DE2256582B2 - Scheibendämpfungsanordnung für Reibkupplungen - Google Patents

Description

Scherspannungs/Scherungskennlinie eine deutliche Hysteresis aufweist, so daß die Nabe selbst Relativbewegungen zwischen der Antriebswelle und den Abdeckscheiben dämpft.

Dadurch, daß die Nabe aus einem Kunststoff mit deutlichem mechanischem Hystereseverhalten besteht, dämpft sie selbst bereits einen großen Teil von auftretenden plötzlichen Drehmomentänderungen. Diese Dämpfung ist völlig verschleißfrei und ändert sich während der gesamten Lebensdauer der Kupplung nicht. Durch diese »innere Verdrehung« der Nabe wird die gegenseitige Verdrehung zwischen Nabe und Abdeckscheibe beim Dämpfen vermindert, so daß ein Verschleiß an gegenseitigen Anlageflächen zwischen Nabe und Abdeckscheibe vermindert ist. Gegenüber herkömmlichen Stahlnaben hat die erfindungsgemäße Kunststoffnabe den weiteren Vorteil, daß der Werkstoff, aus dem sie besteht, beispielsweise Nylon, bei einer Relativdrehung zwischen Nabe und Abdeckscheibe wesentlich geringer verschleißt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Scheibendämpfungsanordnung gegenüber herkömmlichen Scheibendämpfungsanordnungen der eingangs erwähnten Art mit Stahlnaben liegt darin, daß die Trägheit bzw. das Beharrungsvermögen der Scheibendämpfungsanordnung vermindert ist, die Scheibendämpfungsanordnung somit nach Ausrücken der Kupplung innerhalb kürzerer Zeit zum Stillstand kommt. Es ist möglich, daß bei Verwendung von aus polymerem Kunststoff hergestellten Naben auf Kupplungsbremsen, mit denen schwere Fahrzeuge zur Zeit ausgerüstet sind, verzichtet werden kann. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Scheibendämpfungsanordnung der bei Betätigen der Kupplung erzeugte Lärm vermindert, da im Gegensatz zu früheren Konstruktionen zwischen den Federn und der NaK. keine Metall-Metallberührung zustande kommt. Selbst dann, wenn zur Erzielung wenig zusammendrückbarer Bereiche als Federabstützungen metallische Einsätze vorgesehen sind, ergibt sich eine Lärm- bzw. Geräuschverminderung infolge der Absorptionseigenschaften des benachbarten NabenwerkstofTes.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Scheibendämpfungsanordnung längs der Linie 1-1 in Fig. 2, 5«

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten, der Scheibendämpfungsanordnung gemäß F i g. 1,

Fig. 3, 4 und 5 der Fig. 1 ähnliche Teilansichten abgeänderter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Scheibendämpfungsanordnung in vergrößertem Maßstab.

Die in Fig. .1 und 2 gezeigte angetriebene Scheibendämpfungsanordnung weist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Nabe, Abdeckscheiben 11 und 12 sowie Reibbeläge 13 und 14 auf. Diese Reibbeläge sind am äußeren Umfangsrand der Abdeckscheibe 12 von Federsegmenten 15 gehalten, die mit Nieten 16 an der Abdeckscheibe 12 und mit Nieten 17 an den Reibbelägen befestigt sind. Die Abdeckscheiben 11 und 12 sind im Abstand voneinander von Nieten 18 zusammengehalten.

Die Abdeckscheiben 11 und 12 weisen gegenseitig fluchtende öffnungen zur Aufnahme von Schraubenfedern auf. Die öffnungen in der Abdeekscheibe Xl sind paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet und bilden ein erstes Paar 19, ein zweites Paar 20 und ein drittes Paar 21. In der Nabe 10 ausgebildete entsprechende Ausnehmungen oder öffnungen 22, 23 und 24 sind in F i g, 2 gestrichelt eingezeichnet. Die öffnungen 19 und 22 haben gleiche Umfangslänge, die öffnungen 20 weisen eine kleinere Umfangslänge auf als die öffnungen 23, und die öffnungen 21 sind in Umfangsrichtung kürzer als die öffnungen 24, Der Längenunterschied zwischen den öffnungen 20 und 23 ist geringer als der zwischen den öffnungen 21 und 24.

Bei Relativdrehung zwischen der Nabe und den Abdeckscheiben 11 und 12 werden die in den zueinander fluchtenden Öffnungen angeordneten Federn in allgemein bekannter Weise stufenweise zusammengedrückt. In einer Anfangsphase der Relativarehung werden Federn 25 beispvisweise in den Öffnungen 19 zusammengedrückt. Nach der Anfangsphase der Pressung kommen die Enden beispielsweise der öffnungen 20 zur Anlage an den Enden der in den Öffnungen 20 untergebrachten Federn 26, und nach einer weiteren Pressungsphase greifen die Enden der öffnungen 24 an Federn 27 in den öffnungen 21 und 24 an. Mit fortschreitender Verdrehung zwischen der Nabe 10 und den Abdeckscheiben 11 und 12 wird die Federkraft daher allmählich größer. Insoweit entspricht der Aufbau der angetriebenen Scheibenanordnung im wesentlichen herkömmlichen Ausbildungsformen.

