DE3784469T2 - Anordnung zur unterdrueckung von schwingungen einer kupplungsscheibe. - Google Patents

Description

Technischer Bereich
• Die Erfindung betrifft einen Dämpfungsmechanismus für eine Kupplungsscheibe, der hauptsachlich für eine Fahrzeugkupplung geeignet ist.
Technologischer Hintergrund
• Im allgemeinen ist eine Kupplungsscheibe so ausgebildet, daß ein Reibbelag, der an einer an der äußeren Peripherie der Kupplungsscheibe vorgesehenen Pufferplatte befestigt ist, zwischen einem motorseitigen Schwungrad und einer mit einem Kupplungspedal verriegelten Andrückplatte angeordnet ist. Weiterhin ist die Ausbildung der Kupplungsscheibe so getroffen, daß ein Drehmoment von der Schwungradseite aus durch die Kupplungsscheibe auf eine zentrale Ausgangswelle übertragen wird, wenn der Reibbelag durch das Schwungrad und die Andrückplatte und zwischen dem Schwungrad und der Andrückplatte klemmend aufgenommen wird.
• Das motorseitige Drehmoment wird auf die Kupplung übertragen, andererseits aber auch verschiedene Schwingungen auf der Motorseite. Gleichzeitig werden diese Schwingungen durch den Reibbelag etc. auch auf die Andrückplatte übertragen und erzeugen eine Resonanz der Pufferplatte oder Andrückplatte, derart, daß von dort im halb eingerückten Zustand der Kupplung zum Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ein Resonanzgeräusch ausgeht.
• Die US-A-4278162 beschreibt eine Reibscheibe, die ein Element aus Reibknopfausbildungen aufweist, deren jede einen planaren Stahlkern und ein planares Kissen aus Reibmaterial, das heißt einen Reibbelag besitzt.
• Jeder dieser Stahlkerne hat einen Stabilisierungsbügel oder Finger, der mit dem Hauptteil des Stahlkerns einstückig ausgebildet und mit einem Loch versehen ist. Ein in das Loch eingesetzter Niet verbindet den Stahlkern mit angrenzenden gewellten Federn. Die Gesamtheit aller Reibknopfausbildungen und geweilten Federn bildet eine Reibscheibe, die in axialer Richtung beweglich ist und dadurch für diese Bewegungskalibrierungs-Montagefunktion der Kupplung sorgt.
• Die Kupplungsscheibe gemäß der genannten Entgegenhaltung US-A- 4278162 zeigt jedoch keine Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in axialer Richtung der Kupplung.
• In ähnlicher Weise gibt auch die JP-Y1-4738659 keinen Hinweis auf die Lösung des Problems axialer Schwingungen.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, das Problem von "Resonanzgeräuschen" zu lösen, die aufgrund der Resonanz von Pufferplatte oder Andrückplatte beim Einrücken der Kupplung im sogenannten halb eingerückten Zustand abgegeben werden.
Beschreibung der Erfindung
• Bei einer Kupplungsscheibe mit einem ersten Teil, der mit einem Befestigungsbereich hin zur Kupplungsplatte fluchtet oder zur Schwungradseite hin abweicht, und einem von dem ersten Teil hin zur Seite einer Andrückplatte vorstehenden zweiten Teil, wobei beide an einer Pufferplatte vorgesehen sind, die eine ausgangsseitige, scheibenähnliche Kupplungsplatte mit ihrem auf der äußeren Umfangsseite gelegenen Eingangsbelag verbindet, und mit einem an der Schwungradseite des ersten Teils und an der Andrückplattenseite des zweiten Teils befestigten Reibbelag, ist ein Dämpfungsmechanismus für die Kupplungsscheibe mit einem Dämpfungselement zur Dämpfung von Schwingungen in einer axialen Richtung der Pufferplatte zwischen dieser und der Kupplungsplatte installiert.
• Ein von dem motorseitigen Schwungrad aus auf den Reibbelag wirkendes Drehmoment wird durch die Pufferplatte auf die ausgangsseitige Kupplungsplatte übertragen. Andererseits werden aber auch aus verschiedenen Quellen stammende axiale Schwingungen von der Schwungradseite aus auf den Reibbelag und auch auf die Pufferplatte übertragen. Eine Resonanz der Pufferplatte wird jedoch durch das Dämpfungselement gedämpft, so daß sich die Erzeugung eines sogenannten "Resonanzgeräusches", das im halb eingerückten Zustand der Kupplung ausgegeben wird, kontrollieren läßt.
