DE4404155A1 - Kupplungsscheibe mit Blech-Feinstanzteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung entsprechend dem Oberbegriff des Hauptan­ spruches.

Eine Kupplungsscheibe der obengenannten Bauart ist beispiels­ weise aus der deutschen Patentanmeldung 40 11 498 bekannt. Insbesondere bei der Nabenscheibe - aber auch bei den Deck­ blechen - solcher Kupplungsscheiben entstehen Probleme da­ durch, daß die umfangsmäßigen Endkanten der Fenster zur An­ steuerung der Federspeicher einem erhöhten Verschleiß unter­ liegen, wenn nicht besondere Gegenmaßnahmen getroffen werden. Eine wirksame, jedoch aufwendige Maßnahme ist, die Kanten der Fenster zu härten. Dabei besteht die Gefahr des Verzugs der mit den Fenstern ausgestatteten Bauteile. Zudem ist es nicht ohne weiteres möglich, das härtbare Material mit anderen Bau­ teilen zu verschweigen. Im Bereich der vorgesehenen Schweiß­ stellen mühte das Material beispielsweise spanabhebend nach­ bearbeitet werden, was einen recht hohen Aufwand bedeutet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Dauerfestigkeit der Bauteile von Kupplungsscheiben zu erhöhen ohne Nachteile bei Schweißverbindungen in Kauf nehmen zu müssen.

Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß Nabenscheibe und/oder Deckblech(e) als Blech-Feinschnitteil(e) ausgebildet ist(sind) und die festen Verbindungen untereinander bzw. zu anderen Bauteilen als Schweißverbindungen ausgeführt sind. Durch das Feinschneiden von Nabenscheibe und/oder Deckblech erfolgt eine Kantenverfestigung, die das Problem des Verschleißes an den entsprechenden Stellen löst. Gleichzeitig kann das dabei verwendete Material problemlos geschweißt wer­ den, so daß der früher notwendige Härtevorgang mit der Gefahr des Verzugs des entsprechenden Bauteils ersatzlos wegfallen kann. Als Material für diese im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile kann beispielsweise kaltnachgewalzter QStE 500 TM mit genügender Grundfestigkeit verwendet werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwei Deckbleche vorgesehen sind, die untereinander über Verbindungselemente fest miteinander verbunden und auf Abstand gehalten sind. Unabhängig davon, auf welche Weise die beiden Deckbleche mit der Nabe in Drehverbindung stehen, können hier alle Verbindungen zwischen den beiden Deckblechen - ob mit separatem Verbindungselementen oder mit an einem Deckblech einteilig angeordneten Verbindungselementen - durch Schweifen hergestellt werden, wobei im Hinblick auf den Schweißvorgang kein besonderer Arbeitsgang notwendig ist.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind Nabenscheibe und/oder Deckblech(e) als Feinschnitteil(e) ausgebildet und die feste Verbindung zur Nabe bzw. untereinander als Schweiß­ verbindung ausgebildet. Gerade bei einer Kupplungsscheibe, bei welcher die Nabenscheibe fest mit der Nabe verbunden ist und wenigstens ein Deckblech vorgesehen und gegen die Kraft der Federspeicher gegenüber der Nabenscheibe verdrehbar angeordnet ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Nabenscheibe mit einer Öffnung konzentrisch zur Drehachse auf einem ent­ sprechenden Sitz der Nabe konzentrisch zur Drehachse auf ge­ setzt - gegebenenfalls an einem Axialanschlag anliegend - ist und beide Teile durch eine Schweißnaht im Bereich Sitz-Öffnung verbunden sind. Bei einer solchen Konstruktion kann die Nabe mit ihrer diffizilen Innenverzahnung separat von der Naben­ scheibe hergestellt werden, was grobe Vorteile aufweist, die darin bestehen, daß bei der Nabenherstellung wenig spanabhe­ bender Abfall entsteht. Die Nabenscheibe wird dabei aus einem Blech-Feinschnitteil hergestellt, bei welchem durch das Feinschneiden eine Kantenverfestigung an den Fenstern für die Federelemente für eine Lebensdauerverlängerung sorgt und wobei Nabe und Nabenscheibe im Bereich Sitz-Öffnung durch eine Schweißnaht einfach und dauerhaft verbunden werden können. Dabei ist es nicht nötig, daß die Schweißnaht kontinuierlich umlaufend ausgebildet ist, es ist auch möglich, die Verbindung durch kurze, nicht untereinander zusammenhängende Schweißnähte herzustellen.

