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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsreibungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Genauer betrifft die Erfindung eine Verbesserung für die Reibungsvorrichtungen, umfassend einen Satz ringförmiger Beläge, die beiderseits einer Stützscheibe mit zentraler Umdrehungsachse, die mit einer Dämpfungsnabe verbunden ist, montiert sind und in der eingekuppelten Position an dem Schwungrad zur Abstützung gelangen, das drehend von der Kurbelwelle des Motors bewegt wird, um das Drehmoment auf die Antriebsräder des Fahrzeugs zu übertragen.
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Eine solche Vorrichtung wird beispielsweise in der Patentanmeldung
FR 2 531 167 beschrieben.
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Es ist manchmal festzustellen, dass das Anpressen der Beläge an das Schwungrad von einem unerwünschten Knirschen oder Quietschen, im Allgemeinen „squeal noise” genannt, begleitet ist, das durch eine Schwingungsinstabilität innerhalb der Vorrichtung erzeugt wird und sich ferner bis zu den Steuerelementen des Fahrzeugs ausbreiten kann.
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Die Anmeldung
FR 14 52464 hat vorgeschlagen, diesen Nachteil durch einen Versatz der Schwingungsfrequenzen zu beseitigen, wobei die Struktur der die Beläge tragenden Scheibe und/oder jene der Führungsscheibe, die von der Dämpfungsnabe getragen wird, verändert wird, wobei Einsätze auf eine Diametralachse der Stützscheibe aufgesetzt werden, um ein Steifheitsdifferential entlang der Diametralachsen zu erzeugen.
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Allerdings stellt sich heraus, dass die Auswirkungen dieser Änderungen noch nicht ausreichend sind, um das Schwingungsphänomen, das für die „squeal noise” verantwortlich ist, wirksam und dauerhaft zu neutralisieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, dieses technische Problem zu lösen, wobei dieses Schwingungsphänomen, dessen Auswirkungen sowohl für den Komfort des Fahrgastraums als auch für die Sicherheit des Fahrzeugs beeinträchtigend sind, beseitigt oder zumindest signifikant verringert wird.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht, indem die Biegeresonanzen der Reibungsvorrichtung bekämpft oder verschoben werden und insbesondere ihre Biegemodi entkoppelt werden.
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Genauer ist es Aufgabe der Erfindung, eine Entkopplung der Biegemodi der Reibungsvorrichtung zu erzielen, wobei ihr Symmetrieniveau durch ein Trägheitsdifferential stark verringert wird, um lokal auf mindestens einer der Komponenten der Vorrichtung eine Verschiebung der Eigenbiegefrequenzen der Scheibe zu erzeugen.
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Die Erfindung soll die vom Stand der Technik aufgeworfenen technischen Probleme lösen und genauer diesen akustischen Mangel beheben, indem sie eine Reibungsvorrichtung einer Kupplung vorschlägt, die zwei symmetrische ringförmige Beläge mit Umdrehungsachse umfasst, die beiderseits einer zentralen Stützscheibe befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Scheibe mit mindestens einem Satz von Fliehgewichten versehen ist, der auf einer selben Diametralachse angeordnet ist, um lokal Unterbrechungen der Verteilung seiner Oberflächenmasse und/oder seiner Trägheit zu erzeugen, wobei eine im Wesentlichen auf 360° einheitliche Biegesteifigkeit entlang der Umdrehungsachse bewahrt wird.
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Nach einem vorteilhaften Merkmal ist der Satz von Fliehgewichten zwischen dem Umfangsrand einer koaxialen Führungsscheibe, die von einer zentralen Nabe getragen wird, und dem Innenrand der Beläge angeordnet.
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Nach einer ersten Variante umfasst jeder Satz von Fliehgewichten mindestens zwei Fliehgewichte, die symmetrisch zu der Mitte der zentralen Scheibe angeordnet sind.
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Vorteilhafterweise umfasst jeder Satz von Fliehgewichten mindestens zwei Fliehgewichte, die gegenüberliegend auf der Diametralachse und symmetrisch zu der Mitte der zentralen Scheibe angeordnet sind.
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Vorzugsweise umfasst jeder Satz von Fliehgewichten mindestens zwei Fliehgewichte, die entlang der Diametralachse auf beiden Seiten von der Umdrehungsachse angeordnet sind.
