DE4137285C2 - Kupplungsscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe mit wenigstens einem Eingangsteil, wie einer Belagträgerscheibe und wenig­ stens einem scheibenförmigen Ausgangsteil, die entgegen der Wirkung von Kraftspeichern, die sowohl in Ausnehmungen des Eingangs- als auch des Ausgangsteiles gehalten sind, relativ zueinander verdrehbar sind, wobei die Endstellungen der relativen Verdrehungen durch Anlage von Anschlagelementen an Anschlagkonturen von Ausschnitten, wie durch Anlage von Bolzen an Ausnehmungen erfolgt.

Derartige Kupplungsscheiben sind z. B. durch die DE-AS 17 50 841 und die DE-OS 16 75 143 bekannt geworden. Diese Kupplungsscheiben besitzen einen mit einer Nabe drehfesten Mittelflansch, der flankiert wird von einer Belagträger- und einer Gegenscheibe, die über Bolzen drehfest miteinander verbunden sind. Die Bolzen erstrecken sich dabei durch Ausschnitte im Flansch.

Bekannt sind auch Kupplungsscheiben, bei denen die Belagträ­ gerscheibe axial zwischen zwei drehfest miteinander verbunde­ nen Scheiben angeordnet ist. Die beiden Scheiben können dabei ebenfalls über Bolzen oder über einteilig aus wenigstens einer der Scheiben herausgeformte Laschen fest miteinander verbunden sein, wobei diese zwischen den beiden Seitenschei­ ben vorgesehenen Verbindungselemente sich durch Ausnehmungen bzw. Ausschnitte der Belagträgerscheibe erstrecken und zur Begrenzung der Verdrehungen an den Endkonturen dieser Ausnehmungen zur Anlage kommen.

Weiterhin sind durch die DE-OS 31 49 656 Kupplungsscheiben bekannt geworden, bei denen eine Belagträgerscheibe und eine Gegenscheibe über als Abstandsmittel dienende Bolzen verbun­ den sind, die sich durch Ausschnitte eines Mittelflansches erstrecken, und zwar radial innerhalb der in Umfangsrichtung wirksamen Federn. Der Mittelflansch ist dabei gegenüber der Ausgangsnabe begrenzt verdrehbar, da zwischen diesen ein sogenannter Vordämpfer vorgesehen ist.

Bei diesen bekannten Kupplungsscheiben sind die Anschlagele­ mente und die Anschlagkonturen derart aufeinander abgestimmt, daß diese alle gleichzeitig zur Begrenzung der Drehbewegung sowohl in Schubrichtung als auch in Zugrichtung zur Anlage kommen sollen.

Da aufgrund von Toleranzen in der Fertigung der Einzelteile jedoch nicht gewährleistet werden kann, daß die Anschlagele­ mente an den entsprechenden Anschlagkonturen alle gleichzei­ tig zur Auflage kommen, besteht die Gefahr, daß ausgerechnet die gefährdeten Querschnitte des Bauteils mit den Anschlag­ konturen zusätzlich durch Anlage der Anschlagelemente an den Anschlagkonturen mechanisch beansprucht werden. Weiterhin können bei dem Stand der Technik die Anschlagelemente und die Anschlagkonturen derart miteinander zusammenwirken, daß ein radiales Verspannen des Eingangsteiles und des Ausgangsteiles erfolgt, da nicht gewährleistet ist, daß stets eine Anlage zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Anschlagelementen und Anschlagkonturen erfolgt.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und Kupplungsscheiben zu schaffen, die eine einwandfreie Funktion sowie eine verbesserte Lebensdauer besitzen. Weiterhin sollen die erfindungsgemäßen Kupplungsscheiben in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sein.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Kupplungsscheibe der eingangs genannten Art dadurch erzielt, daß bei Verwendung von wenigstens zwei Federstufen mit unterschiedlichem Endmoment die Anschlagelemente und die Anschlagkonturen derart aufeinander abgestimmt sind, daß in jeder Endstellung der beiden Drehrichtungen - zumindest im wesentlichen - lediglich diejenigen Querschnitte zwischen einander in Umfangsrichtung benachbarten Kraftspeichern desjenigen Bauteiles, das die Anschlagkonturen aufweist, durch die bei Anlage von Anschlagmitteln an Anschlagkonturen auftretenden Spannungen belastet sind, die auch durch die durch die Federn mit geringerem Endmoment eingeleiteten Spannungen belastet sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß in jeder Endstel­ lung der Relativverdrehung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil zumindest im wesentlichen nur diejenigen zwischen zwei benachbarten Federn vorgesehenen Querschnitte des die Anschlagkonturen aufweisenden Bauteiles von den Anschlagelementen beaufschlagt sind, die auch von den Federn mit niedrigem Endmoment, das ist das Moment, welches diese Federn bei maximaler Komprimierung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil erzeugen, beaufschlagt sind. Durch die Erfindung wird also gewährleistet, daß diejenigen Bereiche des die Anschlagkonturen aufweisenden Bauteiles, an denen sich bei einer Relativverdrehung die Kraftspeicher mit höherem Endmoment bzw. die Kraftspeicher höherer Federsteifigkeit abstützen, im wesentlichen nicht noch zusätzlich durch Spannungen, die aufgrund der Begrenzung der Relativverdrehung durch Anschläge entstehen, beansprucht werden.

