DE4323354C2 - Kupplungsscheibe mit zweiteiliger Nabe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine solche Kupplungsscheibe ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 20 657 bekannt. Bei dieser bekannten Kupplungsscheibe ist entweder ein Axialanschlag an der Nabe von vornherein vorgesehen oder er wird durch beidseitige Nietanformungen hergestellt. In jedem Fall ist in diesem Bereich die axiale Erstreckung durch das vernietete Material vergrößert.

Darüber hinaus sind Anordnungen zum Befestigen zweier koaxialer Teile (DE 26 06 373 A1 DE-OS 21 59 263) bekannt, dass eine Nabe und eine Nabenscheibe zur axialen Sicherung verstemmt werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einer Nabe-Nabenscheibe- Verbindung eine möglichst raumsparende Lösung zu finden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die Verwendung von mehreren am Umfang verteilt angeordneten Zähnen ist es möglich, dass während des Montagevorganges eine im Wesentlichen spielfreie Verbindung hergestellt werden kann, die jedoch leicht zusammenzuführen ist. Durch die plastische Verformung wenigsten einzelner Zähne der Außenverzahnung der Nabe in axiale Vertiefungen der Nabenscheibe, die den Zähnen direkt benachbart sind, ist eine axial sehr raumsparende Verbindung herstellbar, wobei das aus den Zähnen in die Vertiefungen hinein plastisch verformte Material sowohl den in diesem Bereich vorhandenen Spalt ausfüllt als auch einen Axialanschlag darstellt. Damit ist einerseits eine absolute Spielfreiheit in Umfangsrichtung gewährleistet und zum anderen sind die beiden zusammengefügten Teile infolge der Axialanschläge axial gesichert.

Nach einem weiteren Merkmal wird vorgeschlagen, dass die Vertiefungen - ausgehend von dem direkt der Kontur des Kopfbereiches der Zähne gegenüberliegende Bereich - sich zusätzlich in die den Zahnflanken gegenüberliegenden Bereiche erstrecken. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass insbesondere auch in Umfangsrichtung weisende Spalte der Verzahnung sicher durch plastische Verformung aufgefüllt werden. Ein zusätzlicher axialer Raumbedarf entsteht hierfür nicht.

Zur axialen Sicherung der beiden Bauteile in beide Achsrichtungen wird vorgeschlagen, dass die Vertiefungen einseitig in die Nabenscheibe eingebracht sind derart, dass sie abwechselnd auf der Vorderseite und der Rückseite angeordnet sind. Die Vertiefungen sind somit in Umfangsrichtung gesehen von einem Zahn zum anderen Zahn der Außenverzahnung der Nabe auf unterschiedlichen Seiten der Nabenscheibe angeordnet, sodass die durch den Nietvorgang hergestellten Axialanschläge abwechselnd jeweils auf der einen bzw. der anderen Seite angeordnet sind.

Dabei wird die plastische Verformung durch einen Stempel erzeugt, der eine kugelabschnittsförmige Erhebung aufweist, die in den entsprechenden Zahn in axialer Richtung etwa mittig eindringt und eine kugelabschnittsförmige Vertiefung erzeugt. Es sind zwar auch andere Formen für den Stempel denkbar, jedoch ist gerade eine kugelabschnittsförmige Erhebung besonders vorteilhaft, da sie eine gleichmäßige Materialverdrängung erzeugt und die Kerbwirkung an dieser Stelle minimiert.

Eine besonders günstige Ausführung im Hinblick auf die weitere Verwendung bei Kupplungsscheiben ergibt sich dadurch, dass die Nabenscheibe im Bereich der Innenverzahnung und die Außenverzahnung im Bereich der Zähne im Wesentlichen die gleiche axiale Materialstärke aufweisen.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Vertiefungen spanlos derart in die Nabenscheibe eingebracht sind, dass das verdrängte Material auf der Rückseite entsprechende Ausbuchtungen bildet. Damit können die Vertiefungen in einfacher Weise spanlos eingebracht werden, wobei das verdrängte Material auf der Rückseite eine entsprechende Ausbuchtung ergibt. Eine solche Ausführung ist im Hinblick auf die großen umfangsmäßigen Belastungen sehr günstig und die spanlose Verformung erspart nicht nur Materialabfall, sondern reduziert auch die Kerbspannungen.

