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Die Erfindung betrifft eine Reibeinrichtung für einen Torsionsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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In der Regel verfügt ein Torsionsdämpfer, wie er beispielsweise in einem Fahrzeugantriebstrang eingesetzt wird, über eine Reibeinrichtung. Eine derartige Reibeinrichtung umfasst eine Spannfeder und eine Reibscheibe. Angeordnet ist die Reibeinrichtung funktional und räumlich zwischen einem Drehmomenteingangsteil und einem Drehmomentausgangsteil.
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Die
DE 196 44 046 A1 beschreibt beispielhaft eine Reibeinrichtung dieser Bauform. In der
7 der
DE 196 44 046 A1 stützt sich die Spannfeder in der Bauform einer Scheibenfeder mit dem Innendurchmesser an dem Drehmomentausgangsteil ab. Am Außendurchmesser verfügt die Scheibenfeder über abgewinkelte Laschen, die in Aussparungen einer Reibscheibe eingreifen, wobei die Reibscheibe von der Scheibenfeder gegen das Drehmomenteingangsteil gespannt wird.
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Dabei tritt ein Einschleifeffekt im Kontakt zwischen dem Innendurchmesser der Scheibenfeder und dem Drehmomentausgangsteil auf. Dieser Einschleifeffekt führt zu einem Verlust an axialer Vorspannung der Scheibenfeder und damit auch zu einem reduzierten Reibmoment.
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Die Variante 8 zeigt eine sehr ähnliche Bauform. Abweichend verfügt die Scheibenfeder über einen abgewinkelten Arm, der in eine Ausnehmung des Drehmomentausgangsteils eingreift. Diese Bauform lässt sich im Vergleich zur Variante nach 7 deutlich schwieriger montieren, da am Montageende der Eingriff des Arms der Spannfeder mit der Ausnehmung unbedingt gewährleistet sein muss.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das aus dem Stand der Technik bekannt Einschleifproblem zu beheben.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, sich die Scheibenfeder im Außendurchmesserbereich an dem Drehmomenteingangsteil oder dem Drehmomentausgangsteil und ein radial beabstandeter Flächenbereich der Scheibenfeder an der Reibscheibe anliegen, wobei der Außendurchmesserbereich der Scheibenfeder mindestens so groß ist wie ein mittlerer Reibungsdurchmesser der Reibscheibe. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass nun die Scheibenfeder keinen Abrieb an dem Drehmomenteingangs- oder Ausgangsteil hervorrufen kann, der bei längerfristigem Auftreten eine Veränderung der Vorspannung der Scheibenfeder bewirken würde.
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Eine weitere Maßnahme besteht darin, dass ein Kontaktbereich der Scheibenfeder mit der Reibscheibe eine Formschlussverbindung bildet. Somit ist eine Relativbewegung der Scheibenfeder auch zur Reibscheibe in Umfangsrichtung minimiert.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird die Formschlussverbindung von einer abgewinkelten Lasche gebildet wird, die in eine Aussparung der Reibscheibe eingreift. Die Lasche lässt sich einfach herstellen und kann vergleichsweise große Drehmomente übertragen.
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Es hat sich als überaus positiv herausgestellt, wenn die Aussparung der Reibscheibe im Bereich der Formschlussverbindung eine Punktberührung zur Lasche aufweist. Die Punktberührung vereinfacht die Ausgestaltung einer spielfreien Formschlussverbindung.
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Bevorzugt weist die Aussparung in zumindest einer relevanten Größe der Formschlussverbindung ein Untermaß auf. Dadurch ergibt sich eine Klemmwirkung, die sich mit dem Formschluss überlagert.
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Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist die Formschlussverbindung als eine Konusverbindung ausgeführt. Die Konusverbindung sorgt für eine hohe Drehmomentübertragung, die auch bei Verschleiß der Reibscheibe gesichert bleibt.
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Idealerweise ist die Aussparung angrenzend zum Innendurchmesser der Reibscheibe ausgeführt. Diese Bauform zeichnet sich durch einen geringen Bauraumbedarf aus und lässt sich auch werkzeugschonend herstellen.
