DE102008053377B4 - Rupftilger - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Kupplungsscheiben werden in vielen Fällen mit so genannten mehrteiligen Schwungrädern verwendet, welche zumindest einen Drehschwingungsdämpfer aufweisen, der insbesondere die von der Brennkraftmaschine angeregten Drehschwingungen zumindest auf ein akzeptables Maß reduzieren und somit den Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs erhöhen soll. Es wurde jedoch festgestellt, dass bei Verwendung von zumindest im Wesentlichen drehstarren Kupplungsscheiben bei bestimmten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs, insbesondere während der Betätigung der Reibungskupplung, ein so genanntes Rupfen erzeugt wird, welches Schwingungen im Antriebsstrang generiert. Dieses Rupfen wird auch mit dem Begriff Reibschwingungen bezeichnet. Ein derartiges Rupfen zwischen den Reibflächen der Reibbeläge der Kupplungsscheibe und den mit diesen zusammenwirkenden Gegenreibflächen der Kupplungsanpressplatte und des Schwungrads, tritt insbesondere bei Anfahrvorgängen von Kraftfahrzeugen auf, weshalb derartige Rupferscheinungen besonders störend sind.
- Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 101 17 745 A1 ist eine Kupplungsscheibe mit einem dynamischen Dämpfer bekannt, der auch als Drehschwingungstilger oder Rupftilger bezeichnet wird. Der bekannte Rupftilger umfasst eine Trägheitsmasse, die über Energiespeicher in Form von Schraubenfedern drehelastisch mit der Kupplungsscheibe verbunden ist. Der Rupftilger ist in Reihe geschaltet mit einem Drehmomentbegrenzer, der als Rutschkupplung ausgebildet ist. - Aus der
DE 34 39 701 A1 ist eine Kupplungsscheibe bekannt, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist. - Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, gegebenenfalls unerwartet auftretende Rupfprobleme auf einfache Art und Weise zu beseitigen.
- Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsscheibe gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rupftilgers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil, die Energiespeicher und die Schwungmasse in einer Steckverbindungseinheit und/oder Clipsverbindungseinheit zusammengefasst sind. Dadurch wird die Montage des Rupftilgers erheblich vereinfacht. Die Montage kann insbesondere ohne spezielle Werkzeuge erfolgen, indem der Rupftilger einfach aufgesteckt beziehungsweise aufgeclipst wird.
- Die Schnapphaken, die auch als Widerhaken ausgeführt sein können, ermöglichen auf besonders einfache Art und Weise eine schnelle und stabile Befestigung des Rupftilgers zum Beispiel an einer Kupplungsscheibe.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rupftilgers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil Formschlusselemente aufweist. Die Formschlusselemente, die zum Beispiel als Mitnehmernasen ausgeführt sind, ermöglichen eine drehfeste Verbindung mit einem Teil der Kupplungsscheibe.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rupftilgers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapphaken und/oder die Formschlusselemente einstückig mit dem Eingangsteil verbunden sind. Das Eingangsteil ist zum Beispiel als Spritzgussteil, insbesondere aus Kunststoff, ausgeführt. Das Eingangsteil kann aber auch als Blechformteil ausgeführt sein.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rupftilgers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil einen ringartigen Grundkörper aufweist, an dem die Schnapphaken und/oder die Formschlusselemente radial innen angebracht sind. Der ringartige Grundkörper dient vorzugsweise auch dazu, den Rupftilger bei der Montage zu zentrieren.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rupftilgers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapphaken und/oder die Formschlusselemente gleichmäßig über einen Umfang des Eingangsteils verteilt sind. Vorzugsweise ist jedem Schnapphaken ein Formschlusselement zugeordnet.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rupftilgers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteile und die Schwungmasse Aussparungen zur Aufnahme der Energiespeicher aufweisen. Die Aussparungen an dem Eingangsteil und der Schwungmasse bilden zusammen vorzugsweise fensterartige Aufnahmeräume für die Energiespeicher. Vorzugsweise sind die Aussparungen an dem Eingangsteil radial außen offen. Dementsprechend sind die Aussparungen an der Schwungmasse vorzugsweise radial innen offen. Die Aussparungen bilden zusammen im Wesentlichen rechteckige Aussparungen oder Aufnahmeräume für die Energiespeicher.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rupftilgers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicher jeweils mindestens ein Federelement umfassen, das in einem Käfig aufgenommen ist, der formschlüssig in der zugehörigen Aussparung der Schwungmasse und/oder des Eingangsteils aufgenommen ist. Die Gestalt des Käfigs ist sowohl an die Gestalt der zugehörigen Aussparung als auch an die Gestalt des zugehörigen Federelements angepasst. Vorzugsweise ist der Käfig nach außen hin, insbesondere radial nach außen, geschlossen ausgeführt. Der Käfig kann aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein.
