DE1750841B1

DE1750841B1 - Reibscheibenkupplung insbesondere fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE1750841B1
Application number: DE19681750841
Authority: DE
Inventors: Kazuma Adachi
Original assignee: Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1967-06-10
Filing date: 1968-06-10
Publication date: 1971-12-09
Also published as: FR1570798A; US3514974A; NL140042B; SE334295B; GB1235699A; NL6808058A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Reibscheibenkupplung, F i g. 8 einen Längsschnitt durch ein weiteres Teil

insbesondere für Fahrzeuge, mit einer Nabe und der Kupplung nach F i g. 1 und 2, einem auf ihr begrenzt drehbaren Scheibenkörper Fig. 9 eine Drauf sieht nach F i g. 8,

sowie zwischen diesen Teilen liegenden Schwingungs- F i g. 10 einen Schnitt nach den Linien X-X in

dämpfern, wenigstens einem Reibring zwischen der 5 F i g. 9 und

Kupplungsscheibe und einem mit der Nabe fest ver- Fig. 11 eine Hysteresiskurve des Drehmoment-

bundenen Flansch und einem elastischen Dämpf ungs- Verhältnisses einer erfindungsgemäßen Kupplung, ring zwischen dem mit der Nabe fest verbundenen wobei T das Drehmoment und α der Drehwinkel ist. Flansch und einer auf der Nabe angeordneten In F i g. 1 und 2 besteht die Reibscheibenkupplung

Scheibe. io aus einer Kupplungsscheibe 1, einer Keilnabe 2 und

In der deutschen Patentschrift 1475 346 ist eine einer Mitnehmerscheibe 3 sowie weiteren Teilen, die Reibscheibenkupplung der vorstehend genannten Art nachfolgend näher beschrieben sind. An der Kuppbeschrieben, bei der an den Seitenflächen zweier lungsscheibe 1 sind Reibbeläge 4 zu beiden Seiten Ringscheiben ein oder mehrere Gummifederelemente der Kupplungsscheibe mit Nieten 5 befestigt. Die anvulkanisiert sind. Dabei ist die eine Scheibe mit 15 Reibflächen der Reibbeläge befinden sich mittag der Nabe bzw. einem Mitnahmering drehfest ver- zwischen einer nicht dargestellten Schwungscheibe bunden und die andere Scheibe greift ohne Spiel einer Antriebsmaschine und einer gleichfalls nicht mittels einer an ihrem Innendurchmesser vorgesehe- dargestellten Druckplatte. Die Reibbeläge dienen nen Keilnut-Innenverzahnung in die Keilnut-Außen- dazu, mit dem Schwungrad und der Druckplatte verzahnung der Nabe ein. 20 durch Druck gegen die Druckplatte in Reibungs-

In der britischen Patentschrift 1073 123 ist eine kontakt zu kommen, um dabei durch Reibungskräfte ähnliche Reibscheibenkupplung der eingangs genann- das Drehmoment der Schwungscheibe auf die Reib- _ ten Art offenbart, bei der an dem Scheibenkörper ein scheibenkupplung zu übertragen. ^

Ring befestigt ist, der an seinem Umfang mit einem Die Kupplungsscheibe 1 ist begrenzt drehbar auf

elastischen Dämpfungsring fest verbunden ist, der 25 dem äußeren Umfange der Keilnabe 2 gelagert. Die außenseitig einen Schwungring trägt. Keilnabe 2 ist inwändig mit einem Keilnabenprofil 2 a

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reibscheiben- versehen, das zur Übertragung des Drehmomentes kupplung der eingangs genannten Art anzugeben, auf die mit einem entsprechenden Teilprofil verbei der durch die spezielle Ausbildung und Anord- sehene, nicht dargestellte getriebene Welle dient, nung des elastischen Dämpfungsringes die Dämpfung 30 die mit einem Gangwechselgetriebe in Verbindung insbesondere von Stoßen und Schwingungen in axialer steht.