Die Nabe 10 besteht aus einem polymeren Kunststoff. Sie weist eine mittig angeordnete Hülse 28 mit einer Bohrung 29 auf, in der ein Vielkeilprofil 30 ausgebildet ist. Ferner besitzt die Nabe einen Flansch 31, an dessen Innenumfang Schultern 32 vorhanden sind. Im Flansch 31 sind die Öffnungen 22, 23 und 24 ausgebildet, in denen die Federn 25, 26 und 27 aufgenommen sind, über die, wie oben erwähnt, der Antrieb zwischen den AbderV°che:ben 11 und 12 und der Nabe 10 erfolgt.

Zwischen den Abdeckscheiben 11 und 12 und den Schultern 32 sind Spalte 34 vorhanden, so daß zwischen den Abdeckscheiben 11 und 12 und der Nabe 10 im wesentlichen keine Reibungskraft erzeugt wird. In der Praxis ist eine geringe Reibungskraft vorhanden, da die Abdeckscheiben danach streben, sich aus der gezeichneten Mittellage heraus zu bewegen, so daß eine von ihnen in Anlage an die zugehörige Schulter 32 kommt. Es ist jedoch keine Zwangskräfte ausübende Vorrichtung vorgesehen, die einen Reibeingriff zwischen den Abdeckscheiben und den Schultern 32 herbeiführen würde.

Im Betrieb wird die notwendige Dämpfung der Relativbewegung zwischen der Nabe 10 und den Abdeckscheiben 11 und 12 durch die dem Werkstoff der Nabe 10 eigenen Hysteresis-Eigenschaften hervorgerufen.

Die Nabe ist aus einem mit Füllmittel versetzten oder von Füllmittel freien thermoplastischen oder hitzehärtbaren Kunstharz mit den erforderlichen inhärenten Hysteresis-Eigenschaften hergestellt. Es wurde festgestellt, daß geeignete Werkstoffe Nylon 66, Polyazetal, Harnstoff-Formaldehydharze, Melamin-Formaldehydharze und glasfaserverstärkte Polyesterharze sind. Bei Verwendung von Nylon können glasfaserverstärkte oder mit Glasfaser und Graphit als Füllmittel versetzte bzw. verstärkte Sorten

vorgesehen werden. Polyazetal kann glasfaserverstärkt sein. Zur Erzielung optimaler Eigenschaften der Nabe liegen die folgenden Eigenschaften vorteilhafterweise innerhalb folgender Bereiche:

(1) Spezifisches Gewicht im Bereich zwischen etwa 1,1-10» und l,9-103kp/ms,

(0,04 bis 0,07 lb/in.»)

(2) Elastizitätsmodul im Bereich zwischen etwa
1,76-10⁴ und 14,1 · 10* kp/cm²,

(0,25-10» bis 2-10«lb/in²)

(3) Schmelzpunkt im Bereich zwischen 100 und 300° C.

Die Nabe kann durch Pressen in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden und ist dann sofort für die Scheibendämpfungsanordnung einbaufertig. Es kann auch notwendig sein, das Vielkeilprofil 30 wenigstens auszuputzen und auf Maß zu bringen, so daß sich an das Pressen ein zusätzlicher Arbeitsschritt anschließen würde. Bei Bedarf können Ein- sätze aus Stahl oder anderen Werkstoffen in den Bereichen hoher Beanspruchung, beispielsweise am Vielkeilprofil 30 und an den an den Federn angreifenden Kanten der Öffnungen 22. 23 und 24, vorgesehen sein. Diese können im Anwendungsfall während des Pressens der Nabe eingesetzt werden.

Die in F i g. 1 und 2 gezeigten Ausbildungsformen sind in den Fällen geeignet, in denen nur eine geringe Dämpfung gefordert ist. Es gibt jedoch Fälle, in denen die an die Dämpfung gestellten Forderungen von den inhärenten Hysteresis-Eigenschaften des Nabenwerkstoffes nicht mehr erfüllt werden. Solchen Bedingungen entsprechen die in Fig. 3, 4 und 5 dargestellten abgewandelten Ausbildungsformen.