- Die Erfindung betrifft auch eine Kupplungsscheibe mit einem vorab beschriebenen Rupftilger. Der in einer Montageeinheit zusammengefasste Rupftilger ist separat lagerbar, montierbar und verfügbar. Bei Bedarf kann der Rupftilger nachträglich an einer problembehafteten Kupplungsscheibe montiert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Rupftilger in Serie an einer Kupplungsscheibe zu montieren. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass keine zusätzlichen Befestigungsmittel und Werkzeuge benötigt werden, um den erfindungsgemäßen Rupftilger zu montieren.
- Der Rupftilger ist an einer Gegenscheibe des Drehschwingungsdämpfers anbringbar beziehungsweise angebracht, der in die Kupplungsscheibe integriert ist. Die Gegenscheibe des Drehschwingungsdämpfers ist vorzugsweise als Stanz-Biegeteil ausgeführt und umfasst fensterartige Aussparungen, die zur Aufnahme von Energiespeicherelementen des Drehschwingungsdämpfers dienen. Der erfindungsgemäße Rupftilger ist vorzugsweise radial außen an der Gegenscheibe angebracht, und zwar insbesondere aufsteckbar beziehungsweise aufclipsbar. Durch Verrasten des Rupftilgers an beziehungsweise mit der Gegenscheibe wird eine stabile Befestigung des Rupftilgers ermöglicht.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplungsscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenscheibe Umfangsrandbereiche aufweist, die Widerlager für die Schnapphaken darstellen, die an dem Eingangsteil des Rupftilgers angebracht sind. Die Schnapphaken, die auch als Widerhaken ausgeführt sein beziehungsweise bezeichnet werden können, umgreifen den äußeren Umfang der Gegenscheibe.
- Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Reibungskupplung mit einer vorab beschriebenen Kupplungsscheibe. Die Erfindung eignet sich besonders dazu, unerwünschte Schwingungen bei Zweischeiben- und Doppelkupplungen zu reduzieren, die auf zunehmende Rupfprobleme zurückzuführen sind.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reibungskupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung eine weitere Kupplungsscheibe umfasst. Die Reibungskupplung ist vorzugsweise als Doppelkupplung oder als Zweischeibenkupplung ausgelegt. Vorzugsweise ist die weitere Kupplungsscheibe mit einem fest installierten Rupftilger ausgestattet.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 eine Doppelkupplung mit einem erfindungsgemäßen Rupftilger im Halbschnitt; -
2 eine Kupplungsscheibe mit dem Rupftilger aus1 im Längsschnitt; -
3 die Kupplungsscheibe aus2 in einer Seitenansicht von links; -
4 einen vergrößerten Ausschnitt aus2 ; -
5 einen vergrößerten Ausschnitt aus3 ; -
6 eine perspektivische Darstellung der Kupplungsscheibe aus den2 bis5 mit einem separaten Rupftilger vor der Montage; -
7 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Rupftilgers; -
8 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der Kupplungsscheibe; -
9 den erfindungsgemäßen Rupftilger im Halbschnitt und -
10 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Rupftilgers. -
1 zeigt einen Ausschnitt einer Doppelkupplung1 eines Lastschaltgetriebes. Je nach Kupplungssteuerung wird ein von einer Brennkraftmaschine bereitgestelltes Motordrehmoment entweder über eine erste Kupplungsscheibe11 auf eine Vollwelle15 oder über eine zweite Kupplungsscheibe12 auf eine Hohlwelle16 in eines von zwei Teilgetrieben eingeleitet. - Im Fall einer Lastschaltung erfolgt ein Gangwechsel über die beiden Teil-Kupplungen, indem eine Kupplung allmählich geschlossen, während die andere geöffnet wird. Je nach Länge der Überschneidungsphase ist das Ausbilden einer Rupfschwingung möglich.