Richtung gegenüber bekannten Reibscheibenkupp- Die Keilnabe ist mit einem Flansch 2 & versehen,

lungen weiter verbessert ist. Hierdurch soll vor allem dessen besondere Ausbildung aus F i g. 3 ersichtlich ein besonders geräuscharmer Lauf von Getrieben ist. Die Kupplungsscheibe 1 liegt der einen Seite des insbesondere für Kraftfahrzeuge über einen großen 35 Flansches Ib gegenüber. Der anderen Seite des Flan-Belastungsbereich erzielt werden. sches2& liegt die Mitnehmerscheibe 3 gegenüber,

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise die begrenzt drehbar auf dem äußeren Umfange der gelöst, daß, wie an sich bekannt, die mit den Keilnabe 2 gelagert ist, so daß der Flansch 2 δ der Schwingungsdämpfern zusammenwirkende Scheibe Keilnabe 2 zwischen der Kupplungsscheibe 1 und der auf der Nabe begrenzt drehbar angeordnet ist, daß 40 Mitnehmerscheibe 3 etwa mittig angeordnet ist. Am der elastische Dämpfungsring auf deren Nabe dreh- äußeren Umfang des Flansches 2 b sind vier bogenbar gelagert ist und zum Erhöhen der Spreizkräfte förmige Ausnehmungen 2 c vorgesehen, innerhalb an mindestens einer Stirnseite Vorsprünge aufweist, derer feste Verbindungsglieder 6 zwischen der Kuppdie mit zugeordneten Vertiefungen an dem mit der lungsscheibe 1 und der Mitnehmerscheibe 3 zu lie- ä Nabe fest verbundenen Flansch und/oder an 45 gen kommen.

der auf der Nabe angeordneten Scheibe zusammen- Die Verbindungsglieder 6 sind innerhalb der

wirken. bogenförmigen Ausnehmungen 2 c bewegbar, so daß

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der die Kupplungsscheibe 1 zusammen mit der Mit-Erfindung verlaufen die Vorsprünge an dem elasti- nehmerscheibe 3 und der Keilnabe 2 mit ihrem sehen Dämpfungsring jeweils um einen Winkel gegen- 50 Flansch 2 & relativ zueinander um ein bestimmtes über einer radialen Richtung geneigt. Maß verdrehbar sind.

Der elastische Dämpfungsring ist besonders ein- In dem Flansch 2 & der Keilnabe 2 sind weitere

fach herstellbar und ist für eine Massenproduktion Ausnehmungen2d vorgesehen, in die Druckfedern? gut geeignet. eingesetzt sind, die in Drehrichtung Rückstoßkräfte

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausfüh- 55 abgeben. In der Kupplungsscheibe 1 und der Mitrungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt nehmerscheibe 3 sind gegenüber den Ausnehmun-

Fi g. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemä- gen2d des Flansches 2& Durchbrüche la, 3a, Ib ßen Reibscheibenkupplung, und 3& vorgesehen. Die Druckfedern 7, die an bei-

F ig. 2 eine Draufsicht nach Fig. 1 teilweise auf- den Enden in den Ausnehmungen 2 d des Flansches 2 b gebrochen, 60 gehalten sind, wirken über die Durchbrüche la, 3a

Fig. 3 eine Draufsicht eines Teiles der Kupplung und 16, 3b federnd auf die Kupplungsscheibe 1 und nach F i g. 1 und 2, die Mitnehmerscheibe 3 ein. Hierbei wird eine Dämp-

F i g. 4 einen Schnitt nach den Linien IV-IV in fung von Drehbewegungen zwischen der mit der F i g. 3, Kupplungsscheibe 1 verbundenen Mitnehmerscheibe 3

Fig. 5 eine Draufsicht eines weiteren Teiles der 65 und dem Flansch2& der Nabe2 erzielt. Kupplung nach Fig. 1 und2, Zusätzlich befindet sich zwischen der Kupplungs-

Fig. 6 und 7 Schnitte nach den Linien VI und VII scheibe 1 und dem Flansch Ib der Nabe2 eine Reiin Fig. 5, bungsscheibe 8 aus verschleißfestem Material, wie

Fig. 1 zeigt, die bei relativen Drehbewegungen zwischen der Kupplungsscheibe 1 und dem Flansch 26 Reibungskräfte erzeugt. Dabei dienen diese Reibungskräfte in bekannter Weise zur Dämpfung der Federungen der Federn 7 bei plötzlichen Drehmomentänderungen. Es zeigte sich jedoch, daß eine solche Dämpfung noch nicht ausreicht, um die Schwingungen und die von ihnen herrührenden Getriebegeräusche vollständig oder nahezu vollständig verhindern zu können.

