DE102012214022A1

DE102012214022A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102012214022A1
Application number: DE201210214022
Authority: DE
Inventors: Alexis Fohr; Marc Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2014-02-13

Abstract

Es ist ein Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Scheibendämpfer einer Kupplungsscheibe für eine zwischen einem Kraftfahrzeugmotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe geschalteten Reibungskupplung, vorgesehen mit einem Eingangsteil zum Einleiten eines Drehmoments, insbesondere von dem Kraftfahrzeugmotor, und einem über ein Energiespeicherelement, insbesondere mindestens eine Bogenfeder, relativ zum Eingangsteil verdrehbares Ausgangsteil zum Ausleiten des Drehmoments, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, wobei das Ausgangsteil einen an dem Energiespeicherelement angreifbaren ersten Ausgangsflansch und einen an dem Energiespeicherelement angreifbaren zweiten Ausgangsflansch aufweist, wobei der erste Ausgangsflansch über eine Reibscheibe mit dem zweiten Ausgangsflansch reibschlüssig koppelbar ist, wobei die Reibscheibe eine Reibscheibeninnenverzahnung zur drehfesten Koppelung mit einer Ausgangswelle, insbesondere die Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, aufweist. Da die Reibscheibe durch ihre Innenverzahnung von der Drehung des ersten Ausgangsflansches und/oder des zweiten Ausgangsflansches zumindest in einem Teilbereich entkoppelt werden kann, kann ein kurzzeitiger reibungsbehafteter Schlupfbetrieb vorgesehen werden, durch den zusätzliche Drehschwingungsfrequenzen gedämpft und/oder eine gedämpfte Übertragung einer Drehzahländerung erreicht werden kann, so dass sich eine komfortable Dämpfungscharakteristik für den Drehschwingungsdämpfer ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere einen Scheibendämpfer einer Kupplungsscheibe für eine zwischen einem Kraftfahrzeugmotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe geschalteten Reibungskupplung, mit dessen Hilfe Drehschwingungen gedämpft, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle, übertragen werden können.
Aus EP 0 172 100 A1 ist eine Kupplungsscheibe mit einem Scheibendämpfer bekannt, bei dem Reibbeläge der Kupplungsscheibe mit einem Eingangsflansch verbunden sind. Der Eingangsflansch ist mit einer Deckscheibe fest verbunden, zwischen denen ein mehrteiliger Ausgangsflansch angeordnet ist. Der Eingangsflansch mit der Deckscheibe ist über Bogenfedern begrenzt verdrehbar mit dem Ausgangsflansch gekoppelt. Der Ausgangsflansch weist eine Innenverzahnung auf, die mit einer Außenverzahnung einer Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist, um das über den Eingangsflansch eingeleitete Drehmoment an die Getriebeeingangswelle zu übertragen. Zwischen der Innenverzahnung des Ausgangsflanschs und der Außenverzahnung der Getriebeeingangswelle ist ein deutliches Spiel vorgesehen, so dass sich zwischen dem Ausgangsflansch und der Getriebeeingangswelle in Umfangsrichtung ein Freiwinkel einstellt. Der mehrteilige Ausgangsflansch weist mehrere Flanschscheiben auf, zwischen denen jeweils eine zu der Innenverzahnung des Ausgangsflansches und der Getriebeeingangswelle beabstandete Reibscheibe vorgesehen ist.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Dämpfungscharakteristik eines Drehschwingungsdämpfers möglichst komfortabel auszugestalten.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen anzugeben, die eine komfortable Dämpfungscharakteristik eines Drehschwingungsdämpfers ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Scheibendämpfer einer Kupplungsscheibe für eine zwischen einem Kraftfahrzeugmotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe geschalteten Reibungskupplung, vorgesehen mit einem Eingangsteil zum Einleiten eines Drehmoments, insbesondere von dem Kraftfahrzeugmotor, und einem über ein Energiespeicherelement, insbesondere mindestens eine Bogenfeder, relativ zum Eingangsteil verdrehbares Ausgangsteil zum Ausleiten des Drehmoments, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, wobei das Ausgangsteil einen an dem Energiespeicherelement angreifbaren ersten Ausgangsflansch und einen an dem Energiespeicherelement angreifbaren zweiten Ausgangsflansch aufweist, wobei der erste Ausgangsflansch über eine Reibscheibe mit dem zweiten Ausgangsflansch reibschlüssig koppelbar ist, wobei die Reibscheibe eine Reibscheibeninnenverzahnung zur drehfesten Koppelung mit einer Ausgangswelle, insbesondere die Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, aufweist.
