DE19638613A1

DE19638613A1 - Kupplungsbetriebene Scheibenanordnung

Info

Publication number: DE19638613A1
Application number: DE19638613A
Authority: DE
Inventors: Andrew Szadkowski; Michael J Hall; Rock L Hartshorn
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1997-03-27
Also published as: CA2184344A1; CA2184344C; US5657845A; US5908100A

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemeinen mit Reibkupplungen und insbesondere mit Abstimm- und Dämpfungseinrichtungen von kupp lungsbetriebenen Scheibenanordnungen.

Kupplungen sind an sich bekannte Einrichtungen, welche einge setzt werden, um selektiv eine Drehenergiequelle, wie eine Kur belwelle einer Brennkraftmaschine und ihr Schwungrad, mit einer getriebenen Einrichtung, wie einem Getriebe, zu verbinden. Wenn die Brennkraftmaschine mit dem Getriebe über die Kupplung ver bunden ist, werden Schwingungen über die Kupplung zu dem Getrie be sowie auf andere Komponenten im Antriebsstrang übertragen, wodurch man unerwünschte Geräuschentwicklungen erhält, bei denen es sich beispielsweise um ein Getrieberattern handeln kann. Ferner können zusätzlich Drehmomentspitzen mit großer Höhe bei Antriebsstrang-Resonanzen auftreten, wobei es mit der Zeit zu Beschädigungen des Getriebes und/oder anderer Komponenten des Antriebsstranges kommen kann.

Seit langem wird bei Kupplungen eine Mehrzahl von Druckfedern zwischen einer Kupplungsnabe, welche mit einer Getriebeeingangs welle zusammenarbeitet, und einer Kupplungsscheibe eingesetzt, welche mit dem Schwungrad der Brennkraftmaschine zusammenarbei tet. Diese Federn sind typischerweise in Federtaschen angeord net, welche in Umfangsrichtung verteilt um die Kupplungsnabe angeordnet sind. Die Kompression der Feder ist durch einen An schlag begrenzt, welcher zwischen der Nabe und der Scheibe zur Begrenzung der relativen Drehbewegung zwischen denselben ange ordnet ist. Die Federn stellen eine gewisse Isolierung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe hinsichtlich Zündimpul sen der Brennkraftmaschine und anderen Brennkraftmaschinendreh zahlschwankungen bereit. Jedoch tritt eine Punktbelastung zwi schen den Federn und den Federtaschen an den Enden der Federn auf, wodurch sich Verschleißerscheinungen an einem oder an bei den Teilen ergeben. Auch haben innerhalb des durch den Anschlag oder die Anschläge zulässigen Bewegungsbereiches die Federn die Neigung, daß sie sich innerhalb der Taschen relativ frei bewe gen, so daß sie sich biegen und gegen die Seiten der Taschen reiben. Die Federbewegung und der Verschleiß können gegebenen falls zu einem Brechen der Federn führen, oder die Abmessungen der Federtaschen vergrößern sich. Hierdurch wird die Dämpfungs wirkung bei der Kupplung herabgesetzt, und es kann sogar möglich sein, daß die Feder aus der kupplungsbetriebenen Scheibenanord nung austritt.

