-
Abschaltbarer Leerlaufdämpfer
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe mit Drehschwingungsdämpfersystem,
insbesondere für Kraftfahrzeugkupplungen, bei welcher ein Teil des Systems für die
Dämpfung im Lastbereich und ein Teil des Systems für die Dämpfung im Leerlaufbereich
ausgebildet ist und das System für den Leerlaufbereich beim Überschreiten der Leerlaufdrehzahl
durch Fliehkraft sperrbar bzw.
-
überbrückbar ist - nach Patentanmeldung P 29 02 433.7.
-
Durch die Patentanmeldung P 29 02 433.7 ist bereits vorgeschlagen
worden, bei einem Drehschwingungsdämpfersystem für eine Kupplungsscheibe in Abhängigkeit
von der Drehzahl das Dämpfungssystem für den Leerlaufbereich durch Fliehkraft zu
sperren bzw. zu überbrücken, wodurch eine lästige Geräuschentwicklung beim Lastwechsel,
welche auch zu Verschleiß führen kann, vermieden wird.
-
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche fliehkraftabhängige
Sperrung bzw. Überbrückung des Leerlaufschwingungsdämpfers zu erstellen, welche
eine einwandfreie Funktion aufweist und möglichst raumsparend in eine Kupplungsscheibe
zu integrieren ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Nabenhülse
mit einer Innenverzahnung zur Drehmomentübertragung auf eine Abtriebswelle sowie
mit einer Außenverzahnung, in welche eine Nabenscheibe mit dem Dämpfungssystem für
den Lastbereich mit Spiel in Umfangsrichtung eingreift, vorgesehen ist, wobei einerseits
zwischen Nabenhülse und Nabenscheibe das Dämpfungssystem für den Leerlaufbereich
angeordnet und andererseits ein Fliehgewichtsträger drehfest in der Außenverzahnung
der Nabenhülse angebracht ist, durch dessen Fliehgewichte bei Verlagerung nach radial
außen eine drehfeste Verbindung zwischen Nabenhülse
und Nabenscheibe
herstellbar ist. Durch die Mitverwendung der Außenverzahnung der Nabenhülse, welche
in Verbindung mit der Innenverzahnung der Nabenscheibe für den Lastdämpfer den Arbeitsbereich
des Leerlaufdämpfers sicherstellt, ist der Herstellungsaufwand auf ein Minimum reduziert.
-
Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 ist es besonders vorteilhaft,
daß auf der einen Seite der Nabenscheibe des Lastdämpfers der Leerlaufdämpfer angeordnet
ist und auf der gegenüberliegenden Seite, unmittelbar neben der Nabenscheibe, der
Fliehgewichtsträger, der in der gleichen Außenverzahnung der tiabenhülse ohne Spiel
in Umfangsrichtung eingreift. Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5 ist dabei
der Fliehgewichtsträger mit mehreren radial verlaufenden Taschen verstehen, in welchen
sich die Fliehgewichte befinden, und sowohl der Fliehgewichtsträger als auch die
Fliehgewichte sind zur Anordnung von Schenkelfedern zur Belastung der Fliehgewichte
nach radial innen mit einer umlaufenden Nut versehen. Gemäß den Ansprüchen 6 bis
8 sind dabei diese Schenkelfedern durch parallel zur Drehachse verlaufende Bolzen
gehalten, mit jeweils einem Schenkel belasten sie das entsprechende Fliehgewicht
in dessen Nutgrund und der andere Schenkel verläuft in Bohrungen des Fliehgewichtsträgers,
welche etwa radial nach außen weisen. Gemäß Anspruch 9 ist der Fliehgewichtsträger
mit seinen Fliehgewichten am Außenumfang von einem zylindrischen Ansatz der Nabenscheibe
umgeben, in welchem sich die entsprechenden Durchbrüche zum Eingreifen der Fliehgewichte
befinden. Dabei ist die Anordnung dieser Durchbrüche gegenüber den Fliehgewichten
gemäß den Ansprüchen 10 und 11 so gewählt, daß die Mehrzahl der Fliehgewichte bei
überbrücktem Leerlaufdämpfer im Zugbereich in Eingriff gelangen und eine geringe
Anzahl bei überbrücktem Leerlaufdämpfer im Schubbereich. Dabei dient gemäß Anspruch
12 der Außendurchmesser des zylindrischen Ansatzes als Führung für einen Reibring
des Lastdämpfers. Gemäß Anspruch 13 liegt die Berührungsebene zwischen dem Fliehgewichtsträger
und der Nabenscheibe innerhalb des von der Nabenscheibe gebildeten scheibenförmigen
Bauteiles und bildet somit eine besonders raumsparende Ausführung.
