DE1680669A1

DE1680669A1 - Kupplungsscheibe mit Schwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE1680669A1
Application number: DE19651680669
Authority: DE
Inventors: Richard Binder; Peter Geibel
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1965-11-20
Filing date: 1965-11-20
Publication date: 1970-07-09
Also published as: FR1501465A; GB1167749A; US3414101A

Description

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FICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFURT

PATENT» UND GEBRAUCHSMUSTER-HILFSANMELDUNG

KUPPLUNGSSCHEIBE MIT SCHWINGUNGSDÄMPFER

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe mit Schwingungsdämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer Nabe und einem Scheibenkörper sowie zwischen diesen Teilen liegenden Schwingungsdämpfern mit in Umfangsrichtung nachgiebigen Federn, wo- | bei der Federsatz mindestens eines Schwingungsdämpfers Schraubenfedern aufweist, deren Achsen sich tangential zu einem um die Scheibenachse liegenden Kreis erstrecken und die Schwingungsdämpfer unterschiedlich für verschiedene Betriebsbereiche, nämlich Leerlauf und Normalbereich, ausgebildet sind, wobei der erste Schwingungsdämpfer bei Übergang vom Leerlauf in den Normalbereich überbrückt wird. Durch eine solche Ausbildung der Kupplungsscheibe soll neben der Dämpfung der Drehschwingungen im Normalbereich auch eine Dämpfung im Leerlaufbereich vorgenommen werden, um die Entstehung von Geräuschen in dieser Betriebsphase zu verhindern.

Bekannte Kupplungescheiben der vorbeschriebenen Gattung (vergleiche z. B. französische Patentschrift 1 589 6θ4) befriedigten bisher in ί der Praxis nicht. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Kuppluiigsscheibe gemäß obigem Gattungsbegriff, eine Anordnung zu schaffen, die eine einwandfreie Dämpfung der Drehschwingungen sowohl im Leerlauf als auch im Normalbetriebsbe«. reich ermöglicht, wobei fteräusch« und Stöße in der Kraftübertragung vermieden werden sollen, bei möglichst einfaohem Aufbau der Kupplungsscheibe.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der erste für den Leerlaufbereich bestimmte Schwingungsdämpfer in einem Verdrehwinke lbereich von etwa ί 9° arbeitet, eine sehr flache Federkenn-

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linie mit einer Federkonstanten bis zu etwa 0,5 kpm pro Grad hat und der zweite für den Normalbereich bestimmte Schwingungsdämpfer, der mit seinem Verdrehwinkelbereich an den ersten Dämpfer anschließt, einen relativ steilen Anstieg der Federkennlinie mit einer Federkonstanten zwischen 1,5 kpm pro Grad und 10 kpm pro Grad für PKW-Kupplungsscheiben und 10 kpm pro Grad und 70 kpm pro Grad für LKW-Kupplungsscheiben aufweist. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine Kupplungsscheibe mit Schwingungsdämpferkombination, die infolge einer zunächst sehr schwach im Leerlaufbereich und sehr stark im Normalbereich ansteigenden Kennlinie störende Geräusche und Stöße in der Kraftübertragung verhindert·

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, die Dämpfmomente so auszugestalten, daß das Reibmoment des ersten Schwingungsdämpfers kleiner als etwa 0,3 kpm für PKW-Kupplungsscheiben und 1 kpm für LKW-Kupplungsscheiben ist und das Reibmoment des zweiten Dämpfers etwa 0,5-2 kpm für PKW-Kupplungsscheiben und 3 - 20 kpm für LKW-Kupplungsscheiben beträgt.

Durch die Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß im Anschluß an den ersten Schwingungsdämpfer nach dessen Überbrückung ein Übergangsbereich vorgesehen 1st, wozu ein Teil der Federn des zweiten Dämpfers in der Ausgangslage von diesen entfernten Ansohlägen gegenüberliegen, so daß im Übergangsbereioh Infolge der nur teilweisen Federbeaufschlagung eine Federkennlinie des Dämpfers erzielt wird, die zwischen den Kennlinien für Leerlauf und Normalbereich liegt. Diese Ausbildung bie· tet besondere Vorteile deswegen, weil der übergang von der flaohen Kennlinie für den Leerlaufbereich zu der steilen Kennlinie für. den Normalbereich über eine Zwischenstufe erfolgt, so daß Stoß· und somit überbeanspruchungen der Übertragungsteile bzw. OerÄusohbildung vermie. den wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß AnsohlKge des zweiten Schwingungsdämpfer· AnsohlKgen am Nabenkörper mit einer Entfernung gegenüberliegen, die dem maximalen Verdrehwinkel des ersten Schwingungsdämpfer« entspricht, und daß ferner die Verbindungsmittel zwischen dem ersten und dem zweiten Schwingungsdämpfer mit einem demgegenüber größeren Spiel ausgebildet sind. Diese Ausbildung hafcfeur

