeingriff mit dem Reibbelagträger vorgespannt.

üblicherweise sind zwischen dem Nabenglied und den anderen Bauteilen der Reibkupplungsscheibe Teile aus Material mit geringer Reibung angeordnet. Beispielsweise können zwischen dem Nabenglied und dem Reibbelagträger und der Steuerscheibe Nylon-Unterlegscheiben vorgesehen sein, sowie eine Schmierung zwischen der Buchse und dem Nabenglied.

Zweckmäßigerweise bilden die zusätzlichen Federn einen vor dem Reibeingriff der Steuerscheibe mit dem Reibbelagträger einsetzenden Verdrehungswiderstand.

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

Fig. 1 eine Ansicht der Reibkupplungsscheibe nach der Erfindung mit einem Ausschnitt aus dem Reibbelagträger;

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

Fig. 3 die Einstellung der Torsionsfeder bei

der Reibkupplungsscheibe nach Fig. 1 in drei verschiedenen Stellungen des Reibbelagträgers gegenüber dem Nabenglied, nämlich (i) bei einer

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Verdrehung um 9 im Schnellgang, (ii) in zentrierter Stellung und (iii) bei einer Verdrehung um 21 in Antriebsstellung; und

Fig. 4 ein Diagramm der Drehmomentenlast als Funktion der Verstellung des Reibbelagträgers gegenüber dem Nabenglied.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Reibkupplungsscheibe ist von der Art, wie sie für Fahrzeuge geeignet ist. Sie besteht aus einem Nabenglied 11 mit einer Innenverzahnung, die mit einer entsprechenden Verzahnung an der Getriebeeingangswelle zusammenwirkt» Das Nabenglied 11 trägt einen radial nach außen gerichteten, ringförmigen Nabenflansch 12. Der Nabenflansch verläuft senkrecht zur Achse der Nabengliedes 11 und befindet sich ungefähr in der Mitte der axialen Länge des Nabengliedes 11. Ein Reibbelagträger 13 besteht aus zwei Ringscheiben, nämlich einer Trägerscheibe 14 und einer Unterlagscheibe 15, die so angeordnet sind, daß sie das Nabenglied 11 umgeben und sich jeweils auf einer Seite des Nabenflansches 12 befinden. Die beiden Ringscheiben 14,15 sind durch drei in gleichen Winkelabständen angeordnete Anschlagstifte 16 aneinander befestigt, deren jeder durch einen entsprechenden, damit zusammenwirkenden Schlitz 17 am Außenumfang des Nabenflansches 12 verläuft. Der Reibbelagträger 13 kann sich gegenüber dem Nabenglied 11 frei verdrehen, jedoch ist der Umfang dieser Verdrehung durch Anlage der Anschlagstifte 16 an die Kanten der Schlitze 17 begrenzt.

Die Ringscheiben 14,15 und der Nabenflansch 12 sind jeweils mit drei in Umfangsrichtung verlaufenden Durchbrüchen 18 bzw. 19 bzw. 20 versehen. Die Durchbrüche 18,19,20 sind zueinander ausgerichtet und bilden drei Sätze von Durchbrüchen, deren jeder eine zusätzliche Feder 22 zur Torsionsdämpfung aufnimmt. Die zusätzlichen Federn 22 leisten einer Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem Nabenglied 11 Widestand. Die

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drei Sätze von den Durchbrüchen 18,19 und 20 sind so angeordnet, daß sie sich zwischen den Anschlagstiften 16 befinden. Die Ringscheibe 14 trägt an ihrem radialen Außenumfang Reibbeläge 23.

Das Nabenglied 11 hat auf der Seite des Nabenflansches 12, auf der sich die Ringscheibe 15 befindet, eine konzentrisch dazu angeordnete, ringförmige Buchse 24. Die Buchse 24 kann sich frei um das Nabenglied 11 verdrehen und auch gegenüber der Ringscheibe 15, durch deren Mitte sich die Buchse 24 erstreckt. Ein Spannring 25 nahe dem einen Ende des Nabengliedes 11 hält die Buchse 24 auf dem Nabenglied 11; die dem Spannring 25 benachbarte Stirnfläche 26 der Buchse 24 ist zur Verminderung der Reibung zwischen dem Spannring 25 und der Buchse 24 mit einem Nylonüberzug versehen. Weiter kann zwischen die Buchse 24 und das Nabenglied 11 zur Verminderung der Reibung zwischen diesen Teilen ein temperaturbeständiges Fett eingebracht werden. Die andere Stirnfläche der Buchse 24 liegt einer Nylon-Unterlegscheibe 27 an, die zwischen dem Nabenflansch 12 und der Ringscheibe 15 an dem Nabenflansch 12 angeordnet ist. Die Nylon-Unterlegscheibe 27 verringert die Reibung zwischen der Buchse 24 und dem Nabenflansch 12 wesentlich. Eine zweite Unterlegscheibe 28 aus Nylon umgibt das Nabenglied 11 auf der anderen Seite des Nabenflansches 12 und befindet sich zwischen diesem und der Ringscheibe 14, so daß zwischen dieser und dem Nabenglied 11 im wesentlichen keine Reibung besteht.