Figurenkurzbeschreibung
• Es zeigt:
Fig. 1
• Eine vertikale Schnittansicht einer Kupplungsscheibe mit einem erfindungsgemäßen Dämpfungsmechanismus.
Fig. 2
• Eine zum Teil fragmentarische Vorderansicht in Pfeilrichtung III von Fig. 1.
Fig. 3
• Eine schematische Darstellung, betrachtet in Pfeilrichtung III von Figur 2.
Fig. 4, 5 und 6
• Den jeweiligen Teilen von Fig. 2 entsprechende Ansichten zur Darstellung verschiedener Ausführungsformen.
Fig. 7 und 8
• Vergrößerte vertikale Schnittansichten entsprechend den Teilen VII (und VIII) von Fig. 1, zur Darstellung weiterer Ausführungsformen.
Fig. 9
• Eine graphische Darstellung der Relation zwischen Frequenz und Beschleunigung.
Ausführungsformen der Erfindung
• Es folgt die detaillierte Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
• In Fig. 1 weist eine Keilnabe 11 an ihrer inneren Umfangsflache eine Keilwellennute 12 auf, die auf eine nicht dargestellte Ausgangswelle aufgesetzt ist und an ihrer äußeren Peripherie einen damit einstückigen scheibenähnlichen Flansch 13 besitzt. Ringförmige Reibelemente 14 und 15 sind beidseitig an den inneren Umfangsbereichen des Flansches 13 angeordnet, und ein scheibenähnliches Kupplungsplattenpaar 16 und eine Halteplatte 17 sind auf beiden Seiten des Flansches 13 derart angeordnet, daß die Reibelemente 14 und 15 dazwischen aufgenommen werden.
• Eine Vielzahl von Fensteröffnungen 19, 20 und 21 (wovon nur eine gezeigt ist), ist an Stellen in der Nähe der äußeren Peripherie des Flansches 13 und der beiden Platten vorgesehen, wobei in Umfangsrichtung der Kupplung Abstände dazwischen vorhanden sind. Eine Torsionsfeder 22 ist in jede aus drei Fensteröffnungen 19, 20 und 21 bestehende Gruppe derart eingesetzt, daß sie sich in Umfangsrichtung der Kupplung erstreckt. Des weiteren sind der äußere Umfangsbereich der Kupplungsplatte 16 und der Halteplatte 17 durch eine Stoppbolzen 18, der sich parallel zur Mittelachse der Kupplung erstreckt, zu einer integralen Einheit verbunden. Der Stoppbolzen 18 greift in eine Kerbe 23, die an einem äußeren Umfangsteil des Flansches 13 ausgebildet ist, wobei dazwischen in Umfangsrichtung der Kupplung ein Spielraum vorhanden ist.
• Ein an der inneren Peripherie gelegenes Befestigungsteil 29 einer Pufferplatte 25 ist durch einen Niet 26 an einer auf der Seite des Flansches 13 gelegenen Fische eines äußeren Umfangsteils der Kupplungsplatte 16 befestigt. Eine Vielzahl von Pufferplatten 25 Ist mit gleichen Abständen zwischeneinander an der Kupplungsplatte angeordnet. Jede der Pufferplatten 25 hat einen ersten Teil 25a (dieser Teil kann zur Seite eines Schwungrads 32 hin abweichen), der sich auf einer mit der Kupplungsplatte 16 annähernd fluchtenden Ebene befindet, und einen zweiten Teil 25b, der von dem ersten Teil 25a weg hin zur Seite einer Andrückplatte 33 übersteht. Ein Belag 28a ist durch einen Niet 27 an einer auf der Seite des Schwungrads 32 gelegenen Seite des ersten Teils 25a befestigt, und ein Belag 28b ist durch einen Niet 27 an einer auf der Seite der Andrückplatte 33 gelegenen Seite des zweiten Teils 25b befestigt, und zwar in gleicher Weise. Da der erste Teil 25a und der zweite Teil 25b der Pufferplatte 25 etwa weilenförmig auszubilden sind, kann die Pufferplatte 25 für eine Federung sorgen, wenn die Belage 28a und 28b beider Seiten dicht aneinandergedrückt werden.
• Die Umfangsbreite des ersten Teils 25a und des zweiten Teils 25b der Pufferplatte 25 beträgt L1 bzw. L2, und eine axiale Abweichung zwischen beiden Teilen entspricht L3, wie das in Fig. 3 dargestellt ist.