Ein Weg für die Schwingungsübertragung von der Brennkraftmaschi ne auf das Getriebe, welcher insbesondere schwer zu dämpfen ist, wenn zugleich andere gewünschte Kupplungsleistungseigenschaften aufrechterhalten werden sollen, ist die Keilverbindungsgrenzflä che zwischen der Nabe der getriebenen Scheibe und der Eingangs welle des Getriebes. Die zusammenarbeitenden Keilverbindungen müssen so ausreichend lose passen, daß eine Gleitbewegung rela tiv zueinander zu Montagezwecken möglich ist. Daher darf keine Vorbelastung dieser Teile gegeneinander vorhanden sein. Es ist daher erforderlich, daß man ein kleines Spiel zwischen den pas senden Keilverbindungen hat. Die zusammenarbeitenden Keilver bindungen übertragen die Brennkraftmaschinenschwingungen auf das Getriebe. Die Schwingungen werden in ähnlicher Weise über die als Keilverbindungen ausgestaltete Grenzfläche bei den Kupplun gen übertragen, bei denen angetriebene Doppelscheiben vorgesehen sind. Jede Scheibe hat eine Nabe mit einer Keilverbindung, die mit einer externen Keilverbindung mit einer gemeinsamen inneren Nabe zusammenarbeitet. Die innere Nabe ihrerseits hat eine inne re Keilverbindung, welche mit der Getriebeeingangswelle zusam menarbeitet. Um die sich möglicherweise ergebenden Geräusche zu reduzieren, ist es bekannt, an den Keilverbindungen Grenzflächen mit vergrößertem Umfangsspiel zwischen den Keilverbindungen vorzusehen, sowie gegebenenfalls eine Verbindung mit einer ela stischen Feder oder einem Reibdämpfer zwischen den als Keilver bindungen gestalteten zusammenarbeitenden Elementen. Bekannte Federn und bekannte Reibdämpfungseinrichtungen haben jedoch viele Teile und sind daher aufwendig hinsichtlich der Montage.

Auch befaßt sich die Erfindung mit dem Vermögen, daß die getrie bene Scheibenanordnung sich vollständig von dem Schwungrad und der Druckplatte abkoppeln kann, was durch die axiale Steifigkeit der getriebenen Scheibenanordnung beeinflußt wird. Wenn die kupplungsbetriebene Scheibennabe axial auf der Eingangswelle blockiert oder festsitzt, kann die Kupplung nicht vollständig ausgerückt werden, und die angetriebene Scheibe versucht, ent gegen dem Schwungrad dieses mitzuschleppen.

Eine weitere Problematik gibt es bei angetriebenen Doppelschei benkupplungen hinsichtlich ihres Zusammenbaus. Obgleich die meisten angetriebenen Scheiben von der Seite aus gesehen, nahezu symmetrisch sind, so gibt es doch in typischer Weise eine axiale Versetzung in der einen oder in der anderen Richtung. Ohne eine sorgfältige Montage kann eine oder es können beide getriebenen Scheiben auf der inneren Nabe unter ungenauer Ausrichtung an geordnet werden, wobei es sich um einen Fehler handelt, der selbst bei einem sofortigen Erkennen zur Korrektur zusätzliche Zeit erforderlich macht.

Nach der Erfindung wird eine getriebene Kupplungsscheibenanord nung bereitgestellt, welche eine Nabe umfaßt, welche eine Dreh achse besitzt. Eine getriebene Scheibe der Anordnung ist drehbe weglich auf der Nabe angeordnet und hat ein darauf angeordnetes Reibelement. Die Scheibe hat auch eine Mehrzahl von Federöff nungen, welche radial zwischen der Nabe und dem Reibelement angeordnet sind. Eine Versteifungsplatte, welche eine Mehrzahl von Federöffnungen hat, welche zu den Federöffnungen in der Scheibe fluchten, ist an jeder Seite der Scheibe befestigt. Eine Abdeckplatte, welche eine Mehrzahl von Federöffnungen hat, ist über den jeweiligen Versteifungsplatten angeordnet, wobei die Federöffnungen aller Teile fluchtgerecht zueinander ausgerichtet sind. Die Abdeckplatten sind fest mit der Nabe zur Ausführung einer Drehbewegung mit derselben verbunden. Eine Mehrzahl von Druckspiralfedern ist in den Federöffnungen angeordnet, wobei die Federn derart orientiert sind, daß eine relative Drehbewe gung zwischen der Nabe und der Scheibe dazu führt, daß die Fe dern komprimiert werden. Eine Endkappe ist an jedem Ende der Federn angeordnet und mit einem Kappenabschnitt versehen, wel cher mit dem Ende der Feder zusammenarbeitet, und es ist ein Bolzenabschnitt vorgesehen, welcher sich von dem Kappenabschnitt weg erstreckt und innerhalb den Federwindungen angeordnet ist, wodurch die Bolzenabschnitte verhindern, daß die Federn aus knicken, wenn sie infolge der relativen Drehbewegung zwischen der Nabe und der Scheibe zusammengedrückt werden.