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Folge, daß beim übergang vom des erstem zum zweitem Schwingungsdämpfer eier «rote aus dem Kraftübertragumgsweg ausgeschaltet wird, wodureh Dreheto3·, die bei Norn&lbetrieb auftreten, dem Leerlaufdämpfer nicht belasten, so daß dieser relativ klein dimensioniert werden kamm.

Besonders zweckmäßig 1st es nach der Erfindung, die Kupplungsscheibe so auszubilden, daß die Anschläge zwischen dem zweiten Sohwimgumgs· dänpfer Ma der Nabe aus einem Keilnutaußenprofil auf der Nabe und einem Keilnutinnenprofil im der Bohrung der Nabe des zweitem Schwin·* gumgodä^pfers bestehen und daß die Verbindungsmittel zwlsohem erstem λ und zweitem Schwingungsdämpfer durch parallel zur Soheibemachse liegende Bolzen gebildet werden, die an der Nabe des zweiten Sohwingumgsdänpfers befestigt sind, «ich in Umfamgsrichtung erstreckende Aussparungen des Flansches des erstem Schwingungsdämpfers durchsetzen, umd mir Befestigung der Seltembleche des erstem Schwingungsdampfers am der Nabe des zweiten dienen. Dies ergibt eine besonders einfache Ausbildumg der Anschläge umd Verbindungsmittel und damit eimern besomders eimfachem Aufbau der gesamtem Kupplungsscheibe,

Weitere vorteilhafte AusbildungsmCglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgendem Figurenbesohreibumg, die mehrer· Ausführumgsbeiepiele des Erflndungsgegenstandes umfaßt.

Die Zeichnungen zeigern im eimzelnent

Fig. 1 eimern Lämgsschmitt duroh eime Kupplungsscheibe mit zwei Sohwimgumgsd&mpferm,

Fig. 2 eimern Querschnitt II/II duroh die Fig. 1, Fig. 3 den Verlauf der Federkennlinien eines Schwimgumgsdämpfere gemäß

Pi«. 1,

Fig. 4 eimern Längsschnitt durch eine abgewandelte AuefUhrumgsform des Erfindumgsgegenstamdes,

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Fig. 5 eine» Querschnitt Ί/Ί durch di· Fig· 4 und Fig. 6 ei»·» Querschnitt VlAl durch die Fig. 4.

Di· i» den Figur·» 1 UAd 2 dargestellte Kupplungsscheibe besteht aus der Nabe 1, dem Scheibenkörper 2, eigens ersten Schwingungsdämpfer 4 und einem zweiten Schwingungsdämpfer 3. Der Scheibenkörper 2 trägt an seinem Außenrand beidseitig Reibbeläge 20 und ist über die Schwingungsdämpfer 3 und 4 mit der Nabe 1 verbunden.

Der Schwingungsdämpfer 3 weist eine Nabe 5 auf, an der die Seitenbleche 6 und 7 befestigt sind. Das Seltenblech 6 1st axial verschiebbar und steht unter der Wirkung der Anpreßfedern 11, die zusammen mit den Seitenblechen durch die Haltebolzen 10 mit der Nabe 5 verbunden sind. Das Seitenblech 6 wird zusammen mit den vorzugsweise aus Reibmaterial be« stehenden Dämpfungascheiben 9, dem Scheibenkörper 2 und weiter·» Zwischenringen gegen das Seitenblech 7 gedruckt, so daß bei einer Verdrehung der Seitenbleche und des Scheibenkörper 2 gegeneinander ein Reib« moment zu überwinden ist. Die Seitenbleche 6/7 sowie di· Dämpfungssohei· ben 9, der Scheibenkörper 2 und weitere vorhandene Zwischenringe sind mit Aussparungen zur Aufnahme der Federn 8 versehen, di· «in· federnde Verdrehung des Scheibenkörpers 2 gegenüber den Seitenblechen zulassen. Die Nabe 5 des Schwingungdämpfers j J st drehbar auf der Nabe 1 der Kupplungsscheibe angeordnet, wobei, dia Außenfläche dieser Nabe zur Lagerung und Zentrierung dient.