Die in F i g. 3 dargestellte Scheibendämpfungsanordnung hat den gleichen Aufbau wie die in F i g. 1 und 2 gezeigte, mit Ausnahme, daß die hier mit 11a und 12 a bezeichneten Abdeckscheiben mit Reibschluß an den Schultern 32a der Nabe 10 a anliegen. Bei dieser Ausbildungsform erfolgt daher die Dämpfung teils durch Hysteresis-Eigenschaften des Nebenwerkstoffes, teils durch den Reibschluß zwischen den Schultern 32 a und den Abdeckscheiben.il α und 12 a

Auch die in F i g. 4 dargestellte angetriebene Scheibendämpfungsanordnung ist mit der in F i g. 1 und 2 gezeigten gleich ausgebildet, ausgenommen, daß in diesem Fall zwischen den Abdeckscheiben und dem Nabenflansch eine Feder angeordnet ist. In F i g. 4 sind die Abdeckscheiben mit lift und 126 und die Nabe mit 10 b bezeichnet. Von den am Flansch ausgebildeten Schultern 32 ft ist die rechte in axialer Richtung kürzer ausgeführt als die linke Schulter. Zwischen der rechten Schulter und der Abdeckscheibe 11 ft ist eine Scheibenfeder 35 angeordnet, die die linke Schulter 32 ft gegen die Abdeckscheibe 12 b zwängt und daher bei Relativdrehung zwischen der Nabe und den Abdeckscheiben zwischen der Abdeckscheibe und der Schulter eine erhöhte Reibungskraft hervorruft.

Die in F i g. 5 gezeigte Scheibendämpfungsanordnung unterscheidet sich von der in F i g. 4 dargestellten dadurch, daß zwischen der Scheibenfeder und der diespr benachbarten Schulter und zwischen der anderen Schulter und der zugehörigen Abdeckscheibe je eine Reibscheibe eingesetzt ist. Die Abdeckscheiben sind mit lic und 12c, die in axialer Richtung weisenden Flächen der Flansche mit 32 c bezeichnet. Je eine Reibscheibe 36 ist zwischen der Abdeckscheibe 12 c und der benachbarten Fläche 32 c und zwischen der anderen Fläche 32 c und einer Scheibenfeder 37 angeordnet, die durch Belastung der Zwischenscheiben einen hohen Dämpfungsgrad erzeugt.

An Stelle der gezeigten speziellen Federanordnung können auch andere herkömmliche Federtypen bzw. Federanordnungen zum Einbau zwischen Nabe und Abdeckscheiben verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. drücken oder zumindest zu dämpfen. Dabei vertau-

   Patentansprucb; sehen die Antriebs- und Abtriebsseite der Kupplung

   je nach Betriebszustand des Fahrzeugs ihre Rolle,

   Scheibendämpfungsanordnung für Reibungs- Für eine solide Dämpfung ist es erforderlich, daß kupplung mit einer Nabe in Form einer Hülse 5 sich der Außenbereich der Kupplungsscheibe, an dem mit einer mit VielkeilprofU ausgebildeten Axial- der Reibungseingriff mit der Abtriebsscheibe erfolgt, bohrung und einem radialen Flansch, der nahe gegenüber der Antriebswelle verdrehen kann. Diese seinem Außenrand Aussparungen aufweist, in Verdrehbarkeit, die, um eine Drehmomentübertradenen in Umfangsrichtung wirkende Druck- gung zu ermöglichen, begrenzt ist und gegen mit 2U-federn angeordnet sind, mit Abdeckscheiben an io nehmender Verdrehung innerhalb der Kupplungsbeiden Seiten des Flansches, von denen minde- scheibe zunehmende Kräfte erfolgt, ermöglicht, daß stens eine reibschlüssig mit einer Abtriebsscheibe stoßartige Änderungen des Drehmoments auf der in Eingriff bringbar ist und die mit den Ausspa- Antriebsseite an der Abtriebsseite stetiger wirken, rangen im Flansch fluchtende Aussparungen auf- oder, sofern sie genügend kurzzeitig wirken, fast vollweisen, in welche die Druckfedern ebenfalls ein- 15 ständig unterdrückt werden. Die mit der Verdrehung greifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsscheibe einhergehffid? Relativbewedie Nabe (10) zumindest größtenteils aus einem gung zwischen der Nabe und den Außenbereichen polymeren, Kunststoff besteht, dessen Scherspan- der Kupplungsscheibe muß gedämpft sein, da ohne nungs-ZScherungskennlinie eine deutliche Hyste- Dämpfung stoß- bzw. ruckartige Änderungen des resis aufweist, so daß die Nabe selbst Relativ- 20 Drehmoments bzw. kurzzeitige Kraftimpulse Schwinbewegungen zwischen der Antriebswelle und den gungen in der Kupplungsscheibe hervorrufen könn-Abdeckscheiben (11, 12) dämpft. ten, durch die wiederum Getrieberattern und Zahn

   radbeschädigungen hervorgerufen werden könnten, die durch die in sich verdrehbare Ausbildung der