Auch wird eine getriebene Kupplungsscheibenanordnung bereitge stellt, welche eine Nabe mit einer Drehachse hat, sowie eine Mehrzahl von axial ausgerichteten Ausnehmungen in einer äußeren Durchmesserfläche hat. Eine getriebene Scheibe ist auf der Nabe drehbeweglich angeordnet. Eine Verstärkungsplatte ist fest mit jeder Seite der Scheibe verbunden. Die Verstärkungsplatten haben jeweils eine Mittelöffnung, welche die Nabe mit einer Mehrzahl von axial verlaufenden Ausnehmungen umgibt. Eine Abdeckplatte ist auf den jeweiligen Versteifungsplatten angeordnet und hat eine Mehrzahl von Federöffnungen darin, welche mit den Federöff nungen in den Verstärkungsplatten fluchten. Die Abdeckplatten sind drehfest mit der Nabe verbunden. Eine Mehrzahl von Spiral druckfedern ist in Wirkverbindung zwischen der Nabe und der Scheibe angeordnet. Eine erste Reibplatte arbeitet drehbeweglich mit der Nabe zusammen. Eine zweite Reibplatte arbeitet drehbe weglich mit der Verstärkungsplatte zusammen. Eine ringförmige Feder ist zwischen den Reibplatten und einer der Abdeckplatten oder der Verstärkungsplatten angeordnet.

Somit wird ferner eine kupplungsbetriebene Scheibenanordnung bereitgestellt, welche eine Nabe mit einer Drehachse und eine angetriebene Scheibe hat, welche relativ zur Nabe drehbeweglich gelagert ist. Die Verstärkungsplatten sind mit der getriebenen Scheibe an beiden Seiten hiervon fest verbunden, wobei jeweils eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf einem Außenumriß der Verstär kungsplatten vorgesehen ist. Die Abdeckplatten sind fest mit der Nabe verbunden und über den Verstärkungsplatten angeordnet. Spiraldruckfedern sind funktionell wirkend zwischen der Nabe und der Scheibe angeordnet. Anschläge sind zwischen den beiden ge genüberliegenden Abdeckplatten fest vorgesehen, und sie sind derart angeordnet, daß sie sich in die Ausnehmung im Umfang der Verstärkungsplatte bewegen können. Die Anschläge arbeiten mit den Enden der Ausnehmungen an den Bewegungsgrenzen zusammen, wodurch eine relative Verdrehung zwischen der Nabe und der Scheibe begrenzt wird. Die Anschläge haben eine Länge in Rela tion zu der Länge der Ausnehmungen in einer solch ausreichenden Weise, daß verhindert wird, daß die Federn in ihrem zusammen gedrückten Zustand sich zusammenlegen.

Ferner wird eine Doppelscheibenkupplung angegeben, welche ein Paar von getriebenen Scheibenkupplungsanordnungen umfaßt, von denen jede getriebene Scheibenanordnung eine Keilnutöffnung hat. Die innere Nabe verbindet die beiden getriebenen Scheibenanord nungen und hat äußere Keilverbindungszähne, welche kleiner als die Keilverbindungszwischenräume sind, in welchen die Keilzähne aufgenommen sind, wobei ein Dämpfungselement hierbei vorgesehen ist. Das Dämpfungselement ist ein elastomeres Polymer mit axia len Teilen, die zu den axialen Teilen der Nabe ausgerichtet sind und größer als diese sind. Ein Schnappring, der etwa in der Mitte entlang der inneren Nabe angeordnet ist, umgibt das Dämp fungselement und begrenzt die axiale Bewegung der inneren Nabe bezüglich der getriebenen Scheiben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung erge ben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Aus führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausschnitts einer kupplungs getriebenen Scheibenanordnung nach der erfindungsgemä ßen Auslegung,

