DE2907046A1

DE2907046A1 - Reibkupplungsscheibe

Info

Publication number: DE2907046A1
Application number: DE19792907046
Authority: DE
Inventors: Ronald Dennis Carpenter; Philip Arthur Stone
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: FR2418379B1; GB1565645A; IT1118381B; FR2418379A1; US4301907A; IT7967359A0

Description

PATENTANWÄLTE 9 Q Π 7 Π A R

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

BÖKENBUSCH 41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfach 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 zwei konzentrischen Nabengliedern, deren eines einen Reibbelagträger aufweist, der begrenzt und gehemmt im Winkel gegenüber den Nabengliedern beweglich ist.

Reibkupplungsscheiben der vorgenannten Art werden in Reibkupplungen für Kraftfahrzeuge eingebaut. Dabei werden zwei Sätze von Dämpfungsgliedern in den zu der Reibkupplungsscheibe führenden Drehmoment-Übertragungsweg eingebaut, üblicherweise weist die Reibkupplungsscheibe ein zentrisches Nabenglied, das konzentrisch aus einem inneren und einem äußeren Nabenglied aufgebaut ist, und einen Reibbelagträger auf. Als Dämpfungsglieder dienen zwei Sätze von Federn, die so angeordnet sind, daß sie das Drehmoment von den Reibbelägen auf das innere Nabenglied und von dort auf das Getriebe übertragen. Es ist weiterhin bekannt, als anfängliche Dämpfungsmittel einen Satz schwächerer Federn zur Schwingungsdämpfung im Leerlauf und einen Satz stärkerer Federn für die Schwingungsdämpfung unter Last zu verwenden.

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Beim Aufbau einer solchen Kupplung mit einer Verbindung mit totem Gang zwischen dem inneren und dem äußeren Nabenglied ist es erwünscht, daß bei Drehmomententlastung der Reibkupplungsscheibe das äußere Nabenglied in eine festgelegte Nullstellung gegenüber dem inneren Nabenglied zurückgeführt wird. Das wird angestrebt, damit die Belastungszunahme in den beiden Sätzen von Federn in Abhängigkeit von der Verstellung des Reibbelagträgers gegenüber dem inneren Nabenglied reproduzierbar ist.

Wenn die beiden Sätze von Federn so angeordnet sind, daß sie nacheinander wirksam werden, d.h. wenn der Satz schwächerer Federn zwischen dem inneren und dem äußeren Nabenglied und der Satz stärkerer Federn zwischen dem äußeren Nabenglied und dem Reibbelagträger angeordnet ist, wird eine Verstellung des Reibbelagträgers gegenüber dem äußeren Nabenglied die Lageeinstellung zwischen dem inneren und dem äußeren Nabenglied nicht beeinflussen, da diese durch die Belastung der schwächeren Federn bestimmt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Reibkupplungsscheibe der vorgenannten Art von möglichst einfachem und kompaktem Aufbau zu schaffen, bei der die Schwingungsdämpfungsmittel nacheinander wirksam werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Nabenglieder mit im wesentlichen in einer gemeinsamen radialen Ebene angeordneten Widerlagern versehen und zwischen den Widerlagern die gegenseitige Verdrehung der Nabenglieder hemmende Federn angeordnet sind. Vorzugsweise können dabei die Widerlager auf einem um die Achse der Nabenglieder verlaufenden Kreis liegen und als Anlageflächen ausgebildet sein, und zwar an einem mit einem inneren Nabenglied fest verbundenen, nach außen vorstehenden Ringflansch und an einer mit einem äußeren Nabenglied fest verbundenen Ringscheibe.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht der Reibkupplungsscheibe nach der Erfindung mit einem Ausschnitt, der die Verbindung mit totem Gang zeigt;

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

Fig. 3 eine Detailansicht des ersten Satzes von

Federn bei der Reibkupplungsscheibe nach Fig. 1 nach einer gegenseitigen Verdrehung des inneren Nabengliedes und des Reibbelagträgers um 9°;

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reibkupplungsscheibe;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 4; und

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in

Fig. 4, in dem strichpunktiert die Einstellung der Ringscheibe 22 entsprechend Fig. 6 und einer Feder 34 gezeigt ist.