Es wird weiterhin bei Kupplungsscheiben, bei welchen die Na­ benscheibe fest mit der Nabe verbunden ist und wenigstens ein Deckblech vorgesehen und gegen die Kraft der Federspeicher gegenüber der Nabenscheibe verdrehbar angeordnet ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Nabenscheibe in ihrem radial inneren Bereich zumindest von einer Seite her mit einem Nabenteil in Form eines Rohrstückes versehen ist, wobei eine Stirnfläche des Rohrstückes einer entsprechenden Stirnfläche der Nabenscheibe axial gegenüberliegt und beide in diesem Be­ reich über eine Schweißnaht miteinander verbunden sind. Bei einer solchen Konstruktion kann sowohl die Nabenscheibe als auch das oder die entsprechenden Nabenteile separat herge­ stellt werden, wobei die Nabenscheibe durch Feinschneiden und Verwendung eines schweißfähigen Materials ohne weitere Nach­ arbeit mit dem Rohrstück verschweißt werden kann und gleich­ zeitig die Fenster die geforderte Festigkeit aufweisen. Dabei gilt der Vorteil des Feinschneidvorgangs für die Fenster nicht nur für diese, sondern auch für eventuell am Umfang für die Nabenscheibe angeordnete Anschlagkanten, die als Verdrehan­ schlag vorgesehen sind. Bei dieser Konstruktion kann in vor­ teilhafter Weise das energiearme und kostengünstige Kondensa­ tor-Entladungs-Schweißverfahren angewendet werden. Es wird damit auf der einen Seite ein Verzug der einzelnen Bauteile vermieden und zum anderen die Kantenverfestigung nicht negativ beeinflußt.

Bei einer Kupplungsscheibe, bei welcher zwei Deckbleche im axialen Abstand voneinander fest mit der Nabe verbunden sind und dazwischen die Nabenscheibe gegen die Kraft der Feder­ speicher gegenüber den Deckblechen bzw. der Nabe verdrehbar angeordnet ist wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Deckbleche mit Öffnungen konzentrisch zur Drehachse auf ent­ sprechenden Sitzen konzentrisch zur Drehachse auf der Nabe aufgesetzt - gegebenenfalls an einem Axialanschlag in Form eines mittleren Bereichs mit größerem Durchmesser anliegen - sind und jedes Deckblech über eine Schweißnaht im Bereich Öffnung - Sitz mit der Nabe fest verbunden ist. Eine solche Konstruktion ist sehr einfach im Aufbau und kommt mit wenig Einzelteilen aus, weil die sonst an dieser Stelle notwendigen Niete und der Platz in der Nabe ersatzlos wegfallen können.

Die Erfindung wird anschließend anhand verschiedener Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die obere Hälfte des Längsschnittes durch eine Kupplungsscheibe mit Schweißverbindung zwischen Nabenscheibe und Nabe;

Fig. 2 die untere Hälfte eines Längsschnitts durch eine Kupplungsscheibe mit Schweißverbindung zwischen den beiden Deckblechen untereinander;

Fig. 3 die obere Hälfte eines Längsschnitts durch eine Konstruktion mit zwei Deckblechen, die beide fest mit der Nabe verbunden sind;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Kupplungsscheibe mit zwei Deckblechen, die untereinander in ihrem radial äußeren Bereich drehfest verbunden und auf Abstand gehalten sind;