• In Fig. 2 ragt ein Vorsprung 35 von dem zweiten Teil 25b der Pufferplatte 25 einstückig in Richtung auf die Kupplungsscheibenmitte ab. Dieser Vorsprung 35 drückt an einen äußeren Umfangsbereich einer Rückseite der Kupplungsplatte, das heißt eine entgegengesetzte Seite (Rückseite von Fig. 2) einer Flache, an welcher da Pufferplatten-Befestigungsteil 29 sich in Kontakt mit der Kupplungsplatte befindet, wodurch eine elastische Kraft ausgeübt wird, die den Überstand des zweiten Teils 25 verringert, weiches hin zur Andrückplattenseite vorsteht. Und zwar wird eine Dämpfungswirkung auf den andrückplattenseitigen Belag 28b herbeigeführt, der im halb eingerückten Zustand der Kupplung zusammen mit der Andrückplatte zu Schwingungen in axialer Richtung neigt, so daß ein durch den überstehenden zweiten Teil 25b verursachtes Resonanzphänomen eingeschränkt werden kann, obwohl die axiale Abweichung L3 in der Pufferplatte 25 vorgesehen ist.
• Die Andrückplatte 33 von Fig. 1 ist durch einen (nicht dargestellten) sich in Umfangsrichtung der Kupplung erstreckenden Bügel mit einer (nicht gezeigten) Kupplungsabdeckung verbunden, die an das Schwungrad 32 derart angeschlossen ist, daß sie in Richtung der Kupplungsmittelachse sich frei hin- und herbewegend gehalten ist. Des weiteren wirkt eine durch eine nicht gezeigte Membranfeder erzeugte Federkraft auf die Andrückplatte 33, so daß der Belag 28 gewöhnlich an das Schwungrad 32 gedrückt wird. Jedoch kann die Andrückplatte 33 zum Ausrücken der Kupplung von dem Belag 28 entlastet werden, indem die Membranfeder mittels eines mit einem Kupplungspedal verriegelten Ausrückhebeis nach hinten gebogen wird.
• In den Ausführungsformen 4 und 5 drückt ein vorderes Ende einer Andrückplatte 36, das mit dem Pufferplatten-Befestigungsteil 29 zusammengeschlossen ist, an eine auf der Seite der Andrückplatte gelegene Flache des zur Andrückplattenseite überstehenden zweiten Teils 25, nämlich in einer Richtung, in weicher der Überstand verringert wird.
• Bezugsziffer 37 in Fig. 4 bezeichnet eine Kerbe, die an dem Belag 28b zur Offenlegung des zweiten Teils 25b ausgebildet ist, an weichen die Andrückplatte 36 drückt. Aufgrund des notwendigen Kontakts der Andrückplatte 36 mit dem zweiten Teil 25b verringert sich der Reibungsbereich des andrückplattenseitigen Belags 28b um einen Bereich, der in diesem Fall der Kerbe entspricht.
• Des weiteren drückt die Andrückplatte 36 in Fig. 5 an den Vorsprung 35 des zweiten Teils 25b, und zwar in einer Richtung, in weicher der überstand minimiert wird.
• Die Ausführungsform von Fig. 6 ist ein Beispiel für die Verwendung einer ringähnlichen Andrückplatte 40 anstelle der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Andrückplatte.
• In der Ausführungsform gemäß Fig. 7 befindet sich ein Gummidämpfungselement 30 in Kontakt mit einer dem Flansch gegenüberliegenden Fläche, und zwar innerhalb eines Bereichs des Befestigungsteils 29 der Pufferplatte 25 auf der periphär äußeren Seite der Kupplungsplatte 16 und inneren Seite des Flansches 28. Der Kontaktdruck ist in diesem Falle so klein, daß er zum Beispiel etwa 1 kg/cm² beträgt. Eine Seitenflache des dem Befestigungsteil 29 gegenüberliegenden Dämpfungselements 30 ist an die Fläche eines auf der äußeren Umfangsseite der Kupplung gelegenen Haltemetalls 31 geklebt. Ein innerer Umfangsteil des Haltemetalls 31 ist durch den das Befestigungsteil 29 festlegenden Niet 26 an der Kupplungsplatte 16 befestigt, wodurch das Dämpfungselement 30 zwischen dem Befestigungsteil 29 und dem Haltemetall 31 in einem leicht zusammengedrückten Zustand gehalten wird.
