DE102013210089A1

DE102013210089A1 - Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102013210089A1
Application number: DE201310210089
Authority: DE
Inventors: Marc Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2014-01-02
Also published as: CN103527657A; CN103527657B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung, mit einer Nabe zur drehfesten Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle und einem Nabenflansch für einen Torsionsschwingungsdämpfer, wobei der Nabenflansch eine Innenverzahnung aufweist, die mit einer Außenverzahnung der Nabe in Eingriff ist und so eine Verzahnung bilden, die ein Verdrehspiel der Nabe gegenüber dem Nabenflansch zulässt, wobei die Kupplungsscheibe weiterhin mindestens ein Dämpfungselement zur Dämpfung dieses Eingriffs der Verzahnung aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Kupplungsscheibe einen Elastomerkörper aufweist, der an dem Nabenflansch drehfest angeordnet ist und an diesem Nabenflansch das mindestens eine Dämpfungselement als ein Elastomer-Anschlagelement bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung, mit einer Nabe zur drehfesten Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle und einem Nabenflansch für einen Torsionsschwingungsdämpfer, wobei der Nabenflansch eine Innenverzahnung aufweist, die mit einer Außenverzahnung der Nabe in Eingriff ist und so eine Verzahnung bilden, die ein Verdrehspiel der Nabe gegenüber dem Nabenflansch zulässt, wobei die Kupplungsscheibe weiterhin mindestens ein Dämpfungselement zur Dämpfung dieses Eingriffs der Verzahnung aufweist.
Die DE 10 2011 079 603 A1 zeigt eine solche Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung. Diese Kupplungsscheibe weist eine Nabe zur drehfesten Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle und einen Nabenflansch für einen Torsionsschwingungsdämpfer auf, wobei der Nabenflansch eine Innenverzahnung aufweist, die mit einer Außenverzahnung der Nabe in Eingriff ist und so eine Verzahnung bildet, die ein Verdrehspiel der Nabe gegenüber dem Nabenflansch zulässt, wobei die Kupplungsscheibe weiterhin mehrere Dämpfungselemente zur Dämpfung dieses Eingriffs der Verzahnung aufweist. Diese Dämpfungselemente sind nabenseitig angeordnet und greifen in die Verzahnung zwischen Nabe und Nabenflansch ein.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine alternative Kupplungsscheibe mit mindestens einem Dämpfungselement anzugeben, das einfach und bequem montierbar ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung ist vorgesehen, dass die Kupplungsscheibe einen Elastomerkörper aufweist, der an dem Nabenflansch drehfest angeordnet ist und an diesem Nabenflansch das mindestens eine Dämpfungselement als ein Elastomer-Anschlagelement bildet. Die elastische Verformbarkeit des durch den Elastomerkörper gebildeten mindestens einen Elastomer-Anschlagelements wird dabei zur Dämpfung bei der Drehkopplung zwischen Nabe und Nabenflansch genutzt. Die Verwendung eines am Nabenflansch angeordneten Elastomerkörpers lässt eine einfache Montage zu. Das entsprechende Elastomer ist insbesondere Gummi, sodass das mindestens eine Elastomer-Anschlagelement insbesondere ein Gummi-Anschlagelement ist. Vorzugsweise ist eine Kupplungsscheibe mit mehreren Dämpfungselementen vorgesehen, die als Elastomer-Anschlagelemente ausgebildet sind, wobei ein Elastomerkörper diese Elastomer-Anschlagelemente bildet. Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Kupplungsscheibe natürlich auch einen weiteren Elastomerkörper aufweisen, der parallel zu dem einen Elastomerkörper angeordnet ist.