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Nach einer weiteren Variante sind die Fliehgewichte jeweils auf beiden Seiten der zentralen Stützscheibe befestigt.
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Nach einer alternativen Variante ist der Satz von Fliehgewichten nur auf einer Seite der zentralen Stützscheibe befestigt.
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Nach noch einer weiteren Variante sind die Fliehgewichte von Platten in Sektoren mit gekrümmten Rändern gebildet und weisen eine große Trägheit auf.
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Vorzugsweise haben die Fliehgewichte einen homothetischen Krümmungsradius zu jenem der zentralen Scheibe.
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Nach einer spezifischen Variante haben die Fliehgewichte eines selben Satzes unterschiedliche Massen und/oder Geometrien.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal weisen die Fliehgewichte eines selben Satzes einen Masseunterschied auf, um die ursprüngliche Unwucht der Kupplungsreibungsscheibe um ihre Umdrehungsachse dynamisch auszugleichen.
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Vorzugsweise trägt der Satz von Fliehgewichten zu einer Gesamterhöhung von 15% bis 25% der Masse der zentralen Scheibe bei.
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Nach noch einem weiteren Merkmal haben die Fliehgewichte eine Dicke zwischen 1- und 20-mal die Dicke der zentralen Scheibe und vorzugsweise zwischen 3- und 9-mal diese Dicke.
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Nach einer spezifischen Variante umfassen die Fliehgewichte Verankerungsstücke, die mit Öffnungen, die auf der zentralen Scheibe ausgenommen sind, zusammenwirken.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung einer Kupplungsreibungsvorrichtung, wie vorher beschrieben, in einem Übertragungssystem für ein Kraftfahrzeug.
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Die Erfindung ermöglicht es auf diese Weise, die Biegemodi der Kupplungsreibungsvorrichtung zu entkoppeln, wobei mindestens eine Achse der zentralen Stützscheibe vorgesehen wird, auf der die Trägheit maximal ist, während die komplementären Sektoren der zentralen Scheibe eine minimale Trägheit aufweisen.
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Die im Bereich der zentralen Stützscheibe gemäß der Erfindung vorgesehenen Unterbrechungen ermöglichen es, die Erregung, die bei jeder Umdrehung des Motors für die Aufrechterhaltung der den beeinträchtigenden Lärm erzeugenden Schwingung verantwortlich ist, zu beseitigen oder zumindest zu dämpfen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Studie der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden und nachstehend im Detail beschriebenen Figuren hervor.
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1 stellt eine auseinandergezogene Gesamtansicht einer Ausführungsart der erfindungsgemäßen Kupplungsreibungsvorrichtung dar.
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2 stellt eine Vorderansicht der Ausführungsart der Vorrichtung aus 1 nach dem Zusammenbau ihrer diversen Komponenten dar.
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3 stellt eine Querschnittansicht der Ausführungsart der Reibungsvorrichtung aus 2 dar.
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Für eine klarere Darstellung sind die identischen oder ähnlichen Elemente durch identische Bezugszeichen in der Gesamtheit der Figuren bezeichnet.
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Natürlich sind die durch die oben angeführten Figuren dargestellten Ausführungsarten nur als nicht einschränkende Beispiele gezeigt. Es ist ausdrücklich vorgesehen, dass diese verschiedenen Ausführungsarten miteinander verknüpft werden können, um sie zu kombinieren.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSARTEN
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Die 1 bis 3 stellen eine Kupplungsreibungsvorrichtung dar, die zwei Beläge 2, 3 mit Umdrehungsachse X umfasst, welche beiderseits einer zentralen Stützscheibe 1 angeordnet sind, die manchmal auch Antriebsscheibe oder progressive Scheibe genannt wird. Die zentrale Scheibe 1 ist mit einer zentralen Nabe 4 und einer koaxialen Führungsscheibe 5 ausgestattet. Die Führungsscheibe 5 wird von der zentralen Nabe 4 getragen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die herkömmlichen Reibungsvorrichtungen zu verbessern, um die Störungen durch Schwingungen und die akustischen Beeinträchtigungen, die bei manchen Fahrzeugen in der Kuppel- oder Auskuppelphase auftreten, zu beseitigen oder zumindest stark zu verringern.