Die Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise bei Kupplungsscheiben verwendbar mit zwei Federstufen, wobei die Federn der zweiten Stufe eine erheblich höhere Endfederkraft bzw. höheres Endmoment erzeugen können. Durch die Erfindung kann also eine Optimierung der Beanspruchung des die An­ schlagkonturen aufweisenden Bauteiles erzielt werden.

Für die Funktion und die Ausgestaltung der Kupplungsscheibe kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die an dem einen Bauteil vorgesehenen Anschlagelemente - in Umfangsrichtung gesehen - zwischen den einander zugewandten Abstützkonturen zweier - in Umfangsrichtung betrachtet - benachbarter Federn vorgesehen sind, und daß die bei der Begrenzung der relativen Verdrehung in einer der Drehrichtungen an jeweils einem Anschlagelement zur Anlage kommenden Anschlagkonturen - in Umfangsrichtung gesehen - denjenigen Abstützkonturen für die Federn mit höherem Endmoment zugewandt sind, von denen diese Federn mit höherem Endmoment aufgrund ihrer Komprimierung bei der relativen Verdrehung in der einen Drehrichtung abgehoben sind.

Die Erfindung läßt sich in besonders vorteilhafter Weise bei Kupplungsscheiben anwenden, bei denen zwei Federstufen vorgesehen sind, wobei jede Federstufe zwei diametral gegenüberliegende Kraftspeicher aufweist, weiterhin vier Anschlagelemente vorgesehen sind, die ebenfalls paarweise sich diametral gegenüberliegen und sich durch Ausschnitte eines der Bauteile axial erstrecken, wobei die Anschlagele­ mente und die durch die Ausschnitte gebildeten Anschlagkontu­ ren derart aufeinander abgestimmt sind, daß in die eine Drehrichtung eines der Paare von Anschlagelementen an den entsprechenden Anschlagkonturen zur Anlage kommen, und in die andere Drehrichtung das andere Paar der Anschlagelemente an den entsprechenden anderen Anschlagkonturen zur Anlage kommen.

Anhand der Fig. 1 und 3 sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplungs­ scheibe,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ansicht des Bauteiles, welches die Anschlagkon­ turen besitzt, wobei noch zusätzlich die jeweilige Stellung der Anschlagelemente gegenüber den Anschlagkonturen in jeder Drehrichtung dargestellt ist.

Die in den Figuren dargestellte Kupplungsscheibe 1 besitzt einen Vordämpfer 2 und einen Hauptdämpfer 3. Das Eingangsteil der Kupplunngsscheibe 1, welches gleichzeitig das Eingangs­ teil des Hauptdämpfers 3 darstellt, ist durch eine Reibbeläge 4 tragende Mitnehmerscheibe 5 sowie eine mit dieser über Abstandsbolzen 6 drehfest verbundene Gegenscheibe 7 gebildet. Das Ausgangsteil des Hauptdämpfers 3 ist durch einen Flansch 8 gebildet, der eine Innenverzahnung 9 aufweist, welche in eine Außenverzahnung 10 eines das Ausgangsteil der Kupplungs­ scheibe 1 bildenden Nabenkörpers 11 eingreift. Zwischen der Außenverzahnung 10 des Nabenkörpers 11 und der Innenverzah­ nung 9 des Flansches 8 ist in Umfangsrichtung ein Zahnflan­ kenspiel vorhanden, welches dem Wirkbereich des Vordämpfers 2 entspricht. Zur Aufnahme auf eine Getriebeeingangswelle weist der Nabenkörper 11 eine Innenverzahnung 12 auf.