Das Verdrehspiel der Nabe gegenüber dem Nabenflansch lässt einen vordefinierten maximal möglichen Verdrehwinkel α zwischen Nabe und Nabenflansch zu.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Elastomerkörper bezüglich der Drehachse von Nabe und Nabenflansch axial benachbart oder zumindest größtenteils axial benachbart zum Nabenflansch angeordnet. Eine derartige Anordnung lässt eine einfache Montage des Elastomerkörpers und somit der Dämpfungselemente zu. Ist der Elastomerkörper bezüglich der Drehachse von Nabe und Nabenflansch nur größtenteils axial benachbart, so greift der Elastomerkörper beispielsweise mit seinem mindestens einen das Elastomer-Anschlagelement bildenden Teil in die Verzahnung zwischen Nabe und Nabenflansch ein. Die Kupplungsscheibe kann – wie gesagt – auch einen weiteren Elastomerkörper aufweisen, der parallel zum einen Elastomerkörper angeordnet ist, zum Beispiel auf der dem einen Elastomerkörper gegenüberliegenden Seite des Nabenflansches. Bevorzugt ist jedoch nur ein Elastomerkörper vorgesehen.
Der Elastomerkörper ist insbesondere einstückig aus einem einheitlichen Elastomer-Material hergestellt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Elastomerkörper ringförmig ausgebildet und weist an seinem Innenumfang eine der Innenverzahnung des Nabenflansches entsprechende Verzahnung auf, die ebenfalls mit der Außenverzahnung der Nabe in Eingriff ist, wobei zumindest ein Zahn der Verzahnung des Elastomerkörpers zur Bildung des mindestens einen Elastomer-Anschlagelements breiter ist als der entsprechende Zahn der Innenverzahnung des Nabenflansches. Die Zahnzwischenräume der Verzahnung des Elastomerkörpers sind dabei entsprechend kleiner als die Zahnwischenräume der Innenverzahnung des Nabenflansches. Der Anteil der Kontur der Zähne des Elastomerkörpers, der in Umfangsrichtung über die Kontur der Zähne der Innenverzahnung des Nabenflansches hinausgeht, ist dann das mindestens eine Anschlagelement. Der Elastomerkörper ist dabei im Wesentlichen als flacher Elastomerring ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Elastomerkörper ein durch Elastomer-Spritzgießen hergestellter Elastomerkörper. Elastomer-Spritzgießverfahren sind bekannt und etabliert.
Alternativ ist ebenfalls mit Vorteil vorgesehen, dass der Elastomerkörper ein durch Ausstanzen aus einer Elastomer-Matte hergestellter Elastomerkörper ist. Das Herstellen einer Elastomer-Matte und das Ausstanzen des Elastomerkörpers aus der Elastomer-Matte sind einfache Herstellungsschritte.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest einer der Zahnköpfe der Zähne der Verzahnung des Elastomerkörpers breiter ist als der entsprechende Zahnhals dieses Zahns an seiner schmalsten Stelle. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Zahnköpfe der Zähne (aller Zähne) der Verzahnung des Elastomerkörpers breiter sind als der jeweils entsprechende Zahnhals jedes dieser Zähne an seiner schmalsten Stelle.
