DE4416949C1

DE4416949C1 - Taumelfähige Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE4416949C1
Application number: DE4416949A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Lindner; Joerg Dipl Ing Sudau; Bernhard Dipl Ing Schierling
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-09-28
Anticipated expiration: 2014-05-14
Also published as: ES2119625B1; FR2719878B1; US5566803A; GB2289318A; GB2289318B; FR2719878A1; ES2119625A1; GB9509793D0

Description

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

Kupplungsscheiben dieser Bauart sind bereits bekannt. So geht aus der US Patentschrift Re. 16,014 eine Kupplungsscheibe hervor, welche aus einem ebenen Blechelement besteht, das durch Öffnungen und radiale Schlitze - ausgehend von dem Be festigungsbereich an der Nabe - nach radial außen hin in ein zelne Segmente unterteilt ist, die aus radial verlaufenden, blattfederartigen Elementen bestehen, die in ihrem radial äu ßeren Bereich einteilig mit Federsegmenten ausgeführt sind. Die aus diesem Stand der Technik bekannte Konstruktion läßt allerdings keine hohe Flexibilität erwarten, da die wirksame Länge der blattfederartigen Elemente sehr begrenzt ist.

Weiterhin ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift 38 07 702 eine Konstruktion bekannt, bei welcher von Nabenarmen blattfederartige Elemente in beide Umfangsrichtungen wegwei send verlaufen, die in ihren Endbereichen mit den Reibbelägen in Verbindung stehen. Bei dieser Konstruktion ist zwar eine ausreichende Flexibilität vorauszusetzen, jedoch ist die Kon struktion infolge der vielen Einzelteile recht aufwendig.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungs scheibe entsprechend dem Oberbegriff dahingehend zu verbes sern, daß die gewählte Konstruktion von einfachem Aufbau ist bei gleichzeitig einwandfreier Funktion.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Danach wird vorgeschlagen, daß mehrere blattfederartige Elemente am Umfang verteilt vorgesehen sind, die jeweils in ihrem mittleren Bereich an der Nabe befestigt sind, im wesentlichen tangential zur Drehachse und im radialen Abstand von dieser in beide Richtungen von der Befestigungs stelle wegweisend verlaufen und mit ihrem Endbereichen mit den Reibbelägen in Verbindung stehen. Durch die Verwendung von mehreren blattfederartigen Elementen, die im wesentlichen tangential zur Drehachse verlaufen und die in ihrem mittleren Bereich jeweils an der Nabe befestigt sind und von der Befe stigungsstelle in beide Umfangsrichtungen verlaufen, kann mit einer geringen Anzahl von blattfederartigen Elementen ausge kommen werden, wobei diese gleichzeitig eine relativ große Längserstreckung aufweisen und somit die Flexibilität voll erhalten ist.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß vorzugsweise vier Ele mente vorgesehen sind, die jeweils paarweise in einer Ebene und bezüglich der Nabe einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei ein Paar zum anderen Paar bezüglich der Drehachse um etwa 90° verdreht ist und jedes Element sich mit zwei anderen kreuzt. Durch die vorgeschlagene Anordnung ergibt sich eine relativ große Längserstreckung der blattfederartigen Elemente, wodurch eine hohe Flexibilität erzielt werden kann. Weiterhin ist es mit nur vier Elementen möglich, einen symme trischen Aufbau mit wenigen Befestigungspunkten zu realisie ren. Die Endbereiche dieser vier Elemente ergeben insgesamt acht Verbindungsstellen mit den Reibbelägen, wodurch eine si chere Drehmomenteinleitung bzw. Drehmomentübertragung ermög licht ist.

Bei der Befestigung der Reibbeläge durch Federsegmente, die radial innerhalb der Reibfläche Befestigungsfüße aufweisen, wird erfindungsgemäß jedes blattfederartiges Element in seinem Endbereich jeweils mit einem Federsegment vernietet und zwar dergestalt, daß ein Paar von Elemente von der einen Seite her und das andere Paar von der anderen Seite auf den Befesti gungsfüßen aufliegen. Dadurch ist gewährleistet, daß die ein zelnen Elemente sich in ihren axialen Überdeckungsbereichen nicht gegenseitig behindern.

Dieser Effekt kann allerdings auch dadurch erzielt werden, daß entsprechende Abstandsstücke zwischen die Befestigungsfüße und die Endbereiche des einen Paars von Elementen zwischenge schaltet werden. Auf diese Weise können alle blattfederartigen Elemente von einer Seite her mit den Befestigungsfüßen der Federsegmente verbunden werden.

