DE3918222A1 - Daempfungsvorkehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Kraftübertragungsweg des Anstriebsstranges eines Fahrzeuges vorzusehende Dämp­ fungsvorkehrung, wie z.B. Kupplungsscheibe, bei der zwischen wenigstens zwei Bauteilen eine Relativverdrehung entgegen einer Reibwirkung ermöglicht ist.

Mittels derartiger Vorkehrungen werden die im Antriebsstrang eines Fahrzeuges entstehenden Schwingungen und dadurch hervorgerufene Geräusche abgebaut bzw. reduziert. Bei derartigen Einrichtungen bzw. Vorkehrungen treten relativ hohe Reibwertschwankungen auf und zwar in sowohl unter einzelnen Aggregaten, insbesondere jedoch steigt während des Betriebes der Reibwert von einem niedrigen Ausgangsniveau auf einen relativ hohen Endreibwert an. Dabei konnte festgestellt werden, daß der erwünschte hohe Reibwert bereits nach einer relativ geringen Anzahl von Reibzyklen entsteht. Je nach der Reibwertpaarung kann sich die Reibung bei einem dem Endwert entsprechenden Bereich bereits nach wenigen tausend Zyklen stabilisieren. Um diesen Endzustand bereits von Anfang an gewährleistet zu haben, wird bereits ein Verfahren prak­ tiziert, wonach jede Dämpfungsvorkehrung vor dem Einbau in ein Kraftfahrzeug die erforderliche Anzahl von Zyklen geschwungen wird.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisher bekannten Reibungsvorkehrungen zu beseitigen und bei derartigen Einrichtungen bzw. Aggregaten zu gewährleisten, daß die hohe Reibung erheblich früher zur Auswirkung kommt, um Kosten zu sparen und die erforderliche Funktion bzw. Wirkung bereits von Anfang an zu gewährleisten.

Dabei liegt der Erfindung die Beobachtung zugrunde, daß zu Beginn des Betriebes bei derartigen Einrichtungen im Bereich der Reibzonen ein relativ hoher Verschleiß auftritt, wobei jedoch die Verschleißerscheinungen zumindest annähernd zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem sich der Reibwert stabilisiert, praktisch nicht mehr zunehmen. Dabei ist beobachtet worden, daß nach der Stabilisierung des Reibwertes die Bildung von Reibrost praktisch ebenfalls nicht mehr zunimmt. Die Erfindung macht sich diese Erkenntnisse zunutze und schlägt vor, denjenigen Zustand, der sich nach dem Anlaufen ein­ stellt, gleich von Anfang an oder zumindest früher als bisher entstehen zu lassen, das heißt, die entsprechenden Erschei­ nungen bzw. Auswirkungen zu beschleunigen, indem bereits der neuen Vorkehrung bzw. Teilen Mittel bzw. Maßnahmen beigegeben oder zugefügt werden, die den Endreibwert erheblich früher erhöhen oder entstehen lassen bzw. stabilisieren. Hierfür kann beispielsweise zwischen den die Reibwirkung erzeugenden Flächen ein Mittel aufgetragen werden, das den Einlaufprozeß bis zu der durch die Relativverdrehung ohnehin entstehenden Reibrostbildung verkürzt. Hierfür kann wenigstens eines der Teile mit Reibrost versehen werden, z.B. Reibrost auf­ getragen in Form von Rost. Fe203 ist ein in der Technik vielfach verwendetes und preiswertes Mittel, z.B. um Keramikfliesen einzufärben. Es hat sich herausgestellt, daß das Auftragen oder Beifügen von Fe203-Pulver bzw. Puder auf die oder in die an der Reibung beteiligten Teile bzw. Werkstoffe diese gleich zu Beginn des Betriebes aggressiv angreift und daß sich die Endreibung überraschend schnell einstellt. Anstatt Reibrost kann aber auch ein anderes geeignetes Mittel verwendet werden, das z.B. Kontaktrost bildet und damit praktisch eine sogenannte Freß-Reibung. Eine derartige Maßnahme hat sich insbesondere auch bei der Verwendung von Kunststoffreibringen als besonders vorteilhaft erwiesen (bei denen aus Festigkeitsgründen der Kunststoff­ reibring Füllstoffe enthält). Als Füllstoffe werden bei­ spielsweise Glasfasern verwendet, und es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung einer der Maßnahmen gemäß dem vorliegenden Erfindungsgedanken die durch den Spritzprozeß von Kunststoff umschlossenen bzw. eingehüllten Glasfasern erheblich schneller freigelegt werden und damit sich erheblich schneller an der Reibarbeit und damit an der Stabilisierung der Reibung beteiligen können.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß unabhängig, ob Kunststoff/Kunststoff oder Stahl/Stahlreibung stattfindet, die Anwendung von Maßnahmen gemäß der vorliegenden Erfindung den Reibwertanstieg und die Reibwertstabilisierung ganz erheblich beschleunigen. Das gleiche trifft zu, wenn zumindest eine der Stahlflächen phosphatiert ist.