Gemäß noch einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Nabenflansch eine Ausnehmung zur formschlüssigen Aufnahme eines Teils des Elastomerkörpers und/oder zur Drehmitnahme des Elastomerkörpers aufweist. Eine derartige Ausnehmung ermöglicht eine formschlüssige Aufnahme und/oder Drehmitnahme des Elastomerkörpers durch den Nabenflansch.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsscheibe einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem eine Mitnehmerscheibe aufweisenden Eingangsteil und einem Ausgangsteil aufweist, das seinerseits die Nabe und den Nabenflansch aufweist. Der Torsionsschwingungsdämpfer weist weiterhin einen zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil angeordneten Hauptdämpfer und einen zwischen Nabe und Nabenflansch angeordneten Vordämpfer auf. Sowohl Hauptdämpfer als auch Vordämpfer weisen je mindestens einen Kraftspeicher, insbesondere ein Federelement, auf.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verzahnung zwischen Nabe und Elastomerkörper ein weiteres Verdrehspiel aufweist, nach dessen Überwinden die Verzahnung des Elastomerkörpers und die Außenverzahnung der Nabe miteinander in Kontakt sind, wobei dieses weitere Verdrehspiel kleiner ist als das Verdrehspiel der Nabe gegenüber dem Nabenflansch. Das weitere Verdrehspiel der Nabe gegenüber dem Elastomerkörper lässt einen vordefinierten Freiwinkel β zwischen Nabe und Elastomer-Anschlagelement zu, der kleiner ist als der maximal mögliche Verdrehwinkel α zwischen Nabe und Nabenflansch (0° < β < α). Ab dem Erreichen des Endpunkts von Freiwinkel β bis zum Erreichen des Verdrehwinkels α kommt es also zu einer gedämpften Drehmitnahme.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Elastomerkörper zur Anordnung am Nabenflansch einer vorstehend genannten Kupplungsscheibe, wobei der Elastomerkörper am Nabenflansch mindestens ein als Elastomer-Anschlagelement ausgebildetes Dämpfungselement bildet. Der Elastomerkörper ist bevorzugt ringförmig ausgebildet und weist an seinem Innenumfang eine Verzahnung auf. Besonders bevorzugt ist zumindest einer der Zahnköpfe der Zähne der Verzahnung des Elastomerkörpers breiter als der entsprechende Zahnhals dieses Zahns an seiner schmalsten Stelle.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1: einen zentralen Bereich einer Kupplungsscheibe mit einem Elastomerkörper gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
2: den Elastomerkörper für die in 1 gezeigte Kupplungsscheibe,
3: eine Anordnung mit dem Elastomerkörper der 2 und einem Nabenflansch der in 1 gezeigten Kupplungsscheibe und
4: die Anordnung des Elastomerkörpers, des Nabenflansches und der Nabe der in 1 gezeigten Kupplungsscheibe.
Die 1 zeigt eine Kupplungsscheibe 10 für eine Reibungskupplung. Diese Kupplungsscheibe 10 weist eine Nabe 12 zur drehfesten Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle (nicht gezeigt) und einem Nabenflansch 14 eines Torsionsschwingungsdämpfers 16 der Kupplungsscheibe 10 auf. Der Nabenflansch 14 weist eine Innenverzahnung 18 auf, die mit einer Außenverzahnung 20 der Nabe 12 in Eingriff ist und so eine Verzahnung 22 bilden, die ein Verdrehspiel der Nabe 12 gegenüber dem Nabenflansch 14 zulässt. Die Kupplungsscheibe 10 weist weiterhin einen Elastomerkörper 24 auf, der an dem Nabenflansch 14 drehfest angeordnet ist. Dieser Elastomerkörper 24 bildet an diesem Nabenflansch 14 mehrere Dämpfungselemente 26 der Kupplungsscheibe 10, die als Elastomer-Anschlagelemente 28 ausgebildet sind. Diese Dämpfungselement 26 sind Anschlagelement zur Dämpfung des Eingriffs der Verzahnung 22 zwischen Nabe 12 und Nabenflansch 14.
Der Torsionsschwingungsdämpfer 16 weist neben dem Nabenflansch 14 weiterhin ein (nicht gezeigtes) Eingangsteil mit einer Mitnehmerscheibe und ein Ausgangsteil 30 auf, das seinerseits die Nabe 12 und den Nabenflansch 14 aufweist. Der Torsionsschwingungsdämpfer 16 weist weiterhin einen zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil 30 angeordneten Hauptdämpfer 32 mit Kraftspeichern 34 und einen zwischen Nabe 12 und Nabenflansch 14 angeordneten Vordämpfer 36 mit Kraftspeichern 38 auf. Die Kraftspeicher 34, 38 sind jeweils als Federelemente, genauer gesagt als Druckfedern, ausgebildet.