Die Nabe 5 ist Über das gleichfalls mit den Haltebolz·» 10 an ihr befestigte Seltenblech 12 mit dem er.ten .Schwingungsdämpfer 4 verbunden. Dieser Schwingungsdämpfer 4 umfaßt außer dem Seitenblech 12 d«a sioh radial er*treckenden Flansch 14, der bei dieser AusfUhrungsfor« einstUokig mit der Nabe 1 ausgebildet irt. An der äußeren Seite dieses Flansches ist das Seltenblech 13 vorgesehen, das mit dem Seitenbleoh 12 über Haltebolz·» 16 verbunden ist, wobei di· beide» S«lte»bleche durch di· Anschlag« 17 in dem erforderlichen axialen Abstand gehalten werden. Wie .beim Schwingungsdämpfer 3 sind auoh hier in auf dem Umfang verteilte» Aussparungen d·· Flansches 14 v»<3 der Seltenblech· 12 und 13 Federn 15 angeordnet, die eine elastische Verdrehung der S«ite»bleche g·- -/ 009828/0600

OBIG»NAL

gemüber dem Flamsch zulassem. Zwischea dem Flaasch und dem Seitemble« ohem «lad Relbrimge I9 vorgesehen, die beispielsweise durch da· 3eltem~ blech 13 aagepreßt werde», weaa dieses Seiteablech im Ruhezustaad tellerfurmig ausgebildet wird, wodurch sich im eiagebautem Zustamd elae Vorapaaaung ergibt. Auoh bei diesem Schwiaguagsdämpfer iat also bei eiaer elastisch·* Verdrehuag der Seiteableche gegenüber dem Piamach eim Heibmomemt zu Uberwimdem. Der Flansch 14 ist am aeimera äußerem Itafaag mit Auaaparuagem 18 versehen, im cieaea die Aaschläge 17 liegen, wodurch eime Begrenzung des Verdrehwege« des Schwimgumgsd&npfera 4 er«· sielt wird. Λ

Aus diesem Aufbau umd der im Fig. 3 dargestelltem Kemmlimie ergibt sich die Arbeitsweise der beidea Schwingungadämpfer. Im Bereich bis etwa 8° Verdrehwiakel verläuft die Kennlinie sehr flach, d. h., es ar· beitet ausschließlich der Schwingungsdämpfer 4-, während sich im dieser !hase der Schwimgumgsdämpfer J> wie eine starre Scheibe verhält. Dieser Bereich dieat beispielsweise zur.Dämpfung der im Leerlaufbereich eimer Bremmkraftmasohime auftretemdem Drehschwlmgumgem. Nach eimern Verdreh» wiakel vom 8° komme* die Aaschläge 17 im dem Aussparumgem 18 zur Am» lage, d. h., der Dämpfer 4 wird Überbrückt umd ausschließlich der Sohwimgumgsdämpfer 3 tritt im Aktion. Diese Dämpfumg im Normalbereich erstreckt sich beim Au3führumgsbeispiel vom 8-12°, ist aber mlcht am eimern derartigem Wert gebumdem. Die Ker&linie im diesem Normalbereich ( steigt wesemtlich stärker am als im Leerlaufbereich umd zeigt im ihrem uaterem Teil eimern weiterem Kmick. Die »er kamm dadurch erzielt werdem, daß beim übergang von Leerlauf» zum üorrcalbereich zumächet mur eim Teil der Federm 8 an Seheibeakörper 2 bnw. am dem Seltembleohem 6 umd 7 abliegt, w&hremd bei eimern amderem Teil hier im Umfamgsrichtumg zumächat elm Spiel vorgesehem iat. Solamge mux· eim Teil der Federm 8 beaufachlagt wird, verläuft demgemäß die Kemmlimie flacher umd 7.*lrd damm erst nach Eimsatz aller Federm Ihre stärkste Nelgumg ammehmem. Es ist vorteil· haft, eimern derartigem Ubergamgsberelch vorzv3ehern, um damit eimern welchem übergamg von der Leerlaufdämpfumg zur Norraaldämpfuag zu erzielen.