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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Reibkupplungsscheibe besteht aus drei konzentrischen Hauptkomponenten, einem inneren Nabenglied 11, einem äußeren Nabenglied 12 und einem ringförmigen Reibbelagträger 13.

Das innere Nabenglied 11 ist zur Anbringung an der (nicht gezeigten) Eingangswelle eines Getriebes mit einer Innenverzahnung 14 versehen und trägt eine Außenverzahnung 15, die so ausgebildet ist, daß sie mit der Innenverzahnung 16 eines konzentrisch dazu angeordneten äußeren Nabengliedes 12 in der Weise zusammenwirkt, daß eine Verbindung mit totem Gang zwischen dem inneren und dem äußeren Nabenglied besteht, die eine begrenzte Winkelbewegung des äußeren Nabengliedes 12 gegenüber dem inneren Nabenglied 11 gestattet, bevor die Außenverzahnung 15 mit der Innenverzahnung 16 in Eingriff kommt. Das innere Nabenglied 11 hat einen daran befestigten, nach außen vorstehenden Ringflansch 17. Der Ringflansch 17 verläuft senkrecht zur Längsachse des inneren Nabengliedes und ist bei 18 mit dessen einem Ende verkeilt.

Der radiale Äußenrand des Ringflansches 17 hat drei in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnete, in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen 20. Diese Ausnehmungen 20 sind in Umfangsrichtung zu drei nach innen gerichteten Radialvorsprüngen 21 ausgerichtet, die sich am Innenrand einer Ringscheibe befinden, welche über die radialen Innenenden der Radialvorsprünge 21 an das äußere Nabenglied 12 angeschweißt ist. Die Ringscheibe 22 liegt in der gleichen Ebene wie der Ringflansch 15, und jeder Radialvorsprung 21 ist lose in die zugehörige Ausnehmung 20 eingepaßt, so daß drei sehr lose ineinandergreifende Verbindungen zwischen dem Ringflansch 17 und der Ringscheibe 22 in der Weise gebildet werden, daß in Umfangsrichtung ein erhebliches Spiel zwischen dem Ringflansch 17 und der Ringscheibe 22 besteht. Es entstehen so insgesamt sechs Zwischenräume 35 zwischen den drei RadialvorSprüngen 21 und den Seiten der jeweiligen Ausnehmungen 20; in jedem Zwischenraum

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befindet sich eine als Schraubenfeder ausgebildete Feder 34, die jeweils zwischen gegenüberliegenden Widerlagern 50 und 51 wirksam wird, die von den Anschläge bildenden Kanten der Ausnehmungen 20 bzw. Seitenflächen der RadialvorSprünge 21 gebildet werden. Die sechs Federn 34 wirken in Umfangsrichtung und stellen erste, nachgiebigere Federmittel dar als die zweiten Federmittel, die von einem zweiten Satz Federn 29 gebildet werden. Die Federn 34 werden gegen axiale Verschiebung (d.h. axial gegenüber den Nabengliedern 11,12) durch in Umfangsrichtung verlaufende Vorsprünge 36 gehaltert, die jeweils an den Widerlagern 50,51 angeordnet sind, so daß sich in jedes Ende einer Feder 34 jeweils ein solcher Vorsprung 36 erstreckt.

Das äußere Nabenglied 12 trägt einen nach außen vorstehenden Nabenflansch 24 ungefähr auf der Mitte seiner Länge, der in einer senkrecht zur Längsachse der Nabenglieder 11,12 verlaufenden Ebene liegt. Das äußere Nabenglied 12 ist, wie oben beschrieben, konzentrisch zu dem inneren Nabenglied 11 angeordnet und gegenüber diesem beweglich; in axialer Richtung wird es an dem inneren Nabenglied 11 durch Anlage eines Endes des äußeren Nabengliedes 12 an dem Ringflansch 17 und durch einen Spannring 26 am inneren Nabenglied 11 gehaltert, dem es mit einem anderen Ende anliegt.