Die 2 zeigt den Elastomerkörper 24 im Detail. Der Elastomerkörper 24 der ist als flacher, ringförmiger Elastomerkörper 24 ausgebildet, der an seinem Innenumfang 40 eine der Innenverzahnung 18 des Nabenflansches 14 entsprechende Verzahnung 42 aufweist, die bei montiertem Elastomerkörper 24 ebenfalls mit der Außenverzahnung 20 der Nabe 12 in Eingriff ist. Die Verzahnung 42 des Elastomerkörpers 24 weist Zähne 44 auf, deren Zahnköpfe breiter sind als der jeweils entsprechende Zahnhals eines jeden dieser Zähne 44 an seiner schmalsten Stelle.
Der Elastomerkörper 24 ist ein durch Elastomer-Spritzgießen hergestellter Elastomerkörper 24 oder ein durch Ausstanzen aus einer Elastomer-Matte hergestellter Elastomerkörper 24.
Die 3 zeigt die Montageanordnung von Elastomerkörper 24 und Nabenflansch 14 der Kupplungsscheibe 10. Der Elastomerkörper 24 ist bezüglich der Drehachse 46 von Nabe 12 und Nabenflansch 14 axial benachbart zum Nabenflansch 14 angeordnet. Der Nabenflansch 14 weist zur Aufnahme des Ringteils 48 des Elastomerkörpers 24 und zur formschlüssigen Drehmitnahme des Elastomerkörpers 24 eine Ausnehmung auf. Die Zähne 44 der Verzahnung 42 des Elastomerkörpers 24 ragen Innen auf jeweiliger umfänglicher Höhe der Zähne 50 der Innenverzahnung 18 aus dem Nabenflansch 14 heraus. Die Zähne 44 der Verzahnung 42 des Elastomerkörpers 24 sind zur Bildung der Elastomer-Anschlagelemente 28 breiter als die entsprechenden Zähne 50 der Innenverzahnung 18 des Nabenflansches 14. Dadurch werden in Umfangsrichtung beidseitig der Zähne 50 der Innenverzahnung 18 die als Elastomer-Anschlagselemente 28 ausgebildeten Dämpfungselemente 26 gebildet.
Die 4 zeigt die Anordnung des Elastomerkörpers 24, des Nabenflansches 14 und der Nabe 12 innerhalb der Kupplungsscheibe 10. Sowohl die Innenverzahnung 18 des Nabenflansches 14 als auch die Verzahnung 42 des Elastomerkörpers 24 sind mit der Außenverzahnung 20 der Nabe 12 in Eingriff. Es ergibt sich ein Verdrehspiel der Nabe 12 gegenüber dem Nabenflansch 14 mit einem maximal möglichen Verdrehwinkel α zwischen der Nabe 12 und dem Nabenflansch 14 und ein weiteres Verdrehspiel der Nabe 12 gegenüber dem mit dem Nabenflansch 14 drehfest verbundenen Elastomerkörper 24 mit einem Freiwinkel β zwischen der Nabe 12 und dem Elastomerkörper 24.
Es ergibt sich folgende Funktion: Nach Überwinden des weiteren Verdrehspiels zwischen Nabe 12 und Elastomerkörper 24 wirken die umfänglich über die Zähne 50 der Innenverzahnung 18 des Nabenflansches hinausragenden Teile der Zähne 44 der Verzahnung 42 des Elastomerkörpers 24 als Elastomer-Anschlagelemente 28. Der vordefinierte Freiwinkel β zwischen Nabe 12 und Elastomer-Anschlagelement 28 ist kleiner als der Freiwinkel α zwischen Nabe und Nabenflansch (0° < β < α). Ab dem Erreichen des Endpunkts des Freiwinkels β bis maximal zum Erreichen des Endpunktes des maximal möglichen Verdrehwinkels α kommt es also zu einer gedämpften Drehmitnahme. Spätestens ab dem Erreichen des Endpunktes des maximal möglichen Verdrehwinkels α kommt es zu einer ungedämpften, direkten Drehmitnahme des Nabenflansches 14 durch die Nabe 12.