Durch die Reibscheibe kann eine reibungsbehaftete Relativbewegung zwischen der Reibscheibe und dem ersten Ausgangsflansch und/oder dem zweiten Ausgangsflansch vorgesehen werden. Die reibungsbehaftete Relativbewegung alleine ermöglicht es bereits bestimmte Drehungleichförmigkeiten, insbesondere hochfrequente Schwingungen mit geringer Amplitude, zu dämpfen und nicht oder zumindest gedämpft an die Ausgangswelle zu übertragen. Diese Dämpfung kann hierbei unabhängig zur von einer vom dem Energiespeicherelement erreichten Dämpfung erfolgen, so dass der Drehschwingungsdämpfer Drehschwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen dämpfen kann. Zusätzlich oder alternativ kann, insbesondere bei einem Lastwechsel, zunächst ein reibungsbehaftete Schlupf zwischen der Reibscheibe und dem ersten Ausgangsflansch und/oder dem zweiten Ausgangsflansch auftreten, so dass während des Schlupfbetriebs nur ein Teil des Drehmoments an die Ausgangswelle übertragen wird. Insbesondere erfolgt im Schlupfbetrieb die Übertragung des Drehmoments im Wesentlichen nur über die Reibscheibe oder im Wesentlichen nur über den ersten Ausgangsflansch und/oder den zweiten Ausgangsflansch. Nach Beendigung des Schlupfbetriebs kann das volle in das Ausgangsteil eingeleitete Drehmoment an die Ausgangswelle übertragen werden. Dadurch werden Drehmomentstöße an der Ausgangswelle bei einem Lastwechsel gemildert, so dass sich eine komfortable Drehmomentübertragung ergibt. Da die Reibscheibe durch ihre Innenverzahnung von der Drehung des ersten Ausgangsflansches und/oder des zweiten Ausgangsflansches zumindest in einem Teilbereich entkoppelt werden kann, kann ein kurzzeitiger reibungsbehafteter Schlupfbetrieb vorgesehen werden, durch den zusätzliche Drehschwingungsfrequenzen gedämpft und/oder eine gedämpfte Übertragung einer Drehzahländerung erreicht werden kann, so dass sich eine komfortable Dämpfungscharakteristik für den Drehschwingungsdämpfer ergibt.
Das Eingangsteil kann insbesondere mit Reibbelägen versehen sein, um eine gedämpfte Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung auszubilden. Das Energiespeicherelement kann insbesondere eine Bogenfeder aufweisen, wobei vorzugsweise zwei oder mehr radial ineinander gesteckte Bogenfedern vorgesehen sind, um das Energiespeicherelement auszubilden. Vorzugsweise sind mehrere Energiespeicherelemente, beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr Energiespeicherelemente, vorgesehen, die zumindest teilweise in Umfangsrichtung auf einem gemeinsamen Radius gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Es können auch zwei oder mehr Sätze an Energiespeicherelemente vorgesehen sein, wobei jeder Satz auf einem gemeinsamen Radius angeordnete Energiespeicherelemente aufweisen kann und der Radius des einen Satzes Energiespeicherelemente von dem Radius des jeweils anderen Satzes Energiespeicherelemente abweicht. Die Energiespeicherelemente schlagen insbesondere mit ihrem einen axialen Ende an dem Eingangsteil und mit ihrem anderen axialen Ende an dem Ausgangsteil an. Beispielsweise weisen das Eingangsteil und/oder das Ausgangsteil ein Fenster auf, in dem das Energiespeicherelement aufgenommen ist, so dass bei einer Relativdrehung des Eingangsteils zum Ausgangsteil in der einen Drehrichtung die eine Seite des jeweiligen Fensters an dem Energiespeicherelement anschlagen kann, während bei einer Relativdrehung des Eingangsteils zum Ausgangsteil in einer der einen Drehrichtung entgegen gesetzten anderen Drehrichtung die andere Seite des jeweiligen Fensters an dem Energiespeicherelement anschlagen kann. Das Eingangsteil und/oder das Ausgangsteil kann das Energiespeicherelement in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers überlappen, so dass das Energiespeicherelement zwischen zwei Bauteilen des Drehschwingungsdämpfers, die insbesondere durch das Eingangsteil und/oder das Ausgangsteil ausgebildet sind, verliersicher aufgenommen ist.
