DE3133728A1

DE3133728A1 - Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE3133728A1
Application number: DE19813133728
Authority: DE
Inventors: Tamio Hirakata Nagano
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1980-08-26
Filing date: 1981-08-26
Publication date: 1982-05-19
Also published as: GB2083166B; GB2083166A; DE3133728C2; JPS5744227U; DE8124915U1

Description

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 1980-121549 vom 26. August 1980 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe, die in Kraftfahrzeugen Verwendung findet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kupplung hoher Festigkeit zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll die Kupplungsscheibe eine geringe Trägheitsmasse aufweisen. Die zur Verfügung gestellte Kupplung soll die Federwirkung einer Schraubenfeder kleinen Durchmessers, die in einem kleinen Verdrehwinkel arbeitet, und die Federwirkung einer weiteren Schraubenfeder großen Durchmessers, die in einem großen Verdrehwinkel arbeitet, besser nutzbar gestalten.

Diese Aufgabe wird bei einer Kupnlungsscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind Öffnungen zur Aufnahme von Schraubenfedern mit kleinem Durchmesser, die innerhalb eines kleinen Verdrehwinkels arbeiten, so angeordnet, daß sich deren innenliegende Kanten in Bezug auf eine an einem Nabenflansch gedachte Kreislinie näher zur ümfangsseite des Flansches befinden. Zum anderen sind Öffnungen zur Aufnahme von Schratibenfedern mit großem Durchmesser, die innerhalb eines großen Verdrehwinkels arbeiten, so angeordnet·, daß sich deren innenliegende Kanten in Bezug auf die Kreislinie näher zur Mitte der Nabe befinden.

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste-Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgestatteten Kupplungsscheibe CAbschnitt- I-I in Fig.2);

Fig. 2 eine Draufsicht auf die erste Ausfuhrungsform, betrachtet in Richtung des Pfeils II in Fig.1, wobei einige Teile weggenommen sind;

Fig. 3 Kennlinien der Verdrehcharakteristiken;

Fig. 4 eine teilweise Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kupplungsscheibe nach einer zweiten bevor-'. zugten Ausführungsform.

Wie in· Fig.1 dargestellt, sind Seitenplatten 2 und 3 an beiden Seiten eines Flansches 1a einer Nabe 1 angeordnet, und eine Frontplatte 5 ist über eine Pufferplatte 4 mit der Außenkante der Seitenplatte 2 verbunden. Beide Seitenplatten 2 und' 3 sind mittels eines Anschlagbolzens 6 miteinander verbunden. Die Bezugsziffern 8 und 9 bezeichnen Reibelemente, die an beiden Seiten des Flansches 1a der Nabe 1 und zwischen den Seitenplatten 2 und 3 angeordnet sind. In der in Fig.1 gezeigten Ausführungsform sind Zwischenplatten 10 und 11 zwischen dem Reibelement 8, welches zum Kontakt mit dem Flansch 1a ausgelegt ist, und dem anderen Reibelement 9 vorgesehen, welches zum Kontakt mit den Seitenplatten 2 und 3 ausgelegt ist»

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Ein Bolzen bzw. Zapfen 6a dient zur Verbindung der Zwischenplatten 10 und 11 miteinander, wodurch die Reibelemente 8 auf die Seiten des Flansches 1a gedrückt werden und die Hysteresis innerhalb eines großen Verdrehwinkels intensiviert wird.

