DE3600638C2 - Kupplungsscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe, umfassend eine Primärnabe zur drehmomentschlüssigen Verbindung mit einer Welle, eine auf der Primärnabe mit einem vorbestimmten Winkelspiel beweglich gelagerte Sekundärnabe, einen auf der Sekundärnabe winkelbeweglich gelagerten Kupplungsbelagträger, eine Hauptdämpfereinheit zur elastischen und dämpfenden Drehmomentübertragung zwischen der Sekundärnabe und dem Kupplungsbelagträger in Form einer mit der Sekundärnabe verbundenen Nabenscheibe und zwei seitlich angeordneten Blech­ teilen mit einer Hauptdämpferscheibe und einem Deckblech und einer Vordämp­ fereinheit zwischen der sich bei geringer Drehmomentbelastung als starr verhal­ tenden, aus der Sekundärnabe und der Hauptdämpfereinheit bestehenden Bau­ gruppe einerseits und der Primärnabe andererseits, wobei diese Vordämpferein­ heit eine mit der Hauptnabe drehfest verbundene Zwischenscheibe und zwei beidseits der Zwischenscheibe angeordnete, miteinander und mit der Sekun­ därnabe drehfest verbundene Außenscheiben umfaßt, nämlich eine hauptdämp­ fernahe Außenscheibe, die drehfest auf die Sekundärnabe aufgepreßt ist, und eine hauptdämpferferne Außenscheibe, die drehfest auf die Sekundärnabe aufge­ preßt ist, und eine hauptdämpferferne Außenscheibe und wobei in miteinander fluchtenden Fenstern der Zwischenscheibe und der Außenscheiben mindestens eine Schraubendruckfeder untergebracht ist.

Eine solche Kupplungsscheibe ist beispielsweise in der DE-OS 34 27 246 angegeben und soll auch im Leerlauf vom Antriebsmotor ausgehend Schwingungen dämpfen. Es hat sich gezeigt, daß die Dämpfung solcher Schwingungen für hohe Ansprüche noch nicht ausreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungs­ scheibe anzugeben, bei welcher ein noch besseres Schwin­ gungs-Dämpfungsverhalten im Vordämpfungsbereich , d. h. bei Übertragung kleiner Drehmomente durch die Kupplungs­ scheibe erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschla­ gen, daß zwischen der hauptdämpfernahen Außenscheibe und einer mit dem Kupplungsbelagträger drehfest verbundenen Hauptdämpferscheibe der Hauptdämpfereinheit ein Steuer­ blech angeordnet ist, welches im drehmomentschlüssigen Reibeingriff mit der hauptdämpfernahen Außenscheibe und/oder der Hauptdämpferscheibe steht und daß dieses Steuer­ blech in einer vorzugsweise spielbehafteten Verbindung mit der Zwischenscheibe steht.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung überlagert sich dem durch die Federn der Vordämpfereinheit gelieferten elastischen Rückstellmoment bei Aufbrauch des Spiels zwischen der Steuerscheibe und der Zwischenscheibe ein Reibmoment. Es hat sich gezeigt, daß durch dieses Reib­ moment das Dämpfungsverhalten der Vordämpfereinheit weiter verbessert werden kann im Sinne eines höheren Fahrkomforts der mit der Kupplungsscheibe ausgerüsteten Antriebseinheit, beispielsweise eines Personenkraftwagens.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe ist durch besondere Einfachheit gekennzeichnet und erfüllt deshalb den gewünschten erhöhten Fahrkomfort mit geringem zusätz­ lichen Bauaufwand.

Im Hinblick auf die Forderung nach einfachem Aufbau empfiehlt es sich, daß das Steuerblech axial gerichtete Steuerblechnasen aufweist, welche in Anschlagfenster der Zwischenscheibe mit Spiel eingreifen.

Um ein auch über längere Benutzungszeit hinweg kon­ stantes Reibmoment zwischen dem Steuerblech und der aus Sekundärnabe und Hauptdämpfereinheit bestehenden Baugruppe zu erhalten empfiehlt es sich, daß das Steuer­ blech mit einer Wellfeder sandwichartig zwischen der hauptdämpfernahen Außenscheibe und der Hauptdämpfer­ scheibe angeordnet ist.

Dem gleichen Ziele dient es, wenn das Steuerblech und die Wellfeder drehfest miteinander verbunden sind.

Wiederum im Hinblick auf einfache Bauweise empfiehlt es sich, daß zur drehfesten Verbindung der Wellfeder und des Steuerblechs die Wellfeder axial gerichtete Wellfeder­ nasen aufweist, welche in Durchbrüche des Steuerblechs eingreifen.