Bezugszeichenliste

10: Kupplungsscheibe
12: Nabe
14: Nabenflansch
16: Torsionsschwingungsdämpfer
18: Innenverzahnung (Nabenflansch)
20: Außenverzahnung (Nabe)
22: Verzahnung
24: Elastomerkörper
26: Dämpfungselement
28: Elastomer-Anschlagelement
30: Ausgangsteil
32: Hauptdämpfer
34: Kraftspeicher
36: Vordämpfer
38: Kraftspeicher
40: Innenumfang
42: Verzahnung (Elastomerkörper)
44: Zahn
46: Drehachse
48: Ringteil
50: Zahn (Innenverzahnung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011079603 A1 [0002]

Claims

Kupplungsscheibe (10) für eine Reibungskupplung mit einer Nabe (12) zur drehfesten Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle und einem Nabenflansch (14) für einen Torsionsschwingungsdämpfer (16), wobei der Nabenflansch (14) eine Innenverzahnung (18) aufweist, die mit einer Außenverzahnung (20) der Nabe (12) in Eingriff ist und so eine Verzahnung (22) bilden, die ein Verdrehspiel der Nabe (12) gegenüber dem Nabenflansch (14) zulässt, wobei die Kupplungsscheibe (10) weiterhin mindestens ein Dämpfungselement (26) zur Dämpfung dieses Eingriffs der Verzahnung (22) aufweist, gekennzeichnet durch einen Elastomerkörper (24), der an dem Nabenflansch (14) drehfest angeordnet ist und an diesem Nabenflansch (14) das mindestens eine Dämpfungselement (26) als ein Elastomer-Anschlagelement (28) bildet.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (24) bezüglich der gemeinsamen Drehachse (46) von Nabe (12) und Nabenflansch (14) axial benachbart oder zumindest größtenteils axial benachbart zum Nabenflansch (14) angeordnet ist.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (24) ringförmig ausgebildet ist und an seinem Innenumfang (40) eine der Innenverzahnung (18) des Nabenflansches (14) entsprechende Verzahnung (42) aufweist, die ebenfalls mit der Außenverzahnung (20) der Nabe (12) in Eingriff ist, wobei zumindest ein Zahn (44) der Verzahnung (42) des Elastomerkörpers (24) zur Bildung des mindestens einen Elastomer-Anschlagelements (28) breiter ist als der entsprechende Zahn (50) der Innenverzahnung (18) des Nabenflansches (14).
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (24) ein durch Elastomer-Spritzgießen hergestellter Elastomerkörper (24) ist.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (24) ein durch Ausstanzen aus einer Elastomer-Matte hergestellter Elastomerkörper (24) ist.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Zahnköpfe der Zähne (44) der Verzahnung (42) des Elastomerkörpers (24) breiter ist als der entsprechende Zahnhals dieses Zahns (44) an seiner schmalsten Stelle.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenflansch (14) eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Teils des Elastomerkörpers (24) und/oder zur Drehmitnahme des Elastomerkörpers (24) aufweist.
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch den Torsionsschwingungsdämpfer (16) mit einem eine Mitnehmerscheibe aufweisenden Eingangsteil und einem Ausgangsteil (30), das die Nabe (12) und den Nabenflansch (14) aufweist, sowie mit einem zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil (30) angeordneten Hauptdämpfer (32) und mit einem zwischen Nabe (12) und Nabenflansch (14) angeordneten Vordämpfer (36).
Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (22) zwischen Nabe (12) und Elastomerkörper (24) ein weiteres Verdrehspiel aufweist, nach dessen Überwinden die Verzahnung (42) des Elastomerkörpers (24) und die Außenverzahnung (20) der Nabe (12) miteinander in Kontakt sind, wobei dieses weitere Verdrehspiel kleiner ist als das Verdrehspiel der Nabe (12) gegenüber dem Nabenflansch (14).
Elastomerkörper (24) zur Anordnung am Nabenflansch (14) einer Kupplungsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Elastomerkörper (24) am Nabenflansch (14) mindestens ein als Elastomer-Anschlagelement (28) ausgebildetes Dämpfungselement (26) bildet.