Bei der Verwendung der zweigeteilten Nabe bei einer Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer ist es besonders vorteilhaft, die Reibeinrichtung radial außerhalb des Verzahnungsbereiches anzuordnen und die Ausbuchtungen in der Nabenscheibe zur radialen Zentrierung der Reibringe heranzuziehen. Damit weisen die Ausbuchtungen, die bei der spanlosen Einbringung der Vertiefungen entstehen, eine zusätzliche Funktion auf.

Es ist jedoch auch möglich, die Reibeinrichtung radial innerhalb des Verzahnungsbereiches anzuordnen, wenn ein größerer Abstand zwischen der Nase und der Außenverzahnung eingehalten werden kann. In einem solchen Fall sind die Reibringe dann auf einem zylindrischen Durchmesser der Nabe in radialer Richtung geführt.

Die Erfindung wird anschließend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 und 2 die Teilansicht "A" einer Kupplungsscheibe sowie den Schnitt II-II;

Fig. 3 und 4 die vergrößerten Darstellungen ausschnittsweise von Fig. 1 und 2 im Ver­ zahnungsbereich;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht als Ausfüh­ rungsvariante zur Fig. 3;

Fig. 6 und 7 Teillängsschnitte durch Kupplungsscheiben mit Torsionsschwingungsdämpfer in zwei verschiedenen Ausführungsformen.

In den Fig. 1 und 2 ist die Teilansicht und ein Schnitt II-II einer Kupplungsscheibe 1 wiedergegeben. Die Kupplungsscheibe 1 besteht aus einer Nabe 5, die eine Außenverzahnung 8 aufweist, bestehend aus mehreren am Umfang verteilten Zähnen 9. Die Na­ benscheibe 11, die sich in radialer Richtung an die Außenver­ zahnung 8 der Nabe 5 anschließt, ist mit einer Innenverzah­ nung 12 versehen, die im wesentlichen konturengleich und spielfrei in die Außenverzahnung eingreift. In der Darstellung ist die Nabenscheibe 11 mit ihrer Innenverzahnung 12 auf die Nabe 5 mit der Außenverzahnung 8 aufgeschoben, eine gegensei­ tige Befestigung ist jedoch noch nicht durchgeführt. Die Na­ benscheibe 11 ist im Bereich ihres Außenumfangs mit Reibbelä­ gen 20 verbunden und die Nabe 5 weist eine Innenverzahnung 7 auf zum drehfesten Aufsetzen auf eine nicht dargestellte Ge­ triebewelle. Die komplette Kupplungsscheibe 1 ist zentrisch um eine Drehachse 4 angeordnet, die gleichzeitig die Drehachse der Getriebewelle darstellt.

Weiter Einzelheiten gehen aus den Fig. 3 und 4 hervor, die in vergrößerter Darstellung die bereits fertige und feste Ver­ bindung zwischen Nabenscheibe 11 und Nabe 5 darstellen. Die Zähne 9 der Außenverzahnung 8 der Nabe 5 weisen jeweils einen Kopfbereich auf, der aus einer konzentrisch bzw. tangential zur Drehachse 4 verlaufenden Kontur 10 besteht. Dieser Kon­ tur 10 liegt jeweils ein Bereich der Innenverzahnung 12 der Nabenscheibe 11 gegenüber, der eine axiale Vertiefung 13 auf­ weist. Diese axiale Vertiefung 13 ist vorzugsweise spanlos so hergestellt, daß das verdrängte Material auf der Rückseite der Nabenscheibe 11 jeweils eine entsprechende Ausbuchtung 15 bildet. Dabei sind in Umfangsrichtung gesehen die Vertie­ fungen 13 in der Nabenscheibe 11 abwechselnd von der einen und von der anderen Seite eingebracht. Dadurch ist in der Ansicht entsprechend Fig. 3 sowohl die Vertiefungen 13 als auch die Ausbuchtungen 15 zu erkennen. Nach dem Zusammenfügen von Nabenscheibe 11 und Nabe 5 durch Ineingriffbringen der Verzah­ nungen 8 und 12 werden beide Teile entsprechend Fig. 4 an einem Gegenhalter 27 zur Anlage gebracht und ein Stempel 26 in Richtung des Pfeiles F von der dem Gegenhalter 27 gegenüber­ liegenden Seite her angepreßt. Dabei dringen kugelabschnitts­ förmige Erhebungen 28 des Stempels 26 in die entsprechenden Zähne 9 ein und bilden dort kugelabschnittsförmige Vertie­ fungen 29. Durch das Eindringen der Erhebungen 28 wird Ma­ terial aus den Zähnen 9 verdrängt, welches sowohl im Bereich der Zähne 9 in den Spalt zwischen den beiden Verzahnungen 8 und 12 eindringt als auch teilweise in die Vertiefungen 13 hinein, so daß sich hier durch das verdrängte Material des entsprechenden Zahnes 9 ein Axialanschlag 16 bildet. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß durch die wechselseitige Anordnung der Vertiefungen 13 bzw. der Ausbuchtungen 15 auch die kugelabschnittsförmigen Erhebungen 28 wechselseitig sowohl am Stempel 26 als auch am Gegenhalter 27 angebracht sind. Auf diese Weise - eine gerade Anzahl von Zähnen vorausgesetzt - wird abwechselnd ein Axialanschlag 16 auf der Vorderseite und ein Axialanschlag auf der Rückseite der Nabenscheibe 11 ge­ bildet. Dadurch ist eine einwandfreie axiale Verbindung zwi­ schen der Nabe 5 und der Nabenscheibe 11 hergestellt. Zudem ist auch das Restspiel in Umfangsrichtung zwischen beiden Verzahnungen 13 und 12 durch Einfließen von Material ausge­ füllt, so daß eine einheitliche Struktur geschaffen ist, die den Anforderungen, die an eine Kupplungsscheibe zu stellen sind, gerecht wird.