Der erste Ausgangsflansch und der zweite Ausgangsflansch können relativ zueinander verdrehbar sein oder in Umfangsrichtung bewegungsfest miteinander gekoppelt, beispielsweise verschraubt oder vernietet, sein. Insbesondere weist das Ausgangsteil mehr als zwei Ausgangsflansche und mehr als eine Reibscheibe auf. Das Reibungsmoment im Schlupfbetrieb kann dadurch weiter vergrößert werden. Ferner ist es möglich die Innenverzahnungen der Reibscheiben unterschiedlich auszugestalten, so dass sich ein zusätzlich gestufter Verlauf des übertragenen Drehmoments bei einem Lastwechsel und/oder zusätzliche Drehungleichformigkeitsfrequenzen gedämpft werden können. Ferner können unterschiedliche Reibungskoeffizienten für unterschiedliche Reibscheiben vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ können unterschiedliche Reibungskoeffizienten bei einer einzigen Reibscheibe vorgesehen sein, so dass sich zwischen der Reibscheibe und dem ersten Ausgangsflansch einerseits und der Reibscheibe und dem zweiten Ausgangsflansch andererseits unterschiedliche Reibungskräfte einstellen können. Die Reibscheibe kann insbesondere im Wesentlichen einstückig aus einem Material hergestellt sein, das eine Materialpaarung mit einer gewünschten Reibwirkung zwischen der Reibscheibe und dem ersten Ausgangsflansch und/oder dem zweiten Ausgangsflansch bereitstellt. Ferner ist es möglich die Reibscheibe mehrstückig, beispielsweise mit einem harten Kern, der auf seinen Axialseiten mit Reibbelägen versehen ist, auszugestalten.
Insbesondere ist die Reibscheibe sowohl relativ zum ersten Ausgangsflansch als auch relativ zum zweiten Ausgangsflansch verdrehbar. Dadurch können beide Axialseiten der Reibscheibe genutzt werden, um infolge der angreifenden Reibungskräfte im Schlupfbetrieb ein entsprechend hohes Reibmoment zu übertragen.
Vorzugsweise weist der erste Ausgangsflansch und/oder der zweite Ausgangsflansch eine Flanschinnenverzahnung zur drehfesten Koppelung mit der Ausgangswelle auf, wobei die Flanschinnenverzahnung unterschiedlich zu der Reibscheibeninnenverzahnung ausgeformt ist. Dadurch kann erreicht werden, dass bei einer Relativdrehung des Eingangsteils zum Ausgangsteils die Reibscheibeninnenverzahnung vor der Flanschinnenverzahnung anschlägt oder umgekehrt und dadurch eine Relativbewegung der Reibscheibe zum ersten Ausgangsflansch und/oder zum zweiten Ausgangsflansch mit einem reibungsbehafteten Schlupf stattfindet.