Im Hinblick auf einen progressiven Verlauf der Kennlinie der Vordämpfereinheit kann man vorsehen, daß in mitein­ ander fluchtenden Fenstern der Zwischenscheibe und der Außenscheiben mindestens zwei nacheinander drehmoment­ übertragend wirksam werdende Schraubendruckfedern an­ geordnet sind.

Das Wirksamwerden des von dem Steuerblech ausgehenden Reibmoments und das Wirksamwerden verschiedener Federn kann in beliebiger Weise aufeinander abgestimmt werden.

Beispielsweise ist es möglich, daß die zweite später wirksam werdende Schraubendruckfeder annähernd dann wirksam wird, wenn das Spiel zwischen der Steuer­ scheibe und der Zwischenscheibe aufgebraucht ist.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung an­ hand eines Ausführungsbeispiels. Es stellen dar:

Fig. 1 einen die Achse der Kupplungsscheibe enthalten­ den Schnitt durch die Kupplungsscheibe nach Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Ansicht der Kupplungsscheibe der Fig. 1 von rechts, teilweise aufgebrochen zur Dar­ stellung der Vordämpfereinheit und

Fig. 3 die Winkelausschlag-Rückstellmomentkennlinie der Kupplungsscheibe.

In Fig. 1 ist eine Primärnabe mit 13 bezeichnet. Diese Primärnabe 13 weist eine Verzahnung 13a zum spielfreien drehmomentübertragenden Eingriff mit einer Welle, insbe­ sondere der Eingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes auf, welches über eine Kupplung mit einer Brennkraft­ maschine verbunden ist. Auf der Primärnabe 13 ist eine Sekundärnabe 40 winkelverstellbar gelagert durch mit Winkelspiel ineinandergreifende Verzahnungen 41. Die Sekundärnabe 40 ist einstückig mit einem Nabenflansch 11 hergestellt. Beidseits des Nabenflansches 11 sind ein Deckblech 12 und eine Mitnehmerscheibe 14 angeordnet. Das Deckblech 12 und die Mitnehmerscheibe 14 sind durch Abstand haltende Niete 20 miteinander drehfest verbunden. Die Niete 20 durchgreifen Randausnehmungen 29 des Naben­ flansches 11 mit peripherem Spiel. In miteinander fluch­ tenden Fenstern 31 des Nabenflansches 11, des Deckblechs 12 und der Mitnehmerscheibe 14 sind Hauptdämpferschrauben­ druckfedern 18 untergebracht, welche dazu bestimmt sind, ein Drehmoment von den auf einem Belagträger 42 ange­ ordneten Kupplungsbelägen 28 auf die Sekundärnabe 40 und über die Verzahnungen 41 letztlich auf die Primär­ nabe 13 zu übertragen. Zwischen dem Nabenflansch 11 und dem Deckblech 12 sowie der Mitnehmerscheibe 14 sind Reibeinrichtungen 43 angeordnet. Soweit die Be­ schreibung der Hauptdämpfereinheit, die als ganzes mit 10 bezeichnet ist.

Zwischen der Sekundärnabe 40 und der Primärnabe 13 ist eine Vordämpfereinheit angeordnet, die als ganze mit 30 bezeichnet ist. Diese Vordämpfereinheit umfaßt eine Zwischenscheibe 23, welche bei 22 drehfest auf die Pri­ märnabe 13 aufgepreßt ist. Beidseits der Zwischenscheibe 23 sind zwei Außenscheiben 16 und 19 angeordnet, nämlich eine hauptdämpferferne Außenscheibe 16 und eine haupt­ dämpfernahe Außenscheibe 19. Die Außenscheibe 19 ist dreh­ fest auf die Sekundärnabe 40 aufgepreßt. Die Außenscheibe 16 ist bei 21 drehfest mit der Außenscheibe 19 verbunden. In der Zwischenscheibe 23 sind Fenster 32 angeordnet, die mit Fenstern 33 und 31 in den beiden Außenscheiben 16 und 19 axial fluchten und tangential zur Achse der Kupplungs­ scheibe angeordnete Schraubendruckfedern 27 aufnehmen.

Zwischen der Außenscheibe 19 und der Mitnehmerscheibe 14 sind sandwichartig nebeneinander ein Steuerblech 17 und eine Wellfeder 15 angeordnet. Die Wellfeder 17 ist gegen­ über der Ebene der Fig. 2 gewellt, so daß die Sandwich­ anordnung bestehend aus der Wellfeder 15 und dem Steuer­ blech 17 unter axialem Federdruck zwischen der Außen­ scheibe 19 und der Mitnehmerscheibe 14 eingespannt ist.

Die Wellfeder 15 und die Steuerscheibe 17 sind mit­ einander dadurch drehfest verbunden, daß Wellfedernasen 24 in entsprechend bemessene Ausnehmungen der Steuer­ scheibe 17 eingreifen. Die Steuerscheibe 17 ist mit axialen Steuerblechnasen 26 ausgeführt, welche in Anschlagfenster 25 der Zwischenscheibe 23 mit Spiel eingreifen.

