DE3213748A1

DE3213748A1 - Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE3213748A1
Application number: DE19823213748
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Higashi-Osaka Osaka Takeuchi
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1981-04-20
Filing date: 1982-04-14
Publication date: 1982-11-04
Also published as: US4467905A; DE3213748C2; GB2097099A; JPS6256364B2; GB2097099B; JPS57173620A; DE8210555U1

Description

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

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 1981-59956 vom 20. April 1981 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Um die Fahrgeräusche bei einem Fahrzeug zu verringern, wurde versucht, einen maximalen Verdrehwinkel bei Kupplungsscheiben zu vergrößern. In einem das Verhältnis zwischen Last und Verdrehwinkel darstellenden Diagramm, in welchem die Y-Achse die Last und die x-Achse den Verdrehwinkel darstellt, muß der Anstieg der Kennlinie klein sein, während sich der Winkel von Null auf einen vorher festgelegten Wert vergrößert. Mit anderen Worten, die Anstiegsrate der Last sollte im Verhältnis zur Vergrößerungsrate des Winkels klein sein. Dann, wenn der Verdrehwinkelbereich über dem vorher festgelegten Wert liegt, sollte sich die Anstiegsrate, vergleichbar mit einer gebogenen Linie, einmal oder zweimal vergrößern. Deshalb sollten Nabenflansch, Kupplungsplatte und Halteplatte bei einer herkömmlichen Konstruktion mit in Umfangsrichtung verlaufenden Längsöffnungen versehen sein, in welche Torsionsfedern eingreifen. Bei einer solchen Konstruktion hat jedoch die Länge der Öffnungen bereits annähern die Obergrenze erreicht, wenn die Drehmomentkapazität und der auf der Scheibe zur Verfügung stehende Raum für die Ausbildung der Öffnungen berücksichtig werden.

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

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsscheibe zur Verfügung zu stellen, bei der sich ein maximaler Verdrehwinkel vergrößern läßt, und welcher verschiedene erwünschte Verdreheigenschaften verliehen werden können.

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

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

Es folgt die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen .

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplungsscheibe;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig.1;

Fig. 3 eine Teilperspektive einet. Rollkörpers gemäß Fig.2;

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Last und Verdrehwinkel.

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

In Fig. 1 weist eine Keilnabe 1 eine an eine nicht abgebildete Ausgangswelle gekeilte Inneverzahnung 2 und einen damit integral ausgebildeten Nockenflansch 3 am Außenumfang auf. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Nockenflansch 3 in etwa rechteckförmig mit runden Ecken ausgebildet. In Fig. 1 sind eine ringförmige Kupplungsplatte 5 und eine ringförmige Halteplatte 6 mit dazwischen vorgesehenen Reibscheiben 4 beidseitig des Flansches 3 angeordnet. Die beiden Platten 5 und 6 sind mittels vier Hebelstiften 7, die mit gleichen Abständen zueinander auf einer Kreislinie angeordnet sind, miteinander verbunden und werden mit relativ kleinem Druck über die Reibscheiben 4 an beide Seitenflächen des Nockenflansches 3 gedrückt. Eine Vielzahl von Pufferplatten 9 ist mit Hilfe von Nieten 8 an einem radial äußeren Bereich der Kupplungsplatte 5 befestigt. Beidseitig der Pnfferplatten 9 ist mittels Nieten 11 ein Paar Reibbeläge 10 befestigt.

Die Kupplungsplatte 5 und die Halteplatte 6 weisen je vier Öffnungen 13 und 14 auf, die in ümfangsrichtung mit gleichen Abständen zueinander auf einer Kreislinie angeordnet sind. Jedes Paar der Öffnungen 13 und 14 fluchtet in axialer Richtung. Jede der Öffnungen 13 und 14 ist im wesentlichen rechteckförmig, erstreckt sich der Länge nach in ümfangsrichtung der Scheibe und wird mit Hilfe einer Presse hergestellt. Zusammengedrückte Torsionsfedern 16 sind zwischen Federkappenpaaren 15 angeordnet, deren Unterseiten 15a die in Ümfangsrichtung äußeren Kanten bzw. Endkanten der Öffnungen 13 und 14 berühren oder diesen zugewandt sind.