Fig.2 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht der Kupp- · lungsscheibe in Fig.1, und zwar betrachtet in der Richtung des Pfeils II. Das etwa untere Drittel der Fig.2 zeigt eim Innenansicht der Kupplungsscheibe, wobei jeweils die Frontplatte 5 und die Seitenplatte 3 an einer Seite (rechte Seite in Fig.1) weggenommen wurden. Das etwa linke obere Drittel in Fig.2 zeigt ebenfalls eine Innenansicht, der Kupplungsscheibe, wobei zusätzlich die Zwischenplatte 11 an einer Seite (rechte Seite in Fig.1) weggenommen wurde. In Fig.2 sind eine Hauptöffnung 13 und eine Nebenöffnung 15 gezeigt, wovon jeweils drei abwechselnd an dem Flansch 1a der Nabe 1 an geordnet sind. Die Hauptöffnung 13, die in Fig.2 auf der linken Seite gezeigt ist, dient zur Unterbringung einer Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser, die innerhalb eines kleinen Verdrehwinkels wirkt. Die Nebenöffnung 15 nimmt eine Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser auf, die innerhalb eines großen Verdrehwinkels wirkt. Als Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser wird eine schwache bzw. weiche Feder verwendet, um eine geringe Federkonstante zu erreichen, und als Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser wird eine starke bzw. harte Feder verwendet, um eine große Federkonstante zu erreichen. Ferner ist die Breite 1 der Hauptöffnung 13 in Richtung des Radius des Flansches 1a kleiner bemessen als die Breite L der Nebenöffnung 15. Die Schraubenfeder 14 ist so ausgelegt, daß sie in einer zweiten Stufe wirkt und ist in der Nebenöffnung 15 so untergebracht, daß in ümfangsrichtung ein gewisser Spielraum vorhanden ist. Eine Kreislinie R, die anhand einer unterbrochenen Linie dargestellt ist, ist gedanklich so £>e-

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stimmt, daß sie konzentrisch ist mit der Mitte 0 der Nabe 1. Die Hauptöffnung 13 und die Nebenöffnung 15 sind so angeordnet, daß sich die innenliegende Kante 13a der erstgenannten benachbart der Umfangsseite des Flansches 1a und die innenliegende Kante 15a der letztgenannten benachbart der Mitte 0 der Nabe 1 befindet, und zwar jeweils mit Bezug auf die. Kreislinie R. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die öffnungen 13 und 15 so angeordnet, daß die Mitte Ol der Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser näher zur Außenkante des Flansches 1a gelegen ist als die Mitte 02 der Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser.

Wie im unteren Teil in Fig.2 gezeigt, sind auch die Zwischenplatten 10 und 11 mit einer auf die Schraubenfeder mit kleinem Durchmesser bezogenen Hauptöffnung 16 und einer auf die Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser bezogenen. Nebenöffnung 17 versehen, wobei die Nebenöffnung vergleichbar mit der Nebenöffnung 15 des Flansches la in ümfangsrichtung einen gewissen Spielraum aufweist. Wie im rechten oberen Teil in Fig.2 gezeigt, ist des weiteren eine jeweils auf die Federn 12 und 14 bezogene Hauptöffnung 18 und Nebenöffnung 19 an beiden Seitenplatten 2 und 3 vorgesehen. Beide Kanten der Nebenöffnung 19 berühren in ümfangsrichtung die Kanten der Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser, wobei in dieser Richtung kein Spielraum vorhanden ist.

Bezugsziffer 20 bezeichnet eine Auskerbung, die bezogen auf den Anschlagbolzen 6 mit einem gewissen Spielraum in Umfangsrichtung an der Außenseite des Flansches la ausgebildet ist. Bezugsziffer 21 bezeichnet eine Auskerbung, die ebenfalls bezogen auf den Anschlagbolzen 6, jedoch mit einem geringeren Spielraum in ümfangsrichtung als die Auskerbung 20, an den Außenkanten der Zwischenplatten 10 und 11 ausgebildet ist.

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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe wird nachstehend kurz erläutert.

Wenn sich die Kupplung in einer durch den Pfeil.A gekennzeichneten Richtung dreht, so werden die Seitenplatten 2 und 3 in Bezug auf die Nabe 1 und die Zwischenplatten 10 und 11 auch in dieser Richtung einem ansteigenden Drehmoment entsprechend verdreht. Dabei wirkt die Feder 12 mit kleinem Durchmesser bzw. wird zusammengedrückt, und durch das Reibelement 9, welches einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist und die Seitenplatten 2 und 3 berührt, wird eine schwache Hysteresis erzeugt. Mit zunehmendem Verdrehwinkel wird bewirkt, daß die Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser mit den Zwischenplatten 10 und 11 sowie den Kanten 17b und 15b der öffnungen 17 und 15 des Flansches 1a in Berührung kommt und demzufolge zusammengedrückt wird. Kurz nach Beginn des Zusammendrückens der Feder 14 gelangt der Anschlagbolzen 6 in Kontakt mit· der Kante 21a der Auskerbung 21 der Zwischenplatten 10 und 11, und die Zwischenplatten werden zusammen mit den Seitenplatten 2 und 3 relativ zu der Nabe 1 in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung verdreht, woraufhin durch das Reibelement 8, welches einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist und den Flansch 1a der Nabe 1 berührt, eine starke Hysteresis erzeugt wird. Wenn der Anschlagbolsen 6 die Kante 20a des Flansches 1a berührt, nehmen die Sei.tenplatten 2 und 3 sowie die Nabe 1 für den weiteren Betrieb eine Position ein, in der diese Teile so erscheinen, als ob sie direkt miteinander verbunden wären.