Der ringförmige Reibbelagträger 13 wird von einer Trägerscheibe 27 und einer Unterlagscheibe 28 gebildet, die jeweils zu einer Seite des Nabenflansches 24 angeordnet und durch drei Anschlagstifte 23 aneinander befestigt sind. Der so aufgebaute Reibbelagträger 13 kann gegenüber den Nabengliedern 11,12 eine begrenzte Winkelbewegung ausführen. Die zweiten Federmittel in Gestalt der in Umfangsrichtung angeordneten Schraubenfedern 29 in zueinander ausgerichteten Durchbrüchen 31 im Nabenflansch und dem Reibbelagträger 13 wirken zwischen dem äußeren Nabenglied 12 und dem Reibbelagträger 13 in der Weise, daß sie einer gegenseitigen Verdrehung dieser Teile Widerstand'

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entgegensetzen; die Anschlagstifte 23 wirken mit Durchbrüchen 32 in dem Nabenflansch 24 zusammen, um das Ausmaß der gegenseitigen Verdrehung zu begrenzen.

Wird über das Schwungrad und die Andruckplatte auf die Reibbeläge 37 an der Trägerscheibe 27 ein Drehmoment übertragen, so setzen die schwächeren Federn 34 einer Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem inneren Nabenglied 11 zunächst Widerstand entgegen. Das äußere Nabenglied 12 und der Reibbelagträger 13 bewegen sich als eine Einheit, bis der tote Gang zwischen dem inneren Nabenglied 11 und dem äußeren Nabenglied 12 aufgehoben ist. Anschließend bilden die beiden Nabenglieder ein gemeinsames Zentrum. Bei weiterer Verdrehung des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem inneren Nabenglied 11 muß die Kraft der Federn 34, die Kraft der stärkeren Federn 29 und der Widerstand eines Reibungsdämpfungsgliedes 30 überwunden werden, das zwischen dem Reibbelagträger 13 und dem äußeren Nabenglied 12 wirksam ist. Die Drehbewegung setzt sich fort, bis die Anschlagstifte 23 an die Kanten der Durchbrüche 32 im Nabenflansch 24 stoßen. Der gesamte Drehwinkel· des Reibbelagträgers 13 gegenüber dem inneren Nabenglied 11 beträgt ca. - 13

Bei maximaler Verdrehung der Reibkupplungsscheibe und Umkehrung der Drehrichtung wird der Reibbelagträger 13, falls die Federn 29 in den Durchbrüchen 31 nicht vorgespannt sind, nicht um die gesamte Verdrehung gegenüber dem äußeren Nabenglied 12 zurückgestellt, da ein Teil der Drehbewegung durch das Reibungsdämpfungsglied 30 aufgenommen wird. Jedoch stellt der zweite Satz der Federn 34, die zwischen dem inneren und dem äußeren Nabenglied wirksam sind, sicher, daß das innere Nabenglied 11 in seine Nu^stellung in bezug auf die Verdrehung gegenüber dem äußeren Nabenglied 12 zurückgeführt wird.

Wenn alle sechs Federn 34 die gleiche Charakteristik haben, haben auch, wie in Fig. 3 beispielhaft dargestellt ist, die Federn 34 an der vorlaufenden und an der nachlaufenden Kante

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der Ausnehmung 20 die gleiche Charakteristik, und die Neutralstellung ist in der Mittellage des gesamten Verdrehungsbereichs, d.h. bei O in diesem speziellen Fall mit einem Gesamtdrehbereich von - 13°. Wenn die Federn 34 jedoch paarweise so abgestimmt sind, daß die auf die vorlaufende Fläche 41 des RadialvorSprungs 21 einwirkende Feder steifer ist als die auf die nachlaufende Fläche 42 einwirkende Feder, dann kann die Neutralstellung beispielsweise so verschoben sein, daß sie bei - 3 liegt und der gesamte Verdrehungsbereich zwischen - 10 und + 16 .