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Rollen 19 berühren Nockenflächen 18, die durch die Aussenf lache des Nockenflansches 3 gebildet werden. Jede Rolle 19 trägt über ein Nadellager 20 einen Bolzen bzw. Zapfen 21 (Fig.3). Beide Enden eines jeden Zapfens 21 ragen von der Rolle bzw. dem Rollkörper 19 ab und greifen in bogenförmige Aussparungen 24, die jeweils an einem Ende von Hebeln 22 und 23 ausgebildet sind. Jede Aussparung 24 ist zur Scheibenmitte hin offen und weist einen Krümmungsradius auf, der größer ist als der der Zapfen 21, so daß die Aussparung ?A und der Zapfen 21 während der Betätigung der Hebel 22 und 23 einander so wenig wie möglich stören.

Die Hebel 22 und 23 sind identisch, nämlich im wesentlichen L-förmig bzw. knieheoelförmig ausgebildet. Der Heblestift 7 ist drehbar in Öffnungen 25 eingepaßt, die in einem mittleren Abschnitt der Hebel 22 und 23 ausgebildet sind. An dem einen Ende weisen die Hebel 22 und 23 die Aussparungen 24 und an dem anderen Ende bogenförmige Seitenflächen 26 auf, die gegen die Unterseiten 15a der Federkappen 15 gedrückt werden oder diese berühren. Durch eine geringfügig zunehmende ümfangslänge der Öffnungen 13 und 14 vergrößert sich der Druck der bogenförmigen Seiten 26 gegen die Federteller-Unterseiten 15a. Bei jedem von einem Stift 7 getragenen Hebelpaar 22 und 23 liegen die zwei bogenförmigen Flächen 26 jeweils auf den Unterseiten 15a zweier benachbarter Federteller 15, und die zwei Rollen 19 liegen auf zwei benachbarten bzw. aneinandergrenzenden bogenförmigen Nockenflächen 18 (Fig.2). Jede Nockenfläche 18 öffnet sich in bezug auf die Scheibenmitte in radialer Richtung bogenförmig nach außen, und der Abstand von der Scheibenmitte zur Fläche 18 (Nockenhub) ist an dem in Umfangsrichtung in der Mitte gelegenen Abschnitt der Fläche 18 am kürzesten. Die benachbarten

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Nockenflächen 18 sind durch runde Oberseiten P durchgehend ausgebildet.

Wenn bei Betrieb die an dem äußeren Bereich der Scheibe angeordneten Reibbeläge 10 in einem Kupplungsgehäuse durch eine nicht abgebildete Druckplatte an das Schwungrad eines Motors gedrückt werden, wird Drehkraft auf die Reibbeläge 10 und dann durch die Pufferplatten 9 auf die Kupplungsplatte 5 und die Halteplatte 6 übertragen, woraufhin die Platten 5 und 6 beginnen, sich in Pfeilrichtung A in Fig.2 zu drehen. Da die an den Platten 5 und 6 befestigten Hebelstifte 7 sich ebenfalls in Richtung des Pfeils A drehen, bewegen sich auch die Rollen 19 auf den jeweiligen Nockenflächen 18 in Pfeilrichtung A, so daß die Hebel 22 und 23 durch die Flächen 18 angehoben werden und infolgedessen die Torsionsfedern 16 über die bogenförmigen Endflächen 26 und die Unterseiten 15a der Federkappen zusammendrücken. Dadurch werden die Rollen 19 fest an die Nockenflächen 18 gedrückt und übertragen die Drehkraft auf den Nockenflansch 3. Da die dargestellten Nockenflächen 18 eine sich in radialer Richtung nach außen öffnende Bogenform aufweisen, ändert sich die auf die Federn 16 auftreffende Last, wie anhand der Kurve S1 in Fig.4 gezeigt, gegenüber einem größer werdenden relativen Verdrehwinkel zwischen dem Nockenflansch 3 und den Platten 5 und 6. Wenn sich die Platten 5 und 6 gegenüber dem Flansch verdrehen, erzeugen die Reibscheiben 4 eine Hysterese (nicht dargestellt) in der Kurve S1 in Fig.4. Der charakteristische Verlauf der Kurve S1 wird durch die Form der Nockenflächen 18 bestimmt (Nockendiagramm). Durch Änderung der Nockenform lassen sich also verschiedene Merkmale bzw. Eigenschaften erreichen, wie zum Beispiel anhand der Kurven S2 und S3 in Fig. 4 dargestellt. Wenn ein maximaler VerdrehwinkeU erreicht ist, berühren sich

