DE4125966A1 - Kupplungsscheibe mit verschleppter vordaempferreibeinrichtung - Google Patents
Kupplungsscheibe mit verschleppter vordaempferreibeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe gemäß dem
Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine solche Kupplungsscheibe
ist beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift
39 22 730 bekannt. Bei dieser bekannten Kupplungsscheibe weist
das auf der Seite der Leerlauffedereinrichtung angeordnete
Deckblech eine Ausbuchtung nach außen auf, die die verschleppte
Reibeinrichtung aufnimmt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Kupplungsschei
be nach dem Stand der Technik dahingehend zu verbessern, daß
der Platz radial innerhalb der Federn für den Lastbereich
optimal genutzt wird bei einwandfreier Funktion.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des
Hauptanspruches gelöst. Durch die Anordnung der verschleppten
Reibeinrichtung auf die der Leerlauffedereinrichtung gegenüber
liegenden Seite der Nabenscheibe, und zwar radial oberhalb der
Reibeinrichtung für den Lastbereich, war es möglich, beide Deck
bleche im Bereich radial innerhalb der Federn für den Lastbe
reich eben auszuführen und so den vorhandenen Bauraum optimal
zu nutzen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen,
die Reibkraft zwischen Steuerblech und Nabenscheibe größer aus
zubilden als zwischen Steuerblech und Deckblech. Auf diese ein
fache Weise ist sichergestellt, daß der Einsatz der verschlepp
ten Reibung immer innerhalb des Bereiches der Leerlauffederein
richtung wirksam wird und nicht bereits bei Drehrichtungsumkehr
im Bereich der Lastfedereinrichtung. Damit ist sichergestellt,
daß beispielsweise bei Lastwechselreaktionen und beim Durchlauf
des Torsionsschwingungsdämpfers durch relative Verdrehwinkelbe
reiche, die erheblich größer sind als der Wirkungsbereich des
Leerlaufdämpfers, der Einsatz der verschleppten Reibeinrich
tung immer in den gleichen Verdrehwinkelbereichen stattfindet.
Entsprechend den Unteransprüchen ist dabei zwischen dem Steuer
blech und der Nabenscheibe ein Reibring eingesetzt, der vor
zugsweise aus einem organischen Material besteht. Er bewirkt
zwischen dem Steuerblech und der Nabenscheibe eine relativ hohe
Reibung. Weiterhin ist zwischen dem Steuerblech und dem Deck
blech ein Druckring und eine Feder angeordnet, wobei der Druck
ring gegenüber dem Deckblech durch Nasen umfangsmäßig und
radial fixiert ist und der Druckring vorzugsweise aus Kunst
stoff besteht. Dadurch ergibt sich zwischen dem Druckring und
dem Steuerblech eine relativ niedrige Reibung. Durch die unter
schiedliche Reibung auf beiden Seiten des Steuerbleches, wobei
die höhere Reibung gegenüber der Nabenscheibe vorgesehen ist,
ist sichergestellt, daß der Einsatz der verschleppten Reibung
immer innerhalb des Verdrehwinkels der Leerlauffedereinrichtung
sichergestellt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 den Teillängsschnitt durch eine Kupplungsscheibe;
Fig. 2 den Teillängsschnitt in vergrößerter Darstellung durch
eine andere Kupplungsscheibe;
Fig. 3 eine Prinzipskizze in vergrößerter Darstellung mit den
Wirkungsbereichen der verschleppten Reibeinrichtung.
Die Fig. 1 zeigt den Teillängsschnitt durch eine Kupplungs
scheibe 1. Diese besteht aus einer Nabe 4, die über eine Innen
verzahnung auf eine Getriebewelle aufgesetzt werden kann. Die
Nabenscheibe 4 weist eine nach radial außenweisende Verzah
nung 6 auf, in die eine Nabenscheibe 5 mit Spiel in Umfangs
richtung entsprechend dem Wirkungsbereich eines Leerlaufdämp
fers eingreift. Zu beiden Seiten der Nabenscheibe 5 sind Deck
bleche 11 und 12 angeordnet, die zusammen mit der Nabenschei
be 5 und Schraubenfedern 8 eine Lastfedereinrichtung 7 bilden.