Hierfür ist ein Dämpfungsring aus elastischem, verschleißfestem Material, wie Gummi od. dgl., vorgesehen, der zwischen der Mitnehmerscheibe 3 und dem Flansch 2 b der Nabe 2 angeordnet ist.

Der elastische Dämpfungsring 9, der in einer be- »5 vorzugten Ausführungsform in den F i g. 8,9 und 10 dargestellt ist, ist mit einer Anzahl von Vorsprüngen 9 a und 9 b versehen, die sich im wesentlichen radial entlang beiden Ringflächen erstrecken. Diese Vorsprünge weisen in Rotationsrichtung abgeschrägte Flächen 9 c auf.

In der Fläche, mit der der Flansch 2 & der Nabe 2 in Kontakt mit dem elastischen Dämpfungsring 9 kommt, sind Vertiefungen 2 e vorgesehen, in die die Vorsprünge 9 a greifen. Dabei haben die Vertiefungen2e das entgegengesetzt gleiche Profil wie die Vorsprünge 9 a. Weiter sind in der Fläche, mit der die Mitnehmerscheibe 3 mit dem Dämpfungsring 9 in Berührung kommt, ebenfalls Vertiefungen 3 c vorgesehen, die in die Vorsprünge 9 b des Dämpfungsringes hineinragen. Dabei besitzen die Vertiefungen 3c in gleicher Weise wie die Vertiefungen 2 e und die Vorsprünge 9 a das umgekehrt gleiche Profil wie die Vorsprünge 9 b.

Die Vorsprünge 9 a und 9 b des elastischen Dämpfungsringes 9 greifen in die entsprechenden Vertiefungen 2 e und 3 c ein, wobei der Dämpfungsring zwischen dem Flansch 2 b und der Mitnehmerscheibe 3 von beiden Seiten angepreßt gehalten wird. Jeder der Vorsprünge 9 a und 9 b verläuft um einen positiven bzw. negativen Winkel Θ gegenüber einer radialen Richtung etwas geneigt, wobei die Neigung der Vorsprünge 9 a auf der einen Seite des Dämpfungsringes und der Vorsprünge 9 b auf der anderen Seite des Dämpfungsringes entgegengesetzt zueinander laufen. Der Winkel Θ der Abschrägung ist entsprechend dem Übertragungsdrehmoment der Kupplung oder ihrem Verwendungszweck angepaßt.

Wenn der elastische Dämpfungsring 9 in der beschriebenen Weise zwischen der Mitnehmerscheibe 3 der Kupplungsvorrichtung und dem Flansch 2 b der Nabe 2 eingesetzt ist und eine relative Verdrehung zwischen der mit der Kupplungsscheibe 1 verbundenen Mitnehmerscheibe 3 und der Nabe 2 bei einem Drehmoment auftritt, das während des Betriebes der Kupplung in ihrer Drehrichtung zu einem Nacheilen der Kupplungsscheibe 1 mit der Mitnehmerscheibe 3 und der Nabe 2 führt, wird der elastische Dämpfungsring 9, der sich auf Grund seiner besonderen viscoelastischen Eigenschaften der relativen Verdrehung widersetzt, zwischen der Mitnehmerscheibe 3 und dem Flansch 9 b in sich verzogen bzw. verdrillt. Die Folge ist, daß die in Drehrichtung abgeschrägten Flächen 9 c der Vorsprünge 9 α und 9 ft des elastischen Dämpfungsringes mit einer der relativen Verdrehung entsprechenden Kraft auf die abgeschrägten Flächen 2/ und 3d der Vertiefungen 2e in der einen Seite des Flansches 2 & der Nabe 2 und der Vertiefungen 3 c in der einen Seite der Mitnehmerscheibe 3 gepreßt werden. Dabei treten die Vorsprünge 9 α und 9 b mehr oder weniger aus den Vertiefungen 2e bzw. 3 c heraus, wobei die Mitnehmerscheibe 3 und der Flanssch 2 b nockenartig auseinandergepreßt werden. Hierbei wird die Reibungsscheibe 8 in erhöhtem Maße zwischen der Kupplungsscheibe 1 und dem Flansch 2 b der Nabe 2 gepreßt gehalten, wobei Reibungskräfte entstehen. Diese durch den elastischen Dämpfungsring 9 selbst und indirekt über die Reibungsscheibe 8 bewirkten zusätzlichen Reibungskräfte tragen wesentlich zur Dämpfung der Vibrationen und der damit verbundenen Geräusche bei.

