DE3248120A1 - Kupplungsscheibe - Google Patents

Kupplungsscheibe

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DE3248120A1 DE19823248120 DE3248120A DE3248120A1 DE 3248120 A1 DE3248120 A1 DE 3248120A1 DE 19823248120 DE19823248120 DE 19823248120 DE 3248120 A DE3248120 A DE 3248120A DE 3248120 A1 DE3248120 A1 DE 3248120A1
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Helmut 7573 Sinzheim Braun
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LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/1201Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon for damping of axial or radial, i.e. non-torsional vibrations

Description

  • Kupplungsscheibe
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Anhand der Figuren 1 bis 3 sei die Erfindung näher erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • Belagträger- 4 und Gegenscheibe 6 sind gegenüber der Nabe 2 bzw; dem Flansch 3 entgegen der Wirkung von Kraftspeichern 8, von denen ledig-.
  • lich einer in Form einer Feder dargestellt ist, sowie einer Reibeinrichtung 9 relativ verdrehbar.
  • 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.
  • 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.
  • Zwischen der Nabe 2 bzw. dem Reibring 13 und der Belagträgerscheibe 4 ist ein in radialer Richtung verspannter Federkörper 15 vorgesehen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (10)

  1. Patentansprüche l Kupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der 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, gekennzeichnet durch einen zwischen Nabenkörper (2) und Belagträger- (4) und/oder Gegenscheibe (6) gelegten, in radialer.-Richtung verspannten Federkörper (15, 21).
  2. 2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper (15, 21) ein metallener Federkörper ist.
  3. 3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belagträger- (4) und/ocr Gegenscheibe (6) einen in Achsrichtung verlaufenden hülsenartigen Bereich (16) besitzt, zwischen dem und der Nabe (2) der Federkörper (15, 21) vorgesehen ist.
  4. 4. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichn&t, daß der Federkörper (15) ein Ring mit in Umfangsrichtung verlaufender Wellung ist.
  5. 5. Kupplungsscheibe nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper (21) einen U-förmigen Querschnitt besitzt, dessen einer Schenkel (22) sich gegen. einen hülsenartigen Bereich (16) der Belagträger- (4) oder Gegenscheibe (6) und dessen anderer Schenkel (23) sich gegen die Nabe (2) abstützt.
  6. 6. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Federkörper (15-, 21) und Nabe (2) und/oder zwischen Federkörper und Belagträger- (4) oder Gegenscheibe (6) ein Reib- oder Gleitbelag (13, 25) vorgesehen ist.
  7. 7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch- gekennzeichnet, daß derReib--oder Gleitbelag (13, 24) geschlitzt bzw. offen ist.
  8. 8. Kupplungsscheibe nach einem der Anspruche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reib- oder Gleitbelag (15, 24) drehfest ist mit dem Federkörper (15, 21).
  9. 9. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reib- oder Gleitbelag (13, 24) drehfest ist mit der Belagträger- (4) oder Gegenscheibe (6).
  10. 10. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reib- oder Gleitbelag drehfest ist mit -der Nabe (2).
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