Der Hauptdämpfer 3 besitzt zwei Federstufen 13, 13a, die jeweils zwei diametral gegenüberliegende Kraftspeicher 14, 15, die durch Schraubenfedern gebildet sind, aufweisen. Die Kraftspeicher 15 sind durch zwei ineinander geschachtelte Schraubenfedern gebildet. Die Schraubenfedern bzw. Kraftspei­ cher 14, 15 sind jeweils in fensterförmigen Ausnehmungen 5a, 7a bzw. 5b, 7b der Mitnehmer- und Gegenscheibe 5, 7 sowie in fensterförmigen Auschnitten 8a bzw. 8b des Flansches 8 aufgenommen. Die Fenster 5a, 7a, 8a für die Kraftspeicher 14 der ersten Stufe sind dabei gleich lang ausgebildet, so daß diese Kraftspeicher praktisch spielfrei darin aufgenommen sind. Die Kraftspeicher 14 können mit oder ohne Vorspannung eingebaut sein. Die Kraftspeicher 15 der zweiten Federstufe 13a sind spielfrei in gleich lang ausgebildeten Fenstern 5b, 7b aufgenommen und können je nach Anwendungsfall mit oder ohne Vorspannung in diesen Fenstern 5b, 7b eingebaut sein. Die im Flansch 8 vorgesehenen Ausnehmungen 8b haben eine größere Erstreckung in Umfangsrichtung als die fensterförmi­ gen Ausnehmungen 5b, 7b, so daß bei Ruhestellung der Kupp­ lungsscheibe 1 die Kraftspeicher 15, zumindest in eine Drehrichtung einen Abstand aufweisen gegenüber den Fensterbe­ grenzungskanten des Flansches 8, die zur Abstützung bzw. Be­ aufschlagung der Kraftspeicher 15 dienen. Vorzugsweise sind die Kraftspeicher 15 derart eingebaut, daß diese in beide Drehrichtungen ein Verdrehspiel gegenüber dem Flansch 8 aufweisen, wobei dieses Verdrehspiel in die eine Drehrich­ tung, z. B. in Zugrichtung größer sein kann als in die andere Drehrichtung, nämlich z. B. die Schubrichtung.

Die Kraftspeicher 14 besitzen eine geringere Federrate als die Kraftspeicher 15 und erzeugen bei vollständiger Auslen­ kung der Belagträgerscheibe 5 gegenüber dem Flansch 8 ein wesentlich geringeres Endmoment als die Kraftspeicher 15. Die Verdrehung zwischen Belagträgerscheibe 5 und dem Flansch 8 wird durch Anschlag der Abstandsbolzen 6 an Endkonturen 17a, 17b von Ausschnitten 17 des Flansches 8, durch die sie axial hindurchragen, begrenzt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besitzt der Flansch 8 - in Umfangsrichtung betrachtet - zwischen den einzelnen Fenstern 8a, 8b zur Aufnahme der Kraftspeicher 14, 15 verhältnismäßig schmale Bereiche 18, 19 die Abstützkanten 18a, 18b, 19a, 19b für die Kraftspeicher 14, 15 bilden. Die Bereiche 18, 19 sind insbesondere an ihren radial inneren Bereichen besonders geschwächt, und zwar, weil die Ausnehmungen 8b eine größere Erstreckung in Umfangsrichtung aufweisen als die Ausnehmungen 5b, 7b in der Belagträgerscheibe 5 und der Seitenscheibe 7. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Kraftspeicher 15 der zweiten Federstufe 13a erst nach einer relativen Winkelver­ drehung aus der Nullage der Kupplungsscheibe 1 heraus zur Wirkung kommen sollen, um eine gestufte Kennlinie zu erzeu­ gen. Um dies zu gewährleisten, müssen die Ausnehmungen 8b entsprechend dem Verdrehwinkel, über den die Kraftspeicher 15 unwirksam sein sollen, verlängert sein.