In Fig. 4 ist eine Abwandlung von der Ausführung gemäß den Fig. 3 und 4 wiedergegeben, wobei lediglich die Vertie­ fungen 14 in der Nabenscheibe 11 nicht nur im Bereich der Kontur 10 der Zähne 9 angeordnet ist sondern auch noch gegen­ überliegend zu den Flanken der Zähne 9. Dadurch ist die Mög­ lichkeit gegeben, daß von der kugelabschnittsförmigen Vertie­ fung 29 verdrängte Material in eine großflächigen Axialan­ schlag 16 auszubilden, wobei gleichzeitig der Spalt zwischen den beiden Verzahnungen 8 und 11 im gesamten Bereich der Zäh­ ne 9 plastisch ausgefüllt wird. Die Vertiefung 14 umgreift somit sowohl die radial außen liegende Kontur 10 als auch die zugehörigen Zahnflanken 17.

Die Fig. 6 zeigt eine Kupplungsscheibe 2, bei welcher ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen ist. Zu diesem Zweck ist zu beiden Seiten der Nabenscheibe 11 jeweils ein Deckblech 18 bzw. 19 im Abstand angeordnet, wobei beide Deckbleche 18 und 19 untereinander drehfest verbunden und auf den vorgegebenen Ab­ stand gehalten sind. Das eine Deckblech 18 ist im Bereich seines Außenumfangs mit den Reibbelägen 20 verbunden und beide Deckbleche und die Nabenscheibe weisen Fensteröffnungen auf, in denen Schraubenfedern 21 angeordnet sind, die eine Rela­ tivverdrehung zwischen den Reibbelägen 20 und den Deck­ blechen 18 und 19 einerseits und der Nabenscheibe 11 mit der Nabe 5 andererseits ermöglichen. Weiterhin ist die Kupplungs­ scheibe 2 mit einer Reibeinrichtung 22, 23, 24, 25 ausgestat­ tet, die bei Torsionsschwingungen die Relativverdrehung dämpft. Diese Reibeinrichtung weist zwei Reibringe 22 und 23 auf, die radial außerhalb der Verzahnungen 8, 12 angeordnet sind derart, daß sie zur radialen Führung auf die Ausbuchtungen 15 aufgesetzt sind. Somit werden die Ausbuchtungen 15 zu einer weiteren Funktion herangezogen. Die Reibeinrichtung besteht weiterhin aus einem Druckring 25, der drehfest aber axial verlagerbar im Deckblech 19 gelagert ist und aus einer Feder 24, die zwischen Deckblech 19 und Druck­ ring 25 angeordnet ist. Die Feder 24 erzeugt eine Anpreßkraft zwischen den Reibringen 22 und 23 einerseits und dem Druck­ ring 25, dem Deckblech 18 und der Nabenscheibe 11 anderer­ seits, so daß bei Relativverdrehung zwischen den Ein- und Ausgangsteilen der Kupplungsscheibe 2 eine Reibkraft erzeugt wird.