In Fig.3 sind die Kennlinien der Verdrehcharakteristiken der in den Fig.1 und 2 dargestellten Kupplungsscheibe gezeigt. In dem Koordinatensystem wird durch die Abszisse jeweils der Verdrehwinkel und durch die Ordinate das Drehmoment angegeben. Die rechte bzw. Plusseite des Koordi-

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natensystems kennzeichnet die Werte, bei welchen die Seitenplatten 2 und 3 relativ zu der Nabe 1 in der durch den Pfeil· A gekennzeichneten Richtung verdreht werden. Die linke bzw. Minusseite des Koordinatensystems kennzeichnet die Werte, bei welchen die Seitenplatten 2 und 3 relativ zu der Nabe 1 in der durch den Pfeil B gekennzeichneten Richtung verdreht werden. Der Bereich von 0° - 6.5° auf der Plusseite gilt für den Wirkungsbereich der Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser. Der Bereich von 6.5° - 10 gilt für den Fall, in dem die Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser zusätzlich zur Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser wirkt. Die Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser ist nahe der ümfangsseite des Flansches 1a der Nabe.1 angeordnet und ist in Umfangsrichtung einer geringeren Druckkraft durch die Seitenplatten 2 und 3 ausgesetzt, als dies der Fall ist, wenn die Feder 12 nahe der Mitte 0. der Nabe 1 angeordnet ist. Somit wirkt die Feder 12 mit kleinem Durchmesser, die über geringere Spannkraft verfügt, in geeigneter Weise der vorerwähnten geringeren Druckkraft entgegen und sorgt innerhalb eines kleinen Verdrehwinkels für effektivere Pufferung". Die Feder 14 mit großem Durchmesser ist nahe der Mitte 0 der Nabe 1 angeordnet und in umfangsrichtung einer größeren Druckkraft durch die Seitenplatten 2 μηα 3 ausgesetzt, als dies der Fall ist, wenn die Feder 14 nahe der Ümfangsseite des Flansches la der Nabe 1 angeordnet ist. Die Schraubenfe-"der 14, die über große Spannkraft · verfügt, kann daher in geeigneter Weise der großen Druckkraft entgegenwirken.

Aus Fig.3 geht hervor, daß bei einer Verdrehung von circa 6. ein plötzlicher Anstieg der Hysteresis zu verzeichnen ist. Das heißt, daß das Reibelement 8 mit großem Reibungskoeffizienten bei diesem Verdrehwinkel tätig^:wird.

Fig.4 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe einer Schraubenfederkupplung. Dabei ist eine Schraubenfeder 25 mit kleinem Durchmesser zusätzlich zu einer Schraubenfeder 14' mit großem Durchmesser in einer Öffnung 15' an dem Plansch 1a angeordnet. Eine Öffnung 13' für eine Schraubenfeder 12' mit kleinem Durchmesser ist so angeordnet, daß deren Innenkante 13'a der ümfangsseite des Flansches 1a näher ist als eine Kreislinie R¹. Die Öffnung 15' ist so angeordnet, daß deren Innenkante 15'a der Mitte 0 der Nabe 1 näher ist als die Kreislinie R¹.