Anhand der Fig. 1 und 2, welche jeweils einen Schnitt durch eine Kupplungsscheibe mit Dämpfungseinrichtung zeigen, sei die Erfindung näher erläutert:

Die Kupplungsscheibe gemäß Fig. 1 besteht aus einem Nabenkörper 1 mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch 2, weiterhin einer Belagträgerscheibe 3, an der die Reibbeläge 4 befestigt sind und einer auf der anderen Seite des Flansches vorgesehenen Gegenscheibe 5, die drehfest mit der Belagträgerscheibe über Niete 6 verbunden ist.

Zwischen der Belagträgerscheibe 3 und der Gegenscheibe 5 einerseits und dem Nabenkörper 1 und dem Nabenflansch 2 andererseits ist eine begrenzte Relativverdrehung entgegen der Wirkung von Kraftspeichern 7 möglich. Über diese Relativverdrehung ist eine Dämpfungsreibung zwischen der Belagträgerscheibe 3 und einem radialen Fortsatz 1 a der Nabe 1, sowie zwischen einem zwischen Gegenscheibe 5 und Flansch 2 wirksam. Das elastische Bauteil 8 ist vorgespannt und verspannt die durch die Mitnehmerscheibe 3 und die Gegen­ scheibe 5 gebildete Einheit A gegenüber der durch die Nabe 1 und dem Nabenflansch 2 gebildete andere Einheit B.

Das ringförmige, federnde Bauteil 8 stützt sich einerseits über radial nach außen verlaufende Arme 8 a an der Gegen­ scheibe 5 und andererseits über einen am radial inneren Bereich seines ringförmigen Grundkörpers 8 b angeformten Reibbereich 8 c an dem Flansch 2 ab. Der Reibbereich bildet dabei eine Abrundung mit einem Radius in der Größenordnung von etwa 2 mm.

Das ringförmige, federnde Bauteil weist weiterhin radial nach außen verlaufende Arme 9 auf, die länger als die Abstützarme 8 a sind und mit einer kleinen Abbiegung 9 a in Ausnehmunge 10 der Gegenscheibe eingreifen.

Zwischen den Armen zur drehschlüssigen Mitnahme 9 und den Ausnehmungen 10 der Mitnehmerscheibe 5 ist eine Keilverbin­ dung wirksam. Hierfür haben die Arme 9 einen keilartig verlaufenden Zuschnitt, mit dem sie an den Anlagekonturen der Ausnehmungen 10 der Gegenscheibe 5 angreifen.

Im Berührungsbereich der Teile 8 und 2, also in denjenigen Bereichen I, an denen das federnde Bauteil 8 und der Flansch 2 miteinander in Reibeingriff sind, ist wenigstens auf eines dieser Bauteile Reibrost aufgetragen und gegebenenfalls im Bereich II, nämlich im Berührungsbereich zwischen Mitneh­ merscheibe und Ringbereich 1 a des Nabenkörpers 1. Sowohl im Bereich I als auch im Bereich II könnte ein organischer oder ein anorganischer Reibbelag vorgesehen sein, z.B. ein Reibbelag aus Polyamid mit eingebetteten Glasfasern. Diese Glasfasern werden durch die Maßnahme gemäß der Erfindung erheblich früher freigelegt und beteiligen sich somit an der Reibung, die sich nach überraschend kurzer Zeit stabili­ siert. Die gleichen vorteilhaften Auswirkungen ergeben sich unabhängig davon, ob wenigstens eines der Metallbauteile phosphatiert ist oder nicht.