Besonders bevorzugt weist die Flanschinnenverzahnung einen in Umfangsrichtung zur Koppelung mit der Ausgangswelle wirksame Zahnbreite oder Zahnabstand φ_F und die Reibscheibeninnenverzahnung einen in Umfangsrichtung zur Koppelung mit der Ausgangswelle wirksame Zahnbreite oder Zahnabstand φ_R auf, wobei φ_F ≠ φ_R, insbesondere 0,01° ≤ |φ_F – φ_R| ≤ 3,0°, vorzugsweise 0,05° ≤ |φ_F – φ_R| ≤ 2,0°, weiter bevorzugt 0,10° ≤ |φ_F – φ_R| ≤ 1,0° und besonders bevorzugt 0,25° ≤ |φ_F – φ_R| ≤ 0,5° gilt. Vorzugsweise gilt φ_F > φ_R. Um bei einer Relativdrehung des Eingangsteils zum Ausgangsteils kurzzeitig eine Relativbewegung der Reibscheibe zum ersten Ausgangsflansch und/oder zum zweiten Ausgangsflansch zu erreichen, kann die Reibscheibeninnenverzahnung oder die Flanschinnenverzahnung oder insbesondere sowohl die Reibscheibeninnenverzahnung als auch die Flanschinnenverzahnung einen Freiwinkel relativ zur Ausgangswelle und/oder relativ zu einer mit der Ausgangswelle drehfest verbundenen Nabe vorsehen. Durch den Freiwinkel ist in einem durch den Freiwinkel begrenzten Winkelbereich eine Relativdrehung ohne Drehmomentübertragung ermöglicht. Wenn die Ausgangswelle beziehungsweise die Nabe einen nach radial außen abstehenden Zahn aufweist, der mit Spiel in einen Zahnabstand der Flanschinnenverzahnung und/oder der Reibscheibeninnenverzahnung hineinragt, werden φ_F und φ_R durch den Zahnabstand der Flanschinnenverzahnung und der Reibscheibeninnenverzahnung definiert. Wenn die Ausgangswelle beziehungsweise die Nabe eine nach radial innen hineinragenden Zahnzwischenraum aufweist, in den mit Spiel ein Zahn der Flanschinnenverzahnung und/oder der Reibscheibeninnenverzahnung hineinragt, werden φ_F und φ_R durch die Zahnbreite der Flanschinnenverzahnung und der Reibscheibeninnenverzahnung definiert. Durch den Betrag der Differenz von φ_F und φ_R wird der Winkelbereich definiert, in dem ein Schlupf zwischen der Reibscheibe und dem ersten Ausgangsflansch und/oder dem zweiten Ausgangsflansch stattfinden kann. Zusätzlich oder alternativ gilt bei einem maximal möglichen Verdrehwinkel φ_max zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil 0,01 ≤ |φ_F – φ_R/φ_max ≤ 0,7, insbesondere 0,05 ≤ |φ_F – φ_R|/φ_max ≤ 0,5, vorzugsweise 0,10 ≤ |φ_F – φ_R|/φ_max ≤ 0,4 und besonders bevorzugt 0,20 ≤ |φ_F – φ_R|/φ_max ≤ 0,3.
Insbesondere sind der erste Ausgangsflansch und der zweite Ausgangsflansch gleichartig, insbesondere identisch, ausgestaltet. Der erste Ausgangsflansch und der zweite Ausgangsflansch können beispielsweise spiegelbildlich ausgestaltet sein. Vorzugsweise sind der erste Ausgangsflansch und der zweite Ausgangsflansch als im Wesentlichen identische Gleichteile ausgestaltet sein, zwischen denen bei der Montage des Drehschwingungsdämpfers nicht differenziert werden muss. Die Montage des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch vereinfacht und kostengünstiger in der Herstellung.
Vorzugsweise ist eine Nabe zur drehfesten Verbindung mit der Ausgangswelle vorgesehen, wobei die Nabe eine in die Reibscheibeninnenverzahnung eingreifende Nabenaußenverzahnung aufweist. Durch die Nabe können die Ausgangsflansche und die Reibscheibe radial innen abgestützt sein. Ferner ist es ausreichend bei der Montage des Drehschwingungsdämpfers mit der Ausgangswelle, insbesondere eine Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, nur die Nabe des Drehschwingungsdämpfers auf die Ausgangswelle aufzufädeln und drehfest zu verbinden. Insbesondere ist es möglich zwischen der Nabe und der Ausgangswelle eine weitere Dämpfung vorzusehen, um eine noch komfortablere Dämpfungscharakteristik zu erreichen.