-
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig.
1 einen Schnitt durch eine Kupplungsscheibe durch die Rotationsachse; Fig. 2 den
Schnitt II-II gern. Fig. 1 durch den Fliehgewichtsträger; Fig. 3 den Schnitt III-III
gem. Fig. 1 durch die Verzahnungen von Nabenhülse und Nabenscheibe; Fig. 4 den Schnitt
IV-IV durch den Fliehgewichtsträger; Fig. 5 die vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes
von Fig. 2.
-
Fig. 1 zeigt den Schnitt durch eine Kupplungsscheibe 1, welche bis
auf die Einrichtung zur Überbrückung des Leerlaufdämpfers in herkömmlicher Weise
aufgebaut ist. Auf einer Nabenhülse 4 mit einer Innenverzahnung 5 zur Übertragung
des Drehmoment es auf eine nicht dargestellte Abtriebswelle sowie einer Außenverzahnung
6, wie beispielsweise aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, ist eine Nabenscheibe
7 mit. einer Innenverzahnung 45 so angeordnet, daß sich beide Teile gegeneinander
um einen bestimmten Winkelbetrag verdrehen können. Die Nabenscheibe 7 weist in ihrem
scheibenförmigen Bereich Fenster 29 zur Aufnahme von Torsionsfedern 30 auf, welche
gleichzeitig in entsprechende Fenster von Abdeckblechen 36 bzw. 37 hineinreichen
und zusammen mit diesen eine Relativverdrehung bei Drehmomentbelastung erlauben.
Das Abdeckblech 37 trägt gleichzeitig Federsegmente 39 mit Reibbelägen 40, welche
mit Belagnieten 41 befestigt sind. Der allgemein mit 2 bezeichnete Lastdämpfer besteht
außer der Federeinrichtung noch aus einer Reibeinrichtung, bestehend aus beidseitig
des Scheibenteiles angeordneten Reibringen 25 und 42, aus einem Anpreßring 43, der
drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Abdeckblech 36 verbunden ist, sowie einer
zwischen beiden angeordneten Tellerfeder 44 zur Erzeugung der Einspannkraft für
die Reibeinrichtung. Der Leerlaufdämpfer 3 ist zwischen der Nabenscheibe 7 und der
Nabenhülse 4 angeordnet. Seine Nabenscheibe 31 ist direkt auf der Nabenhülse 4 drehfest
angeordnet. Beidseitig der Nabenscheibe 31 sind Abdeckbleche 32 und 33 angeordnet,
welche in entsprechenden Fenstern Federn 34 aufnehmen, welche ebenfalls in entsprechende
Fenster der Nabenscheibe 31 eingreifen. Beide Abdeckbleche sind
auf
Abstand und drehfest über Abstandsniete 35 verbunden, wie auch die beiden Abdeckbleche
36 und 37 des Lastdämpfers 2 ebenfalls über Abstandsniete 38 drehfest miteinander
verbunden und auf Abstand gehalten sind. Der Leerlaufdämpfer 3 ist im vorliegenden
Falle ohne eigene Reibeinrichtung ausgeführt. Er kommt bei geringen Winkelausschlägen
zwischen der Nabenhülse 4 und der Nabenscheibe 7 zum Einsatz, da gem. Fig. 3 die
Außenverzahnung 6 der Nabenhülse 4 in der Innenverzahnung 145 der Nabenscheibe 7
mit Spiel in Umfangsrichtung angeordnet ist. Dieses Spiel besteht aus der Summe
der Winkel A und B. Auf der Außenverzahnung 6 der Nabenhülse 4 ist weiterhin neben
der Nabenscheibe 7 ein Fliehgewichtsträger 8 angeordnet, der mit seiner Innenverzahnung
14 ohne Spiel in Umfangsrichtung in diese Außenverzahnung eingreift.