- Unter Rupfen wird allgemein die selbst- oder fremderregte Reibmomentschwankung einer Kupplung verstanden, die den Antriebsstrang zu entsprechenden Schwingungen anregt, die sich wiederum in unangenehmen Fahrzeuglängsschwingungen äußern. Zur Bekämpfung der unerwünschten Schwingungen ist es möglich, auf einer Kupplungsscheibe einen so genannten Rupftilger zu platzieren, dessen Eigenfrequenz mit der Rupfeigenfrequenz des Antriebsstrangs übereinstimmt und der durch ein gegenphasiges Schwingen das Aufbauen einer Rupfschwingung verhindert.
- Das Rupfen tritt jedoch nicht unbedingt in jedem Fahrzeug auf, sondern ist unter anderem abhängig vom Zusammenspiel verschiedener Bauteiltoleranzen. Daher kann es in bestimmten Fällen ökonomisch günstiger sein, einen Rupftilger nur im Reklamationsfall als Abhilfemaßnahme einzusetzen, wobei die Kupplung, insbesondere Doppelkupplung, nicht ausgebaut beziehungsweise montiert werden soll.
- Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird eine Kupplungsscheibe mit einem nachträglich oder separat montierbaren Rupftilger geschaffen, die insbesondere für Zweischeiben- oder Doppelkupplungen geeignet ist. Der separat montierbare Rupftilger kann in Serie hundertprozentig verbaut werden oder er kann nur im Reklamationsfall eingesetzt werden, ohne dass die Kupplung demontiert werden muss. Der erfindungsgemäße Rupftilger kann mit oder ohne Rutschkupplung ausgeführt werden.
- Bei dem in
1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kupplungsscheibe12 mit einem fest montierten Rupftilger19 ausgestattet, der mit einer Rutschkupplung20 zusammenwirkt. Die Rutschkupplung20 ist mit Hilfe von Nietverbindungselementen fest an der Kupplungsscheibe 12 angebracht. Ein Einbau oder Ausbau des Rupftilgers19 bei montierter Rutschkupplung 20 ist nicht möglich. - Die Kupplungsscheibe
11 umfasst eine Mitnehmerscheibe24 und eine Gegenscheibe25 , die mit Hilfe von Nietverbindungselementen aneinander befestigt sind und das Eingangsteil eines Drehschwingungsdämpfers 30 darstellen. Radial außen sind an der Mitnehmerscheibe24 Reibbelagelemente 31, 32 befestigt. Radial innen ist die Mitnehmerscheibe24 mit Hilfe einer Lagereinrichtung drehbar zu einer Kupplungsnabe34 gelagert, die über eine Verzahnung drehfest mit der Vollwelle15 verbunden ist. - Die beiden Scheiben
24 ,25 , die auch als Seitenteile bezeichnet werden, sind gegen die Federwirkung von Energiespeichereinrichtungen38 relativ zu einem Flansch36 verdrehbar, der das Ausgangsteil der Drehschwingungsdämpfungseinrichtung30 darstellt und drehfest mit der Kupplungsnabe34 verbunden ist. Die Energiespeichereinrichtungen38 umfassen Federelemente in Form von Schraubendruckfedern, die in Fenstern angeordnet sind, die wiederum in den Scheiben24 ,25 ausgespart sind. - Radial außen an der Gegenscheibe
25 ist ein erfindungsgemäßer Rupftilger40 angebracht. Der Rupftilger40 umfasst ein Eingangsteil41 , das auf die Gegenscheibe25 aufgeclipst ist. Das Eingangsteil41 ist über einen Energiespeicher42 , der ein Federelement43 umfasst, das in einem Kä45 angeordnet ist, mit einer Schwungmasse48 gekoppelt. - In den
2 und3 ist die Kupplungsscheibe11 mit dem Rupftilger40 im Längsschnitt und in der Draufsicht dargestellt. In3 sieht man, dass der Rupftilger40 in radialer Richtung zwischen den Energiespeichereinrichtungen38 des Drehschwingungsdämpfers30 und den Reibbelagelementen 31 angeordnet ist. - Insbesondere in den vergrößerten Ausschnitten der
4 und5 sieht man, dass die Gegenscheibe 25 den Rupftilger40 trägt, der das auch als Eingangselement bezeichnete Eingangsteil 41 umfasst, das mittels einer Clipsverbindung axial und drehfest mit der Gegenscheibe 25 verbunden ist. Das Eingangsteil41 weist radial außen eine rechteckige Aussparung auf, die zusammen mit einer weiteren im Wesentlichen rechteckigen Aussparung in dem Kä45 einen fensterartigen Aufnahmeraum für das Federelement43 bildet. - Der Kä
