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Kupplungsscheibe
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Die Erfindung betrifft Kupplungsscheiben, insbesondere für Kraftfahrzeugt,
bei denen -zwischen wenigstens zwei Baugruppen, von denen eine die Nabe und eine
eine die Kupplungsreibbeläge tragende Mitnehmerscheibe sowie eine mit ihr verbundene
Gegenscheibe aufweist und zwischen den Baugruppen ein begrenztes Verdrehspiel ermöglicht
ist, das zumindest über Teilbereiche der Wirkung von Kraftspeichern ausgesetzt ist
und wobei zwischen den Baugruppen eine Reib- -oder Gleitverbindung wirksam ist.
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Durch'die DE-OS 2 814--059 ist es bereits bekannt geworden, bei einer
Kupplungsscheibe zwischen der Belagträgerscheibe und-der Nabe bzw. den mit letzterer
drehfest verbundenen Nabenflansch einen in Querschnitt L-förmigen Lagerring vorzusehen.
Dieser Lagerring ist drehfest mit der Belagträgerscheibe verbunden und stützt sich
mit seinem buchsenartig verlaufenden Bereich am Außenumfang der Nabe ab, wodurch
die Belagträgerscheibe koaxial zur Nabe gehalten wird. Der radiale Flansch des-Lagerringes
wird gegen den Nabenflansch gedrückt indem ein auf der dem Lagerring abgewandten
Seite des Nabenflansches vorgesehener Kraftspeicher die Belag-
Frägerscheibe
über eine mit dieser fest verbundene Gegenscheibe in Richtung des Nabenflansches
zieht. Aus herstellungstechnischen Gründen insbesondere der erforderlichen Fertigungstoleranzen
ist bereits bei neuen Kupplungsscheiben dieser Bauart zwiscten dem L-förmigen Lagerring
und dem diesen aufnehmenden Bereich der Nabe radiales Spiel vorhanden. Dieses Spiel
begrenzt die erzielbare Genauigkeit beim Auswuchten der Kupplungsscheiben, so daß
in vielen Fällen bei mit derartigen Kupplungsscheiben ausgerüsteten Kraftfahrzeugen
Unwuchtprobleme auftreten. Die durch die ungenügend ausgewuchteten Kupplungsscheiben
verursachten Vibrationen bewirken sowohl einen erhöhten Verschleiß der mit diesen
Kupplungsscheiben zusammenwirkenden Aggregate als auch eine wesentliche Beeinträchtigung
des Fahrkomfor-ts. Weiterhin bewirkt die Unwucht der Kupplungsscheiben einen erhöhten
Verschleiß der Lagerung zwischen Lagerring und Nabe , wodurch wiederum die Unwucht
der Kupplungsscheiben vergrößert wird und zwar kann mit der Betriebszeit der Kupplungsscheiben
die Unwucht überproportional zunehmen. Eine weitere den Verschleiß der Lagerung
zwischen Belagträgerscheibe und Nabe beschleunigende Ursache sind die während des
Betriebes auftretenden radialen Kräfte, die den L-förmigen Lagerring gegen die Nabe
drücken. Solche nicht vernachlässigbaren radialen Kräfte werden insbesondere bei
Kraftfahrzeugen durch den oft vorhandenen Achsversatz zwischen der Motorabtriebswelle,
welche das Schwungrad mit der die Reibbeläge der Kupplungsscheibe einspannenden
Kupplung trägtJundundder Getriebeeingangswelle,auf der die Nabe der Kupplungsscheibe
in radialer Richtung fest aufgenommen ist, verursacht. Dies ist
darauf
zurückzuführen, daß während des Betriebes, insbesondere beim Schließen der Kupplung
die die Belagträger- und Gegenscheibe aufweisende Baugruppe ueisucht sich auf die
Achse der Motorabtriebswelle einzuzentrieren, dies jedoch aufgrund der starren Führung
des L-förmigen Reibringes nicht kann und somit der Reibring zwischen der Nabe und
der die Belagträger- und Gegenscheibe aufweisenden Baugruppe verspannt wird. Der
durch diese Verspannung- verursachte Verschleiß bewirkt, daß die die Belagträger-
und Gegenscheibe aufweisende Baugruppe bei ausgerückter Kupplung nicht mehr konzentrisch
zur Nabe gehalten wird und somit, bei ausgerückter Kupplung Unwucht vorhanden ist.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe -zugrunde, die Nachteile
dieser bisher bekannt gewordenen Kupplungsscheiben zu beseitigen und eine, sichere
und dauerhafte Zentrierung zwischen der die Nabe und der die Belagträger-und Gegenscheibe
aufnehmendenBaugruppe der Kupplungsscheiben zu erhalten auch bei Verschleiß der
Zentriermittel, weiterhin bei geschlossener Krupp lung ein Einzentrieren der die
Belagträger- und Gegenscheibe aufweisenden Baugruppe auf die Achse'der Motorabtriebswelle
zu ermöglichen.