Am Außenumfang des Deckbleches 12 sind die Reibbeläge 13 befe
stigt. Zu diesem Zweck sind die Schraubenfedern 8 in entspre
chende Fenster der Nabenscheibe 5 und der Deckbleche 11 und 12
eingesetzt. Im Bereich radial innerhalb der Schraubenfedern 8
ist zwischen dem Deckblech 11 und der Nabenscheibe 5 eine Leer
lauffedereinrichtung 9 sowie Teile einer Reibeinrichtung ange
ordnet und auf der gegenüberliegenden Seite sind zwischen der
Nabenscheibe 5 und dem Deckblech 12 Bauteile von Reibeinrich
tungen angeordnet. Dabei sind sämtliche Bauteile konzentrisch
um die Drehachse 3 angeordnet.
Die Leerlauffedereinrichtung 9 besteht aus mehreren Schrauben
federn 10 mit flacher Federkennlinie sowie einer fest auf die
Nabe 4 aufgesetzte Nabenscheibe 30 und zwei zu beiden Seiten
der Nabenscheibe 30 angeordneten Deckblechen 32 und 33, die
drehfest mit der Nabenscheibe 5 verbunden sind. In entsprechen
den Fenstern der Nabenscheibe 30 und der Deckbleche 32 und 33
sind die Schraubenfedern 10 angeordnet. Im radial inneren Be
reich der Nabenscheibe 30 ist ein Stützring 17 angeordnet, der
die axiale Festlegung der gesamten verdrehbaren Bauteile gegen
über der Nabe 4 und - wie später noch zu erklären sein wird -
eine Grundreibung erzeugt. Weiterhin ist zwischen dem Deck
blech 33 der Leerlauffedereinrichtung 9 und dem Deckblech 11
ein Reibring 18 angeordnet, der Teil der Lastreibeinrichtung
ist. Das Deckblech 33 weist im Bereich seines Außenumfangs
axial abgewinkelte Lappen 34 auf, die eine drehfeste Verbin
dung zum Deckblech 32 und zur Nabenscheibe 5 in bekannter Weise
herstellen. Gleichzeitig legen diese Lappen 34 mit umfangsmä
ßig verlaufenden Kanten auf dem Deckblech 32 auf, welches
seinerseits auf der Nabenscheibe 5 aufliegt. Diese Anordnung
gewährleistet den notwendigen axialen Freiraum für die Leer
lauffedereinrichtung 9, insbesondere für die Schraubenfedern
10, sowie die Übertragung der Anpreßkraft für den Reibring 18.
Auf der der Leerlauffedereinrichtung 9 gegenüberliegenden Seite
der Nabenscheibe 5 ist radial innen zwischen dem Deckblech 12
und einem Absatz der Nabe 4 ein Lager 14 angeordnet, welches
sämtliche verdrehbaren Teile gegenüber der Nabe 4 zentriert.
Zwischen diesem Lager 14 und der Verzahnung 6 der Nabe 4 ist
eine Feder 15 sowie ein Ring 16 angeordnet, welche eine axiale
Anpreßkraft zwischen dem auf der anderen Seite angeordneten
Stützring 17 und dem radial inneren Bereich der Nabenscheibe 30
erzeugen. Die auf diese Weise entstehende niedrige Reibung ist
über den gesamten Verdrehwinkelbereich der Kupplungsscheibe 1
wirksam. Im Raum radial außerhalb der Verzahnung 6 und radial
innerhalb der Schraubenfedern 6 der Lastfedereinrichtung 7 sind
zwei Reibeinrichtungen radial übereinander angeordnet. Die der
Verzahnung 6 näherliegende Reibeinrichtung besteht aus einem
Reibring 19, der an der Nabenscheibe 5 anliegt, aus einem
Druckring 22, der auf dem Reibring 19 aufliegt sowie einer
Feder 24, die zwischen Druckring 22 und Deckblech 12 angeordnet
ist und axial vorgespannt ist. Diese Teile gehören zusammen mit
dem auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Reibring 18
der Reibeinrichtung für den Lastbereich an und sie sind nur
dann wirksam, wenn der Leerlaufbereich überschritten ist und
die Nabenscheibe 5 das Spiel in der Verzahnung 6 überwunden hat
und gegenüber der Nabe 4 somit feststeht. Radial nach außen
schließt sich eine sogenannte verschleppte Reibeinrichtung an.