Die in Fig. 2 dargestellte Kupplungsscheibe 101 besitzt einen Vordämpfer 102 und einen Hauptdämpfer 103. Das Ein­ gangsteil der Kupplungscheibe 101, welches gleichzeitig das Eingangsteil des Hauptdämpfers 103 darstellt, ist durch eine Reibbeläge 104 tragende Mitnehmerscheibe 105 sowie eine mit dieser über Abstandsbolzen 106 drehfest verbundene Gegen­ scheibe 107 gebildet. Das Ausgangsteil des Hauptdämpfers 103 ist durch einen Flansch 108 gebildet, der eine Innenverzah­ nung 109 aufweist, welche in eine Außenverzahnung 110 eines das Ausgangsteil der Kupplungsscheibe 101 bildenden Nabenkör­ pers 111 eingreift. Zwischen der Außenverzahnung 110 des Nabenkörpers 111 und der Innenverzahnung 109 des Flansches 108 ist in Umfangsrichtung ein Zahnflankenspiel vorhanden, welches dem Wirkbereich des Vordämpfers 102 entspricht. Zur Aufnahme auf eine Getriebeeingangswelle weist der Nabenkörper 111 weiterhin eine Innenverzahnung 112 auf.

Der Hauptdämpfer 103 besitzt Federn 113, welche in fenster­ förmigen Ausnehmungen 114, 115 der Mitnehmer- und Gegen­ scheibe 105, 107 einerseits, sowie in fensterförmigen Aus­ schnitten 116 des Flansches 108 andererseits, vorgesehen sind. Zwischen den drehfest miteinander verbundenen Scheiben 105 und 107 und dem Flansch 108 ist eine Relativverdrehung entgegen der Wirkung der Federn 113 möglich. Diese Verdrehung wird durch Anschlag der Abstandsbolzen 106, welche die beiden Scheiben 105 und 107 miteinander verbinden, an den Endkon­ turen der Ausschnitte 117 des Flansches 108, durch welche sie axial hindurchragen, begrenzt.

Der Vordämpfer 102 ist axial zwischen dem Flansch 108 und der Mitnehmerscheibe 105 angeordnet. Das Eingangsteil des Vor­ dämpfers 102 ist durch ein mit dem Flansch 108 drehfest verbundenes Kunststoffteil 118 gebildet, welches zweck­ mäßigerweise faserverstärkt ist. Das Ausgangsteil 119 des Vordämpfers 102 ist durch ein Blechformteil gebildet, das mit dem Nabenkörper 111 drehfest verbunden ist. Zwischen dem Kunststoffteil 118 und dem Blechformteil 119 ist eine begrenzte Relativverdrehung entsprechend dem zwischen der Außenverzahnung 110 des Nabenkörpers 111 und der Innenverzah­ nung 109 des Flansches 108 vorhandenen Zahnflankenspiels möglich, und zwar entgegen der Wirkung von zwischen diesen wirksamen Kraftspeichern in Form von Schraubendruckfedern 120.

Das Kunststoffteil 118 besitzt eine ringartige Gestalt. Auf der dem Kunststoffteil 118 bzw. dem Vordämpfer 102 abge­ wandten Seite des Flansches 108 sind zwei Tellerfedern 123, 123 a vorgesehen. Die Tellerfeder 123 ist axial zwischen der Gegenscheibe 107 und dem Flansch 108 eingespannt und bewirkt, daß der Flansch 108 in Richtung der Belagträgerscheibe 105 beaufschlagt wird, wodurch das Kunststoffteil 118 axial zwischen der Belagträgerscheibe 105 und dem Nabenflansch 108 eingespannt wird. Radial innen weist die Tellerfeder 123 eine Abrundung auf, über die sie am Flansch 108 anliegt. Die Tellerfeder 123 a ist zwischen dem Nabenkörper 111 und der Gegenscheibe 107 axial verspannt. Am äußeren Umfang der Tellerfedern 123, 123 a sind einzelne Arme 125, 125 a vorgesehen, welche zur Drehsicherung der Tellerfedern 123, 123 a gegenüber der Gegenscheibe 107 in Ausschnitte 126 dieser Gegenscheibe 107 eingreifen. Von dem jeweiligen ringförmigen Grundkörper der Tellerfedern 123, 123 a erstrecken sich weitere radiale Arme 128, 128 a, die sich an der Gegenscheibe 107 abstützen. Die Abstützarme 128, 128 a sind kürzer als die Arme 125, 125 a zur Drehsicherung und - in Umfangsrichtung betrachtet - zwischen letzteren angeordnet.