Es ist zu erwähnen, daß mehrere Schraubendruckfedern 27 angeordnet sind, und zwar sind die diesen Federn 27 zugeordneten Fenster 33, 32, 31 der einzelnen Schrauben­ druckfedern 27 so bemessen, daß bei einer Verdrehung der Zwischenscheibe 23 gegenüber den Außenscheiben 16 und 19 zunächst nur eine erste Schraubendruckfeder 27 oder eine Gruppe von ersten Schraubendruckfedern 27 wirksam wird und später, d. h. bei steigendem Auslenkwinkel eine weitere Schraubendruckfeder 27 oder eine Gruppe von weiteren Schraubendruckfedern 27 wirksam wird.

Die Schraubendruckfedern 18 sind wesentlich härter und gegebenenfalls stärker vorgespannt als die Schraubendruck­ federn 27. Zur Beschreibung der Betriebsweise stelle man sich vor, daß die Hauptnabe 13 festgehalten ist und daß unterschiedliche Drehmomente an den Kupplungsbelägen 28 angreifen. Solange nur kleine Drehmomente an den Kupplungs­ belägen 28 angreifen, verhalten sich die Schraubendruck­ federn 18 als starr, d. h. daß die Hauptdämpfereinheit 10 zusammen mit der Sekundärnabe 40 eine starre Baugruppe bildet, die gegenüber der Primärnabe 13 innerhalb des durch die Verzahnungen 41 gewährten Winkelspiels als ganze winkelverstellbar ist. Diese Winkelverstellung ist durch die Vordämpfereinheit 30 gedämpft. Wenn die von der Sekundärnabe 40 und der Hauptdämpfereinheit 10 ge­ bildete, zunächst starre Baugruppe durch ein kleines, an den Kupplungsbelägen 28 angreifendes Drehmoment gegenüber der Primärnabe 13 verdreht wird, so ver­ drehen sich die Außenscheiben 16 und 19 gegenüber der Zwischenscheibe 23. Dies bedeutet, daß die Schrau­ bendruckfedern 27 komprimiert werden, und zwar bei­ spielsweise so, daß zunächst nur eine Schraubendruck­ feder oder eine Gruppe von Schraubendruckfedern 27 komprimiert werden und später, d. h. bei zunehmender Verdrehung der Sekundärnabe 40 gegenüber der Primär­ nabe 13 noch eine weitere Schraubendruckfeder 27 oder eine weitere Gruppe von Schraubendruckfedern kompri­ miert wird.

Bei Beginn einer solchen Verdrehung der Sekundärnabe 40 gegenüber der Primärnabe 13 bewegen sich die Steuernasen 26 frei innerhalb der Anschlagfenster 25. Dies bedeutet, daß das Steuerblech 17 und die Wellfeder 15 von der Außenscheibe 19 und der Mitnehmerscheibe 14 ohne Relativ­ bewegung gegenüber diesen mitgenommen werden. Erst wenn das Spiel zwischen den Steuerblechnasen 26 und den An­ schlagfenstern 25 aufgebraucht ist, kommt das Steuer­ blech 17 gegenüber der Zwischenscheibe 23 zum Still­ stand. Dann führen die Außenscheibe 19 und die Mitnehmer­ scheibe 14 eine reibend gedämpfte Relativbewegung gegen­ über der Steuerscheibe 17 und dem Wellblech 15 aus. Es wird also dann dem durch die Schraubendruckfedern 27 erzeugten elastischen Rückstellmoment ein durch die Reibung der Steuerscheibe 17 gegenüber der Außenscheibe 19 und der Mitnehmerscheibe 14 erzeugtes Reibmoment über­ lagert.

Sobald das Winkelspiel der Verzahnungen 41 aufgebraucht ist, wird der Vordämpfer 30 vollständig überbrückt, so daß dann bei weiter steigendem, durch die Kupplungs­ beläge 28 eingeleitetem Drehmoment die Schraubendruck­ federn 18 komprimiert werden und gleichzeitig die Reib­ einrichtungen 43 ein Reibmoment erzeugen.

In Fig. 3 ist die Kennlinie des Vordämpfers 30 darge­ stellt, jedoch ohne den Einfluß des Reibmoments, welches durch die Reibung der Steuerscheibe 17 gegen­ über der Außenscheibe 19 und der Mitnehmerscheibe 14 zustandekommt. Die Asymmetrie der Kennlinie rührt daher, daß die Verzahnungen 41 in der entspannten Lage der Schraubendruckfedern 27 eine asymmetrische Nullstellung relativ zueinander einnehmen, d. h. daß in Zugrichtung (rechte Hälfte von Fig. 3) nur ein kleinerer Ausschlag bis zum Aufbrauch des Winkelspiels möglich ist als in Schubrichtung.