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Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, die Struktur mindestens einer der Komponenten der Reibungsvorrichtung und im Wesentlichen die zentrale Stützscheibe 1 zu verändern, um lokal Ungleichgewichtszonen oder Masseunterbrechungszonen zu erzeugen, um ein asymmetrisches Profil in der Trägheitsverteilung aufzuweisen.
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Dieses Differential ist entlang mindestens einer Diametralachse der zentralen Scheibe 1 und im Allgemeinen der Kupplungsreibungsvorrichtung lokalisiert. Die Diametralachse D1 ist senkrecht zu der Umdrehungsachse X.
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Die Änderungen, die geeignet sind, an jeder der Komponenten isoliert oder in Kombination vorgenommen zu werden, sind nachstehend im Detail beschrieben.
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Die zentrale Scheibe 1 ist auf herkömmliche Weise mit einer zentralen Öffnung 10, Umfangsflügeln oder -lamellen 11 versehen, und in ihrem Umfang sind Bohrungen 15 ausgenommen (1). Die Flügel 11 sind dazu bestimmt, die Biegung der Peripherie der zentralen Scheibe 1 zu erleichtern, wobei elastisch verformbare flexible Zonen erzeugt werden, wenn die zentrale Scheibe 1 zwischen der Druckplatte der zugehörigen Kupplung und der Reaktionsplatte des zugehörigen Schwungrades eingespannt ist.
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Die Öffnungen 15 sind ihrerseits dazu bestimmt, die Befestigung mit den ringförmigen Belägen 2, 3 mit Hilfe von Nieten R zu gewährleisten.
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Die Kupplungsreibungsvorrichtung kann verschiedene Funktionselemente umfassen, die auf der zentralen Stützscheibe 1, auf der Nabe 4 oder auch auf der Führungsscheibe 5 ausgenommen oder aufgesetzt sind, und die geeignet sind, mit weiteren technisch komplementären Elementen (nicht dargestellt) des Kupplungsmechanismus zusammenzuwirken, und die, da sie nicht in direktem Bezug zu Erfindung stehen, nicht ausdrücklich beschrieben sind.
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Bei einer herkömmlichen zentralen Stützscheibe ist die Oberflächenmasse relativ homogen, auch wenn sie nicht notwendigerweise einheitlich verteilt ist, da die Flügel 11 alle identisch sind und sich radial und symmetrisch erstrecken.
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Unter diesen Bedingungen und auf Grund der Umdrehungssymmetrie der herkömmlichen zentralen Stützscheibe und der Beläge ist die Drehfrequenz der Vorrichtung relativ stabil, weshalb die Neigung besteht, jede unerwünscht auftretende Schwingung aufrechtzuerhalten.
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Erfindungsgemäß ist die zentrale Scheibe daher verändert, um eine Unregelmäßigkeit oder Ungleichförmigkeit der Drehfrequenz durch ein lokales Ungleichgewicht mit Schwungwirkung zu erzeugen.
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Wenn als Bezug zwei senkrechte Diametralachsen D1, D2 der zentralen Scheibe 1, die in den Figuren dargestellt sind, herangezogen werden, ist vorgesehen, auf nur einer dieser Achsen mindestens einen Satz Fliehgewichte 12, 13, die einen Ballast bilden, zu befestigen.
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Diese Ballastgewichte auf der Achse D1 (oder auf der senkrechten Achse D2) erzeugen Unterbrechungen in der Verteilung der Oberflächenmasse der zentralen Scheibe 1 oder ihrer Trägheit entlang der Achse D1 in Bezug zur Achse D2 oder umgekehrt.
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Diese asymmetrische Ausführung führt somit bei Drehung zu einem dynamischen Ungleichgewicht der zentralen Scheibe 1 auf Grund des Vorhandenseins einer axialen Unterbrechung der Verteilung der Masse und somit der Trägheit auf ihrer Oberfläche. Die zentrale Scheibe 1 bewahrt allerdings eine Biegesteifigkeit entlang der Umdrehungsachse, die im Wesentlichen auf 360° einheitlich ist.
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Daraus ergibt sich eine sehr wesentliche Änderung der Kinematik und insbesondere der Biegefrequenz der Scheibe und der Beläge durch Schwung- oder Kippwirkung.
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Bei der in 2 dargestellten Ausführungsart trägt die Achse D1 zwei Sätze 12, 13 von zwei Fliehgewichten, die dazu bestimmt sind, das lokale Massedifferential zu erzeugen.