Der Grundkörper der Tellerfeder 123 a stützt sich unter Zwischenlegung eines Reib- bzw. Gleitringes 139 an einer seitlich von der Außenverzahnung 110 des Nabenkörpers 111 vorgesehenen axialen Stirnfläche ab. Durch die Verspannung der Tellerfeder 123 a wird die Gegenscheibe 107 axial in Richtung von der Außenverzahnung 110 weg beaufschlagt, wodurch der die Mitnehmerscheibe 105 auf dem Nabenkörper 111 lagernde Reib- bzw. Gleitring 138 axial gegen einen Abstütz­ bereich 137 des Nabenkörpers 111 gedrängt wird. Der Abstütz­ bereich 137 bildet eine sich im Durchmesser bzw. im Umfang in Achsrichtung von der Außenverzahnung 110 weg verjüngende Kontur bzw. Fläche 137, welche wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, konusartig bzw. kegelstumpfartig ausgebildet ist. Der axial zwischen der Mitnehmerscheibe 105 und der Außenverzah­ nung 110 angeordnete Gleit- bzw. Reibring 138 stützt sich an der Kontur 137 über eine ihm angeformte Kontur 140 ab, welche an die Kontur 137 angepaßt ist, also ebenfalls kegelstumpfar­ tig bzw. konusartig ausgebildet ist. Der Lagerring 138 ist drehfest mit der Mitnehmerscheibe 108 verbunden.

Das Kunststoffteil 118 ist mit dem das Ausgangsteil des Hauptdämpfers 103 bildenden Flansch 108 über formschlüssige Steckverbindungen drehfest verbunden.

Ausgehend von der neutralen Stellung der Kupplungsscheibe 101 wirken bei einer Relativverdrehung der das Eingangsteil der Kupplungsscheibe 101 bildenden Scheiben 105 und 107 gegenüber dem Nabenkörper 111 zunächst die Kraftspeicher 120 des Vordämpfers 102 sowie die beiden Reib- bzw. Gleitringe 138, 139. Sobald das Zahnflankenspiel zwischen der Außenver­ zahnung 110 des Nabenkörpers 111 und der Innenverzahnung 109 des Flansches 108 überwunden ist, wird der Vordämpfer 102 überbrückt, so daß bei Fortsetzung einer Relativverdrehung zwischen den beiden Scheiben 105, 107 und dem Nabenkörper 111 lediglich die Kraftspeicher 113 des Hauptdämpfers 103 wirksam sind. Zusätzlich zu den Kraftspeichern 113 ist über den Verdrehbereich des Hauptdämpfers 103 eine Reibungsdämpfung wirksam, welche sowohl durch die beiden Reib- bzw. Gleitringe 138, 139 als auch und überwiegend durch Reibung der Teller­ feder 123 am Flansch 108 sowie durch Reibung des Kunststoff­ teiles 118 an der Belagträgerscheibe 105 erzeugt wird.

Um eine raschere Stabilisierung bzw. ein schnelleres Erreichen der sich einstellenden höheren Reibungshysterese für den Verdrehwinkelbereich des Hauptdämpfers 103 zu erzielen, wird bei der Montage der Kupplungsscheibe 101 wenigstens im Kontaktbereich zwischen der Mitnehmerscheibe 105 und dem Kunststoffteil 118 ein die Einlaufzeit reduzie­ rendes Mittel vorgesehen. Ein derartiges Mittel kann pulverartig sein und abrasive Eigenschaften aufweisen. Besonders kostengünstig ist es, wenn zwischen dem Kunststoff­ teil 118 und der Mitnehmerscheibe 105 Reibrost vorgesehen wird. Es können jedoch auch sehr kurze Fasern, wie Glasfasern verwendet werden, welche eine pulverförmige Gestalt auf­ weisen. Für die Montage der Kupplungsscheibe 101 ist es besonders zweckmäßig, wenn das die Reibungshysterese schneller stabilisierende Mittel, wie Reibrost auf einem der in Reibeingriff stehenden Bauteilen aufgetragen bzw. aufgebracht ist, z.B. in dem Bereich des Kunststoffteiles 118, welcher an der Mitnehmerscheibe 105 anliegt. Das die Reibung bzw. die Reibungshysterese schneller stabilisiernde Mittel kann auch im Kontaktbereich zwischen der Tellerfeder 123 und dem Nabenflansch 108, in dem eine Stahl/Stahlreibung vorhanden ist, vorgesehen sein. Ebenfalls kann ein derartiges Mittel zwischen der Kontur 137 des Lagerringes 138 und der Gegenkontur 140 des Nabenkörpers 111 vorgesehen werden. Zwischen dem Gleit- bzw. Reibring 139 und der Tellerfeder 123 a bzw. dem Nabenkörper 111 kann ebenfalls ein derartiges Mittel, wie Reibrost eingebracht werden. Die Reib- bzw. Gleitbauteile 118, 138 und 139 können aus organischem oder anorganischem Material hergestellt sein. Besonders zweckmäßig ist es, wenn zumindest das Bauteil 118, welches sowohl das Eingangsteil des Vordämpfers 102 als auch ein Reibring bildet, aus glasfaserverstärktem Polyamid besteht. Die Glasfasern werden durch die Maßnahme gemäß der Erfindung schneller freigelegt und beteiligen sich somit an der Reibung, wodurch eine schnelle Stabilisierung der Reibungshysterese entsteht und dies auch bei Mitnehmerscheiben, die im Neuzustand im Reibbereich phosphatiert sind.