45 wiederum ist in einer radial nach innen und nach außen offenen Aussparung in der Schwungmasse48 aufgenommen. Der Kä45 ist formschlüssig in die Schwungmasse48 eingesteckt. Das Federelement43 stützt sich zum einen an dem Eingangsteil41 und zum anderen über den Kä45 an der Schwungmasse48 ab. Die Kombination des Massenträgheitsmoments der Schwungmasse48 und der Federsteifigkeit des vorzugsweise als Druckfeder ausgeführten Federelements43 definiert die Eigenfrequenz des Rupftilgers40 , die auf die Rupfeigenfrequenz abgestimmt ist. - In
6 ist eine Anlieferungssituation des Rupftilgers40 perspektivisch dargestellt. In dieser Darstellung sieht man, dass die Schwungmasse48 und das Eingangsteil41 mit insgesamt fünf Käfigen45 ,51 ,52 ,53 ,54 , die jeweils ein Federelement umgreifen, in einer Montageinheit zusammengefasst sind. Der Rupftilger40 kann separat zu der Kupplungsscheibe11 angeliefert werden und zu einem beliebigen Montagezeitpunkt auf diese montiert beziehungsweise aufgepresst werden. Das Eingangsteil41 hat einen ringartigen Grundkörper56 mit Aussparungen für die Käfige45 ,51 ,52 ,53 ,54 . - In
7 ist ein Ausschnitt des Eingangsteils41 perspektivisch und vergrößert dargestellt. In dieser Darstellung sieht man, dass radial innen an dem Grundkörper56 des Eingangsteils41 ein Schnapphaken57 ausgebildet ist. Der Schnapphaken57 weist, in Umfangsrichtung betrachtet, mittig ein Formschlusselement58 auf, das eine Mitnehmernase darstellt. An dem ringartigen Grundkörper56 des Eingangsteils41 sind mehrere Schnapphaken und Formschlusselemente gleichmäßig über einen Umfang verteilt. - In
8 ist ein Ausschnitt der Kupplungsscheibe11 perspektivisch dargestellt. In8 sieht man, dass die Gegenscheibe25 radial außen einen Umfangsrandbereich59 aufweist, der mit dem Schnapphaken57 (in7 ) zusammenwirkt, insbesondere von diesem hintergriffen wird, um das Eingangsteil41 beziehungsweise den kompletten Rupftilger40 , an der Gegenscheibe 25 in axialer Richtung zu fixieren. Der Schnapphaken57 und das Formschlusselement 58 sind so ausgelegt, dass das Eingangsteil41 beziehungsweise der komplette Rupftilger 40 mit dem Eingangsteil41 auf die Gegenscheibe25 der Kupplungsscheibe11 aufgesteckt werden können. Dabei greift das Formschlusselement58 in einen Formschlussbereich 60 ein, der im Wesentlichen die Gestalt einer halbkreisförmigen Vertiefung aufweist, die komplementär zu dem Formschlusselement58 ausgeführt ist. - Durch den Eingriff des Formschlusselements
58 in den Formschlussbereich60 wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem Eingangsteil41 und der Gegenscheibe25 geschaffen. Beim Aufstecken des Eingangsteils41 auf die Gegenscheibe25 wird der Schnapphaken57 zunächst durch den Umfangsrandbereich59 der Gegenscheibe25 aufgespreizt, bis er hinter dem Umfangsrandbereich59 einschnappt. Die axiale Aufsteckbewegung wird dabei durch eine Schulter55 begrenzt, die an dem Eingangsteil41 ausgebildet ist. An der Gegenscheibe25 sind mehrere Umfangsrandbereiche, die mit den Schnapphaken des Eingangsteils41 zusammenwirken, und mehrere Formschlussbereiche vorgesehen, die mit den Formschlusselementen des Eingangsteils41 zusammenwirken. - In den
9 und10 ist der Rupftilger40 allein in verschiedenen Ansichten dargestellt. In der Explosionsdarstellung der10 sieht man, dass der Rupftilger40 insgesamt fünf Federelemente 43, 61, 62, 63, 64 umfasst, die in zugehörigen Aussparungen65 bis69 der Schwungmasse 48 abgestützt sind. Die Schwungmasse48 hat einen ringartigen Grundkörper70 , in dem die Aussparungen65 bis69 ausgespart sind. Analoge Aussparungen71 bis75 sind an dem Eingangsteil41 vorgesehen. - Bei Bedarf besteht die Möglichkeit, das Eingangsteil