-
Die Berührungsebene 26 zwischen dem Fliehgewichtsträger 8 und der
Nabenscheibe 7 liegt innerhalb des Bereiches, der durch die Ebenen 27 und 28 der
Erstreckung des scheibenförmigen Teiles der Nabenscheibe 7 gebildet ist. Zu diesem
Zweck weist die Nabenscheibe 7 eine entsprechende Ausdrehung auf. Nach radial außen
ist der Fliehgewichtsträger 8 durch einen zylindrischen Ansatz 21 der Nabenscheibe
7 umgeben. Die im Fliehgewichtsträger 8 angeordneten Fliehgewichte 9 bzw. 24 können
gegen die Vorspannkraft von Federn bei entsprechender Drehzahl radial nach außen
wandern und in Durchbrüche 22 bzw. 23 des zylindrischen Ansatzes 21 eingreifen.
-
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, sind zwei Gruppen von Fliehgewichten
9 bzw. 24 vorgesehen. Sie sind im vorliegenden Falle gleichmäßig am Umfang verteilt
und im Fliehgewichtsträger 8 in Taschen 10 radial verschiebbar gelagert. Dabei weisen
diese Taschen 10 parallele Begrenzungswände 11 auf - zur exakten Führung der Fliehgewichte.
Wie auch aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich, weist sowohl der Fliehgewichtsträger
8 als auch die Fliehgewichte 9 und 24 eine umlaufende Nut 12 auf, die sich von radial
außen her bis zum Nutgrund 13 nach innen erstreckt. Der Durchmesser dieses Nutgrundes
13 ist größer als der größte Außendurchmesser der Innenverzahnung 14. Jedem Fliehgewicht
9 bzw. 24 ist eine Schenkelfeder 15 zugeordnet. Alle Schenkelfedern 15 sind in der
Nut 12 angeordnet und durch Stifte 16, welche parallel zur Drehachse verlaufen,
gesichert. Jeweils ein Schenkel 19 liegt unter Vorspannung auf dem Nutgrund 13 des
entsprechenden Fliehgewichtes
9, 24 auf und der andere Schenkel
20 ist in einer Bohrung 18 im Fliehgewichtsträger 8 fixiert. Dabei verlaufen diese
Bohrungen 18 etwa radial zur Drehachse und etwa tangential zu den Stiften 16. Aus
den Figuren 4 und 5 sind die Durchmesserverhältnisse des Nutgrundes 13 gegenüber
den anderen Abmessungen ersichtlich.
-
Der Nutgrund 13 weist hierbei einen größeren Durchmesser als der durch
die radial innere Begrenzung der Taschen 10 für die Fliehgewichte 9 und 24 gebildete
Durchmesser D auf. Die Durchmesserdifferenz zwischen dem Nutgrund 13 und dem Durchmesser
D ist etwa ein Maß für die verbleibende Materialstärke der Fliehgewichte 9 und 24
radial innerhalb der auch durch diese gehenden Hut 12.
-
Aus Fig. 2 ist weiterhin die drehfeste Verbindung zwischen der Außenverzahnung
6 der Nabenhülse 4 und der Innenverzahnung 14 des Fliehgewichtsträgers 8 ersichtlich.