Bei der Anordnung von vorzugsweise vier blattfederartigen Elementen wird weiterhin vorgeschlagen, daß jedes Element in seinem Endbereich jeweils einteilig mit einem Federsegment ausgebildet ist. Eine solche Ausgestaltung ist im Hinblick auf die Anzahl der verwendeten Einzelteile besonders einfach im Aufbau.

Die Befestigung der Elemente an der Nabe erfolgt in vorteil hafter Weise über radial von der Nabe abstehende Arme. Eine Verbindung zwischen den Armen und den blattfederartigen Ele menten ist leicht herstellbar.

Die Verbindung erfolgt vorzugsweise über Nieten. Dabei können die mittleren Bereiche der blattfederartigen Elemente an ent sprechenden ebenen Flächen der Nabenarme zur Auflage kommen.

Andere Befestigungsarten, wie zum Beispiel Verschweißen, sind selbstverständlich an dieser Stelle auch möglich.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verlaufen die blattfederartigen Elemente über ihre Längserstreckung bogen förmig. Eine solche Ausgestaltung bringt zusätzliche Länge mit sich, welche die gewünschte Elastizität vergrößert.

Besonders vorteilhaft wirkt sich dieser Effekt aus, wenn die blattfederartigen Elemente nach radial außen gewölbt sind. Eine solche Ausgestaltung bringt eine besonders hohe Elasti zität mit sich.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß vor zugsweise drei Elemente angeordnet sind, die umfangsmäßig je weils um etwa 120° versetzt sind. Eine solche Ausgestaltung bringt in vorteilhafter Weise ein niedriges Massenträgheits moment mit sich.

Die Blattfederelemente sind dabei über ihre Längserstreckung bogenförmig ausgebildet dergestalt, daß sie nach radial innen hin gewölbt sind. Damit kann in vorteilhafter Weise der Ein bausituation Rechnung getragen werden (lediglich drei umfangsmäßig verteilte Elemente).

Auch bei dieser Konstruktion ist es einerseits möglich, jedes Element in seinem Endbereich mit einem Federsegment zu ver nieten, oder die Endbereiche einteilig mit dem entsprechenden Federsegment auszubilden. Im ersten Fall ist die Gestaltungs möglichkeit sowohl für die Elemente als auch für die Feder segmente größer im Hinblick auf die speziellen Aufgaben des Einzelteils. Im zweiten Fall ergeben sich weniger Einzelteile, die herzustellen und zu montieren sind.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Enden von jeweils zwei umfangsmäßig aufeinanderfolgenden Elementen jeweils mit einem gemeinsamen Federsegment verbunden sind. Eine solche Bauweise vereinfacht den Herstellungsaufwand, da - zumindest bei der Verbindung mittels Nieten - erheblich weniger Niet elemente und Nietvorgänge nötig sind.

Die Befestigung der Elemente an der Nabe erfolgt in vorteil hafter Weise über einen an dieser umlaufenden Flansch oder über mehrere radial abstehende Arme. Dabei ist es auch möglich, die Verbindung zur Nabe durch einen Schweißvorgang anstelle eines Nietvorganges herzustellen.

Die Erfindung wird anschließend anhand mehrerer Ausführungs beispiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer kompletten Kupplungs scheibe;

Fig. 2 die Ansicht der Kupplungsscheibe gem. der Fig. 1;

Fig. 3 die Ansicht einer Kupplungsscheibe mit einteilig an den Elementen angeordneten Federsegmenten;

Fig. 4 die Ansicht einer Variante zu den Fig. 1 und 2;

Fig. 5 die Ansicht einer Variante zu Fig. 4;

Fig. 6 u. 7 zwei Ausführungsbeispiele mit jeweils drei am Umfang verteilt angeordneten blattfederartigen Elementen.