An dem anderen Ende der Buchse 24 ist neben der Ringscheibe 15 zwischen dieser und dem Nabenflansch 12 eine Steuerscheibe 29 angebracht. Die Steuerscheibe 29 hat ein an der Buchse 24 angebrachtes, ringförmiges Mittelteil und zwei diametral gegenüberliegende, im wesentlichen diametrale VorSprünge 31,33. Der eine Vorsprung 31 gabelt sich und jeder Schenkel 32 der Gabel liegt einem entsprechenden Ende einer zusätzlichen Feder 22 an, während der andere Vorsprung 33 ein Gegengewicht für den Vorsprung 31 bildet. Die Steuerscheibe 29 befindet sich im

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Reibeingriff mit der Ringscheibe 15, liegt aber dem Nabenflansch 12 reibungsfrei an, weil sich zwischen dem Nabenflansch

12 und der Steuerscheibe 29 die Nylon-Unterlegscheibe 27 befindet. Die Steuerscheibe 29 wird durch eine Feder 34, die als Tellerfeder ausgebildet ist und an der gegenüberliegenden Seite der Ringscheibe 15 angeordnet ist, in Reibeingriff mit der Ringscheibe 15 vorgespannt; die Feder 34 greift an einer Unterlegscheibe 36 in der Weise an, daß die Steuerscheibe 29 gegen die Ringscheibe 15 gezogen wird. Es kann sich die Steuerscheibe 29 gegenüber der Ringscheibe 15 verdrehen, und sie ist auch gegenüber dem Nabenflansch 12 begrenzt drehbeweglich. Jeder Schenkel 32 des gegabelten VorSprungs 31 ist so angeordnet, daß er in Durchbrüche 20 des Nabenflansches 12 vorsteht und in Anlage an die radialen Kanten dieses Durchbruchs zur Anlage kommen kann, um die Verdrehung der Steuerscheibe 29 gegenüber dem Nabenflansch 12 zu begrenzen.

Die drei Sätze von Durchbrüchen 18,19,20 in der Trägerscheibe 14, der Unterlagscheibe 15 und dem Nabenflansch 12 sind so angeordnet, daß sie auf die zusätzlichen, torsionsdämpfenden Federn 22 bei verschiedenen Verstellungen des Reibbelagträgers

13 gegenüber dem Nabenglied 11 zur Einwirkung kommen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Durchbrüche 18 und 19 in den Ringscheiben 14 und 15 mit unterschiedlichen Umfangslängen an die damit zusammenwirkenden Durchbrüche 20 in dem Nabenflansch 12 entsprechend angepaßt sind.

Innerhalb jedes Satzes der Durchbrüche 18,19,20 haben die Durchbrüche 18 und 19 gleiche Abmessungen und halten die zusätzlichen Federn 22 in ungespanntem Zustand, so daß diese •bündig in die Durchbrüche 18,19 des Reibbelagträgers 13 eingepaßt sind. Der Durchbruch 20 im Nabenflansch 12 ist in Umfangsrichtung länger als die Federn 22, so daß sich die Ringscheiben 14,15 des Reibbelagträgers 13 um einen vorgegebenen Winkel verdrehen können, bevor die Federn 22 in Anlage an die Kanten des Durchbruchs 20 kommen und der weiteren Verdrehung Widerstand zu leisten beginnen. Durch Veränderung der Spannung

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der einzelnen zusätzlichen Federn 22 und durch Einstellung des ümfangs des Spiels innerhalb der Durchbrüche 20 vor dem Wirksamwerden der Federn 22 kann die jeweils gewünschte drehmomentabhängige Verstellung (siehe Fig. 4) erreicht werden.