Besonders bevorzugt ist zwischen der Nabenaußenverzahnung und der Reibscheibeninnenverzahnung in Umfangsrichtung ein Freiwinkel α von 0,1° ≤ α ≤ 5,0°, insbesondere 0,3° ≤ α ≤ 3,0°, vorzugsweise 0,5° ≤ α ≤ 2,0° und besonders bevorzugt 1,0° ≤ α ≤ 1,5° vorgesehen. Falls alternativ die Reibscheibeninnenverzahnung nicht über die Nabe sondern direkt mit der Ausgangswelle verbunden werden soll, kann der Freiwinkel α zwischen der Reibscheibeninnenverzahnung und einer Verzahnung der Ausgangswelle vorgesehen sein. Durch diesen Freiwinkel werden Drehungleichförmigkeiten mit einer entsprechend geringen Amplitude nicht an die Nabe beziehungsweise an die Ausgangswelle übertragen und dadurch herausgefiltert, um eine noch komfortablere Dämpfungscharakteristik zu erreichen.
Insbesondere ist ein an dem Eingangsteil abgestütztes Federelement, insbesondere eine Tellerfeder, zur Aufbringung einer Normalkraft zwischen der Reibscheibe und dem ersten Ausgangsflansch und/oder dem zweiten Ausgangsflansch vorgesehen. Über die Ausgestaltung des Federelements, insbesondere bezüglich des Federwegs und der Federkraft, kann über die Höhe der Normalkraft die Reibungskraft und damit das Reibungsmoment eingestellt werden. Die Dämpfungswirkung des Drehschwingungsdämpfers im Schlupfbetrieb der Reibscheibe kann dadurch leicht eingestellt werden. Insbesondere kann es ausreichend sein bei dem Drehschwingungsdämpfer lediglich das Federelement durch ein Federelement mit einer anderen Federcharakteristik, insbesondere einer anderen Federkonstante, zu ersetzen, um den Drehschwingungsdämpfer für unterschiedliche Dämpfercharakteristiken anzupassen. Das Federelement drückt insbesondere mit einer deutlich höheren Federkraft gegen den ersten Ausgangsflansch und/oder den zweiten Ausgangsflansch als für einen reinen Axialspielausgleich erforderlich wäre. Gegebenenfalls kann das Federelement eine axiale Fehlstellung des ersten Ausgangsflansch und/oder des zweiten Ausgangsflansch zur Reibscheibe bei einem reibungsbedingten Verschleiß, insbesondere der Reibscheibe, kompensieren.
Vorzugsweise weist das Eingangsteil einen mit einer Deckscheibe verbundenen Eingangsflansch auf, wobei das Ausgangsteil zwischen dem Eingangsflansch und der Deckscheibe angeordnet ist. Der Eingangsflansch kann insbesondere mit Reibbelägen versehen sein, um eine gedämpfte Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung auszubilden. Hierzu kann der Eingangsflansch sich weiter nach radial außen erstrecken als die Deckscheibe. Die Deckscheibe kann insbesondere drehfest, beispielsweise durch Verschrauben oder vernieten, mit dem Eingangsflansch verbunden sein. Der Eingangsflansch und die Deckscheibe können stärker außermittig an dem Energiespeicherelement angreifen als die Ausgangsflansche des Ausgangsteils. Der Eingangsflansch und die Deckscheibe können sich nach radial innen bis an die Ausgangswelle und/oder bis an die Nabe erstrecken, so dass insbesondere radial innerhalb des Energiespeicherelements ein Innenraum begrenzt werden kann, in dem die Reibscheibe, vorzugsweise im Wesentlichen mittig radial innerhalb zum Energiespeicherelement, angeordnet sein kann. Die Reibscheibe kann dadurch vor Verschmutzung geschützt sein, so dass die Reibungscharakteristik der Reibscheibe über die Lebensdauer im Wesentlichen konstant bleibt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kupplungsscheibe für eine zwischen einem Kraftfahrzeugmotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe geschaltete Reibungskupplung, mit einem Drehschwingungsdämpfer, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Da die Reibscheibe durch ihre Innenverzahnung von der Drehung des ersten Ausgangsflansches und/oder des zweiten Ausgangsflansches zumindest in einem Teilbereich entkoppelt werden kann, kann