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Gemaß der Erfindung wird dies bei einer Kupplungsscheibe der eingangs,
genannten Art durch einen zwischen Nabenkörper und Belagträger- und/ode,r Gegenscheibe
gelegten in radialer Richtung verspannten Federkörper erreicht. Der Federkörper
ist dabei derart angeordnet,daß er sich mittelbar
oder unmittelbar
an der Nabe bzw. am Nabenkörper abstützt und die die Belagträger- und Gegenscheibe
aufweisende Baugruppe trägt sowie aufgrund seiner Vorspannung konzentrisch zur Nabe
pqsitioniert.
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Zwec'kmäßig kann es, sein, wenn der Federkörper ein metallener Federkörper
ist. Angebracht kann es dabei sein, wenn'der metallene Federkörper der art angeordnet.
ist, daß er mit der die Belagträger- oder Gegenscheibe~ enthaltenden Baugruppe drehfest
verbunden ist und mit einem entsprechend angeformten Reibbereich sich unmittelbar
am Nabenkörper bzw. an der Nabe abstützt, wodurch bei einer relativen Verdrehung
der die Nabe einerseits und die Belagträger- und Gegenscheibe andererseits aufweisenden
Baugruppen eine Stahl-Stahl-Reibung wirksam wird.
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Eine derart ausgebildete-Rèib- oder Gleitverbingung ermöglicht einen
automatischen Ausgleich des an dieser Verbindung auftretenden Verschleisses indem
der in radialer Richtung verspannte Federkörper durch entsprechendes Entspannen
diesen Verschleiß ausgleicht.
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Einen weiteren Vorteil einer derart ausgebildeten Reib- oder Gleitverbindung
besteht darin, daß bei entsprechender Ausgestaltung des in radialer Richtung verspannten
Federkörpers, letzterer einen möglichen Achsversatz zwischen der die Nabe aufnehmenden
lVellewie z.B. GetriebewelleZund der Welle, mit welcher die die Reibbeläge tragende
Belagträgerscheibe mittels
einer Kupplung drehfest verbunden wird,
wie z.B. die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschineausgleichenkann. Dieser Ausgleich
des. Achsversatzes zwischen Kurbelwelle und Getriebewelle findet statt, indem bei
eingekuppelter Kupplung der Federkörper entsprechend dem Achsversatz in radialer
Richtung nachgibt; Bei ausgekuppelter Kupplung, d.h. wenn die die Belagträger- und
Gegenscheibe aufweisende Baugruppe sowie die Nabe, d.h.
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also die gesamte Kupplungsscheibe lediglich mit der Getriebewelle
drehfest verbunden sind bzw. ist, wird die die Belagträger- und Gegenscheibe'enthaltende
Baugruppe relativ- zur Nabe aufgrund der durch den Federkörper verursachten Rückfederung
wieder einzentriert.
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Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Belagträger--und/oder
Gegenscheibe einen in Achsrichtung verlaufenden hülsenartigen Bereich besitzt, zwischen
dem und der Nabe der Federkörper vorgesehen und verspannt ist.
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Für manche Anwendungsfälle kann es vorteilhaft sein, wenn der Federkörper
durch einen Ring gebildet ist, der eine -in Umfangsrichtung verlaufende und in radialer
Richtung gerichtete Wellung aufweist. Dabei können-sich die radial äußeren Bereiche
der Wellungen an dem bereits envähnten und in Achsrichtulg verlaufenden hülsenartigen
Bereich der Belagträger- und/' oder Gegenscheibe abstützen und die radial inneren
Bereiche der Wellungen am -Nabenkörper.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungs ariante der Erfindung
kann der Federkörper- einen U-förmigen Quersc tt besitzen, dessen einer Schenkel
sich gegen einen hülsenartigen Bereich der Belagträger-oder Gegenscheibe und dessen
anderer Schenkel sich gegen die Nabe ababstützt.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit
der Erfindung kann zwischen Federkörper und Nabe und/oder zwischen- Federkörper
und Belagträger- oder Gegenscheibe ein Reib- oder Gleitbelag vorgesehen sein. Dabei
kann es zweckmäßig sein, wenn der Reib- oder Gleitbelag geschlitzt bzw. offen ist,
so daß dieser sich im-DurchmeSser an seinen Aufnahmebereich-auf der Nabe'auf der
Mitnehmer--oder auf der Gegenscheibe anpassen kann. Diese Anpassung wird durch die
von dem in radialer Richtung verspannten Federkörper auf den Reib- oder Gleitbelag
ausgeübten Kräfte sichergestellt. Bei einer derart ausgebildeten Reib- oder Gleitverbindung
wird der Reib- bzw. Gleitbelag entsprechend dem auftretenden verschleiß durch den
verspannten Federkörper im Führungsdurchmesser verändert, so daß stets eine spielfreie
Reib- oder Gleitverbindung sichergestellt ist.