Die zusätzlichen Federn 22 sind so angeordnet, daß jeweils zwei Federn 37,38 wirksam werden, bevor die zwischen die beiden Schenkel 32 an der Steuerscheibe 29 eingepaßte Feder 39 zur Wirkung kommt. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Reibkupplungsscheibe sind die zusätzlichen Federn 22 in der Weise angeordnet, daß sie in drei Schritten von Verstellungen um 14°, 16° und 17° und dann bis zu 22° wirken; bei einer Verstellung um 22° begrenzt der Anschlagstift 16 die Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem Nabenglied 11. Bei einer Verstellung um 17° liegen die Feder 3 9 und die Schenkel 32 der Steuerscheibe 29 an der Kante des entsprechenden Durchbruchs 20 im Nabenflansch

An der radialen Innenkante der Nylon-Unterlegscheibe 28, die sich zwischen der Ringscheibe 14 und dem Nabenflansch 12 befindet, ist eine kreisförmige Torsionsfeder 40 eingebracht, die von der Art ist, daß sie zwei nebeneinanderliegende Enden 41,42 hat und einer Relativbewegung dieser Enden Widerstand leistet. Ein Ende 41 der Torsionsfeder 40 greift in ein Loch in der Ringscheibe 14, und das andere Ende 42 der Torsionsfeder greift in ein Loch am Nabenflansch 12, so daß eine Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem Nabenglied 11 die Enden 41,42 der Torsionsfeder 40 aufeinander zu oder voneinander weg bewegt.

In zentrierter Stellung der in Fig. 1 dargestellten Reibkupplungsscheibe, d.h. bei einer Verstellung von 0 in Fig. 4, befindet sich die Torsionsfeder 40 in der in Fig. 3 (ii) dargestellten Lage. Wird das Nabenglied 11 festgehalten und der Reibbelagträger 13 diesem gegenüber entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, wie durch den Pfeil "X" in Fig. 1 angezeigt ist, nimmt die Belastung der zusätzlichen Federn 22 und der

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Torsionsfeder 40 in der in Fig. 4 dargestellten Weise zu.

Während des Anfangsbereichs der Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem Nabenglied 11, d.h. von O bis 14 , werden die Enden 41,42 der Torsionsfeder 40 aufeinander zu bewegt, so daß die Torsionsfeder 40 in diesem Anfangsbereich der Verdrehung Widerstand leistet. Gleichzeitig bringt eine solche Verdrehung die Feder A in Anlage an die Kante des betreffenden Durchbruchs 20 im Nabenflansch 12, währed die Federn B und C und damit die Steuerscheibe 29 mit dem Reibbelagträger 13 auf die Kante des jeweiligen Durchbruchs 20 im Nabenflansch 12 zu bewegt werden. Die Steuerscheibe 29 und die Buchse 24 bewegen sich frei um das Nabenglied 11 durch die Anwesenheit der Nylon-Unterlegscheiben 27,28 und des Nylonüberzugs auf der Stirnfläche 26.

Während des anschließenden Verdrehungsbereichs von 14° bis 16° nimmt die Belastung der Torsionsfeder 40 weiter zu, und die Federn A und B werden deformiert und beginnen, der Verdrehung Widerstand entgegenzusetzen. Bei einer Verdrehung von 16 wird auch die Feder B in Anlage an die Kante des betreffenden Durchbruchs 20 gebracht, und die Feder C und die Schenkel 32 der Steuerscheibe 29 werden durch den Reibbelagträger 13 der Anlage nähergebracht, verdrehen sich jedoch frei um das Nabenglied 11.

Bei der anschließenden Verdrehung bis zu 17 setzen die Torsionsfeder 40 und die Federn A und B dieser Verdrehung Widerstand entgegen; bei einer Verdrehung von 17 stoßen die Feder C und die Schenkel 32 der Steuerscheibe 31 gegen die Kante des betreffenden Durchbruchs 20.

Im letzten Verdrehungsbereich von 17 bis 22 stehen die Torsionsfeder 40 und die Federn A,B und C der Verdrehung entgegen. Die Steuerscheibe 29 wird gegenüber dem Nabenflansch 12 festgehalten, da die Schenkel 32 gegen die Kante des betreffenden Durchbruchs 20 stoßen, und verdreht sich nunmehr

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gegenüber den Reibbelagträger 13. Da die Steuerscheibe 29 mit der Ringscheibe 15 unter der Wirkung der Feder 34 im Reibeingriff ist, wird in die Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem Nabenglied 11 eine Reibungsdämpfung eingeführt. Dies erzeugt die in Fig. 4 dargestellte Hysterese. Die Verstellung setzt sich entsprechend der Kurve in Fig. 4 fort bis die Anschlagstifte 16 gegen die Stirnflächen der jeweiligen Schlitze 17 stoßen. Fig. 3 (iii) zeigt die Lage der Enden 41,42 der Torsionsfeder 40 bei einer Verstellung von 21 im Fahrantrieb.