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Diese beiden Sätze sind jeweils beiderseits der zentralen Scheibe 1 und auf derselben Diametralachse D1 befestigt.
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Die beiden Fliehgewichte jedes Satzes 12, 13 sind gegenüber liegend auf der Diametralachse und symmetrisch in Bezug zur Mitte der zentralen Scheibe 1 angeordnet. Entlang der Diametralachse D1 sind die beiden Fliehgewichte jedes Spiels 12, 13 beiderseits der Umdrehungsachse X angeordnet. Das Gewicht und die Abmessungen dieser Fliehgewichte sind derart bestimmt, dass die Gesamtmasse der veränderten Scheibe insgesamt um 15% bis 25% höher als die Oberflächenmasse einer nicht veränderten herkömmlichen Scheibe ist, d. h. die kein Fliehgewicht trägt.
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Die Fliehgewichte haben eine Dicke, die zwischen 1- und 20-mal der Dicke der zentralen Scheibe und vorzugsweise zwischen 3- und 9-mal der Dicke der Scheibe liegt.
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Wenn die zentrale Scheibe 1 mit einer zentralen Nabe 4 und einer koaxialen Führungsscheibe 5 ausgestattet ist, wie in 2 dargestellt, ist jeder Satz 12, 13 von Fliehgewichten zwischen dem Umfangsrand der Führungsscheibe 5 und dem Innenrand eines der ringförmigen Beläge 2, 3 angeordnet.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt, sind die Fliehgewichte 12, 13 jeweils beiderseits der zentralen Stützscheibe 1 angeordnet. Die Fliehgewichte 12, 13 sind von identischen Plaketten in Form von Sektoren mit gekrümmten Rändern, die auf die Achse D1 (2) zentriert sind und eine große Trägheit aufweisen, gebildet.
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Die Krümmungsradien dieser Sektoren sind hier im Wesentlichen homothetisch zu jenem der zentralen Scheibe 1.
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Allerdings ist es bei einer nicht dargestellten Variante möglich, nur einen einzigen Satz von Fliehgewichten vorzusehen, der auf nur einer Seite der zentralen Scheibe 1 befestigt ist.
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Optional ist es auch möglich vorzusehen, dass die Fliehgewichte eines Satzes von Fliehgewichten 12, 13 oder des einzigen Satzes von Fliehgewichten einen Masseunterschied aufweisen, um die ursprüngliche Unwucht der Kupplungsreibungsscheibe um ihre Umdrehungsachse X dynamisch auszugleichen. In diesem Fall haben die Fliehgewichte eines selben Satzes unterschiedliche Massen und/oder Geometrien. Der Masseunterschied zwischen den beiden Fliehgewichten eines selben Satzes kann einige Dutzend Gramm erreichen. Das Verfahren zur Herstellung dieses dynamischen Ausgleichs würde einen ersten Schritt der Messung der dynamischen Unwucht der Kupplungsreibungsscheibe ohne Fliehgewichtsatz entlang der Umdrehungsachse X, dann einen zweiten Schritt der Lokalisierung der Unwucht entlang einer Diametralachse D1 und schließlich einen dritten Schritt der Befestigung des Fliehgewichtsatzes auf der zentralen Scheibe 1 entlang der Diametralachse D1 umfassen, wobei der Fliehgewichtsatz einen Masseunterschied umfassen würde, um die ursprüngliche Unwucht der Kupplungsreibungsscheibe dynamisch auszugleichen.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt, umfassen die Fliehgewichte 12, 13 Verankerungsstücke 12a, 13a, die von aufgesetzten und gecrimpten Nieten gebildet sein können. Die Nieten sind in entsprechenden Öffnungen 14 angeordnet, die sowohl in den Fliehgewichten als auch in den Umfangslamellen 11 ausgenommen sind. Allerdings kann die Befestigung durch Niete durch einen Schweißpunkt ersetzt werden, der durch Kondensator-Entladungszündung erhalten wird.
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Nach noch einer weiteren nicht dargestellten Variante könnte jeder Satz 12, 13 mehr als zwei Fliehgewichte umfassen, deren jeweilige Massen und/oder Formen identisch oder unterschiedlich wären. Die Reibungsvorrichtung würde allerdings eine axiale Unterbrechung der Verteilung der Masse bewahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2531167 [0003]
- FR 1452464 [0005]