Fig. 5 und 6 Ansicht und Schnitt durch eine Kupplungsscheibe, bei der die Nabenscheibe seitlich mit Rohrstücken verschweißt ist, die die Innenverzahnung aufweisen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Längsschnitte durch eine Kupplungs­ scheibe, bei welcher eine Nabe 2 konzentrisch zu einer Dreh­ achse 17 angeordnet ist. Die Nabe 2 weist eine Innenverzahnung auf zur drehfesten Verbindung mit einer nicht dargestellten Getriebewelle. Mit der Nabe 2 fest verbunden ist eine Naben­ scheibe 3, die mehrere am Umfang verteilte Fenster 9 zur An­ steuerung von Federspeichern 25 aufweist. Auf jedem Seite der Nabenscheibe 3 ist ein Deckblech 5 bzw. 6 angeordnet, die beide untereinander - entsprechend Fig. 2 - über Abstands­ stücke 22 fest miteinander verbunden und auf Abstand gehalten sind und die ebenfalls Fenster aufweisen zur Ansteuerung der Federspeicher 25. Das Deckblech 6 ist im Bereich seines Außen­ umfangs weiterhin über Belagträger 11 mit Reibbelägen 16 fest verbunden. Die beiden Deckbleche 5 und 6 zusammen mit den Reibbelägen 16 bilden eine Einheit, die bei Drehmomentbeauf­ schlagung eine relative Verdrehung gegenüber der Nabe 2 mit der Nabenscheibe 3 gegen die Kraft der Federspeicher 25 aus­ führen können. Im vorliegenden Fall sind sowohl die Deck­ bleche 5 und 6 als auch die Nabenscheibe 3 als Blech-Fein­ schnitt-Teile hergestellt, wodurch einerseits ein ohne weiteres schweißbares Material verwendet werden kann und wo­ durch andererseits die Fenster zur Drehmomentbeaufschlagung der Federspeicher 25 eine örtliche Festigkeitserhöhung auf­ weisen, wodurch einem Verschleiß an dieser Stelle Einhalt ge­ boten ist. Die Nabenscheibe 3 ist dabei mit einer Öffnung konzentrisch zur Drehachse 17 auf einen entsprechenden Sitz der Nabe 2 aufgesetzt und beide Teile sind im Bereich Sitz- Öffnung durch eine Schweißnaht 19 miteinander verbunden. Diese Schweißnaht 19 kann dabei umlaufend sein, es ist jedoch auch möglich, einzelne Schweißbereiche vorzusehen. Die Nabe 2 ist im vorliegenden Fall mit einem Axialanschlag 18 versehen, der vor dem Schweißvorgang als Fixierung zwischen Nabenscheibe 3 und Nabe 2 dient.

Durch die Herstellung der beiden Deckbleche 5 und 6 auf die gleiche Weise ist es möglich, ihre drehfeste Verbindung un­ tereinander, die gleichzeitig den Axialabstand herstellt - ebenfalls durch einen Schweißvorgang - zu realisieren. Dabei sind zwischen beiden Deckblechen 5 und 6 am Umfang verteilt mehrere Abstandsstücke 22 eingesetzt, die bis in entsprechende Öffnungen in den Deckblechen hineinreichen und dort mit ent­ sprechenden Schweißnähten 19 verankert sind. Diese Abstands­ stücke 22 können dabei sowohl aus Flachmaterial hergestellt sein als auch aus Drehteil.

Als Ausgangsmaterial sowohl für die Deckbleche 5 und 6 als auch für die Nabenscheibe 3 eignet sich beispielsweise kalt­ nachgewalzter Stahl der Qualität QStE 500 TM mit genügender Grundfestigkeit. Dieses Material muß im Gegensatz zur bishe­ rigen Verfahrensweise - Härten der Deckbleche und der Naben­ scheibe im Bereich der Fenster zur Erhöhung der Festigkeit - im Bereich der Schweißstellen nicht spanabhebend nachbearbei­ tet werden, da es von sich aus schweißbar ist. Trotz dieser Eigenschaft weist es durch Anwendung der Feinschnitt-Technik im Bereich der Fenster zur Ansteuerung der Federspeicher die nötige Festigkeit auf, um hier keinen Verschleiß entstehen zu lassen.