Diese besteht aus einem Reibring 20, der direkt an der Naben
scheibe 5 anliegt, aus einem Steuerblech 25, dessen ringför
miger Bereich 26 auf dem Reibring 20 aufliegt und einem Druck
ring 21, der auf dem ringförmigen Bereich 26 des Steuerblechs
25 aufliegt, und der durch eine Feder 23 vom Deckblech 12 weg
weisend kraftbeaufschlagt ist. Dabei ist der Druckring 21 über
entsprechende Nasen in Öffnungen 31 des Deckblechs 12 umfangs
mäßig drehfest angeordnet und auch in radialer Richtung zen
triert. Durch einen entsprechenden Bund zentriert der Druck
ring 21 auch das Steuerblech 25. Dieses weist im radial äuße
ren Bereich des ringförmigen Bereichs 26 axial abgewinkelte
Lappen 27 auf, die die Nabenscheibe 5 in umfangsmäßig entspre
chend groß ausgeführten Öffnungen 28 durchdringen und mit dem
radial äußeren Bereich der Nabenscheibe 30 der Leerlauffeder
einrichtung 9 in Wirkverbindung stehen. Zu diesem Zweck weist
die Nabenscheibe 30 im Bereich ihres Außenumfangs Steueröffnun
gen 29 auf, die entsprechend der Prinzipdarstellung in Fig. 3
ausgeführt sind. Die in Fig. 3 dargestellte Ruhestelle zeigt
einen der Lappen 27 des Steuerblechs 25, welcher gegenüber der
Steueröffnung 29 der Nabenscheibe 30 die Teilfreiwinkel Alpha
und Beta aufweist. Dabei ist der gesamte Wirkungsbereich der
Leerlauffedereinrichtung 9 in der Größe des Winkels Gamma
größer als die Summe aus den beiden Teilfreiwinkeln Alpha und
Beta.
Die Funktionsweise der Kupplungsscheibe ist nun folgende: Bei
einer umfangsmäßigen Relativbewegung der Deckbleche 11 und 12
mit den Reibbelägen 13 im Wirkungsbereich der Leerlauffederein
richtung 9 entsprechend dem Winkel Gamma verhält sich die Last
federeinrichtung 7 als starres Bauteil. Dadurch ist bei einer
Bewegung - ausgehend von einer Mittelstellung gemäß Fig. 3 - in
beiden Richtungen entsprechend den Freiwinkeln Alpha und Beta
lediglich die Einrichtung für die Grundreibung in Tätigkeit,
bestehend aus den Bauteilen 14, 15, 16, 6, 30, 17, 11. Beim
Überschreiten eines des Freiwinkel Alpha oder Beta durch die
als Baueinheit sich verhaltenden Teile 5, 11 und 12 wird das
Steuerblech 25 durch Anschlagen seiner Lappen 27 an die Endbe
grenzung der Steueröffnungen 29 in der Nabenscheibe 30 zwangs
weise angehalten und kann sich gegenüber der Nabe 4 in der
gleichen Drehrichtung nicht weiterbewegen. Damit entsteht zu
sätzlich zu der bereits vorher beschriebenen Grundreibung eine
weitere Reibung, die durch die Relativbewegung zwischen Naben
scheibe 5 und Deckblech 12 bzw. Reibring 20 und Druckring 21
gegenüber dem ringförmigen Bereich 26 des Steuerblechs 25 er
zeugt wird. Bei weiterer Relativverdrehung gegenüber der Nabe 4
und beim Überschreiten des Winkels Gamma kommt die Nabenschei
be 5 in der Verzahnung 6 durch Anschlag zum Stillstand, so daß
ab nun die Lastfedereinrichtung 7 relativ verdreht wird, d. h.
die Deckbleche 11 und 12 verdrehen sich weiterhin gegenüber der
mit der Nabe 4 feststehenden Nabenscheibe 5. Bei diesem Über
gang kommt die Reibkrafterzeugung zwischen dem Steuerblech 25
und der Nabe 5 zum Erliegen, es wirkt somit nur noch die Reib
kraft zwischen dem Druckring 21 und dem Steuerblech 25 und zu
sätzlich dazu die Reibeinrichtung für den Lastbereich, beste
hend aus den Reibringen 18 und 19, dem Deckblech 11, dem Druck
ring 22 und der Nabenscheibe 5, wobei die Anpreßkraft durch die
Feder 24 erzeugt wird und die Kraftweiterleitung über die nicht
dargestellten Abstandsniete zwischen den beiden Deckblechen 11
und 12 sowie über eine axiale Abstützung der Lappen 34 des
Deckblechs 33 erfolgt. Bei Drehrichtungsumkehr wird beim Errei
chen des Winkelbereiches Gamma und somit beim Übergang von der
Lastfedereinrichtung 7 in die Leerlauffedereinrichtung 9 das
Steuerblech 25 durch die höhere Reibung am Reibring 20 gegen
über der Nabenscheibe 5 von dieser mitgenommen und die Lappen
27 legen die Summe beider Freiwinkel Alpha und Beta zurück, so
daß bei diesem Bewegungsablauf nur die niedrige Reibung des
Druckrings 21 wirksam ist. Erst bei einer Relativbewegung über
die Summe der beiden Freiwinkel Alpha und Beta hinaus, d. h.