Das verschleißfeste, elastische Material, wie z. B. Gummi, aus dem der Dämpfungsrring 9 besteht, ist nicht nur besonders geeignet dazu, eine große Drehenergie in sich aufzufangen, sondern besitzt auch eine Viscoelastizität, die eine nockenartige Wirkung der Vorsprünge 9 α und 9 b beim Austreten aus den Vertiefungen Ie und 3 c erlaubt. Die besondere Gestaltung des Dämpfungsringes 9 mit seinen Vorsprüngen und die entsprechenden Vertiefungen in dem Flansch 2 b bzw. in der Mitnehmerscheibe 3 führen zu einer weitgehenden Dämpfung. Das Dämpfungsdrebmoment wächst im Verhältnis zum Drehwinkel der Kupplung, so daß nach Fig. 11 ein nichtlinearer Hysteresiseffekt erhalten wird, der sich aus der Beziehung des Drehwinkels α zum Drehmoment T ergibt.

Da die Elastizitätskonstante des elastischen Dämpfungsringes 9 bei hohen Drehmomenten groß und bei kleinen Drehmomenten klein ist, lassen sich Kupplungen angeben, die Vibrationen und Geräusche über einen großen Drehmomentbereich vermeiden.

Die Elastizitätskonstante kann durch Wahl des Winkels Θ für die Neigung der Vorsprünge gegenüber einer Radialen in negativer Drehrichtung kleiner als in positiver Drehrichtung gewählt werden. Vibrationen beim Umschalten von einer Beschleunigungsbewegung auf Freilauf oder während einer Freilaufbewegung und Bewegungen mit kleinem Drehmoment können dadurch wesentlich besser als bisher verhindert werden. Eine Vibrationsdämpfung bei kleinen Drehmomenten kann durch die Viscoelastizität des Dämpfungsringes 9 selbst beseitigt werden, so daß Geräusche auf Grund des Spieles der miteinander kämmenden Getriebsräder weitgehend verhindert werden können. Da der Dämpfungsring 9 selbst nicht zur Erhöhung der Reibung verwendet wird, sondern es auf die Elastizität des Dämpfungsringmaterials ankommt, dessen Torsionsfestigkeit von Nutzen ist, ist die Lebensdauer des Dämpfungsringes 9 gegenüber einem herkömmlichen Reibungsring wesentlich günstiger.

Claims

Patentansprüche:

1. Reibscheibenkupplung, insbesondere für Fahrzeuge, mit einer Nabe und einem auf ihr begrenzt drehbaren Scheibenkörper sowie zwischen diesen Teilen liegenden Schwingungsdämpfern, wenigstens einem Reibring zwischen der Kupplungsscheibe und einem mit der Nabe fest verbundenen Flansch und einem elastischen Dämpfungsring zwischen dem mit der Nabe fest verbundenen Flansch und einer auf der Nabe angeordneten Scheibe, dadurch gekenn-

zeichnet, daß, wie an sich bekannt, die mit den Schwingungsdämpfern (7) zusammenwirkende Scheibe (3) auf der Nabe (2) begrenzt drehbar angeordnet ist, daß der elastische Dämpfungs« ring (9) auf deren Nabe drehbar gelagert ist und zum Erhöhen der Spreizkräfte an mindestens einer Stirnseite Vorsprünge (9 a, 9 b) aufweist, die mit zugeordneten Vertiefungen (2 e, 3 c) an dem mit der Nabe fest verbundenen Flansch und/ oder an der auf der Nabe angeordneten Scheibe zusammenwirken.

2. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (9 a, 9 c und 9 b, 9 c) jeweils um einen Winkel (Θ) gegenüber einer radialen Richtung geneigt verlaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen