DE4011498C2 - Kupplungsscheibe mit einer mehrteiligen Nabe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug- Reibungskupplung, umfassend ein scheibenförmiges Teil, welches radial innen drehfest über eine Innenverzahnung auf eine entsprechende Außenverzahnung einer Getriebewelle aufgesetzt ist, wobei die Innenverzahnung zumindest in we­ nigstens ein Rohrstück eingebracht ist, welches mit dem scheibenförmigen Teil verschweißt ist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 25 200 ist es bereits bekannt, eine Nabe für eine Kupplungsscheibe aus mehreren Teilen herzustellen, wobei ein scheibenförmiges Teil von beiden Seiten her mit Rohrstücken verschweißt ist. Dabei können verschiedene Schweißverfahren angewendet werden. Das Endpro­ dukt wird danach mit einer Innenverzahnung versehen für das drehfeste Aufset­ zen auf eine Getriebewelle. Es ist ein Widerstands-Schweißvorgang beschrieben, bei welchem ein Ringvorsprung zum Schmelzen gebracht wird bis die flache, kreisförmige Stirnseite des Bauteiles, welches mit dem Ringvorsprung versehen ist, an dem entsprechenden, gegenüberliegenden Randbereich aufliegt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mehrteilige Naben für Kupplungs­ scheiben zu erstellen, welche bei geringen Abmessungen hohe Motorleistungen übertragen können und wobei mit geringem Aufwand Vorratsräume für ein Schmiermittel vorgesehen werden können.

Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das scheibenförmige Teil von jeder Seite her mit einem Rohrstück verschweiß ist und sein Innendurchmesser größer ausgeführt ist als der Innendurchmesser der Rohrstücke. Der durch den größer ausgebildeten Innendurchmesser des scheibenförmigen Teils gebildete Raum kann somit als Vorratsraum für ein Schmiermittel herangezogen werden. Dadurch bleibt eine leichte axiale Verschiebbarkeit der Nabe auf der Getriebewelle über die gesamte Lebensdauer erhalten.

Es wird alternativ vorgeschlagen, dass das scheibenförmige Teil von jeder Seite her mit einem Rohrstück verschweißt ist und der Schweißvorgang derart ausge­ führt ist, dass zwischen den Kreisringflächen der Rohrstücke einerseits und der Gegenfläche des scheibenförmigen Teiles andererseits jeweils ein Restspalt erhal­ ten bleibt. Dieser Restspalt kann in vorteilhafter Weise als Vorratsraum für ein Schmiermittel herangezogen werden.

Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass das scheiben­ förmige Teil einstückig mit einem seitlich wegweisenden Rohrstück versehen ist und auf der dem Rohrstück entgegengesetzten Seite anschließend an die Kreis­ ringfläche ein separates Rohrstück im Bereich seiner Gegenfläche angeschweißt ist, wobei im radial inneren Bereich der Gegenfläche und/oder der Kreisringfläche eine Stufe angeordnet ist. Da diese Stufe nach dem Schweißvorgang erhalten bleibt, kann sie als Schmiermittelvorrat dienen.

Es ist jedoch auch möglich, das scheibenförmige Teil einstückig mit einem seit­ lich wegweisenden Rohrstück zu versehen, und auf der dem Rohrstück entge­ gengesetzten Seite anschließend an die Kreisringfläche ein separates Rohrstück im Bereich seiner Gegenfläche so anzuschweißen, dass zwischen Kreisringfläche und der Gegenfläche ein Restspalt erhalten bleibt. Dieser Restspalt dient in vor­ teilhafter Weise zur Aufnahme eines Schmiermittelvorrats.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Kreisringfläche des Rohrstückes bzw. der Rohrstücke im Bereich ihres Außendurchmessers sieht vor, einen umlaufenden, in Achsrichtung weisenden und vorstehenden, V-förmigen Steg anzuordnen, dessen Vorderkante unter Axialkraftbeaufschlagung auf die im Wesentlichen ebene Ge­ genfläche der Nabenscheibe aufzusetzen und mit dieser unter Annäherung von Kreisring- und Gegenfläche zu verschweißen. Dabei kann in besonders vorteilhaf­ ter Weise ein Kondensator-Schweißverfahren eingesetzt werden.

Die Erfindung wird anschließend an Hand mehrerer Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine dreiteilige Nabe;

Fig. 2 den Längsschnitt durch eine zweiteilige Nabe mit kegel­ stumpfförmig ausgebildeter Trennfuge;

Fig. 3 den Längsschnitt durch eine zweiteilige Nabe, die zur An­ wendung des Kondensator-Entlade-Schweißverfahrens ausge­ bildet ist;

Fig. 4 die Nabe entspr. Fig. 3 in geschweißter Form.

In Fig. 1 ist der Längsschnitt einer dreiteiligen Nabe 1 darge­ stellt, welche als Beispiel für die Anwendung des Schweißverfah­ rens bei einer mehrteiligen Nabe dient. Im vorliegenden Fall ist die Nabenscheibe 4 aus einem Blechteil ausgestanzt und mit den Fenstern 7 bzw. 8 für die Aufnahme von Schraubenfedern versehen. Die Nabenscheibe 4 kann sehr einfach als Stanzteil hergestellt werden, da sie am entsprechenden Stanzwerkzeug vollflächig auf­ liegt. Damit können auch die Fenster 8 präzise hergestellt wer­ den, welche nur geringfügig radial außerhalb des Außendurchmes­ sers 20 der beiden Rohrstücke 9 und 10 angeordnet sind. Die bei­ den Rohrstücke 9 und 10 bilden den späteren Nabenkörper und sind mit je einer Kreisringfläche 14 bzw. 16 versehen, die von beiden Seiten her an der Nabenscheibe 4 zur Anlage gebracht werden und dort mit entsprechenden Gegenflächen 15 bzw. 17 korrespondieren. Im vorliegenden Fall ist der Innendurchmesser 19 der Nabenschei­ be 4 vergrößert ausgeführt, um später bei der fertigen Nabe einen Vorratsraum für ein Schmiermittel zu bilden. Die drei Teile - 4, 9 und 10 - werden in einer Vorrichtung entsprechend der Darstel­ lung zusammengehalten und dann miteinander verschweißt. Die Schweißstellen sind jeweils durch einen Pfeil 5 dargestellt und sind ringsumlaufend. Durch das Verschweißen der drei Teile ergibt sich eine homogene Verbindung und somit eine besonders hohe Be­ lastbarkeit der Nabe 1. Zudem ist es möglich, die großflächige Nabenscheibe 4 aus einem Blech mit hoher Präzision auszustanzen, was für die Anordnung der Fenster 7 und 8 von großer Bedeutung ist. Die beiden Rohrstücke 9 und 10 können aus einem Rohrmaterial praktisch ohne Materialverlust abgetrennt werden. Nach dem Schweiß­ vorgang wird im Bereich des Innendurchmessers 18 der Rohrstücke 9 bzw. 10 ein Längsprofil eingebracht, womit die Nabe axial ver­ schiebbar - aber drehfest - auf eine nicht dargestellte Getriebe­ welle aufgesetzt werden kann. Da beim Lüften einer Reibungskupp­ lung eine leichte Axialverschiebbarkeit der Nabe gegenüber der Getriebewelle vorteilhaft ist, kann der durch den größer ausge­ bildeten Innendurchmesser 19 der Nabenscheibe 4 gebildete Raum als Vorratsraum für ein Schmiermittel vorgesehen werden. Dadurch bleibt die axiale Verschiebbarkeit der Nabe auf der Getriebewelle über die gesamte Lebensdauer erhalten.

Fig. 2 zeigt eine in mehrerer Hinsicht abgewandelte Bauform ge­ genüber Fig. 1. Die hier dargestellte Nabe 2 ist zum einen zwei­ teilig ausgeführt. Das bedeutet bei der im wesentlichen symmetri­ schen Anordnung der Nabenscheibe 5 gegenüber dem fertigen Naben­ teil, bestehend aus den Rohrstücken 11 und 12, daß das Rohrstück 12 einteilig mit der Nabenscheibe 5 gefertigt ist, was beispiels­ weise durch einen Schmiedevorgang erfolgen kann. Die Verbindungs­ stelle zwischen dem separat angesetzten Rohrstück 11 wird dann auf der dem Rohrstück 12 entgegengesetzten Seite der Nabenschei­ be 5 erfolgen. Durch diese Ausbildung können die Fenster 7 und 8 für die Schraubenfedern in der Nabenscheibe 5 ebenfalls präzise hergestellt werden, indem die Nabenscheibe 5 auf der dem Rohr­ stück 12 abgewandten Seite auf eine entsprechend angepaßte Unterlage aufgesetzt wird und die Fenster 7 und 8 ausgestanzt werden. Durch die präzise Auflage von der linken Seite her können auch die Fenster 8, die dicht bis an das Rohrstück 12 heranreichen, von der rechten Seite her exakt ausgestanzt werden. Die Kreis­ ringfläche 21 am Rohrstück 11 und die entsprechende Gegenfläche 22 im radial inneren Bereich der Nabenscheibe 5 sind im vorliegenden Fall kegelstumpfförmig geneigt, um an die Schweißstelle S mit dem Schweißwerkzeug exakt in Richtung der Trennfuge heranzukommen. Insbesondere bei Anwendung des Elektronen- bzw. Laserstrahl- Schweißverfahrens ist es von großem Vorteil, exakt in die Trenn­ fuge hinein schweißen zu können, da auf diese Weise die Schweiß­ verbindung über den größten Teil der Trennfuge von radial außen her zur Verbindung herangezogen werden kann. Falls in der Nabe 2 ein Vorratsraum für ein Schmiermittel vorgesehen werden soll, ist es möglich, beim Schmiedevorgang im radial inneren Bereich der Gegenfläche 22 eine Stufe vorzusehen, die eine entsprechend axiale Erstreckung und eine entsprechende radiale Erstreckung aufweist.

In den Fig. 3 und 4 wird die Ausbildung der Nabe 3 dargestellt, bei welcher das Kondensator-Entlade-Schweißverfahren angewandt wird. Die Nabe 3 ist im vorliegenden Fall zweiteilig ausgeführt, sie kann jedoch auch ohne weiteres dreiteilig ausgeführt werden. Die Nabenscheibe 5 ist hier einstückig mit dem Rohrstück 12 vor­ gefertigt und weist eine ebene Gegenfläche 15 auf. Die Fenster 7 und 8 für die Schraubenfedern sind bereits angebracht. Das anzu­ schweißende Rohrstück 13 weist eine Kreisringfläche 14 auf, die im wesentlichen der Gegenfläche 15 entspricht. Sie ist jedoch nicht über ihren gesamten radialen Erstreckungsbereich eben aus­ geführt, sondern sie weist im radial äußeren Bereich einen V- förmigen Steg 23 auf, der sich in Richtung auf die Gegenfläche 15 des Rohrstückes 12 erstreckt und dort mit seiner Spitze aufliegt. In einer nicht näher dargestellten Vorrichtung werden die beiden Rohrstücke 12 und 13 in Flucht zueinander gebracht und das Rohr­ stück 13 durch eine entsprechende Axialkraft 28 in Richtung auf die Nabenscheibe 5 und das Rohrstück 12 belastet. Beide Teile, das Rohrstück 13 einerseits sowie die Nabenscheibe 5 und das Rohrstück 12 andererseits, werden über Verbindungskabel 26 bzw. 27 mit einem Kondensator-Entlade-Schweißgerät 25 verbunden. Durch den Schweißvorgang werden die zu verbindenden Bauteile im Bereich ihrer gegenseitigen Berührung an der Spitze des V-förmigen Ste­ ges 23 kurzzeitig auf Schweißtemperatur gebracht und durch die Axialkraft 28 das Rohrstück 13 auf die Nabenscheibe 5 zu bewegt. Durch diese Bewegung wird die Schweißstelle von ihrer anfänglich geringen Berührungsfläche in beiden Radialrichtungen vergrößert und auf das erwünschte Maß gebracht. Bei entsprechender Ausgestal­ tung des Steges 23 kann dabei gem. Fig. 4, die das fertige Bauteil zeigt, ein Restspalt 24 erhalten bleiben, der als Vorratsraum für ein Schmiermittel dienen kann. Desgleichen kann an der radial au­ ßen gelegenen Schweißstelle entsprechend Pfeil S der ursprünglich vom V-förmigen Steg 23 freigelassene Raum gezielt aufgefüllt wer­ den, so daß an dieser Stelle eine scharfe 90°-Kante entsteht. Dadurch ist es möglich, ohne eine weitere Nacharbeit in diesem Bereich Bauteile in radialer Richtung zu führen, die beispiels­ weise einer bekannten Reibanordnung angehören.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Naben gemäß den Fig. 1 und 2 auch durch ein Reibschweißverfahren miteinander verbunden werden können. Desweiteren ist es möglich, den Vorratsraum für ein Schmiermittel bei einer Konstruktion gem. Fig. 2 sowohl in das Rohrstück 12 als auch zusätzlich in das Rohrstück 11 einzubringen, wodurch ein besonders großes Volumen erzielbar ist. Ein doppeltes Schmiermittelvolumen ist bei der Konstruktion nach den Fig. 3 und 4 ebenfalls dadurch möglich, daß die hier beschriebene Nabe dreiteilig hergestellt wird. Der Vorteil dieser Schmiermittel- Vorratsräume ist insbesondere darin zu sehen, daß sie etwa mittig über die Axialerstreckung der Nabe angeordnet sind und dadurch die Nabe auf ihrer gesamten Länge gleichmäßig mit Schmiermittel versorgen können. Zudem ist der Schmiermittelvorrat nach dem Ein­ bringen des Schmiermittels bis zur endgültigen Montage vor Ver­ unreinigungen relativ gut geschützt.