also nach Anschlagen der Lappen 27 an den Enden der Steueröff
nungen 29 wird wieder die gesamte Reibkraft aufgebaut, die sich
ergibt aus der höheren Reibkraft zwischen Steuerblech 25 und
Nabenscheibe 5 und aus der niedrigeren Reibkraft zwischen
Druckring 21 und Steuerblech 25.
Die beschriebene Wirkungsweise des Torsionsschwingungsdämpfers
einer Kupplungsscheibe stellt einerseits sicher, daß im reinen
Leerlaufbetrieb keine erhöhte Reibung zum Einsatz kommt, d. h.
es ist lediglich die Grundreibung durch die Bauteile 14, 15,
16, 6, 17 und 11 vorhanden. Beim Überschreiten dieses Winkels,
was bei größerer Drehmomentbeaufschlagung erfolgt oder beim
Lastwechsel von der Zug- zur Schubseite oder umgekehrt, ist
dafür gesorgt, daß vor dem Übergang von der flachen Federkenn
linie der Leerlauffedereinrichtung 9 auf die steile Federkenn
linie der Lastfedereinrichtung 7 eine höhere Reibung zum Ein
satz kommt, so daß Lastwechselgeräusche zumindest deutlich ver
mindert werden können. Zudem ist die Ausführung und Anordnung
der Einzelteile besonders raumsparend.
Die in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung gezeigte Kupplungs
scheibe 2 ist eine Variante von der Kupplungsscheibe 1. Hierbei
ist die Leerlauffedereinrichtung 9 aus lediglich zwei Kunst
stoffteilen gebildet, nämlich einer Nabenscheibe 35, die dreh
fest auf der Nabe 4 angeordnet ist und einem Eingangsteil 36,
welches die Funktion der beiden Deckbleche 32 und 33 gemäß
Fig. 1 übernimmt. Dabei bildet die an der Innenseite des Deck
blechs 11 anliegende Fläche des Eingangsteils 36 gleichzeitig
einen Teil der Lastreibeinrichtung, wie er bei Fig. 1 durch
den Reibring 18 dargestellt ist. Des weiteren ist die Naben
scheibe 35 im Bereich ihres Fußes axial so weit herausgezogen,
daß sie ebenfalls an dem Deckblech 11 anliegt und somit ein
Teil der Grundreibeinrichtung darstellt. Die übrigen Bauteile
sind sowohl von ihrer Form her als auch von ihrer Funktion her
von Fig. 1 bekannt. Die an der Erzeugung der Grundreibung be
teiligten Bauteile sind das Lager 14, zwei Ringe 16, dazwischen
eine Feder 15, die Stirnseite der Verzahnung 6, der radial
innere Bereich der Nabenscheibe 35 und die Innenseite des Deck
bleches 11. Die Lastreibeinrichtung besteht aus der Feder 24,
dem Druckring 22, dem Reibring 19, der diesem Reibring zuge
wandten Seite der Nabenscheibe 5 sowie der Berührungsfläche
zwischen dem Eingangsteil 36 und der Innenwand des Deckbleches
11. Dabei ist anzumerken, daß die Krafteinleitung der Feder 24
über radial außen angeordnete Abstandsniete zwischen den Deck
blechen 11 und 12 erfolgt und das Eingangsteil 36 entsprechend
dem Deckblech 33 von Fig. 1 eine axiale Abstützung über Lappen
gegenüber der Nabenscheibe 5 aufweist. Die verschleppte Reib
einrichtung besteht aus dem Druckring 21, der Feder 23, dem
ringförmigen Bereich 26 des Steuerblechs 25, den Lappen 27 so
wie den Steueröffnungen 29 in der Nabenscheibe 35 (entsprechend
der Nabenscheibe 30 von Fig. 3). Die Wirkungsweise dieser ver
schleppten Reibeinrichtung ist bereits in Verbindung mit den
Fig. 1 und 3 ausreichend erläutert. Es sei darauf hingewie
sen, daß Abstimmung der Reibkraft auch über die Größe der Reib
radien erfolgen kann.
