DE3431767A1 - Daempfungsscheibe - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsscheibe mit den Merk-
• malen des Oberbegriffes des Anspruches 1, die insbesondere für eine Kupplung eines Automobiles oder dergleichen geeignet ist.
• Bei einer bekannten Kupplungsscheibe eines Automobiles ist eine an die Ausgangswelle anzuschließende Nabe mit einem Flansch versehen, der einen großen Durchmesser und eine große axiale Abmessung, d.h. Dicke, aufweist. Ein Paar von Seitenplatten, an welche ein Reibbelag angeschlossen ist, faßt den Flansch zwischen sich ein und ist mit diesem über in Verdrehrichtung wirksame Torsionsfedern verbunden. Da der dicke Flansch bis in den peripher äußeren Bereich der Scheibe hineinragt, ist diese bekannte Scheibe sehr schwer ausgebildet. Aufgrund der schweren Ausbildung insbesondere im radial äußeren Bereich ist die Trägheitsmasse sehr groß.
• Dies führt zu dem Nachteil, daß die Leistung bzw. das Verhalten der Kupplung, wie Reaktion auf das Einrücken und das Ausrücken, nicht in ausreichendem Maße vorhanden ist bzw. erhöht werden kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsscheibe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese der ihr jeweils abverlangten Betriebsweise rasch folgt und in ihrem Drehmoment-Gewicht-Verhältnis zufriedenstellend arbeitet.
• Ausgehend von einer Dämpfungsscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
• In erfindungsgemäßer Ausbildung ist der Radialflansch nur verhältnismäßig gering radial abstrebend ausgebildet und von einem Ringkörper aus elastischem Werkstoff umgeben, dessen Gewicht verhältnismäßig gering gehalten werden kann, so daß insgesamt eine kleine Trägheitskraft gegeben ist, aufgrund der die Kupplung schnell beschleunigt und nach Auskuppeln auch schnell abgestoppt werden kann.
• Dabei erreicht man ein mehrstufiges Verhalten durch eine zwischen dem Ringkörper - insbesondere in Gestalt eines Gummiringes - und der Außenmantelfläche des Flansches angeordnete Feder, die nur in einer ersten Stufe erster Steifigkeit wirksam ist, während die Verformung nur des Ringkörpers eine Stufe zweiter Steifigkeit hinsichtlich der Scheibenverdrehung zwischen den Belägen und der Nabe zur Verfügung stellt Bevorzugte Ausführungsformen und weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen, deren nachstehende Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine vertikale Teilschnittdarstellung einer ersten Ausführungsform; Fig. 2 ein Diagramm einer Drehmomentübertragungs-Verdrehwinkel-Charakteristik; Fig. 3 eine Teilschnittdarstellung nach der Linie 111-111 in Fig. 1; Fig. 4 eine Teilschnittdarstellung eines anderen Ausführungsbeispieles.
• Bei der Teilschnittdarstellung gemäß Fig. 1 und der Teilschnittdarstellung gemäß Fig. 3 sind gewisse Bereiche weggeschnitten. In diesen Figuren ist eine Nabe 1, die auf eine Ausgangswelle (nur Mittellinie 0-0 dargestellt) gekeilt ist, mit einem Radialflansch 2 versehen. Außen um den Radialflansch 2 herum ist ein Gummiring 4 angeordnet, derart, daß zwischen diesem und dem Radialflansch 2.ein Abstand 3 frei bleibt. Eine bandförmige Ringfeder 6, die sich im wesentlichen entlang der äußeren peripheren Oberfläche 5 bzw. Mantelfläche des Radialflansches 2 erstreckt, ist in diesen Abstand 3 bzw. in den damit verursachten Abstandsraum eingesetzt.
• Wie die in Achsrichtung gesehene Teilseitendarstellung gemäß Fig. 3 erkennen läßt, weist die äußere Peripherie des Radialflansches 2 eine Form auf, die einem regulären Quadrat nahekommt. In Bereichen der äußeren peripheren Oberfläche 5, die denjenigen der Ecken dieses regulären Quadrates entsprechen, sind runde Vorsprünge 10 ausgeformt. Durch Teile, die den mittleren Bereichen der vier Seiten des Quadrates entsprechen, werden flachkurvig verlaufende Vertiefungen oder Höhlungen 11 gebildet. Man erhält damit etwa die Gestalt eines Quadrates mit nach innen verwölbten Seitenwandungen und abgerundeten Ecken. Entlang der peripheren Oberfläche 5 des Radialflansches 2 erstreckt sich mit etwa gleichbleibendem Abstand ein Federsitzring 7. In der dargestellten neutralen Verdrehlage ist die Abstandsweite in der im wesentlichen radialen Richtung des Spaltes 3 gesehen konstant.