Die in Fig. 1 dargestellte Kupplungsscheibe 1 weist eine Na be 2 auf mit einer Innenverzahnung zum drehfesten Aufsetzen auf eine nicht dargestellte Getriebewelle. Die Nabe 2 weist insgesamt vier am Umfang verteilte und radial abstehende Ar me 16 auf. An jedem dieser Arme 16 ist ein blattfederartiges Element 5 befestigt, welches in seinem mittleren Bereich an der Nabe 2 befestigt ist, von da aus im wesentlichen tangen tial zur Drehachse 3 verläuft und welches in seinen beiden Endbereichen mit Federsegmenten 11 verbunden ist. Es sind insgesamt vier dieser blattfederartigen Elemente 5 vorgesehen und gleichmäßig am Umfang verteilt, wobei sich jeweils zwei zwischen der Befestigungsstelle an der Nabe 2 und der Verbin dung mit den Federsegmenten 11 überkreuzen. Im vorliegenden Fall sind die blattfederartigen Elemente 5 an den Armen 16 der Nabe 2 durch Niete 17 verbunden, die gleiche Verbindungsart über Niete 18 erfolgt gegenüber den Federsegmenten 11, wobei jedes Federsegment 11 einen Befestigungsfuß 15 aufweist mit zwei im umfangsmäßigen Abstand vorgesehene Niete 18. Sämtliche Federsegmente 11 sind auf einem mittleren Radius konzentrisch zur Drehachse 3 angeordnet und sie tragen die Reibbeläge 4. Eine Ansicht der Kupplungsscheibe 1 gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 wiedergegeben. Insbesondere aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die blattfederartigen Elemente 5, deren Materialbahnen sich im wesentlichen in der Ebene der Kupplungsscheibe erstrecken, über ihre Längserstreckung bogenförmig verlaufen. Dieser bo genförmige Verlauf mit einer Wölbung nach radial außen er möglicht eine große Längserstreckung jedes dieser blattfederartigen Elemente 5, wodurch die erzielbare axiale Elastizität bzw. Taumelfähigkeit erhöht wird. Dabei sind die blattfederartigen Elemente 5 jeweils paarweise in einer Ebene und bezüglich der Nabe 2 einander gegenüberliegend angeordnet und ein Paar ist zum anderen Paar bezüglich der Drehachse um 90° verdreht positioniert. Dabei ist das eine Paar der Ele mente 5 von der einen Seite her und das andere von der anderen Seite her auf den Befestigungsfüßen 15 der Federsegmente 11 aufliegend vernietet.

In Fig. 3 ist eine Variante der Fig. 1 und 2 wiedergegeben. Hierbei sind die blattfederartigen Elemente 6 zwar gleich an geordnet und zwar jeweils paarweise und um 90° versetzt, sie sind jedoch in ihren, von der Befestigungsstelle an der Nabe abgewandten Endbereichen, einteilig mit den Federsegmenten 12 ausgeführt. Es ergibt sich hierdurch eine geringere Anzahl von Einzelteilen und eine erleichterte Montage.

Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils die Grundelemente einer Kupp lungsscheibe, wobei hier die blattfederartigen Elemente 7 bzw. 8 exakt tangential zur Drehachse 3 verlaufen und in ihren Endbereichen einmal mit den Federsegmenten 11 vernietet sind und zum anderen mit Federsegmenten 12 einteilig ausgeführt sind. Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3 sind die Elemente 7 bzw. 8 gradlinig ausgeführt und da mit für solche Einbaufälle geeignet, die mit einer etwas ge ringeren Elastizität auskommen kann.

In den Fig. 6 und 7 sind jeweils drei am Umfang verteilt an geordnete blattfederartige Elemente 9 bzw. 10 vorgesehen, die jeweils um 120° zueinander bezüglich der Drehachse 3 versetzt sind. Über ihre Längserstreckung sind sie ebenfalls bogenför mig ausgebildet und zwar nach radial innen hin gewölbt. Auf diese Weise ist es möglich, mit wenigen Einzelteilen auszu kommen, wobei gleichzeitig die Längserstreckung der einzelnen Elemente 9 bzw. 10 eine möglichst große axiale Elastizität aufweisen. Dabei sind entsprechend Fig. 6 die Endbereiche der Elemente 9 an den Füßen 15 von Federsegmenten 13 vernietet dergestalt, daß die beiden einander zugekehrten Enden von zwei Elementen 9 jeweils mit einem Fuß 15 eines Federsegmentes 13 vernietet sind. Im Gegensatz hierzu ist entsprechend Fig. 7 die Ausbildung so getroffen, daß ein großes zusammenhängendes Element gebildet ist, welches die blattfederartigen Ele mente 10 und die Federsegmente 14 einteilig in sich vereinigt.

Zu den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1, 2 und 4 ist noch nachzutragen, daß die Endbereiche der Elemente 5 bzw. 7 auch alle von einer Seite her mit den entsprechenden Befesti gungsfüßen 15 der Federsegmente 11 in Verbindung stehen kön nen, wobei dann unter Umständen Abstandsstücke für eine ent sprechende axiale Überbrückung vorgesehen sein können.