Claims (6)
1. Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer für Kraft
fahrzeug-Reibungskupplungen mit Reibbelägen, welche das
Drehmoment einleiten, einer Nabe, die das Drehmoment über
eine Verzahnung auf eine Getriebewelle ausleitet mit je
weils einer Reibeinrichtung und einer Federeinrichtung für
den Leerlaufbereich und den Lastbereich, wobei zwei Deck
bleche vorgesehen sind, die über Niete miteinander verbun
den und auf Abstand gehalten sind und von denen eines die
Reibbeläge trägt, ferner einer Nabenscheibe zwischen den
Deckblechen und Schraubenfedern in Fenstern der Deckbleche
und der Nabenscheibe für die gegenseitige Verdrehung im
Lastbereich, einer Verzahnung mit Spiel in Umfangsrichtung
zwischen der Nabenscheibe und der Nabe, einer kombinierten
Reib- und Federeinrichtung zwischen der Nabenscheibe und
den beiden Deckblechen radial innerhalb der Torsionsfedern
für den Lastbereich mit Eingangs- und Ausgangsteilen und
Schraubenfedern für die Leerlauffedereinrichtung, mit Tei
len für die Leerlaufreibung sowie teilweise für die Last
reibung sowie jeweils einer axial wirkenden Feder für Leer
laufreibeinrichtung und die Lastreibeinrichtung, einem Ein
gangsteil für die Leerlauffedereinrichtung, das gegenüber
der Innenwand des einen Deckblechs eine Reibfläche - ggf.
unter Zwischenschaltung eines Reibelementes - aufweist mit
axial gerichteten Fortsätzen, die vom Deckblech weggerich
tet sind und bis in Öffnungen in der Nabenscheibe reichen
zur Herstellung einer drehfesten, spielfreien Verbindung,
einem Ausgangsteil für die Leerlauffedereinrichtung in Form
einer Nabenscheibe, die drehfest auf die Nabe aufgesetzt
ist und zwischen Eingangsteil der Leerlauffedereinrichtung
und Nabenscheibe der Lastfedereinrichtung angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Leerlauffederein
richtung (9) gegenüberliegenden Seite der Nabenscheibe (5)
zwischen dieser und dem zugehörigen Deckblech (12) radial
übereinander zwischen der Verzahnung (6) der Nabe (4) und
den Schraubenfedern (8) für die Lastfedereinrichtung (7)
zwei Reibeinrichtungen (19; 20, 21) angeordnet sind, von
denen die radial innere im Lastbereich wirksam ist und die
radial äußere als sogenannte verschleppte Reibeinrichtung
ausgebildet ist, die ein Steuerblech (25) mit ringförmigem
Bereich (26) beinhaltet, der gegenüber der Nabenscheibe (5)
eine Reibfläche und gegenüber dem Deckblech (12) eine Reib
fläche aufweist mit einer Feder (23) zur axialen Kraftbe
aufschlagung, wobei das Steuerblech (25) über am Außen
durchmesser des ringförmigen Bereichs (26) angeordnete,
axial abstehende Lappen (27), die die Nabenscheibe (5) in
umfangsmäßig entsprechend großen Öffnungen (28) durchdrin
gen und bis in Steueröffnungen (29) im radialen äußeren Be
reich der Nabenscheibe (30; 35) der Leerlauffedereinrich
tung (91) reichen, ansteuerbar ist und der Freiwinkel (α
plus β) zwischen Lappen (27) und Steueröffnung (29)
kleiner ist als der Winkelbereich der Leerlauffedereinrich
tung (9).
2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reibkraft zwischen Steuerblech (25) und Nabenschei
be (5) größer ist als zwischen Steuerblech (25) und Deck
blech (12).
3. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen ringförmigem Bereich (26) des
Steuerblechs (25) und der Nabenscheibe (5) ein Reibring
(20) eingelegt ist.
4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Reibring (20) vorzugsweise aus einem organischen
Material besteht.
5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen ringförmigem Bereich (26) des Steuerblechs
(25) und dem Deckblech (12) ein Druckring (21) angeordnet
ist, der gegenüber dem Deckblech (12) über Nasen umfangsmä
ßig und radial fixiert ist und der in seinem radial äußeren
Bereich durch eine am Deckblech (12) abgestützte Feder (23)
axial belastet ist.
6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckring (21) vorzugsweise aus Kunststoff besteht.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Owner name: MANNESMANN SACHS AG, 97422 SCHWEINFURT, DE |
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Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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