ein kurzzeitiger reibungsbehafteter Schlupfbetrieb vorgesehen werden, durch den zusätzliche Drehschwingungsfrequenzen gedämpft und/oder eine gedämpfte Übertragung einer Drehzahländerung erreicht werden kann, so dass sich eine komfortable Dämpfungscharakteristik für die Kupplungsscheibe ergibt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung insbesondere zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Kupplungsscheibe, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Da die Reibscheibe durch ihre Innenverzahnung von der Drehung des ersten Ausgangsflansches und/oder des zweiten Ausgangsflansches zumindest in einem Teilbereich entkoppelt werden kann, kann ein kurzzeitiger reibungsbehafteter Schlupfbetrieb vorgesehen werden, durch den zusätzliche Drehschwingungsfrequenzen gedämpft und/oder eine gedämpfte Übertragung einer Drehzahländerung erreicht werden kann, so dass sich eine komfortable Dämpfungscharakteristik für die Reibungskupplung ergibt.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors, mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes und einer Reibungskupplung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Kuppeln der Antriebswelle mit der mindestens einen Getriebeeingangswelle, wobei das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers zur Übertragung eines Drehmoments drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist. Da die Reibscheibe durch ihre Innenverzahnung von der Drehung des ersten Ausgangsflansches und/oder des zweiten Ausgangsflansches zumindest in einem Teilbereich entkoppelt werden kann, kann ein kurzzeitiger reibungsbehafteter Schlupfbetrieb vorgesehen werden, durch den zusätzliche Drehschwingungsfrequenzen gedämpft und/oder eine gedämpfte Übertragung einer Drehzahländerung erreicht werden kann, so dass sich eine komfortable Dämpfungscharakteristik für den Antriebsstrang ergibt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1: eine schematische Schnittansicht einer Kupplungsscheibe mit einem Drehschwin gungsdämpfer,
2: eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausgangsflansches des Dreh schwingungsdämpfers aus 1 und
3: eine schematische Draufsicht einer Reibscheibe des Drehschwingungsdämpfers aus 1.
Die in 1 dargestellte Kupplungsscheibe 10 für eine Reibungskupplung, insbesondere Anfahrkupplung eines Kraftfahrzeugs, weist einen Drehschwingungsdämpfer 12 mit einem Eingangsteil 14 und einem Ausgangsteil 16 auf. Das Eingangsteil 14 weist einen Eingangsflansch 18 und eine mit dem Eingangsflansch 18 drehfest verbundene Deckscheibe 20 auf. Mit dem Eingangsflansch 18 sind Reibbeläge 22 verbunden, um bei geschlossener Reibungskupplung ein insbesondere von einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors kommendes Drehmoment über das Eingangsteil 14 in den Drehschwingungsdämpfer 12 einleiten zu können. Zur Drehschwingungsdämpfung ist das Eingangsteil 14 über ein Energiespeicherelement 24 begrenzt verdrehbar mit dem Ausgangsteil 16 gekoppelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Energiespeicherelement 24 eine äußere Bogenfeder 26 und eine radial innerhalb zur äußeren Bogenfeder 26 angeordnete innere Bogenfeder 28 auf. Über das Energiespeicherelement 24 kann das von dem Eingangsteil 14 eingeleitete Drehmoment gedämpft an das zwischen dem Eingangsflansch 18 und der Deckscheibe 20 angeordnete Ausgangsteil 16 übertragen werden. Das Ausgangsteil 16 weist einen ersten Ausgangsflansch 30 und einen zweiten Ausgangsflansch 32 auf, die jeweils über eine Flanschinnenverzahnung 34 mit einer Nabenaußenverzahnung 36 einer Nabe 38 drehfest gekoppelt sind. Die Nabe 38 kann über eine Nabeninnenverzahnung 40 mit einer Ausgangswelle, insbesondere eine Getriebeeingangswelle einer Kraftfahrzeuggetriebes, verbunden werden.