Claims (6)

1. Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeugreibungskupplung, umfassend ein scheibenförmiges Teil, welches radial innen drehfest über eine Innenverzah­ nung auf eine entsprechende Außenverzahnung einer Getriebewelle aufgesetzt ist, wobei die Innenverzahnung zumindest in wenigstens ein Rohrstück einge­ bracht ist, welches mit dem scheibenförmigen Teil verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Teil (4) von jeder Seite her mit einem Rohr­ stück (9, 10) verschweißt ist und sein Innendurchmesser größer ausgeführt ist als der Innendurchmesser der Rohrstücke (9, 10).

2. Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeugreibungskupplung, umfassend ein scheibenförmiges Teil, welches radial innen drehfest über eine Innenverzah­ nung auf eine entsprechende Außenverzahnung einer Getriebewelle aufgesetzt ist, wobei die Innenverzahnung zumindest in wenigstens ein Rohrstück einge­ bracht ist, welches mit dem scheibenförmigen Teil verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet,
dass das scheibenförmige Teil (4) von jeder Seite her mit einem Rohr­ stück (9, 10) verschweißt ist und der Schweißvorgang derart durchgeführt ist,
dass zwischen Kreisringflächen (14, 16) der Rohrstücke (9, 10) einerseits und den Gegenflächen (15, 17) des scheibenförmigen teils (5) andererseits je­ weils ein Restspalt (24) erhalten bleibt.

3. Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeugreibungskupplung, umfassend ein scheibenförmiges Teil, welches radial innen drehfest über eine Innenverzah­ nung auf eine entsprechende Außenverzahnung einer Getriebewelle aufgesetzt ist, wobei die Innenverzahnung zumindest in wenigstens ein Rohrstück einge­ bracht ist, welches mit dem scheibenförmigen Teil verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Teil (5) einstückig mit einem seitlich wegweisenden Rohrstück (12) versehen ist und auf der dem Rohrstück (12) entgegengesetz­ ten Seite anschließend an eine Kreisringfläche (21) ein separates Rohrstück im Bereich seiner Gegenfläche (22) angeschweißt ist, wobei im radial inneren Bereich der Gegenfläche (22) und/oder der Kreisringfläche (21) eine Stufe an­ geordnet ist.

4. Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeugreibungskupplung, umfassend ein scheibenförmiges Teil, welches radial innen drehfest über eine Innenverzah­ nung auf eine entsprechende Außenverzahnung einer Getriebewelle aufgesetzt ist, wobei die Innenverzahnung zumindest in wenigstens ein Rohrstück einge­ bracht ist, welches mit dem scheibenförmigen Teil verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Teil (5) einstückig mit einem seitlich wegweisenden Rohrstück versehen ist und auf der dem Rohrstück (12) entgegengesetzten Seite anschließend an eine Kreisringfläche (21) ein separates Rohrstück (11) im Bereich seiner Gegenfläche (22) derart angeschweißt ist, dass zwischen der Kreisringfläche (21) und der Gegenfläche (22) ein Restspalt (24) erhalten bleibt.

5. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 2 oder 4; dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (22) bzw. die Kreisringflächen (14, 16) des Rohrstückes (13) bzw. der Rohrstücke (9, 10) im Be­ reich ihres Außendurchmessers mit einem umlaufenden, in Achsrichtung wei­ senden und vorstehenden, V-förmigen Steg (23) versehen sind, dessen Vorderkante unter Axialkraftbeaufschlagung (28) auf die im wesentlichen ebene Gegenfläche (15) der Nabenscheibe (5) aufgesetzt und mit dieser unter Annä­ herung von Kreisring- und Gegenfläche verschweißt ist.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißvorgang mittels des Kondensator-Schweißverfahrens durch­ geführt ist.