41 zu teilen und eine Rutschkupplung zwischenzuschalten. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Doppelkupplung
- 11
- Kupplungsscheibe
- 12
- Kupplungsscheibe
- 15
- Vollwelle
- 16
- Hohlwelle
- 19
- Rupftilger
- 20
- Rutschkupplung
- 24
- Mitnehmerscheibe
- 25
- Gegenscheibe
- 30
- Drehschwingungsdämpfer
- 31
- Reibbelagelemente
- 32
- Reibbelagelemente
- 34
- Kupplungsnabe
- 36
- Flansch
- 38
- Energiespeichereinrichtung
- 40
- Rupftilger
- 41
- Eingangsteil
- 42
- Energiespeicher
- 43
- Federelement
- 45
- Käfig
- 48
- Schwungmasse
- 51
- Käfig
- 52
- Käfig
- 53
- Käfig
- 54
- Käfig
- 55
- Schulter
- 56
- ringartiger Grundkörper
- 57
- Schnapphaken
- 58
- Formschlusselement
- 59
- Umfangsrandbereich
- 60
- Formschlussbereich
- 61
- Federelement
- 62
- Federelement
- 63
- Federelement
- 64
- Federelement
- 65
- Aussparung
- 66
- Aussparung
- 67
- Aussparung
- 68
- Aussparung
- 69
- Aussparung
- 70
- ringartiger Grundkörper
- 71
- Aussparung
- 72
- Aussparung
- 73
- Aussparung
- 74
- Aussparung
- 75
- Aussparung
Claims (10)
- Kupplungsscheibe (11) mit einem Drehschwingungsdämpfer (30), der in die Kupplungsscheibe (11) integriert ist, und mit einem Rupftilger (40), der ein Eingangsteil (41) aufweist, das über Energiespeicher (42) mit einer Schwungmasse (48) drehelastisch gekoppelt ist, wobei das Eingangsteil (41), die Energiespeicher (42) und die Schwungmasse (48) in einer Montageeinheit zusammengefasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rupftilger (40) an einer Gegenscheibe (25) des Drehschwingungsdämpfers (30) angebracht ist, und die Gegenscheibe (25) Umfangsbereiche (59) aufweist, die Widerlager für Schnapphaken (57) darstellen, die an dem Eingangsteil (41) des Rupftilgers (40) angebracht sind.
- Kupplungsscheibe (11) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (41), die Energiespeicher (42) und die Schwungmasse (48) in einer Steckverbindungseinheit und/oder Klipsverbindungseinheit zusammengefasst sind. - Kupplungsscheibe (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (41) Formschlusselemente (58) aufweist.
- Kupplungsscheibe (11) nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapphaken (57) und/oder die Formschlusselemente (58) einstückig mit dem Eingangsteil (41) verbunden sind. - Kupplungsscheibe (11) nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (41) einen ringartigen Grundkörper (56) aufweist, an dem die Schnapphaken (57) und/oder die Formschlusselemente (58) radial innen angebracht sind. - Kupplungsscheibe (11) nach
Anspruch 4 oder5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapphaken (57) und/oder die Formschlusselemente (58) gleichmäßig über einen Umfang des Eingangsteils (41) verteilt sind. - Kupplungsscheibe (11) nach einem der
Ansprüche 3 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenscheibe (25) Formschlussbereiche (60) aufweist, deren Gestalt komplementär zu den Formschlusselementen (58) ist, die an dem Eingangsteil (41) des Rupftilgers (40) angebracht sind. - Kupplungsscheibe (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (41) und die Schwungmasse (48) Aussparungen (71-75;65-69) zur Aufnahme der Energiespeicher (42) aufweisen.
- Kupplungsscheibe (11) nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicher (42) jeweils mindestens ein Federelement (43,61-64) umfassen, das in einem Käfig (45,51-54) aufgenommen ist, der formschlüssig in der zugehörigen Aussparung (65-69;71-75) der Schwungmasse (48) und/oder des Eingangsteils (41) aufgenommen ist. - Reibungskupplung mit einer Kupplungsscheibe (11) nach einem der
Ansprüche 1 bis9 .
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