Dl· Kuppluagaocheibe, wie sie im dem Figuren 4, 5 umd 6 dargestellt

ist, hat einem ganz ähnliche* Aufbau wie die im dem !'igurem 1 umd 2

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gezeigte. Imsbesomdere ist der Kemmlimiemverlauf hier der gleiche wie er aus der Fig. 3 hervorgeht. Die Kupplumgsscheibe besteht also auch hler wieder aus der Nabe 1, dem Scheibenkörper 2 umd dem beidem Schwimgumgsdämpf erm 3 umd 4.

Abweichend vom der Ausführung mach Fig. 1 umd 2 1st lediglich die Verbimdumg der beidem Schwimgumgsdämpfer umterelmamder umd mit der Kupplumgsscheibemmabe 1. So ist der radiale Flamsch 22 des Schwimgumgsdämpfers 4 über Anschlage 24 auf der Nabe 1 befestigt, wobei diese Amschläge - wie dargestellt - vorzugsweise als Keilmutimmemprofil am Flamsch umd als Keilmutaußemprofil auf der Nabe ausgebildet sind. Die Befestigumg des Flamsches 22 auf der Nabe 1 erfolgt durch diese Amschläge praktisch spielfrei. Mit dem Sehwimgumgsdampfer 3 steht der Schwingungsdämpfer 4 über Haltebolzem 26 im Verbimdumg, dl* die Nabe des Schwlmgumgsdämpfers 3 durohdrlmgen und die Seitembleche 13 umd 23 des Schwimgumgsdämpfers 4 sowie die Seitenbleohe 6 umd 7 des Sohwimgumgsdämpfers 3 umd dessem Nabe 21 zusammem. Der Flamsoh 22 weist gegemüber dem Haltebolzem 26 «Im Spiel im Umfamgsriohtumg auf, da dl· Bolzem dem Flamsch am Aussparumgem durchsetzem, dl· sieh im Umfamgsrlchtumg erstreckem. Dieses Spiel 1st größer ala der Arbeitswimkelbereioh für die Leerlaufdämpfumg, um zu verhimderm, das der Sohwimgumgsdämpfer 4 währemd des Betriebes im Normalbereioh eimgesohaltet bleibt.

Die Elmschaltumg des Sohwimgumgsdämpfers 3 im Normalbereioh erfolgt dadurch, daß die Verbimdumgemittel 25, ,die zwisehern der Kupplumgsscheibemmabe 1 umd der Nabe 21 des Schwlngumgedämpfers 3 amgeordmet slmd, mit eimern Spiel ausgeführt elmd, das dem gewitschtem Arbeitswimkelbereieh des Sohwimgumgsdämpfers 4 emtsprioht. Dl· Verbimdumgemittel 25 beetehem beia Ausführumgsbeispiel aus eimern Keilmutaulemprofil auf der Nabe 1 umd eimern Keilmutimmemprofil im der Hab· 21, wobei diese Profile so ausgeführt eimd, dal sie. gegemeimamder «im Spiel im ümfamgsriohtumg aufweieem. (Sieh· Flg. 5!) Aus der Fig. 6 ist dabei zu erseh«m, daß dl· Amiohläge 24 zwiechem Flamsoh 22 umd Nabe 1 spielfrei ausgeführt slmd.

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Auch im der Wirkumgsweise entspricht βim« Kupplumgsschelbe, wi· ti· im dem Figure* 4-6 dargestellt ist, im wesentlich·* eimer Kupplungsscheibe gemäß Fig. 1 umd 2. EIm Umterschied besteht mur imsoferm. Als «· wie schom erwähmt - der Schwimgumgsdämpfer 4 bei der Ausführumg mach dem Figure» 4-6 beim Ubergamg im dem Normalbereich micht ie Kraftflufi verbleibt umd somit emtlastet ist. Die Verbimdumg zwlsohem der Nab· 1 umd dem Schwimgumgsdämpfer 3 wird mäch Ausmutzumg des Spieles im dem Verbimdumgsmittelm 25 direkt über diese Yerbimdumgsmittel erfolgern. Zur Erzielumg der abgekmlcktem Kemmllmie la Normalbereich, wie el· im Fig. 3 veramschaullcht ist, 1st auch bei der Kupplungsscheibe aaoh dem Figurem 4-6 die gleiche Mafimahme vorgeeehem wie bei der Ausführumg mach dem Figurem 1 umd 2. Aus dem Abbildünge* 5 umd 6 geht herror, daß 3 der Federm 8 des Schwimgumgsd&mpfers 3 zumäohst ausgeschaltet blei-_ be», da die Aussparumg 28 im Scheibenkörper 2 größer als im de» Seite»- bleche» ist, so daß diese Federm erst mach Oberwimdumg dieses Spieles zur Wirkumg kommem.