Die Verbindung der blattfederartigen Elemente mit der Nabe kann natürlich auch ohne Vernietung, zum Beispiel durch Ver schweißen, erfolgen.

Claims

1. Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung, umfassend eine Nabe mit Innenverzahnung zum Aufsetzen auf eine Ge triebewelle, die eine Drehachse definiert, ringscheiben förmige Reibbeläge konzentrisch zur Drehachse im radialen Abstand zur Nabe, Verbindungselemente zwischen Nabe und Reibbelägen in Form von blattfederartigen Elementen, de ren Materialbahnen sich im wesentlichen in der Ebene der Kupplungsscheibe erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere blattfederartige Elemente (5-10) am Umfang verteilt vorgesehen sind, die jeweils in ihrem mittleren Bereich an der Nabe (2) befestigt sind, im wesentlichen tangential zur Drehachse (3) und im radialen Abstand von dieser in beide Richtungen von der Befestigungsstelle wegweisend verlaufen und mit ihren Endbereichen mit den Reibbelägen (4) in Verbindung stehen.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise vier Elemente (5-8) vorgesehen sind, die jeweils paarweise in eine Ebene und bezüglich der Nabe (2) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei ein Paar zum anderen Paar bezüglich der Drehachse (3) um etwa 90° verdreht ist und jedes Element (5-8) sich mit zwei anderen kreuzt.

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbeläge (4) durch Federsegmente (11) gehalten sind, die radial innerhalb der Reibfläche Befestigungs füße (15) aufweisen.

4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß jedes Element (5) in seinem Endbereich jeweils mit einem Federsegment (11) vernietet ist dergestalt, daß ein Paar von Elementen (5) von der einen Seite her und das andere von der anderen Seite her auf den Befesti gungsfüßen (15) aufliegen.

5. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 3, dadurch gekenn zeichnet, daß jedes Element (5) in seinem Endbereich je weils mit einem Federsegment (11) vernietet ist derge stalt, daß alle Elemente (5) von einer Seite her mit den Befestigungsfüßen (15) verbunden sind, gegebenenfalls mit Abstandsstücken an denjenigen Endbereichen, die den Be festigungsfüßen (15) weiter entfernt sind.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, wobei die Reibbeläge durch Federsegmente gehalten sind, dadurch gekennzeich net, daß jedes Element (6) in seinen Endbereichen jeweils einteilig mit einem Federsegment (12) ausgebildet ist.

7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Elemente (5-10) an der Nabe (2) über radial von der Nabe (2) abstehende Arme (16) er folgt.

8. Kupplungsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Elemente (5-10) an den Ar men (16) vorzugsweise durch Nieten erfolgt.

9. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (5, 6) über ihre Längserstreckung bogen förmig verlaufen.

10. Kupplungsscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (5, 6) nach radial außen gewölbt sind.

11. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise drei Elemente (9, 10) vorgesehen sind, die umfangsmäßig jeweils um etwa 120° versetzt angeordnet sind.

12. Kupplungsscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß die Elemente (9, 10) über ihre Längserstreckung bogenförmig verlaufen dergestalt, daß sie nach radial innen hin gewölbt sind.

13. Kupplungsscheibe nach Anspruch 12, wobei die Reibbeläge durch Federsegmente gehalten sind, die radial innerhalb der Reibfläche mit Befestigungsfüßen versehen sind, da durch gekennzeichnet, daß jedes Element (9) in seinen Endbereichen mit einem Federsegment (13) vernietet ist.

14. Kupplungsscheibe nach Anspruch 12, wobei die Reibbeläge durch Federsegmente gehalten sind, dadurch gekennzeich net, daß jedes Element (10) in seinen Endbereichen jeweils einteilig mit einem Federsegment (14) ausgebildet ist.

15. Kupplungsscheibe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge kennzeichnet, daß die Enden von jeweils zwei umfangsmäßig aufeinander folgenden Elementen (9, 10) jeweils mit einem gemeinsamen Federsegment (13, 14) verbunden sind.

16. Kupplungsscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß die Befestigung der Elemente (9, 10) an der Na be (2) über einen an dieser umlaufenden Flansch oder über mehrere radial abstehende Arme (16) vorzugsweise über Niete (17) erfolgt.