Fig. 2 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung einer getriebenen Kupplungsscheibenanordnung,

Fig. 3 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung von Kompressionsschraubenfedern und Endkappen nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Ansicht in Umfangsrichtung einer Abschlußkappe nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Ansicht in axialer Richtung einer Seitenkappe nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Ansicht in radialer Richtung einer Abschlußkappe nach der Erfindung,

Fig. 7 eine auseinandergezogene Darstellung eines Teils der getriebenen Scheibenanordnung,

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Teils der getriebenen Kupp lungsscheibenanordnung in Richtung der Pfeile 8 in Fig. 1,

Fig. 9 eine Seitenansicht eines Teils im Bereich der Mitte der Doppelscheibenanordnung,

Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts nach Fig. 9, welcher dort mit einem Kreis 10 umgeben ist, und

Fig. 11 eine Schnittansicht eines Ausschnitts der Doppelschei benanordnung in Fig. 1.

Eine in Fig. 1 gezeigte Doppelscheibenanordnung 10 umfaßt ein Paar von identischen angetriebenen Scheibenanordnungen 12, wel che gleitbeweglich auf einer inneren Nabenanordnung 14 angeordnet sind. Jede der angetriebenen Scheibenanordnungen 12 hat nach Fig. 2 sechs Federanordnungen 16 und sechs Anschläge 18. Eine getriebene Scheibe 20 der getriebenen Scheibenanordnung 12 ist im wesentlichen kreuzförmig ausgebildet und hat eine Drehachse 22. Arme 24 der Scheibe 20, welche jeweils einen Reibbelag oder eine Reibauflage 26 haben, sind an gegenüberliegenden Seiten hiervon angebracht. Es sind sechs Federabstandsöffnungen 28 radial von den Reibbelägen 26 nach innenliegend vorgesehen. Ein Paar von Nietöffnungen 30 ist in Umfangsrichtung zwischen den jeweiligen Federabstandsöffnungen 28 vorgesehen. Eine Nabenab standsöffnung 32 ist zentrisch auf der Achse 22 in der Scheibe 20 vorgesehen.

Eine äußere Nabe 34 hat eine Mehrzahl von inneren Keilverbindun gen oder inneren Keilen 36 und äußeren Keilverbindungen oder äußeren Keilen 38. Ein radialer Flansch 40 erstreckt sich über die äußeren Keilverbindungen 38 hinaus. Die Nabe 34 ist symme trisch um den Flansch 40 vorgesehen. Der Flansch 40 hat einen Außendurchmesser 41, welcher so passend gewählt ist, daß er in die Nabenabstandsöffnung 32 paßt, welche die inneren Keilver bindungen 36 um die Drehachse 22 zentriert. Zwölf axialweisende Nietöffnungen 42 sind im Flansch 40 ausgebildet. Sechs gleichmä ßig verteilte Ausnehmungen 44 sind im Flanschaußendurchmesser 41 angeordnet.

Ein Paar von Versteifungsplatten 46 ist über den gegenüberlie genden Seiten der Scheibe 20 angeordnet. Jede Versteifungsplatte 46 hat sechs längliche Federöffnungen 48, welche gleichmäßig verteilt um die Achse 22 zu den Öffnungen 28 ausgerichtet an geordnet sind. Jede Öffnung 48 hat einen Radiuseingriffsvor sprung 50, welcher an den gegenüberliegenden Enden hiervon an geordnet ist.

Sechs Anschlagausnehmungen 52 sind gleichmäßig verteilt um den Umfang der Verstärkungsplatte 46 angeordnet. Die äußere Umfangs stelle minimiert die Reaktionskräfte. Ein Paar von Nietöffnungen 54 ist in Umfangsrichtung zwischen den jeweiligen Anschlagaus nehmungen 52 angeordnet und diese Nietöffnungen 54 sind zu den Nietöffnungen 30 ausgerichtet. Die Nietöffnungen 54 und 30 neh men Niete 55 auf, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, um die Plat ten 46 fest mit der Scheibe 20 zu verbinden. Die Verstärkungs platten 46 haben jeweils eine Mittelöffnung 56 zentrisch zu der Achse 22 mit einem Durchmesser, welcher größer als der Flansch außendurchmesser 41 ist. Sechs Ausnehmungen 57 in der Verstei fungsplatte 46 sind gleichmäßig verteilt um die Mittelöffnung 56 angeordnet.