Da die auf die vorlaufenden und nachlaufenden Flächen 41 bzw. 42 der Radialvorsprünge 21 einwirkenden Federn 34 paarweise wirksam und vorgespannt sind, ergibt sich bei einer Verdrehung der Radialvorsprünge 21 aus der Gleichgewichtslage, in der beide Federn gleich belastet sind, eine Zunahme in der Belastung der Feder an der vorlaufenden Fläche 41 und eine Abnahme der Belastung der Feder an der nachlaufenden Fläche Bei einem Paar von im wesentlichen gleichen Federn wirkt sich dies so aus, daß die Federkonstante der Feder an der vorlaufenden Fläche 41 doppelt so groß ist wie die Federkonstante jeder einzelnen Feder.

Alternativ kann die Neutralstellung auch dadurch versetzt werden, daß die Einstellung des Ringflansches 17 gegenüber der Außenverzahnung 15 am inneren Nabenglied 11 versetzt wird.

Für das in den Abbildungen 4 bis 7 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel werden nur die hauptsächlichen Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben; die Bauteile, die den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Bauteilen gleich sind, tragen die gleichen Bezugszeichen.

Das innere Nabenglied 11 ist so ausgebildet, daß es an einem Ende einen damit aus einem Stück gebildeten, nach außen vorstehenden ringförmigen Vorsprung 71 hat. Das äußere Nabenglied 12 liegt dem Vorsprung 71 in axialer Richtung an;

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die anderen Enden des inneren Nabengliedes 11 und des äußeren Nabengliedes 12 tragen den Ringflansch 17 bzw. die Ringscheibe 22.

Wie vorher ist der Ringflansch 17 mit dem inneren Nabenglied 11 verkeilt und hat drei in gleichen Winkelabständen angeordnete, in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen 20 an seinem äußeren Umfangsrand 72. Der äußere Umfangsrand 72 des Ringflansches 17 ist gegen den Nabenflansch 24 am äußeren Nabenglied 17 abgewinkelt, so daß er die Ebene der Ringscheibe 22 schneidet. Das äußere Nabenglied 12 trägt die Ringscheibe 22, so daß diese neben der dem Nabenflansch 24 zugekehrten Seite des Ringflansches 17 liegt.

Die Ringscheibe 22 ist an dem äußeren Nabenglied 12 durch Verschweißung oder beispielsweise durch Stifte angebracht und so angeordnet, daß drei nach außen vorstehende Radialvorsprünge 73 umfangsmäßig so zu den Ausnehmungen 20 im äußeren umfangsrand 72 des Ringflansches 17 ausgerichtet sind, daß wie vorher jeder Radialvorsprung lose in eine zugehörige Ausnehmung 20 eingepaßt ist.

Alternativ kann auch der Ringflansch 17 eben bleiben und der äußere Umfangsrand der Ringscheibe 22 so abgewinkelt werden, daß er die Ebene des Ringflansches 17 schneidet.

Die Kanten der Ausnehmungen 20 am äußeren Umfangsrand 72 des Ringflansches 17 und die Seitenflächen der RadialvorSprünge 73 wirken als Widerlager 50 bzw. 51 für die Federn 34.

Das innere Nabenglied 11 und das äußere Nabenglied 12 werden durch einen Spannring 74 am anderen Ende des inneren Nabenglieds 11 in ihrer axialen Ausrichtung festgehalten, so daß sich das äußere Nabenglied 12 zwischen dem Spannring 74 und dem Vorsprung 71 frei verdrehen kann.

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Demnach besteht der Hauptunterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen darin, daß der Ringflansch 17 und die Ringscheibe 22, an denen die Widerlager 50,51 für die Federn ausgebildet sind, nicht in der gleichen Ebene angeordnet, sondern axial gegeneinander versetzt sind, daß jedoch der äußere Umfangsrand 72 des Ringflansches 17 die Ebene der Ringscheibe 22 so durchsetzt, daß die Widerlager 50,51 für die Federn 34 im wesentlichen in der Ebene der Ringscheibe 22 angeordnet sind.