In Fig. 3 ist eine Konstruktion dargestellt, bei welcher die Nabe 1 fest mit zwei Deckblechen 7 und 8 verbunden ist, die einen vorgegebenen Abstand voneinander aufweisen. Axial zwi­ schen beiden Deckblechen 7 und 8 ist die Nabenscheibe 4 ange­ ordnet, die radial außen über Belagträger 11 mit Reibbelä­ gen 16 verbunden ist. Die Nabenscheibe 4 ist gegenüber der Nabe 1 in Umfangsrichtung gegen die Kraft der Federspeicher 25 verdrehbar geführt, wobei diese Federspeicher in Fenstern der Deckbleche 7 und 8 und in Fenstern 9 der Nabenscheibe 4 ange­ ordnet sind. Zur Einhaltung des Axialabstandes zwischen den beiden Deckblechen 7 und 8 kann die Nabe 1 mit einem im Durchmesser größeren Bereich 23 versehen sein, der für jedes Deckblech einen Axialanschlag bildet.

Jedes der beiden Deckbleche 7 bzw. 8 ist mit einer Öffnung konzentrisch zur Drehachse 17 versehen, mit der es auf einen entsprechenden Sitz der Nabe 1 aufgesetzt ist und dort durch eine Schweißnaht 19 befestigt ist. Durch die Herstellung der beiden Deckbleche 7 und 8 beispielsweise aus einem kaltnach­ gewalzten QStE 500 TM mit genügender Grundfestigkeit und durch das Herstellen der zum Ansteuern der Federspeicher 25 nötigen Fenster im Feinschnittverfahren ist es möglich, die für die Fenster notwendige Festigkeit zu erzielen, ohne daß ein Här­ tevorgang vorgesehen werden muß, wobei das vorgesehene Mate­ rial direkt schweißbar ist. Es ist natürlich auch möglich, die Nabenscheibe 4 auf diese Weise herzustellen.

Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt durch eine Kupplungsscheibe im Bereich bzw. radial außerhalb der Federspeicher, wobei die beiden Deckbleche 7 und 8 in ihrem radial äußeren Bereich un­ tereinander auf Abstand gehalten und fest miteinander verbun­ den sind. Zu diesem Zweck ist das Deckblech 8 mit mehreren axial abgebogenen Lappen 21 versehen, die die Nabenscheibe 4 in entsprechenden Öffnungen 24 durchdringen und direkt mit dem gegenüberliegenden Deckblech 7 durch eine Schweißnaht 19 ver­ bunden sind. Dabei können natürlich die Lappen 21 mit ihren Enden auf der Seitenfläche des Deckblechs 7 aufliegen, sie können jedoch auch axial länger ausgeführt sein und auf dem Außenumfang des Deckblechs 7 aufliegen und dort verschweißt sein. Die übrige Konstruktion von Fig. 4 geht auf die von Fig. 3 zurück.

In den Fig. 5 und 6 ist die Ansicht und der Schnitt einer Kupplungsscheibe dargestellt, bei welcher die Nabenscheibe 3 als Feinschnitteil ausgebildet ist und die Fenster 9 bzw. 12 durch Kantenverfestigung während des Herstellverfahrens dau­ erbelastungsfähig gemacht sind. Das gleiche gilt auch für die Kanten 15, die im Bereich des Außendurchmessers der Naben­ scheibe 3 angeordnet sind und die als Verdrehwinkelanschlag fungieren. Sie sind in Aussparungen 14 angebracht, in denen beispielsweise sie Abstandsstücke 22 gemäß Fig. 2 verlaufen und sie bilden zusammen mit diesen Abstandsstücken 22 den entsprechenden Verdrehwinkelanschlag. Die Kanten 10 bzw. 13 wirken mit den Federspeichern 25 beispielsweise gemäß Fig. 1 zusammen und sorgen bei Drehmomentbeaufschlagung für eine Kompression dieser Federspeicher. Dabei können diese Feder­ speicher sowohl als Metall-Schraubenfedern ausgebildet sein, es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, Federspeicher aus Gummi oder ähnlichem elastischen Werkstoff zu verwenden, wobei diese dann in vorteilhafter weise mit Führungselementen ver­ sehen sind, die an den Kanten 10 bzw. 13 zur Anlage kommen.