2. 11. 1965
SRL Pa/HU

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Kupplungsscheibe mit Schwingungsdämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen« bestehend aus einer Habe und einem Scheibenkörper sowie zwischen diesen Teilen liegenden Schwingungsdämpfern mit in Umfausrichtung nachgiebigen Federn, wobei der Federsatz mindestens eines Schwingungsdämpfers Schraubenfedern aufweist, deren Achsen sich tangential zu einen um die Scheibenachse liegenden Kreis erstrecken und die Schwingungsdämpfer unterschiedlich für verschiedene Betriebebereiche, nämlich Leerlauf- und Normalbereich, ausgebildet sind, wobei der erste Schwingungsdämpfer bei Übergang tob Leerlauf- in den Noraalbereich Überbrückt wird, dadurch gekennzeichnet, das der erste für den Leerlaufbereich bestlmnte Schwingungsdämpfer in einem Verdrehwinkelbereich von etwa £ 9° arbeitet« eine sehr flache Federkennlinie mit einer Federkonstanten bis zu 0,5 kpm pro Grad hat und der zweite für den Noraalbereich bestiae« te Schwingungsdämpfer, der mit seinem Verdrehwinkelbereich an den ersten Dämpfer anschließt, einen relativ steilen Anstieg der Federkennlinie mit einer Federkonstanten zwischen 1,5 kpm pro Grad und 10 kpm pro Grad für PKW-Kupplungsscheiben und 10 kpsi pro Grad und 70 kpm pro Grad für LKW-Kupplungsscheiben aufweist·

2. Kupplungsscheiben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibmoment des ersten Schwingungsdämpfers (4) kleiner als etwa 0,3 kpm für PKW-Kupplungsscheiben und 1 kpa für LKW-Kupplungsscheiben ist und das Reibmoment des zweiten Däapfers (3) etwa 0,5-2 kpa für PKW-Kupplungsscheiben und 3-20 kp« für LKW-Kupplungsscheiben beträgt.

3. Kupplungsscheibe nach eines oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den ersten SohwlngungsdMapfer (4) nach dessen überbrückung ein Üb4rf*ncaber«iefe vorgesehen ist, wozu ein Teil der Federn (8) das swtlten SSapfwp· (3) In der Ausgangslage von diesen entfernten Anschlagen (28) gegenüberliegen, so daß la übergangsbereioh infolge der nur teilwelsen Federbeaufschlagung eine Federkennlinie des DKapfers (3) erzielt wird, die zwischen den Kennlinien für Leerlauf- und Hormalbereioh liegt.

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ORIGINAL INSPECTED

Kupplungsscheibe, imsbesomdere mach eimern oder mehrere» der vorhergehemdem Amsprüche, dadurch gekemazeiohmet, daß Amschläge (24) des zweitem Schwimgumgsdämpfers (3) Amschlägem (24) am der Nabe (21) alt eimer Emtfermumg gegemüberliegem, die dem maximalem Verdrehwimkel dee erstem Schwimgumgsdämpfers (4) entspricht umd daß fermer die Verbimdumgsmittel (26) zwischem dem erstem umd dem zweitem Schwimgumgsdlepfei mit eimern demgegenüber größerem Spiel ausgebildet sind.

Kupplungsscheibe mach Amspruch 4, dadurch gekemmzeichmet, daß dl· Verbindungsmittel (25) zwischem zweitem Schwimgumgsdämpfer (3) umd Nabe (1) aus eimern Keilmutaußenprofil auf der Nabe (1) umd eimern Kellmutimmemprofil im der Bohrung der Nabe (21) des zweitem Schwimgumgsdämpfers (3) bestehem umd daß die Verbimdumgsaittel (26) zwischen erstem umd zweitem Schwlmgumgsdämpfer durch parallel zur Scheibenachs· liegende Bolzen (26) gebildet werden, dl· am der Hab· (21) des zweitem Schwimgumgsdämpfers (3) befestigt sind, sich Im Uafangerichtung erstreckende Ausaparungen (27) des Flansches (22) des erstem SchwingungsdiüBpfers (4) durchsetzem umd zur Befestigumg der Seitenbleche (13, 23) des erstem Schwimgumgsdaepfers (4) am der Nabe (21) des zweitem dienen.

11. 1965

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