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Claims

Patentansprüche

Reibkupplungsscheibe mit zwei konzentrischen Nabengliedern, deren eines einen Reibbelagträger aufweist, der begrenzt und gehemmt im Winkel gegenüber den Nabengliedern beweglich ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenglieder (11,12) mit im wesentlichen in einer gemeinsamen radialen Ebene angeordneten Widerlagern (50,51) versehen und zwischen den Widerlagern (50,51) die gegenseitige Verdrehung der Nabenglieder (11,12) hemmende Federn (34) angeordnet sind.

Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (50,51) auf einem um die Achse der Nabenglieder (11,12) verlaufenden Kreis liegen.

Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (50,51) von Anlageflächen an einem mit einem inneren Nabenglied (11) fest verbundenen, nach außen vorstehenden Ringflansch (17) und an einer mit einem äußeren Nabenglied (12) fest verbundenen Ringscheibe (22) gebildet sind.

Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (17) an seinem äußeren Umfangsrand Ausnehmungen (20) aufweist, daß die Ringscheibe (22) im wesentlichen koplanar zu dem Ringflansch (17) angeordnet ist und an ihrem inneren Umfang einwärts gerichtete RadialvorSprünge (21) trägt, die umfangsmäßig zu den Ausnehmungen (20) ausgerichtet sind und in diese lose eingreifen, so daß zwischen dem Ringflansch (17) und der dazu koplanaren Ringscheibe (22) Überlappung besteht und die Widerlager (50,51) gegenüberliegend an den Kanten der Ausnehmungen (20) und den Seiten der jeweiligen Radialvorsprünge (21) koplanar angeordnet sind.

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5. Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (17) an seinem äußeren Umfangsrand (72) Ausnehmungen (20) aufweist, daß die Ringscheibe (22) gegenüber dem Ringflansch (17) axial versetzt ist und an ihrem äußeren Umfang auswärts gerichtete Radialvorsprünge (73) trägt, die umfangsmäßig zu den Ausnehmungen (20) ausgerichtet sind, und daß der äußere Umfangsrand (72) jeweils der Ringscheibe (22) oder des Ringflansches (17) abgewinkelt ist und in das jeweils andere Teil eindringt, so daß die RadialvorSprünge (73) lose in die Ausnehmungen (20) eingreifen und die Widerlager (50,51) gegenüberliegend an den Kanten der Ausnehmungen (20) und den Seiten der jeweiligen Radialvorsprünge (73) koplanar angeordnet sind.

6. Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 4,. dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (22) niit den radialen Innenenden der Radialvorsprünge (21) an dem äußeren Nabenglied (12) befestigt ist.

7. Reibkupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Widerlagern (50,51) an der Kante der Ausnehmungen (20) und den jeweils gegenüberliegenden Seiten der Radialvorsprünge (21,73) angeordnete, als Schraubenfedern ausgebildete Federn (34) durch umfangsmäßig ausgerichtete, von den Widerlagern (50,51) ausgehende Vorsprünge (36) gehaltert und in ihrer Stellung festgehalten sind und zwischen den Vorsprüngen (36) hinreichender Abstand für den Einbau der Federn (34) und die gegenseitige Verdrehung der Nabenglieder (11,12) besteht.

8. Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Widerlagern (50,51) gehalterten Federn (34) zur Rückstellung des inneren Nabengliedes (11) in eine Null-Lage gegenüber dem äußeren Nabenglied (12) vorgespannt sind.

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9. Reibkupplungsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (34) gleiche Federcharakteristik besitzen und in gleichem Umfang vorgespannt sind.

10. Reibkupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Satz von Federn

(29) zur Hemmung der Verdrehung des Reibbelagträgers (13) gegenüber dem äußeren Nabenglied (12), auf welchem dieser angebracht ist, radial außerhalb der Widerlager (50,51) angeordnet ist und die Federn (29) stärker sind als die zwischen den Widerlagern (50,51) gehalterten Federn (34).

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