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die Federkappenpaare gegenseitig, so daß die Torsionsfedern 16 nicht mehr zusammengedrückt werden. Dadurch werden der Nockenflansch 3 und die Platten 5 und 6 ohne weitere Torsion miteinander verbunden. Wie aus vorstehender Beschreibung hervorgeht, übernehmen die Federkappen 15 die Funktion eines Endanschlags, und eine Lücke LI zwischen einem Federkappenpaar, genauer zwischen deren einander zugewandten Abschlußrändern, entspricht in Neutralposition einem Anschlagwinkel 01 (Fig.4).

Wie vorstehend bereits erwähnt, weist die Kupplungsscheibe eine Keilnabe 1 mit einem im wesentlichen polygonalen Nockenflansch 3, eine Kupplungsplatte 5 und eine Halteplatte 6 mit dem dazwischen angeordneten Nockenflansch 3, eine Vielzahl von auf einer Kreislinie angeordneten, die Platten 5 und 6 mit einem Zwischenraum verbindenden Hebelstiften 7, Hebel 22 und 23, deren mittlerer Bereich jeweils durch die Stifte 7 gehalten wird, Rollen 19, die jeweils an einem Ende der Hebel 22 und 23 befestigt sind, und Torsionsfedern 16 auf, die jeweils an dem anderen Ende der Hebel 22 und 23 angreifen und jeweils gegen das Hebelende drücken, so daß die Rollen 19 gegen die Nockenflächen 18 des Nockenflansches 3 gedrückt werden können. Damit entspricht der maximale Verdrehwinkel im wesentlichen der Länge jeder Nockenfläche 18 und läßt sich vergrößern. Das bedeutet... daß gemäß der dargestellten Ausführungsform, nach welcher der Nock-inflansoh 3 quadratisch mit vier gleich ausgebildeten Nockenflächen 18 ausgebildet ist, theoretisch ein großer Verdrehwinkel von 45 in positiver und negativer Richtung und praktisch ein großer Verdrehwinkel von etwa 40° erreicht werden kann, da die dem maximalen Winkel entsprechende Lücke L1 durch die als Endanschläge dienenden Federkappen 15 geringfügig verkleinert wird. Durch die Änderung der

Form der Nockenflächen 18 lassen sich verschiedene Verdreheigenschaften problemlos erreichen.

Nach einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung kann die Lücke L1 auch vergrößert werden, so daß die Pederkappen 15 nicht die Funktion von Endanschlägen übernehmen können. Eine in dieser Weise ausgebildete Scheibe kann als Drehzahlbegrenzer Verwendung finden. Wenn nämlich das Drehmoment einen vorher festgelegten Wert übersteigt, bewegt sich jede Rolle 19 über die runde Oberseite P und bewegt sich auf die benachbarte Nockenfläche 18, so daß überschüssige Kraft nicht auf die Nabe 1 übertragen wird.