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Alternativ kann ein Berührkreis der Scheibenfeder an der Reibscheibe mindestens so groß ausgeführt sein wie ein mittlerer Reibradius der Reibscheibe. Über den Drehmomentfluss zwischen den sich berührenden Bauteilen der Reibeinrichtung wird sichergestellt, dass keine Relativbewegung an der Scheibenfeder zu einem anderen Bauteil auftreten kann.
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Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 Vorderansicht eines Torsionsdämpfers
- 2 Schnittdarstellung zur 1
- 3 Ausschnittvergrößerung der 2 im Bereich der Reibeinrichtung
- 4 u 5 Reibscheibe als Einzelteil
- 6 Scheibenfeder als Einzelteil
- 7 u. 8 Kombination der Scheibenfeder mit Reibscheibe
- 9 Detaildarstellung zu 7 und 8
- 10 Alternativausführung zur 2
- 11 u. 13 Alternativvarianten zur 2
- 12 u. 14 Reibscheiben zu den 11 u. 13
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Die 1 und 2 zeigen in der Zusammenschau einen Torsionsdämpfer 1 mit einer Mitnehmerscheibe 3, die an ihrem Außendurchmesserbereich einen Reibbelag 5 mit einer Anzahl von Belagfedern 7 aufweist. Die Mitnehmerscheibe 3 bildet dabei das Drehmomenteingangsteil für den Torsionsdämpfer 1. Beiderseits der Mitnehmerscheibe 3 ist jeweils ein Abdeckblech 9; 11 in der Funktion eines Drehmomentausgangsteils angeordnet und mit einem Nabenflansch 13 einer zentralen Nabe 15, die auf einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle verschiebbar gelagert ist, mittels mehrerer Niete 17 fixiert. Die Mitnehmerscheibe kann sich in Grenzen gegen die Rückstellkraft mindestens einer Feder 19 zu den Abdeckblechen 9; 11 verdrehen. Die Feder 19 wird jeweils in einem Fenster 23 der Mitnehmerscheibe 3 gehalten.
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Zwischen einer Innenseite eines der Abdeckbleche und der Mitnehmerscheibe 3 ist eine Reibeinrichtung 21 angeordnet, deren Reibkraft der Federkraft der Federn 19 entgegenwirkt. Diese Beschreibung des Torsionsdämpfers 1 ist nur beispielhaft zu verstehen. Grundsätzlich könnte der Torsionsdämpfer 1 auch in einer Anwendung ohne Reibbelag 5 und/oder zentraler Nabe 15 auf einer Getriebewelle ausgeführt sein.
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Die 3 zeigt die Reibeinrichtung 21 der 2. Ebenso wie das Drehmomenteingangsteil, nämlich die Mitnehmerscheibe 3 zentriert sich auch eine Reibscheibe 25 auf dem Nabenflansch 13. Diese Reibscheibe 25 wird von einer Scheibenfeder 27, die sich am Drehmomentausgangsteil 9 innenseitig abstützt, gegen die Mitnehmerscheibe 3 verspannt. Der Außendurchmesser 29 der Scheibenfeder 27 ist mindestens so groß ist wie ein mittlerer Reibungsdurchmesser 31 der Reibscheibe 25. Über die Breite des Nabenflansches 13 wird ein Bauraum für die Mitnehmerscheibe 3, die Reibeinrichtung 21 und einer Anzahl von Ausgleichsscheiben 33 bestimmt. Die Mitnehmerscheibe 3 lässt sich in diesem Bauraum in Grenzen gegen die Vorspannkraft der Scheibenfeder 27 verschieben.
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Die Reibscheibe 25 weist eine Kreisringform auf und ist völlig plan (4 und 5). Sie lässt sich sehr einfach als Stanzbauteil herstellen. In dieser Ausführung weist die Reibscheibe angrenzend zum Innendurchmesser eine Aussparung 35 auf. Die Aussparungen 35 haben bevorzugt eine Kreisabschnittsform. In diese Aussparung greift ein Kontaktbereich 37 der Scheibenfeder 27 ein, sodass die Reibscheibe 25 und die Scheibenfeder 27 eine Formschlussverbindung 39 bilden. In der Zusammenschau der 6 bis 8 ist erkennbar, dass die Scheibenfeder 27 eine abgewinkelte Lasche 41 aufweist, die einen Kontaktbereich 43 an der Scheibenfeder 27 bildet. Auch die Lasche 41 ist am Innendurchmesserbereich der Scheibenfeder 27 ausgeführt.