Die Kupplungsscheibe nach vorliegender Erfindung weist folgende Vorteile auf:

Der Kupplungsscheibe kann größere Festigkeit verliehen werden. Mit anderen Worten, die Öffnung 13 für die Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser ist so angeordnet, daß sich deren Innenkante 13a in Bezug auf eine an· dem Flansch bestimmte Kreislinie R nahe der ümfangsseite des Flansches bzw. der Peripherie des gesamten Nabenteils 1, 1a befindet, und die Öffnung 15 für die Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser ist so angeordnet, daß sich deren Innenkante 15a näher zur Mitte 0 der Nabe 1 befindet als die Kreislinie R. Demgemäß kann ein genügend großer Abstand eingehalten werden zwischen der Kante 13b (Fig.2) in Umfangsrichtung der Innenkante 13a der Öffnung 13 und der Kante 15b in .ümfangsrichtung der Innenkante 15a der Öffnung 15, wodurch die Festigkeit der Nabe 1 bzw. des Flanschteiis 1a erhöht wird.

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Die Pufferwirkung läßt sich effektiver gestalten. Das heißt die Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser, die über geringe Elastizität verfügt und innerhalb eines kleinen Verdrehwinkels wirkt, wird nahe der Umfangsseite des Flansches · 1a angeordnet, während die Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser, die über hohe Elastizität verfügt und innerhalb eines großen Verdrehwinkels wirkt, nahe der Mitte 0 der Nabe 1 angeordnet wird. Folglich ist die Schraubenfeder 12 in ümfangsrichtung einer kleinen und die Schraubenfeder 14 in gleicher Richtung einer großen Druckkraft ausgesetzt, so daß beide Cchraubenfedern in geeigneter Weise der jeweiligen Druckkraft entgegenwirken können.

Da die Trägheitsmasse der Kupplung klein wird, läßt sich die Drehung der Kupplungsscheibe unmittelbar nach Ausschalten der Kupplung zum Stillstand bringen, so daß das Auskuppeln zufriedenstellend, glatt und stoßfrei erfolgen kann. . ■

Die Schraubenfeder 14 mit großem Durchmesser und Gewicht ist nahe der Mitte 0 der Nabe 1 angeordnet, während die Schraubenfeder 12 mit kleinem Durchmesser und Gewicht nahe der Umfangsseite des Flansches 1a angeordnet ist. Dadurch wird die Trägheitsmasse der Kupplungsscheibe verringert und ein besserer Auskuppeleffekt erzielt.

Claims

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KABUSHIKI KAISHA

DAIKIN SEISAKUSHO

1-1r 1-chome, Kldamotomiya,

Neyagawa-shi, Osaka

Japan 11.855

KUPPLUNGSSCHEIBE

Patentansprüche

AJ Kupplungsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß eine öffnung (13) für eine Schraubenfeder

(12) mit kleinem Durchmesser, die innerhalb eines kleinen Verdrehwinkels wirkt, so angeordnet ist, daß sich deren innenliegende Kante (13a).in Bezug auf eine an einem Plansch (1a) einer Nabe (1) bestimmte Kreislinie

(R) näher zur Umfangsseite des Flansches (1a) befindet, und daß eine öffnung (15) für eine Schraubenfeder (14) mit großem Durchmesser, die innerhalb eines großen Verdrehwinkels wirkt, so angeordnet ist, daß sich deren innenliegende Kante (15a) in Bezug auf die Kreislinie

(R) näher zur Mitte (0) der Nabe (1) befindet.
2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubenfeder (25) mit kleinem Durchmesser zusätzlich zu einer Schraubenfeder (14") mit großem Durchmesser in einer öffnung (15') angeordnet ist.
3. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibelement (B). _# welches zum Kontakt mit dem Flansch (1a) der Nabe (1) ausgelegt ist, und ein Reibelement (9), welches zum Kontakt mit den Seitenplatten (2 und 3) aus-

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gelegt ist, jeweils zwischen dem Flansch (1a) und den Seitenplatten (2 und 3) angeordnet ist, wobei zwischen den Reibelementen (8,9) Zwischenplatten (10, 11) vorgesehen sind.
4. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schraubenfedern (14) mit großem Durchmesser symmetrisch um die Mitte (0) der Nabe und Schraubenfedern (12) mit kleinem Durchmesser in ähnlicher Weise angeordnet sind.