• Die Ringfeder 6 erstreckt sich im wesentlichen entlang der äußeren peripheren Mantelfläche 5 und der peripheren Innenfläche des Federsitzringes 7. Die Verformungen der Feder 6 sind dabei ausgeprägter bzw. betonter oder mit engerem Radius geführt als jene in den entsprechenden Bereichen der peripheren Außenfläche 5 und des Federsitzringes 7. In der dargestellten neutralen Betriebslage, d.h. ohne eine Verdrehung zwischen den Eingangs- und Ausgangsteilen der Scheibe, liegt die Ringfeder 6 an den Vertiefungen 11 der äußeren peripheren Oberfläche 5 an und ist von den Projektionen 10 beabstandet. Weiterhin liegt die Ringfeder 6 an den Vertiefungen im Bereich der inneren peripheren Oberfläche des Federsitzringes 7 (gegenüber den Vorsprüngen 10) an und ist von den Vertiefungen dieser inneren peripheren Fläche des Ringes 7 beabstandet (gegenüber den Vertiefungen 11). Der Federsitzring 7 besteht aus einem Kunststoff oder aus Metall, er ist mit dem Gummiring 4 adhäsiv verbunden, durch Erhitzung, Verklebung oder dergleichen. Die Nabe 1 und der Radialflansch 2 bestehen ebenfalls aus Kunststoff oder Metall.
• Wie aus Fig. 1 ersichtlich, haben der Radialflansch 2, der Federsitzring 7 und der Gummiring 4 etwa die gleiche Breite bzw. Dicke. Ein Paar von ringförmigen Seitenplatten 12 und 13 (Eingangsglied) sind respektive zu beiden Seiten dieser Bauteile angeordnet, d.h. die Seitenplatten nehmen die Teile 2, 7, 4 und 6 zwischen sich auf. Die Seitenplatte 12 ist an ihrer inneren Peripherie mit einem zylindrischen Flanschteil 15 versehen, der nach außen von dem Radialflansch 2 fortgerichtet abstrebend ausgebildet ist. Die peripher innere Oberfläche dieses Flanschteils 15 greift gleitend und entsprechend aufgepaßt an der peripher äußeren Oberfläche der Nabe 1 an. Das peripher innere Ende der anderen Seitenplatte 13 ist drehbar auf die periphere Außenfläche der Nabe 1 aufgesetzt, derart, daß ein geringer Spalt oder im wesentlichen kein Spalt zwischen diesen Oberflächen verbleibt.
• Die Seitenplatte 12 ist in ihrem radial weiter außen liegenden Bereich mit einem abgebogenen zylindrischen Abschnitt 17 versehen. Die äußere periphere Oberfläche des Gummiringes 4 ist an der peripheren Innenfläche dieses zylindrischen Abschnittes 17 durch eine Wärmebehandlung oder durch Verkleben festgelegt. Ein peripher äußerer Bereich 19 der Seitenplatte 12 erstreckt sich von dem Ende des zylindrischen Abschnittes 17 radial nach außen. Radial innere Bereiche einer Pufferplatte 21 sind an dem peripher äußeren Bereich 19 der Seitenplatte 12 mit Hilfe von Nieten festgelegt. Die Pufferplatte 21 ist ebenso mit dem peripher äußeren Bereich der Seitenplatte 13 verbunden, im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe derselben Nieten. Die Pufferplatte 21 ist ringförmig ausgebildet, an ihr sind Reibbeläge 22 zu beiden Seiten ihrer Oberfläche festgelegt.
• Es ergibt sich folgende Betriebsweise: Wenn die Reibbeläge 22 durch eine nicht dargestellte Druckplatte an ein nicht dargestelltes Schwungrad gedrückt werden, wird ein Drehmoment von einer Antriebsmaschine von dem Schwungrad über die Reibbeläge 22 und die Pufferplatte 21 auf die Seitenplatte 12 übertragen. Von der Seitenplatte 12 aus wird dieses Drehmoment über den Gummiring 4, den Federsitzring 7, die Feder 6, den Radialflansch 2 und die Nabe 1 auf die Ausgangswelle übertragen. Dabei verdrehen sich die Seitenplatten 12 gegenüber der Nabe 1 unter elastischer Verformung des Gummiringes 4 und der Ringfeder 6, so daß Drehmomentvibrationen durch die elastische Verformung des Gummirings 4 und der Feder 6 absorbiert werden. Die Verdrehung oder die Länge der elastischen Verformung hängt von dem übertragenen Drehmoment ab bzw. wächst mit diesem an. Fig. 2 zeigt, daß der Verdreh- oder Torsionswinkel D der Seitenplatte 12 gegenüber der Nabe 1 in Abhängigkeit von dem übertragenen Drehmoment anwächst.
• Während dieser Verdreh-Betriebsphase gleitet der zylindrische Flanschteil 15 an der Nabe 1 (Fig. 1). Dabei tritt ein Gleiten an den Oberflächen einer ringförmigen Wellenfeder 25 und einer Reibscheibe 26 auf, die zwischen den Seitenplatten 12 und 13 und dem Radialflansch 2 angeordnet sind. Die Reibkraft dieses Gleitprozesses erzeugt ein Hysterese-Drehmoment H, das aus der Dämpfungscharakteristik gemäß Fig. 2 ersichtlich ist. Dieses Hysterese-Drehmoment absorbiert die Drehmomentvibrationen ebenfalls.