Wird anschließend die Belastung der Reibkupplungsscheibe langsam vermindert, so stellen die Federn 40,A,B und C den Reibbelagträger 13 im Uhrzeigersinn zurück. Bei einem Verdrehungswinkel von 17 wirkt die Feder C wieder auf beide Schenkel 32 der Steuerscheibe 29 ein, und die anderen, gespannten Federn A,B stellen den Reibbelagträger 13 und die Steuerscheibe 29 bis auf 14° zurück. Die Steuerscheibe 29 wird daher durch den Satz der zusätzlichen Federn 22 (entsprechend den jeweiligen Federn A,B,C) auf einen Verdrehungswinkel von 14° zurückgestellt. Da bei Winkeln unter 14° keine Reibungsdämpfung wirksam ist, stellt die Torsionsfeder 40 den Reibbelagträger 13 in die 0 -Stellung gegenüber dem Nabenglied 11 zurück. Sollte sich die Reibkupplungsscheibe im Schnellgang über die O -Stellung hinaus verdrehen, z.B. bei einer Getriebebremsung, so ist der Spielraum zwischen den Federn A,B,C und den betreffenden Durchbrüchen 20 geringer als in Antriebsrichtung. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß im Bereich zwischen 0° und - 2° die Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegen die Wirkung der Torsionsfeder 40 und der Feder A erfolgt, im Bereich zwischen - 2 und - 4 gegen die Torsionsfeder 40 und die Federn A und B und im Verdrehungsbereich zwischen - 4 und - 9° gegen die Federn A,B und C und gegen die Reibungsdämpfung an der Steuerscheibe 29.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1J Reibkupplungsscheibe mit einem Nabenglied, mit einem Reibbelagträger, der um einen begrenzten Winkel gegenüber dem Nabenglied verdrehbar ist, und mit einer Steuerscheibe, die in einem ersten Verdrehungsbereich mit dem Reibbelagträger beweglich ist und in einem restlichen zweiten Verdrehungsbereich durch den Reibbelagträger festgehalten wird und mit dem Nabenglied im wesentlichen in reibungsfreiem Eingriff ist, aber mit dem Reibbelagträger in Reibeingriff gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen anfänglichen Verdrehungswiderstand bildende Torsionsfeder (40) zwischen dem Reibbelagträger (13) und dem Nabenglied (11) und zusätzliche, den Verdrehungswiderstand mit zunehmendem Verdrehungswinkel vergrößernde Federn (22) vorgesehen sind.
2. Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer um einen Teil des Nabengliedes (11) verdrehbaren und dazu konzentrischen Buchse (24) angeordnete Steuerscheibe (29) durch eine von der Buchse (24)

■ getragene Feder (34) in Reibeingriff mit dem Reibbelagträger (13) vorgespannt ist.
3. Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelagträger (13) aus zwei jeweils zu einer Seite eines Nabenflansches (12) an dem Nabenglied

(11) angeordneten Ringscheiben (14,15) besteht und daß die Steuerscheibe (29) zwischen einer Seite der einen Ringscheibe (15) und dem Nabenflansch (12) und die Feder

(34) an der Buchse (24) zur Einwirkung auf die andere" Seite der einen Ringscheibe (15) angeordnet sind.

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4. Reibkupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (40) kreisförmig mit zwei benachbarten Enden (41,42) ausgebildet ist und einer Relativbewegung der Enden (41,42) entgegensteht.
5. Reibkupplungsscheibe nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (40) zwischen dem Nabenflansch (12) und der anderen Ringscheibe (14) angeordnet ist und ein Ende (41) an dem Reibbelagträger

(13) und das andere Ende (42) an dem Nabenglied (11) angreift.
6. Reibkupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Nabenglied (11) im wesentlichen reibungsfrei gegenüber dem Reibbelagträger

(13) verdrehbar ist.
7. Reibkupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (40) in dem gesamten nicht zentrierten Verdrehungsbereich des Reibbelagträgers (13) gegenüber dem Nabenglied (11) wirksam ist.
8. Reibkupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Federn (22) einen vor dem Reibeingriff der Steuerscheibe (29) mit dem Reibbelagträger (13) einsetzenden Verdrehungswiderstand bilden.
9. Reibkupplungsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (29) eine Ringscheibe mit zwei im wesentlichen diametralen Vorsprüngen (31,33) ist und daß die Schenkel (32) des einen, eine Gabel bildenden Vorsprungs (31) jeweils an einem Ende einer zusätzlichen Feder (22) angreifen und der andere Vorsprung (33) ein Gegengewicht dafür bildet und den Reibeingriffsbereich zwischen der Steuerscheibe (29) und dem Reibbelagträger

(13) vergrößert.

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