Zwischen dem ersten Ausgangsflansch 30 und dem zweiten Ausgangsflansch 32 ist eine Reibscheibe 42 vorgesehen, die sowohl mit dem ersten Ausgangsflansch 30 als auch mit dem zweiten Ausgangsflansch 32 in reibschlüssigen Kontakt steht. Eine ausreichende Normalkraft für eine hinreichend hohe Reibkraft kann durch ein als Tellerfeder ausgestaltetes Federelement 44 aufgebracht werden, die sich an der Deckscheibe 44 abstützt und über den zweiten Ausgangsflansch 32 und die Reibscheibe 42 gegen den ersten Ausgangsflansch 30 drückt, wodurch gleichzeitig ein Axialspiel eliminiert wird. Die Reibscheibe 42 ist über eine Reibscheibeninnenverzahnung 46 ebenfalls mit der Nabenaußenverzahnung 36 der Nabe 38 gekoppelt, wobei die Reibscheibeninnenverzahnung 46 mit der Nabenaußenverzahnung 36 ein unterschiedliches Spiel in Umfangsrichtung (Freiwinkel) ausbildet als die Flanschinnenverzahnung 34 mit der Nabenaußenverzahnung 36. Dadurch kann bei Drehungleichförmigkeiten und/oder Lastwechseln eine schlupfende Relativbewegung der Reibscheibe 42 relativ zu dem ersten Ausgangsflansch 30 und dem zweiten Ausgangsflansch 32 erreicht werden, welche zu einer komfortablen Dämpfungscharakteristik für den Drehschwingungsdämpfer 12 führt.
Hierzu weist die Flanschinnenverzahnung 34 des in 2 dargestellten Ausgangsflansches 30, 32 einen Zahnabstand φ_F auf, der im Vergleich zu einem Zahnabstand φ_R der Reibscheibeninnenverzahnung 46 der in 3 dargestellten Reibscheibe 42 größer ist. Bei einer an das Ausgangsteil 16 weitergeleiteten Drehungleichförmigkeit mit einer entsprechend hohen Amplitude oder einem plötzlichen Lastwechsel, insbesondere einer sich erhöhenden oder verringernden Drehzahl, können zunächst sowohl die Ausgangsflansche 30, 32 als auch die Reibscheibe 42 einen gewissen Freiwinkel relativ zur Nabe 38 überstreichen ohne ein Drehmoment zu übertragen. Anschließend kann die Reibscheibe 42 an der Nabenaußenverzahnung 36 der Nabe 38 anschlagen, während die Ausgangsflansche 30, 32 um einen zusätzlichen Winkelbereich φ_F – φ_R relativ zur Nabe 38 verdreht werden können. Zwischen den Ausgangsflanschen 30, 32 und der Reibscheibe 42 tritt ein reibungsbehafteter Schlupf auf, so dass zwischen den Ausgangsflanschen 30, 32 und der Reibscheibe 42 ein Reibmoment übertragen werden kann, das von der Reibscheibe 42 an die Nabe 38 übertragen wird. Bei einer weiteren Relativdrehung schlagen die Ausgangsflansche 30, 32 ebenfalls an der Nabenaußenverzahnung 36 der Nabe 38 an, wodurch eine Relativdrehung der Ausgangsflansche 30, 32 zur Reibscheibe 42 aufhört und der Schlupfbetrieb beendet wird. Das volle an das Ausgangsteil 16 übertragene Drehmoment kann dann mit Hilfe der Ausgangsflansche 30, 32 und gegebenenfalls teilweise über die Reibscheibe 42 an die Nabe 38 übertragen werden. Für das an der Nabe 38 ankommende Drehmoment ergibt sich dadurch ein gestufter Verlauf.