Claims (9)

1. Im Kraftübertragungsweg eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges vorzusehende Dämpfungsvorkehrung, wie Kupplungsscheibe, bei der wenigstens zwischen zwei Bauteilen eine Relativverdrehung entgegen einer Reib­ wirkung ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Reibwirkung erzeugenden Flächen (Reibfläche und Gegenreibfläche) ein Mittel vorgesehen ist, das den Einlaufprozeß bis zu der durch die Relativ­ verdrehung ohnehin entstehenden Reibrostbildung verkürzt.

2. Im Kraftübertragungsweg eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges vorzusehende Dämpfungsvorkehrung, wie Kupplungsscheibe, bei der wenigstens zwischen zwei Bauteilen eine Relativverdrehung entgegen einer Reib­ wirkung ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Reibwirkung erzeugenden Flächen (Reibfläche und Gegenreibfläche) ein Mittel vorgesehen ist, das die bei der Relativverdrehung ohnehin entste­ hende Reibrostbildung beschleunigt.

3. Im Kraftübertragungsweg eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges vorzusehende Dämpfungsvorkehrung, wie Kupplungsscheibe, bei der wenigstens zwischen zwei Bauteilen eine Relativverdrehung entgegen einer Reib­ wirkung ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Reibwirkung erzeugenden Flächen (Reibfläche und Gegenreibfläche) ein Mittel vorgesehen ist, das den Zeitraum bis zu der sich bei der Relativ­ verdrehung ohnehin ergebenden Stabilisierung des Reibwertes verkürzt.

4. Im Kraftübertragungsweg eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges vorzusehende Dämpfungsvorkehrung, wie Kupplungsscheibe, bei der wenigstens zwischen zwei Bauteilen eine Relativverdrehung entgegen einer Reib­ wirkung ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Reibwirkung erzeugenden Flächen (Reibfläche und Gegenreibfläche) ein Mittel vorgesehen ist, das die Reib- und/oder die Gegenreibfläche angreift.

5. Dämpfungsvorkehrung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Reibflä­ chen bereits im Neuzustand der Vorkehrung Reibrost enthält.

6. Dämpfungsvorkehrung, wie insbesondere Kupplungsscheibe, bei der eine Reibverbindung zwischen einer Nabe und einer Belagträgerscheibe und/oder einer Gegenscheibe vor­ gesehen ist, wobei die die Reibwirkung erzeugenden Flächen metallisch sind, gekennzeichnet durch die Anwendung einer der Maßnahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Dämpfungsvorkehrung, wie insbesondere Kupplungsscheibe, bei der eine Reibverbindung zwischen einer Nabe und einer Belagträger- und/oder einer Gegenscheibe vorgesehen ist, wobei von den die Reibwirkung erzeugenden Flächen eine aus Metall und eine aus Kunststoff besteht, gekennzeich­ net durch die Anwendung einer der Maßnahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.

8. Dämpfungsvorkehrung, wie insbesondere Kupplungsscheibe, bei der eine Reibverbindung zwischen einer Nabe und einer Belagträgerscheibe und/oder einer Gegenreibfläche vorgesehen ist, wobei von den die Reibwirkung erzeugenden Fläche eine eine phosphatierte Oberfläche besitzt und eine aus Kunststoff besteht, gekennzeichnet durch die Anwendung einer der Maßnahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.

9. Dämpfungsvorkehrung, wie insbesondere Kupplungsscheibe, bei der eine Reibverbindung zwischen einer Nabe und einer Belagträger- und/oder einer Gegenscheibe vorgesehen ist, wobei von den die Reibwirkung erzeugenden Bauteilen eines metallisch ist und ein anderes aus Kunststoff mit Einlagerungen, wie Glasfasern besteht, gekennzeichnet durch die Anwendung einer der Maßnahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.