Insbesondere aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Nabenschei­ be 3 von beiden Seiten her mit jeweils einem Nabenteil 2a bzw. 2b fest verbunden ist, wobei die Verbindung über Schweiß­ nähte 19 erfolgt. Die Nabenteile 2a, 2b sind mit der Innenver­ zahnung versehen, zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebe­ welle und sämtliche Teile sind konzentrisch zur Drehachse 17 angeordnet. Die Nabenscheibe 3 selbst kann ebenfalls mit einer Verzahnung versehen sein, es ist jedoch ohne weiteres möglich, in der Nabenscheibe 3 die Verzahnung auszusparen. Die Schweißnaht 19 kann dabei in vorteilhafter Weise mittels eines Kondensatorentladungsschweißvorganges hergestellt werden, wo­ bei zu diesem Zweck die beiden Nabenteile 2a, 2b vor dem Ver­ schweifen mit einem Steg 20 ausgestattet sind, der während des Schweißvorganges zumindest teilweise als Schweißmaterial ver­ läuft.

Claims (6)

1. Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Nabe mit Innenverzahnung, eine Nabenscheibe und wenigstens ein Deckblech, die als im wesentlichen scheibenförmige Teile ausgebildet sind mit Fenstern zur Aufnahme und Ansteuerung von Federspei­ chern, wobei eines der Teile Nabenscheibe oder Deckblech mit Reibbelägen versehen ist und das andere fest mit der Nabe verbunden ist und die Kupplungsscheibe konzentrisch zu einer Drehachse angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß Nabenscheibe (4, 5) und/oder Deck­ blech(e) (5, 6; 7, 8) als Blech-Feinschnitteile ausgebildet ist(sind) und die festen Verbindungen untereinander bzw. zu anderen Bauteilen als Schweißverbindungen (19) ausge­ führt sind.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Deckbleche (5, 6; 7, 8) vorgesehen sind, die un­ tereinander über Verbindungselemente (21, 22) fest mit­ einander verbunden und auf Abstand gehalten sind (Schweißnaht 19).

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Nabenscheibe (3, 4) und/oder Deckblech(e) (5, 6; 7, 8) als Feinschnitteil(e) ausgebildet ist(sind) und die feste Verbindung zur Nabe (1, 2) bzw. untereinander als Schweißverbindung (19) ausgebildet ist(sind).

4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, bei welcher die Naben­ scheibe fest mit der Nabe verbunden ist und wenigstens ein Deckblech vorgesehen und gegen die Kraft der Feder­ speicher gegenüber der Nabenscheibe verdrehbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (3) mit einer Öffnung konzentrisch zur Drehachse (17) auf einem entsprechenden Sitz der Nabe (2) konzentrisch zur Dreh­ achse (17) aufgesetzt - ggf. an einem Axialanschlag (18) anliegend - ist und beide Teile durch eine Schweiß­ naht (19) im Bereich Sitz-Öffnung verbunden sind.

5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, bei welcher die Naben­ scheibe fest mit der Nabe verbunden ist und wenigstens ein Deckblech vorgesehen und gegen die Kraft der Feder­ speicher gegenüber der Nabenscheibe verdrehbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (3) in ihrem radial inneren Bereich zumindest von einer Seite her mit einem Nabenteil (2a, 2b) in Form eines Rohrstückes versehen ist, wobei eine Stirnfläche des Rohrstückes ei­ ner entsprechenden Stirnfläche der Nabenscheibe (3) ge­ genüberliegt und beide in diesem Bereich über eine Schweißnaht (19) miteinander verbunden sind.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, bei welcher zwei Deck­ bleche im axialen Abstand voneinander mit der Nabe ver­ bunden sind und dazwischen die Nabenscheibe gegen die Kraft der Federspeicher gegenüber den Deckblechen bzw. der Nabe verdrehbar angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Deckbleche (7, 8) mit Öffnungen konzentrisch zur Drehachse (17) auf entsprechenden Sitzen konzentrisch zur Drehachse (17) auf der Nabe (1) aufgesetzt - ggf. an einem Axialanschlag in Form eines mittleren Be­ reiches (23) mit größerem Durchmesser anliegen - sind und jedes Deckblech über eine Schweißnaht (19) im Bereich Öffnung-Sitz mit der Nabe (1) fest verbunden ist.