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Durch die Kombination der Kreisabschnittsform der Aussparung 35 mit der abgewinkelten Lasche 41 ergibt sich eine Punktberührung innerhalb der Formschlussverbindung 39. Im unverbauten Zustand der Scheibenfeder ist ein Winkel 45 zwischen einem ringförmigen Grundkörper 47 und der Lasche 41 kleiner als im montierten Zustand, d. h. die Lasche 41 wird bei der Montage in Richtung der Ebene des Grundkörpers 47 elastisch verformt (9). Die Aussparung 35 weist in zumindest einer relevanten Größe der Formschlussverbindung 39 ein Untermaß auf. Wie man in der Zusammenschau der 6 bis 8 erkennt, ist die Breite der Lasche 41 größer als die mittlere Breite der Aussparung 35. Folglich ergibt sich beim Einführen der Lasche 41 in die Aussparung 35 eine Winkelbewegung der Lasche 41. Dadurch ergibt sich im Kontaktbereich 37 eine Konusverbindung, die auch bei einem Verschleiß der Reibscheibe 25 und einem damit axial anwachsenden Raum für die Scheibenfeder 27, geschlossen bleibt. Folglich kann für die Drehmomentübertragung zwischen der Reibscheibe 25 und der Scheibenfeder 27 eine Kraftübertragung aufgrund der Formschlussverbindung 39 wie auch eine Kraftübertragung aufgrund der Konusverbindung genutzt werden. Zum besseren Verständnis sind in der 3 die Kraftvektoren eingezeichnet.
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In der 10 ist eine Reibscheibe dargestellt, bei der ein Berührkreis 49 der Scheibenfeder 27 an der Reibscheibe 25 mindestens so groß ist wie ein mittlerer Reibdurchmesser 31 der Reibscheibe. Der mittlere Reibungsdurchmesser ergibt sich vereinfacht aus der Addition des Außendurchmessers und des Innendurchmessers dividiert durch 2. Diese Variante vereinfacht die Geometrie der Reibscheibe 25, da Aussparungen 35 wie in der vorangegangenen Beschreibung nicht erforderlich sind. Trotzdem kann man natürlich auch Aussparungen 35vorsehen.
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In den 11 und 13 sowie den dazugehörigen Reibscheiben 25 sind die Aussparungen 35 radial soweit nach außen versetzt, so dass die Scheibenfeder 27 jeweils radial außenhalb des mittleren Reibungsdurchmessers 31 in die Reibscheibe 25 eingreift. In der Ausführung gemäß der Kombination der 11 und 13 befindet sich die Aussparung 35 etwas radial außerhalb des mittleren Reibungsdurchmessers und verfügt über eine geschlossene Kreisform.
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Die 12 und 14 zeigen eine Reibscheibe 25, bei der die Aussparungen 35 am Außendurchmesser der Reibscheibe auslaufen, also eine Kreisabschnittsform vorliegt, vergleichbar mit der Ausführung nach 4. Die 14 soll zeigen, dass man mit einer Standard-Reibscheibe, die Aussparungen 35 sowohl am Innen wie auch am Außendurchmesser aufweist, beide Einbauformen nach den 3 und 12 abdecken kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Torsionsdämpfer
- 3
- Mitnehmerscheibe
- 5
- Reibbelag
- 7
- Belagfeder
- 9
- Abdeckblech
- 11
- Abdeckblech
- 13
- Nabenflansch
- 15
- Nabe
- 17
- Niet
- 19
- Feder
- 21
- Reibeinrichtung
- 23
- Fenster
- 25
- Reibscheibe
- 27
- Scheibenfeder
- 29
- Außendurchmesser
- 31
- mittlerer Reibungsdurchmesser
- 33
- Ausgleichsscheiben
- 35
- Aussparung
- 37
- Kontaktbereich
- 39
- Formschlussverbindung
- 41
- abgewinkelte Lasche
- 43
- Kontaktbereich
- 45
- Winkel
- 47
- Grundkörper
- 49
- Berührkreis
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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