• In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform befindet sich ein plattenähnliches Dämpfungselement 50 in Kontakt mit einer dem Flansch gegenüberliegenden Flache, und zwar innerhalb eines Bereichs des Befestigungsteils 29 der Pufferplatte 25 auf der periphär äußeren Seite der Kupplungsplatte 16 und Innenseite des Flansches 25. Ein innerer Umfangsteil des Dämpfungselements 50 ist durch den das Befestigungsteil 29 festlegenden Niet 26 an der Kupplungsplatte 16 befestigt. Das Dämpfungselement 50 ist etwa S-förmig ausgebildet, während es den Niet 26 zur äußeren Peripherie der Kupplung hin verläßt. Der Kontaktdruck des aus schwachem Federstahl hergestellten Dämpfungselements 50 ist so gering, daß er etwa 1 kg/cm² beträgt.
• Die Funktionsweise wird nachfolgend beschrieben. Wenn die Andrückplatte 33 in Fig. 1 den Belag 28 an das Schwungrad 32 drückt, wird ein Drehmoment ausgehend von dem Schwungrad 32 durch den Belag 28, die Pufferplatte 25, die Kupplungsplatte 16, die Torsionsfeder 22; den Flansch 13 und die Keilnabe 11 auf die nicht dargestellte Ausgangswelle übertragen. In diesem Fall kommt es zwischen den beiden Platten 16 und 17 und dem Flansch 13 zu einer dem übertragenen Drehmoment entsprechenden Torsions, so daß auf den Oberflächen der Reibelemente 14 und 15 Schlupf gebildet wird. Der Schlupf produziert ein Hysteresedrehmoment, das eine Drehmomentschwankung absorbiert. Auf der anderen Seite treten im Schwungrad 32 Schwingungen auf, deren Ursprung verschiedene Gründe hat. Diese Schwingungen werden auf den Belag 28 und weiter auf die Andrückplatte 33 übertragen, und zwar hauptsächlich durch den Belag 28. Bei den Ausbildungen, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind, drückt der zur Andrückplattenseite hin überstehende Vorsprung 35 des zweiten Teils 25b der Pufferplatte 25 an die Rückseite der Kupplungsplatte 16 und übt eine Kraft in eine Richtung aus, in der der Überstand verringert wird, so daß die Schwingungen der Andrückplatte 33 etc., die auf der Abweichung L3 basieren, zum Zeitpunkt des halb eingerückten Zustands, wenn die axiale Abweichung L3 nicht vollständig abgeflacht ist, kontrolliert bzw. gesteuert werden können. Dadurch kann das "Resonanzgeräusch" beim Starten des Fahrzeugs ohne Versagen vermieden werden.
• Werden Ausbildungen gemäß Fig. 4, Fig. 5 oder Fig. 6 angewendet, so drücken die Andrückplatten 36 und 40 an den zweiten Teil 25b, und zwar in der Richtung, in der der überstand verringert wird, so daß der gleiche Effekt erzielt werden kann, die Schwingungen des Belags 28 und der Andrückplatte 33 kontrolliert bzw. gesteuert werden können und das "Resonanzgeräusch" der Kupplung minimiert werden kann.
• Darüber hinaus kann bei Anwendung der Ausbildung gemäß Fig. 7 oder Fig. 8 die Resonanz der Pufferplatte 25 kontrolliert bzw. gesteuert und so das "Resonanzgeräusch" der Kupplung verringert werden.
• Fig. 9 zeigt die Ergebnisse des Schwingungstests. Dabei ist an der Abszisse die auf das Schwungrad 32 ausgeübte axiale Frequenz Hz der Kupplung und an der Ordinate die in Resonanz mit der Abszisse erzeugte Beschleunigung G der Andrückplatte 33 abzulesen. Wie aus Fig. 9 hervorgeht, wird die Beschleunigung der Andrückplatte 33 im Vergleich zur Charakteristik A, die mit der herkömmlichen Ausbildung erreicht wird, besonders in der Charakteristik B verringert, die sich mit den Ausbildungen gemäß der Fig. 1 bis 3 erreichen läßt. Dadurch kann das "Resonanzgeräusch" der Kupplung minimiert werden.
Industrielle Anwendung
• Wie vorstehend beschrieben, ist der erfindungsgemäße Dämpfungsmechanismus für eine Kupplungsscheibe besonders nützlich und sinnvoll, wenn dieser auf Kupplungen für verschiedenen Fahrzeuge angewendet wird.