Um nun zu gewährleisten, daß bei maximaler Auslenkung der Kupplungsscheibe sowohl in Zug- als auch in Schubrichtung der Flansch 8 bzw. dessen Abstützbereiche 18, 19 für die Kraft­ speicher 14, 15 geringstmöglichst beansprucht werden, sind die Ausschnitte 17 und die Bolzen 6 derart in bezug aufeinan­ der angeordnet bzw. ausgebildet, daß, wie dies insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, von den jeweils paarweise sich diametral gegenüberliegenden Anschlagbolzen 6 lediglich ein Paar an den radial außerhalb der Abstützbereiche 18, 19 vorgesehenen Anschlagkanten 17a, 17b der Ausschnitte 17 zur Anlage kommen, und zwar derart, daß diese Anlage bzw. dieser Anschlag an den Bereichen 18, 19 stattfindet, an denen sich gerade die Kraftspeicher 14 mit geringer Endkraft bzw. Endmoment abstützen, wohingegen an den Bereichen 18, 19, an denen sich die Kraftspeicher 15 mit höherer Endkraft bzw. höherem Endmoment abstützen, die Anschlagbolzen 6 nicht zur Anlage an dem Flansch 8 kommen. Dadurch wird gewährleistet, daß der Drehmomentanteil, welcher über dem von den Kraftspei­ chern 14, 15 übertragenen maximalen Drehmoment liegt, die die geringste Federbelastung aufweisen, im wesentlichen abge­ fangen wird.

In Fig. 3 ist voll ausgezeichnet diejenige Position der Anschlagbolzen 6 gezeigt, welche diese z. B. in Zugrichtung einnehmen und strichliert die Position angedeutet, welche die Bolzen 6 in die andere Drehrichtung, z. B. Schubrichtung einnehmen. Es ist ersichtlich, daß in die eine Drehrichtung das eine diametral gegenüberliegende Paar von Bolzen 6 anschlägt und in die andere Drehrichtung das andere Paar. Der Anschlag findet dabei immer in denjenigen Bereichen 18, 19 statt, von denen die Kraftspeicher 15 abgehoben haben bzw. an denen sich die Kraftspeicher 14 abstützen.

Der Vordämpfer 2 ist axial zwischen dem Flansch 8 der Mitnehmerscheibe 5 angeordnet und besitzt ein mit dem Flansch 8 drehfest verbundenes Eingangsteil 20, z. B. aus Kunststoff und ein Ausgangsteil 21, das mit dem Nabenkörper 11 drehfest verbunden ist. Zwischen dem Eingangsteil 20 und dem Ausgangs­ teil 21 sind Kraftspeicher geringer Steifigkeit 22 vorgese­ hen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern ist auch allgemein anwendbar bei Dreh­ schwingungsdämpfern, z. B. für hydrokinetische Drehmoment­ wandler oder für Dämpfer, deren Ein- und Ausgangsteil jeweils mit der Antriebs- und Abtriebswelle starr verbunden sind.

Claims (2)

1. Kupplungsscheibe mit wenigstens einem Eingangsteil, wie z. B. einer Belagträgerscheibe und wenigstens einem scheiben­ förmigen Ausgangsteil, die entgegen der Wirkung von Kraftspeichern, die sowohl in Ausnehmungen des Eingangs- als auch des Ausgangsteiles gehalten sind, relativ zueinander verdrehbar sind, die Endstellungen der relativen Verdrehungen durch Anlage von Anschlagmitteln an Anschlagkonturen von Ausschnitten, wie z. B. durch Anlage von Bolzen an Ausnehmungen erfolgt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Verwendung von wenigstens zwei Feder­ stufen mit unterschiedlichem Endmoment die Anschlagmittel und die Anschlagkonturen derart aufeinander abgestimmt sind, daß in jeder Endstellung der beiden Drehrichtungen - zumindest im wesentlichen - lediglich diejenigen Querschnitte zwischen einander in Umfangsrichtung benachbarten Kraftspeichern desjenigen Bauteiles, das die Anschlagkonturen aufweist, durch die bei Anlage der Anschlagmittel an den Anschlagkonturen auftretenden Spannungen belastet sind, die auch durch die durch die Federn mit geringerem Endmoment eingeleiteten Spannungen belastet sind.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem einen Bauteil vorgesehenen Anschlagelemen­ te - in Umfangsrichtung gesehen - zwischen den einander zugewandten Abstützkonturen zweier benachbarter Federn vorgesehen sind und daß die bei der Begrenzung der relativen Verdrehung in einer der Drehrichtungen an jeweils einem Anschlagelement der Anschlagmittel zur Anlage kommenden An­ schlagkonturen - in Umfangsrichtung gesehen - denjenigen Abstützkonturen für die Federn mit höherem Endmoment zugewandt sind, von denen diese Federn mit höherer Endkraft bei der relativen Verdrehung in der einen Drehrichtung abgehoben sind.