Die Innenverzahnung 5 der Nabenhülse 4 dient der Drehmomentübertragung auf die nicht
dargestellte Abtriebswelle. Die Befestigung der Stifte 16 zur Führung der Schenkelfedern
15 erfolgt in Bohrungen 17 im Fliehgewichtsträger 8 entspr. Fig. 4. Der zylindrische
Ansatz 21 der Nabenscheibe 7 weist Durchbrüche 22 und 23 auf - zum Eingriff der
Fliehgewichte 9, 24 beim Überschreiten der Leerlaufdrehzahl. Dabei sind insgesamt
vier Durchbrüche 23 gegenüber den Fliehgewichten 24 so angeordnet, daß bei einer
Zugbelastung der Eupplungsscheibe entsprechend der Drehrichtung des Pfeiles C, wobei
man sich den Fliehgewichtsträger 8 und die Nabenhülse 4 festgehalten vorstellen
muß, und nach Aufbrauch des Winkelweges B durch Anschlagen der Außenverzahnung 6
der Nabenhülse 4 an der Innenverzahnung 45 der Nabenscheibe 7 und Überwindung der
Federkraft des Leerlaufdämpfers 3 die Taschen 10 der Fliehgewichte 24 den Durchbrüchen
23 gegenüberstehen. Bei einer Drehzahl oberhalb der Leerlaufdrehzahl sind somit
die Fliehgewichte 24 in der Late, gegen die Vorspannkraft der Schenkelfedern 15
nach außen in die Taschen 23 einzugreifen und eine drehfeste Verbindung zwischen
der Habenscheibe 7 einerseits und der Nabenhülse 4 andererseits herzustellen. In
diesem Zustand ist der Leerlaufdämpfer überbrückt und nicht funktionsfähig. Es ist
allerdings auch möglich, während eines Schubbetriebes in Verbindung mit dem Überschreiten
der Leerlaufdrehzahl eine drehfeste Verbindung zur Überbrückung des Leerlaufdämpfers
herzustellen. Dazu sind die beiden Fliehgewichte 9 sowie die beiden Durchbrüche
22 im zylindrischen Ansatz 21 entsprechend angeordnet. Bei Schubbelastung der Kupplungsscheibe
1
entsprechend einer Verdrehung zwischen Nabenscheibe 7 und Nabenhülse
4 entgegen dem Pfeil C und nach dem überwinden des Leerlaufdämpfers 3 sowie nach
dem Zurücklegen des Winkelbetrages A entspr. Fig. 3 stehen sich die Taschen 10 der
Fliehgewichte 9 mit den Durchbrüchen 22 im zylindrischen Ansatz 21 einander gegenüber,
so daß bei entsprechender Drehzahl die Fliehgewichte in diese Durchbrüche eingreifen
können. Auch in diesem Falle ist der Leerlaufdämpfer überbrückt und nicht funktionsfähig.
-
Die Überbrückung bzw. die Sperre des Leerlaufdämpfers in den beiden
geschilderten Betriebszuständen - einmal im Schubbetrieb und einmal im Zugbetrieb
jeweils im Endausschlagbereich des Leerlaufdämpfers - verhindern außerhalb der Leerlaufdrehzahl
bei plötzlichem Lastwechsel das Anschlagen der den Leerlaufdämpfer normalerweise
begrenzenden Verzahnungen 6 bzw. 45 und vermeiden somit unnötige Geräusche und unnötigen
Verschleiß. Funktionsmäßig bildet die Überbrückung bzw. die Sperre des Leerlaufdämpfers
im Lastbereich keinen Nachteil, da der Leerlaufdämpfer sowieso nur für den Leerlaufbereich
abgestimmt ist und bisher im Lastbetrieb bei plötzlichem Lastwechsel unnötigerweise
zusätzlich zum Einsatz kam. Dies wird durch die oben beschriebene Ausführung einer
Kupplungsscheibe vermieden. Dabei ist es zwar prinzipiell möglich, für Zug- und
Schubbetrieb eine gleiche Anzahl von Fliehgewichten einzusetzen, es ergibt sich
jedoch eine günstigere Ausnutzung des vorhandenen Bauraumes, wenn nicht mehr Fliehgewichte
als unbedingt nötig vorgesehen werden müssen.