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Zweckmäßig kann es sein, wenn der Reib- oder Gleitbelag drehfest mit
dem Federkörper ist, wobei der Federkörper seinerseits wiederum drehfest mit
der
Belagträgerscheibe, der Gegenscheibe oder dem Nabenkörper sein kann.
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Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann der Reib- oder Gleitbelag
drehfest mit der Belagträger- oder Gegenscheibe verbunden sein, wobei es dann besonders
angebracht ist, wenn der Federkörpei sich einerseits an der Belagträger- oder Gegenscheibe
abstützt und andererseits den Reib-oder Gleitbelag in Richtung auf seinen Aufnahmebereich
auf der Nabe beaufschlagt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann der Reib- oder Gleítbelag
auch drehfest mit der Nabe sein und'durch den Federkörper in Richtung eines auf
der Belagträger- oder Gegenscheibe vorgesehenen Reib- oder Gleitbereich beaufschlagt
werden.
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Anhand der Figuren 1 bis 3 sei die Erfindung näher erläutert.
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Dabei zeigt: Figur 1 einen Schnitt durch eine erfindtmgsgemäße Kupplungsscheibe,
Figur 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der- Figur 1, Figur 3 eine andere Ausführungsvariante
gemäß der Erfindung als ausschnittsweise Darstellung.
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Die in Figur 1 und 2 dargestellte Kupplungsscheibe 1 weist eine Nabe
2 sowie einen mit dieser drehfest verbundenen Nabenflansch 3 auf. Der Nabenflansch'3
erstreckt sich radial zwischen der Belagträgerscheibe 4 sowie der mit dieser über
Abstandsbolzen 5 drehfest verbundenen Gegenscheibe 6. Am äußeren Umfang der Belagträgerscheibe
4 sind die Reibbeläge 7 in an sich bekannter Weise befestigt.
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Belagträger- 4 und Gegenscheibe 6 sind gegenüber der Nabe 2 bzw; dem
Flansch 3 entgegen der Wirkung von Kraftspeichern 8, von denen ledig-.
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lich einer in Form einer Feder dargestellt ist, sowie einer Reibeinrichtung
9 relativ verdrehbar.
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Die- Reibeinrichtung 9 weist einen ersten Kraftspeicher in Form einer
Tellerfeder 10 auf, die über ein Druckstück 11 einen Reibring 12 in Richtung auf
den Nabenflansch- 3 beaufschlagt. Hierfür stützt sich die Tellerfeder 10 mit ihrem
äußeren Bereich an der Gegenscheibe 6 ab und beaufschlagt mit ihrem inneren Bereich
einen axial verlaufenden Abschnitt des Druckstückes 11.
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Auf der anderen Seite des Nabenflansches 3 weist die Reibeinrichtung
9 weiterhin einen zwischen der Belagträgerscheibe 4 und der Nabe 2 bzw. dem Nabenflansch
3 wirksamen Gleit- oder Reibring 13 auf. Der Gleit- bzw. Reibring 13 umgreift die
Nabe 2 und ist mit seiner inneren Mantelfläche auf einem Aufnahmebereich 14 der
Nabe gelagert.
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Zwischen der Nabe 2 bzw. dem Reibring 13 und der Belagträgerscheibe
4 ist ein in radialer Richtung verspannter Federkörper 15 vorgesehen.
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Dieser Federkörper 15 ist - wie in Verbindung mit Figur 2 besser ersichtlich
- durch einen Ring mit in Umfangsrichtung verlaufender Wellung gebildet. Der Federkörper
15 stützt sich radial außen an einem an die Belagträgerscheibe 4 angeformten und
in Achsrichtung sich erstreckenden hülsenartigen Bereich 16 ab und beaufschlagt
den Reibring 13 in Richtung des Aufnahmebereiches 14 der Nabe 2.
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Zur Drehsicherung gegenüber der Belagträgerscheibe 4 besitzt der Reibring
13 axial verlaufende Nasen 17, die in entsprechend angepasste Ausnehmungen 18 reichen,
welche in dem radial verlaufenden Bereich 19 der Belagträgerscheibe 4 vorgesehen
sind.
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Wie aus Figur 2 hervorgeht, ist der Reibring 13 geschlitzt bzw. offen
(bei 13a),so daß dieser sich im Durchmesser an denAufnahmebereich 14 der Nabe 2
anpassen kann, indem der zwischen der Belagträgerscheibe 4 und dem Reibring 13 verspannte
Federkörper auf den Reibring 13 radialen Richtung der Kupplungsscheibenachse wirkende
Kräfte ausübt, wodurch der Reibring 13 an den Aufnahmebereich 14 angedrückt wird.