   25 Kupplungsscheibe vetimndert bzw. vci mieden werden sollen. Eine zu starke Dämpfung der Verdrehung der Kupplungsscheibe wiederum macht es un-

   Die Erfinuung betrifft eine Scheibendämpfungs- möglich, ruck- bzw. stoßweise Änderungen des Drehanordnung für eine Reibungskupplung mit einer moments genügend empfindlich zu dämpfen.
   Nabe in Form einer riülse mit einer mit Vielkeil- 30 Die in der FR-PS 670 130 beschriebene Kuppprofil ausgebildeten Axiattiobi mg und einem radia- lungsscheibe läßt nur eine sehr begrenzte Verdrehung len Flansch, der nahe seinem Außenrand Ausspa- zwischen dem Nabenbereich und dem äußeren Berungen aufweist, in denen in Umfangsrichtung wir- reich der Kupplungsscheibe zu. Ihre Dämpfungskende Druckfedern angeordnet sind, mit Abdeck- eigenschaften sind somit begrenzt,
   tcheiben an beiden Seiten des Flansches, von denen 35 Um ein möglichst gutes, d. h. den jeweiligen Anmindestens eine reibschlüssig mit einer Abtriebs- forderungen anpaßbares Dr.mpfungsverhalten der scheibe in Eingriff bringbar ist und die mit den Aus- Kupplungsscheibe zu erreichen, wird die Kupplungssparungen im Flansch fluchtende Aussparungen auf- scheibe "vielfach als Scheibendämpfungsanordnung weisen, in welche die Druckfedern ebenfalls ein- der eingangs erwähnten Art ausgebildet, die beigreifen. 40 spielsweise in der DT-PS 1 425 208 beschrieben ist.

   Eine Reibungskupplung, wie sie gewöhnlich im Die in den miteinander fluchtenden Aussparungen Kraftübertragungsweg eines Kraftfahrzeugs verwen- am radialen Flansch der Nabe und den Abdeckscheidet wird, weist eine Abtriebsscheibe auf, die nor- ben an beiden Seiten des Flansches angeordneten malerweise die Schwungscheibe des Motors oder an Druckfedern ermöglichen ein gegenseitiges Verdredieser befestigt ist, weiter eine Kupplungsscheibe, die 45 hen zwischen den Abdeckscheiben und dem Flansch, mit der Antriebswelle des Getriebes drehfest ver- Bei dieser Verdrehung werden die Druckfedern zubunden, jedoch auf der Antriebswelle in axialer Rieh- nehmend zusammengedrückt. Die Verdrehung vird tung verschieblich angeordnet ist, eine Anpreßscheibe dadurch gedämpft, daß die Abdeckscheiben in Reimit Feder, mit der sich die Kupplungsscheibe in An- bungseingriff mit Bereichen des Flansches sind,
   lage an die Abtriebsscheibe bringen läßt, sowie eine 50 Im Laufe des Betriebes ändert sich der Reibungs-Ausrückvorrichtung, die zum Ausrücken der Kupp- eingriff zwischen den Abdeckscheiben und dem lung die Anpreßscheibe unter Überwindung der Fe- Flansch bei solchen bekannten Kupplungen infolge derkraft zurückzieht. Die Kupplungsscheibe weist mechanischen Verschleißes beispielsweise der normalerweise eine Nabe mit einer mit Vielkeilpro- Flanschbereiche oder der Abdeckscheiben oder beifil versehenen Bohrung auf, die mit einem entspre- 55 der Teile. Diese Veränderung des Reibungseingriffes chenden Vielkeilprofil auf der Antriebswelle zusam- führt zu einem veränderten Dämpfungsverhalten der menwirkt. Kupplung, wodurch ein »Rupfen« oder ein ander-

   Um die Kupplungsscheibe auf der Antriebswelle weitiges ungenügendes Betriebsverhalten verursacht möglichst leicht axial verschieblich anzuordnen, wird werden kann.

   in der FR-PS 670 130 vorgeschlagen, die gesamte 60 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsscheibe oder zumindest deren Nabe aus Kupplung mit gutem Dämpfungsverhalten zu schaf-Kunststoff zu fertigen, damit die mit Vielkeilprofil fen, das sich während der gesamten Lebensdauer der ausgebildete Nabe sich auf der metallischen Welle Kupplung gegenüber dem herkömmlicher Kupplununter geringer Reibung verschieben kann. gen nur wenig ändert.

   Neben der Drehmomentübertragung liegt eine we- 65 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gesentliche Aufgabe der Reibungskupplung darin, stoß- löst, daß bei einer Scheibendämpfungsanordnung der weise Änderungen des antriebsseitigen Drehmoments eingangs erwähnten Art die Nabe zumindest größtenbei der Übertragung auf die Abtriebsseite zu unter- teils aus einem polymeren Kunststoff besteht, dessen