Auf der Abszissenachse ist der Winkelausschlag der Kupp­ lungsbeläge gegenüber der Primärnabe 13 aufgetragen. Auf der Ordinatenachse ist das von den Schraubendruckfedern erzeugte Rückstellmoment aufgetragen.

Im Bereich 34 ist eine einzige Schraubendruckfeder 27 wirksam oder eine Gruppe von ersten Schraubendruckfedern. In den Bereichen 35a und 35b wird sowohl in Zug- als auch in Schubrichtung eine zweite Schraubendruckfeder 27 oder eine zweite Gruppe von Schraubendruckfedern 27 wirksam. Die Zuschaltung des Reibmoments, welches auf der Reibung der Steuerscheibe 17 gegenüber der Außenscheibe 19 und der Mitnehmerscheibe 14 beruht, kann beispielsweise am Übergang von dem Bereich 34 zu den Bereichen 35a und 35b erfolgen.

In den Bereichen 36a und 36b wird der Leerlaufdämpfer 30 überbrückt und es wird der Hauptdämpfer 10 wirksam, d. h. die Schraubendruckfedern 18 werden komprimiert.

Claims (7)

1. Kupplungsscheibe, umfassend eine Primärnabe (13) zur drehmomentschlüssigen Verbindung mit einer Welle, eine auf der Primärnabe (13) mit einem vorbestimm­ ten Winkelspiel beweglich gelagerte Sekundärnabe (40), einen auf der Sekun­ därnabe (40) winkelbeweglich gelagerten Kupplungsbelagträger (42), eine Haupt­ dämpfereinheit (10) zur elastischen und dämpfenden Drehmomentübertragung zwischen der Sekundärnabe (40) und dem Kupplungsbelagträger (42) in Form einer mit der Sekundärnabe (40) verbundenen Nabenscheibe (11) und zwei seit­ lich angeordneten Blechteilen, die eine mit dem Kupplungsbelagträger (42) dreh­ fest verbundene Hauptdämpferscheibe (14) und ein Deckblech (12) bilden und weiter umfassend eine Vordämpfereinheit (30) zwischen der sich bei geringer Drehmomentbelastung als starr verhaltenden, aus der Sekundärnabe und der Hauptdämpfereinheit (10) bestehende Baugruppe (10,40) einerseits und der Pri­ märnabe (13) andererseits, wobei diese Vordämpfereinheit (30) eine mit der Hauptnabe (13) drehfest verbundene Zwischenscheibe (23) und zwei beidseits der Zwischenscheibe (23) und axial außerhalb der Hauptdämpfereinheit (10) an­ geordnete, miteinander drehfest verbundene Außenscheiben (16, 9) umfaßt, näm­ lich eine hauptdämpfernahe Außenscheibe (19) und eine hauptdämpferferne Au­ ßenscheibe (16) und wobei in miteinander fluchtenden Fenstern (32, 33, 31) der Zwischenscheibe (23) und der Außenscheiben (16, 19) mindestens eine Schrau­ bendruckfeder (27) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der drehfest auf die Sekundärnabe (40) aufgepreßten hauptdämpfernahen Außen­ scheibe (19) und der Hauptdämpferscheibe (14) ein Steuerblech (17) angeordnet ist, welches im drehmomentschlüssigen Reibeingriff mit der hauptdämpfernahen Außenscheibe (19) und/oder der Hauptdämpferscheibe (14) steht, und daß dieses Steuerblech (17) in einer vorzugsweise spielbehaftenden Verbindung (26, 25) mit der Zwischenscheibe (23) steht.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Steuerblech (17) axial gerichtete Steuer­ blechnasen (26) aufweist, welche in Anschlagfenster (25) der Zwischenscheibe (23) mit Spiel eingreifen.

3. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerblech (17) mit einer Wellfeder (15) sandwichartig zwischen der hauptdämpfernahen Außenscheibe (19) und der Haupt­ dämpferscheibe (14) angeordnet ist.

4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Steuerblech (17) und die Wellfeder (15) drehfest miteinander verbunden sind.

5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wellfeder (15) axial gerichtete Wellfeder­ nasen (24) aufweist, welche in Durchbrüche des Steuer­ blechs (17) eingreifen.

6. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in miteinander fluchtenden Fenstern (33, 32, 31) der Zwischenscheibe (23) und der Außenscheiben (16, 19) mindestens zwei nachein­ ander drehmomentübertragend wirksam werdende Schrau­ bendruckfedern (27) angeordnet sind.

7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite später wirksam werdende Schrauben­ druckfeder (27) annähernd dann wirksam wird, wenn das Spiel zwischen der Steuerscheibe (17) und der Zwischen­ scheibe (23) aufgebraucht ist.