• Die Größe und Formgebung des Radialflansches 2 und des Federsitzringes 7 können derart gewählt werden, daß die Feder 6 im Zuge der zunehmenden Verdrehung von einer weiteren Kompression freigehalten wird. In einem solchen Falle werden sowohl der Gummiring 4 als auch die Feder 6 in einer ersten Stufe der Verdrehphase deformiert, so daß das Verhältnis des Anwachsens des Drehmomentes T zu dem Anwachsen des Torsionswinkels D klein ist. In einer zweiten Stufe, die auf die erste Stufe folgt, wird nur noch der Gummiring 4 verformt, so daß das Verhältnis zwischen dem Anwachsen des Drehmomentes T und dem Anwachsen des Verdrehwinkels D anwächst bzw. im Schaubild gemäß Fig. 2 steiler wird. Wie vorstehend beschrieben, kann die Charakteristik übertragenes Drehmoment - Verdrehwinkel sich in zwei Stufen oder Schritten ändern. Auf diese Weise können Drehmomentvibrationen sowohl in einem kleinen Drehmomentbereich als auch in einem Bereich hoher Drehmomente absorbiert werden. Um eine Änderung der Charakteristik in zwei oder mehr Stufen zu erreichen, können zwei oder drei Gummiringe verwendet werden, die kleinere und größere Durchmesser haben und unterscheidliche Charakteristiken ihrer Elastizität (Steifigkeit) aufweisen.

Claims (7)

1. DÄMPFUNGSSCHEIBE ANSPRÜCHE 1. Dämpfungsscheibe mit einer Nabe und einem Radialflansch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Radialflansch (2) an seiner äußeren Peripherie eine im wesentlichen Polygonformgebung aufweist und daß der Radialflansch (2) von einem Ringkörper aus elastischem Werkstoff, insbesondere Gummiring (4), umfaßt ist, an dessen äußerer Peripherie ein Eingangsglied befestigt ist und an dessen innerer Peripherie ein Federsitz (7) angeordnet ist, der sich im wesentlichen entlang der polygonen peripheren Umfangsfläche des Radialflansches (2) erstreckend ausgebildet ist und zu dieser einen Abstand aufweist, in welchen eine Feder (6) eingesetzt ist, die unter einer relativen Verdrehbewegung zwischen dem Flansch (2) und dem Federsitz (7) zusammengedrückt wird.
2. 2. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die äußere Peripherie in Teilbereichen, die den Ecken der Polygonform entsprechen, runde Vorsprünge (10) aufweist und jeweils in den Bereichen zwischen benachbarten Vorsprüngen (10) mit kurvenförmig verlaufenden Vertiefungen (11) versehen ist, daß der Federsitz (7) an seiner inneren Peripherie mit Vertiefungen und Vorsprüngen versehen ist, die sich im wesentlichen entlang der Vorsprünge (10) und Vertiefungen (11) des Radialflansches (2) erstrecken, und daß die Feder (6) in der neutralen Verdrehlage der Scheibe an den Vertiefungen (11) des Radialflansches (2) und denjenigen des Federsitzes (7) anliegt, während sie von den Vorsprüngen (10) des Radialflansches (2) und des Federsitzes (7) beabstandet ist.
3. 3. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Eingangsglied aus kreisringförmigen Seitenplatten (11, 13) gebildet ist, die den Radialflansch (2), die Feder (6), den Federsitz (7) und den Ringkörper, insbesondere Gummiring (4), zwischen sich aufnehmen, die im Bereich ihrer inneren peripheren Begrenzung an der Außenperipherie der Nabe (1) geführt gehalten sind und im Bereich ihrer äußeren Peripherie aneinander festgelegt sind, wobei eine (12) der Seitenplatten (12, 13) mit einem peripher äußeren zylindrischen Abschnitt (17) versehen ist, deren peripher innere Oberfläche an der äußeren peripheren Oberfläche des Ringkörpers, insbesondere Gummiring (4),festgelegt ist.
4. 4. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den radial inneren Bereichen der Seitenplatten (12, 13) und des Radialflansches (2) eine Dämpfungseinrichtung (25, 26) eingesetzt ist.
5. 5. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 3 oder 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an die äußere Peripherie der Seitenplatten (12, 13) ein Reibbelag (22) angeschlossen ist.
6. 6. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 4 oder 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens eine (12) der Seitenplatten (12, 13) an ihrem radial inneren Ende mit einem zylindrischen Flanschteil (15) versehen ist, der von dem Radialflansch (2) abgekehrt vorspringend ausgebildet ist.
7. 7. Dämpfungsscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß anstelle der Reibscheibe (26) eine Hülse (32) vorgesehen ist, die einen radial abstrebenden Flanschabschnitt (31) und einen zylinderförmigen Flanschabschnitt (30) aufweist, an welchem der radial innere Rand der Seitenplatte (13) geführt gehalten ist.