Dadurch kann ein zwischen dem Reibring 13 und dem Aufnabmebereich- 14 auftretender
Verschleiß ausgeglichen werden.
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Wie in Verbindung'mit Figur 1 ersichtlich ist} bewirkt die Tellerfeder
10
weiterhin, daß der Reibring 13 über die Gegenscheibe 6, die
Abstandsbolzen 5 und die Belagträgerscheibe 4 in Richtung des Nabenflansches 3 beaufschlagt
wird.
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Durch die Wirkung des Federkörpers bzw. des gewellten Federringes
15, welcher sich einerseits mit seinen radial äußeren Wellungen dem hülsenartigen
Bereich 16 der Belagträgerscheibe 4 abstützt und andererseits Rit seinen radial
inneren Wellungen den Reibring 13 in Richtung des -Aufnahmebereiches 14 beaufschlagt,
wird die Belagträger- 4 und die Gegenscheibe 6 sowie die mit diesen verbundenen
Teile gegenüber der Nabe 2 bzw. der Rotationsachse der Kupplungsscheibe- 1, in radialer
Richtung positioniert. Um-eine Einzentrierung der die Belagträgerscheibe 4 enthaltenden
Baugruppe-relativ ,zur Nabe .2 zu ermöglichen, ist zwischen dem axial verlaufenden
Bereich des Druckstückes 11 sowie der Nabe 2 ein entsprechendes Spiel 20 vorgesehen.
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Durch die radialen Federeigenschaften der einzelnen Wellungen des
Federkörpers 15 kann ein möglicher Achsversatz zwischen der die Nabe 2 aufnehmenden
Welle, wie z.B. Getriebewelle>und der Welle, mit welcher die die Reibbeläge tragende
Belagträgerscheibe mittels einer Kupplung drehfest verbunden wird, wie z.B. die
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschineo ausgeglichen werden. Dieser Ausgleich des
Achsversatzes zwischen Kurbelwelle und Getriebewelle findet statt, indem bei eingekuppelter
Kupplung die einzelnen Wellungen des Federkörpers 15 entsprechend dem Achs-
versatz
in radialer Richtung federnd nachgeben. Bei ausgekuppelter Kupplung, d.h. wenn die
die Belagträger- 4 und Gegenscheibe 6 auf -weisende Baugruppe, sowie die Nabe 2,
d.h. die gesamte- Kupplungsscheibe, lediglich mit der Getriebewelle drehfest verbunden
ist, kann sich die die Belagträger- 4 und Gegenscheibe 6 enthaltende Baugruppe relativ
zur Nabe 2 wieder einzentrieren, indem die jetzt nicht beanspruchten Wellungen des
Federkörpers ihre ursprüngliche Form wieder annehmen und dadurch eine Symmetrie
der durch den Federkörper erzeugten Kräfte relativ zur Kupplung achse wieder hergestellt
wird.
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Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3, die eine ausschnittsweise
und im schnitt dargestellte Kupplungsscheibe zeigt, ist der eine relative-Zentrierung
der Belagträgersche,ibe 4 zur Nabe 2 bewirkende Federkörper 21 durch eine im Querschnitt
C- - bzw. U-förmige Ringspannfeder gebildet, die sich mit-ihren-äußeren Schenkeln
22 an dem hülsenartigen Bereich 16 der F Belagträgerscheibe 4 abstützt und die mit
ihren radial inneren Schenkeln 23 einen die Nabe 2 umgreifenden geschlitzten bzw.
offenen'Reib- oder Gleitring 24 in Richtung auf dessen Aufnahmebereich 14 an der
Nabe 2 beaufschlagt. Der Gleit- bzw. Reibring 24 ist über einen Formschluß 25 drehfest
mit der Belagträgerscheibe 4 verbunden. Die Einzentrierung der die Belagträgerscheibe
4 aufweisenden Baugruppe relativ zur Nabe 2 wird durch die C- bzw. U-förmige Ringspannfeder
21 sichergestellt.
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Wie in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 erläutert, kann auch bei
der Ausführungsform gemäß Figur 3 ein Verschleiß zwischen dem Gleit-bzw. Reibring
24 und dem mit diesem zusammenwirkenden Aufnahmebereich 14 stattfinden. Hierfür
ist auch der Reibring 24 geschlitzt bzw. offen ausgebildet. Weiterhin kann aufgrund
der radialen Federeigenschaften der C- bzw. U-förmigen Ringspannfeder ein eventueller
Achsversatz zwischen der die Nabe aufnehmenden lMélle,wie Getriebewelle,undder Welle,
mit der die Reibbeläge mittels einer Kupplung drehfest verbunden werden, ausgeglichen
werden.