Claims (8)

1. Kupplungsscheibe, insbesondere für Trockenkupplungen von Kraftfahrzeugen, die ausgelegt ist für die klemmende Aufnahme zwischen einem Schwungrad (32) und einer Andrückplatte (33), mit einer Pufferplatte (25), die aus an einer scheibenähnlichen Kupplungsplatte (16) festzulegenden Elementen (25) besteht und einen mit einem Befestigungsteil (29) zur Kupplungsplatte (16) hin fluchtenden und zur Schwungradseite hin abweichenden ersten Teil (25a) und einen von dem ersten Teil (25a) hin zur Andrückplattenseite abführenden zweiten Teil (25b) aufweist, wobei beide Teile mit Reibbelagen (28a, 28b) versehen sind, gekennzeichnet durch einen Dämpfungsmechanismus für die Kupplung, mit einem Dämpfungselement (30, 35, 36 oder 50) zur Dämpfung von Schwingungen in einer axialen Richtung der Pufferplatte (25).

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungselement (35 oder 36) an den überstehenden zweiten Teil (25b) der Pufferplatte (25) drückt und ihn niederdrückt.

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem überstehenden zweiten Teil (25b) in Richtung auf die Mittelachse der Kupplungsscheibe abführender Vorsprung (35) vorgesehen ist, der mit der Kupplungsplatte (16) derart in Verbindung steht, daß der überstehende zweite Teil (25b) niedergedrückt wird.

4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Kupplungsplatten-Befestigungsteil (29) verbundenes bzw. verschraubtes vorderes Ende der Andrückplatte (36) mit dem überstehenden Teil (25b) derart in Kontakt gebracht ist, daß der überstehende zweite Teil (25b) niedergedrückt wird.

5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem überstehenden zweiten Teil (25b) in Richtung auf die Mittelachse der Kupplung abführende Vorsprung (35) vorgesehen ist und daß ein mit dem Pufferplatten-Befestigungsteil (29) befestigtes bzw. verschraubtes vorderes Ende der Andrückplatte (36) mit dem Vorsprung (35) derart in Kontakt gebracht ist, daß der überstehende zweite Teil (25b) niedergedrückt wird.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungselement (30 oder 50) mit dem Pufferplatten-Befestigungsteil (29) innerhalb eines Bereichs periphär außerhalb der Kupplungsplatte (16) und innerhalb des Belags (28) in Kontakt gebracht ist und daß ein Basisbereich des Dämpfungselements (30 oder 50) an der Kupplungsplatte (16) festgelegt ist.

7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Dämpfungselement dienendes Gummielement (50) an ein Haltemetail (31) geklebt und das Haltemetail (31) an der Kupplungsplatte (16) festgelegt ist.

8. Kupplungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein plattenähnliches Element (50) in S-Form gebracht und, als Dämpfungselement dienend, an der Kupplungsplatte (16) festgelegt ist.