In Fig. 7 ist die Kupplungsscheibe 3 wiedergegeben, die im Unterschied zur Kupplungsscheibe 2 gemäß Fig. 6 die Reibein­ richtung 22, 23, 24, 25 radial innerhalb der Verzahnungen 8, 12 aufweist. In diesem Fall ist die Außenverzahnung 8 im ra­ dialen Abstand zur Nabe 6 angeordnet, wodurch der Platz für die Anordnung der Reibeinrichtung geschaffen wurde. Dabei sind die beiden Reibringe 22 und 23 in radialer Richtung direkt auf der Nabe 6 geführt.

Claims (7)

1. Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung, umfassend eine Nabe mit Innenverzahnung zum Aufsetzen auf eine Getriebewelle, die eine Drehachse definiert, eine von der Außenkontur der Nabe nach radial außen abstehende Außenverzahnung, eine Nabenscheibe mit Innenverzahnung, die im Wesentlichen konturengleich und spielfrei in die Außenverzahnung (8) mehrere am Umfang verteilt angeordnete Zähne (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (8) mehrere am Umfang verteilt angeordnete Zähne (9) aufweist, die in ihren Kopfbereich eine zur Drehachse (4) konzentrisch oder tangential verlaufende Kontur (10) aufweisen, dass die Nabenscheibe (11) zumindest in einigen derjenigen Bereiche ihrer Innenverzahnung (12), die der Kontur (10) der Kopfbereiche der Zähne (9) der Außenverzahnung (8) direkt radial gegenüberliegen, axiale, von der umgebenden Außenfläche ausgehende und in Umfangsrichtung im Wesentlichen auf die Umfangserstreckung der Kopfbereiche begrenzte Vertiefungen (13, 14) aufweist, in die hinein Material der Zähne (9) der Außenverzahnung (8) plastisch verformt ist zum Schließen des in diesem Bereich zwischen beiden Verzahnungen (8, 9) vorhandenen Spaltes und zur Bildung eines Axialanschlages (16).

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (14) - ausgehend von dem direkt der Kontur (10) des Kopfbereiches der Zähne (9) gegenüberliegenden Bereich - sich zusätzlich in die den Zahnflanken (17) gegenüberliegenden Bereiche erstrecken.

3. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (13, 14) einseitig in die Nabenscheibe (11) eingebracht sind derart, dass sie abwechselnd auf der Vorderseite und der Rückseite angeordnet sind.

4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Verformung durch einen Stempel (26) erzeugt ist, der kugelabschnittsförmige Erhebungen (28) aufweist, die jeweils in den entsprechenden Zahn (9) in axialer Richtung mittig eindringen und eine kugelabschnittsförmige Vertiefung (29) erzeugen.

5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabenscheibe (11) im Bereich der Innenverzahnung (12) und die Außenverzahnung (8) im Bereich der Zähne (9) im Wesentlichen die gleiche axiale Materialstärke aufweisen.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (13, 14) spanlos derart in der Nabenscheibe (11) eingebracht sind, dass das verdrängte Material auf der Rückseite entsprechende Ausbuchtungen (15) bildet.

7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 6, wobei seitlich der Nabenscheibe Deckbleche angeordnet sind, die untereinander verbunden und auf Abstand gehalten sind, eines der Deckbleche radial außen mit Reibbelägen versehen ist, beide Deckbleche und die Nabenscheibe mit Fenstern zur Aufnahme von Federelementen versehen sind zur Relativverdrehung bei Drehmomentbeaufschlagung und im axialen Raum zwischen Deckblechen und der Nabenscheibe bzw. den mit der Außenverzahnung versehenen Nabenbereich eine Reibeinrichtung vorgesehen ist, bestehend aus mindestens einem Reibring auf der einen Seite und einer Feder auf der anderen Seite, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (22 bis 25) radial außerhalb des Verzahnungsbereiches (8, 12) angeordnet ist und die Ausbuchtungen (15) der Nabenscheibe (11) zur radialen Zentrierung des bzw. der Reibringe (22, 23) dient.