Die Anordnung von Reibscheiben 4, durch welche eine Hysterese erzeugt wird, erübrigt sich hier, da das Hysteresedrehmoment ausschließlich durch Reibung zwischen den Rollen 19 und den Nockenflächen 18 erzeugt wird, wobei sich die bevorzugte 1 :.genschaft erreichen läßt, daß das Hysteresedrehmoment im wesentlichen in Übereinstimmung mit der zunehmenden Last oder dem übertragenen Drehmoment anwächst. Da in einem solchen Fall das Hysteresedrehmoment bei kleinem Verdrehwinkel sehr klein ist, lassen sich Geräusche, die durch das Aneinanderschlagen der Zähne hervorgrufen werden, insbesondere im Leerlauf, wo starke Drehmomentschwingungen hervorgerufen werden, verhindern.

Der Nockenflansch kann auch in Form eines Dreiecks ausgebildet werden.

Obgleich die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, lassen sich Details hinsichtlich der Konstruktion, Kombination und Anordnung ändern, ohne dabei vom Rahmen der Erfindung

- 10 -

abzuweichen.

AA -

Dipl.-Ing. OUo Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, PatenUinwiille, Cosimaslr. 81, D-8 München

1 ...	Keilnabe
2 ...	Innenverzahnung
3 ...	Nockenflansch
4 ...	Reibscheiben
5 ...	Kupplungsplatte
6 · · ·	Halteplatte
7 ...	Hebelstifte
8 . . .	Nieten
9 ...	Pufferplatten
10...	Reibbeläge
11...	Nieten
12.. .
13... 14...	öffnungen
15.. .	Federkappen
15a..	Unterseite bzw. Bodense
16...	Torsionsfedern
17...
18. ..	Nockenflächen
19...	Rollen bzw. Rollkörper
20. ..	Nadellager
21 . ..	Bolzen, Zapfen
22... 23...	Hebel
24...	bogenförmige Aussparung
25...	öffnungen
26...	bogenförmige Flächen

Claims

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

KABUSHIKI KAISHA DAIKIN SEISAKUSHO 1-1, 1-chome, Kida-Motomiya,

Neyagawa-shi,

Osaka, Japan 12.000

KUPPLUNGSSCHEIBE

Ansprüche

17 Kupplungsscheibe, gekennzeichnet durch eine Keilnabe (1), die am Außenumfang einen polygonal ausgebildeten Nockenflansch (3) aufweist, eine Kupplungsplatte (5) und eine Halteplatte (6), die beidseitig des Flinoches (3) angeordnet sind, Hebelstifte (7), die auf einer Kreislinie anguordneΊ sind und die beiden Platten (5) und (6) mit einem Abstand dazwischen verbinden, Hebel (22) und (23), die durch die Hebelstifte (7) jeweils in ihrem mittleren Bereich festgelegt sind, Rollen bzw. Rollkörper (19), die jeweils auf einer Seite der Hebel (22) und (23) angeordnet sind, und Torsionsfedern (16), die an dem anderen Ende der Hebel (22) und (23) angreifen, um damit die Rollen (19) auf die Nockenflächen (18) des Flansches (3) zu drücken.
2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenflansch (3) im wesentlichen quadratisch ausgebildet ist und vier Nockenflächen (18) aufweist, auf welche eine Rolle bzw. ein Rollkörper (19) gedrückt wird.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ιημ. Manfred Siiger, Patentanwälte, Cosimastr. 8I₁ D-8 München

_ 0 —-
3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß beide Enden jeder Torsionsfeder (16) an Federkappen (15) anliegen, die bei maximalem Verdrehwinkel einander berühren und als Endanschläge dienen.
4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Nockenoberfläche des Flansches (-■>) Scheitel (P) aufweist, über welche die Rollen (19) bei Überschreiten eines vorgegebenen maximalen zu übertragenden Drehmoments bzw. eines maximalen Drucks auf die Feder (16) hinwegbewegbar sind.