Bezugszeichenliste

10: Kupplungsscheibe
12: Drehschwingungsdämpfer
14: Eingangsteil
16: Ausgangsteil
18: Eingangsflansch
20: Deckscheibe
22: Reibbelag
24: Energiespeicherelement
26: äußere Bogenfeder
28: innere Bogenfeder
30: erster Ausgangsflansch
32: zweiter Ausgangsflansch
34: Flanschinnenverzahnung
36: Nabenaußenverzahnung
38: Nabe
40: Nabeninnenverzahnung
42: Reibscheibe
44: Federelement
46: Reibscheibeninnenverzahnung
φ_F: Zahnabstand Ausgangsflansch
φ_R: Zahnabstand Reibscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0172100 A1 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Scheibendämpfer einer Kupplungsscheibe (10) für eine zwischen einem Kraftfahrzeugmotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe geschalteten Reibungskupplung, mit einem Eingangsteil (14) zum Einleiten eines Drehmoments, insbesondere von dem Kraftfahrzeugmotor, und einem über ein Energiespeicherelement (24), insbesondere mindestens eine Bogenfeder (26, 28), relativ zum Eingangsteil (14) verdrehbares Ausgangsteil (16) zum Ausleiten des Drehmoments, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, wobei das Ausgangsteil (16) einen an dem Energiespeicherelement (24) angreifbaren ersten Ausgangsflansch (30) und einen an dem Energiespeicherelement (24) angreifbaren zweiten Ausgangsflansch (32) aufweist, wobei der erste Ausgangsflansch (30) über eine Reibscheibe (42) mit dem zweiten Ausgangsflansch (32) reibschlüssig koppelbar ist, wobei die Reibscheibe (42) eine Reibscheibeninnenverzahnung (46) zur drehfesten Koppelung mit einer Ausgangswelle, insbesondere die Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibe (42) sowohl relativ zum ersten Ausgangsflansch (30) als auch relativ zum zweiten Ausgangsflansch (32) verdrehbar ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ausgangsflansch (30) und/oder der zweite Ausgangsflansch (32) eine Flanschinnenverzahnung (34) zur drehfesten Koppelung mit der Ausgangswelle aufweist, wobei die Flanschinnenverzahnung (34) unterschiedlich zu der Reibscheibeninnenverzahnung (46) ausgeformt ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschinnenverzahnung (34) einen in Umfangsrichtung zur Koppelung mit der Ausgangswelle wirksame Zahnbreite oder Zahnabstand φ_F und die Reibscheibeninnenverzahnung (46) einen in Umfangsrichtung zur Koppelung mit der Ausgangswelle wirksame Zahnbreite oder Zahnabstand φ_R aufweist, wobei φ_F ≠ φ_R, insbesondere 0,01° ≤ |φ_F – φ_R| ≤ 3,0°, vorzugsweise 0,05° ≤ |φ_F – φ_R| ≤ 2,0°, weiter bevorzugt 0,10° ≤ |φ_F – φ_R| ≤ 1,0° und besonders bevorzugt 0,25° ≤ |φ_F – φ_R| ≤ 0,5° gilt.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ausgangsflansch (30) und der zweite Ausgangsflansch (32) gleichartig, insbesondere identisch, ausgestaltet sind.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine Nabe (38) zur drehfesten Verbindung mit der Ausgangswelle vorgesehen ist, wobei die Nabe (38) eine in die Reibscheibeninnenverzahnung (42) eingreifende Nabenaußenverzahnung (36) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Nabenaußenverzahnung (36) und der Reibscheibeninnenverzahnung (42) in Umfangsrichtung ein Freiwinkel α von 0,1° ≤ α ≤ 5,0°, insbesondere 0,3° ≤ α ≤ 3,0°, vorzugsweise 0,5° ≤ α ≤ 2,0° und besonders bevorzugt 1,0° ≤ α ≤ 1,5° vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem Eingangsteil (14) abgestütztes Federelement (44), insbesondere eine Tellerfeder, zur Aufbringung einer Normalkraft zwischen der Reibscheibe (42) und dem ersten Ausgangsflansch (30) und/oder dem zweiten Ausgangsflansch (32) vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (14) einen mit einer Deckscheibe (20) verbundenen Eingangsflansch (18) aufweist, wobei das Ausgangsteil (16) zwischen dem Eingangsflansch (18) und der Deckscheibe (20) angeordnet ist.
Kupplungsscheibe für eine zwischen einem Kraftfahrzeugmotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe geschaltete Reibungskupplung, mit einem Drehschwingungsdämpfer (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.