DE4125966C2 - Kupplungsscheibe mit verschleppter Vordämpferreibeinrichtung - Google Patents

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 liegen 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 8 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 Reibeinrichtug 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) der Lastfedereinrichtung 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) der Lastfedereinrichtung 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) der Lastfedereinrichtung 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 (9) 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) aus Kunststoff besteht.