Eine Kleinkupplungspackung aus Reibunterlagscheiben oder Plat ten, welche in den Fig. 2 und 11 gezeigt ist, ist in der Öffnung 56 der beiden Verstärkungsplatten 46 angeordnet. Eine erste Reibplatte oder Reibunterlagscheibe 56, welche sechs Zähne 59 am Innendurchmesser hat, ist auf dem Flansch 40 angeordnet, wobei die Zähne 59 in Ausnehmungen 44 angeordnet sind und der Flansch einen Außendurchmesser hat, welcher passend derart aus gelegt ist, daß er in die Mittelöffnung 56 paßt. Eine ringförmi ge, zweite Reibplatte oder Reibunterlagscheibe 60 ist auf der ersten Reibunterlagscheibe 58 angeordnet und hat einen Innen durchmesser, welcher über den Flansch 40 paßt, und sechs Zähne 61, welche in die Ausnehmung 57 in der Öffnung 58 passen. Eine weitere, erste Reibunterlagscheibe 58 ist über der zweiten Reib unterlagscheibe 60 mit Zähnen 59 angeordnet, welche ähnlich in Eingriff mit der Ausnehmung 33 der Nabe 34 sind. Ein ringförmige Reibfeder 62, welche derart bemessen ist, daß sie zwischen den Durchmesser 32 und den Durchmesser 56 paßt, ist auf der Außen seite der Reibunterlagscheiben 58 und 60 angeordnet. Das Zusam menarbeiten der Zähne 59 und 61 mit den zugeordneten Ausnehmun gen stellt sicher, daß die Reibunterlagscheiben 58 und 60 sich mit der Nabe 34 und der Platte 46 jeweils drehen. Identische Abdeckplatten 64 sind über den Verstärkungsplatten 46 angeord net, welche die Reibfedern 62 gegen die Reibunterlagscheiben 58 und 60 vorbelasten, welche mit einer Druckkraft gegen die ge triebene Scheibe 20 anlegen. Das Anordnen der Feder 62 zwischen der Abdeckplatte 64 und der Unterlagscheibe 58 eliminiert in zweckmäßiger Weise jegliche relative Drehbewegung zwischen der Feder 62 und den benachbarten Elementen, wodurch ein frühzeiti ger Verschleiß verursacht werden könnte.

Es tritt eine Hysterese oder Reibungsdämpfung zwischen der Nabe 34 und der Scheibe 20 ausgehend von dem Reibschlußeingriff zwi schen der zweiten Unterlagscheibe 60 und der ersten Unterlag scheibe 58 sowie zwischen der am weitesten innenliegenden Reib unterlagscheibe 58 und der Scheibe 20 mit der Nabe 40 auf, was zu einer Drehung der Scheibe 20 führt. Es sollte noch erwähnt werden, daß die Stärke der Reibungsdämpfung dadurch beeinflußt werden kann, daß die ringförmige Reibfeder 62 entsprechend ge staltet wird, um eine vorbestimmte axiale Belastung gegen die Reibunterlagscheiben 58 und 60 aufzubringen und daß die Reib unterlagscheiben derart gewählt werden, daß sie auf beiden Sei ten der Scheibe 20 angeordnet sind oder auch nur auf einer Seite derselben. Es sollte jedoch noch erwähnt werden, daß dadurch, daß Federn 62 auf beiden Seiten der Scheibe 20 vorgesehen sind, die Scheibe 20 und die Verstärkungsplatten 46 automatisch zwi schen den Abdeckplatten 64 zentriert sind.

Wie am besten aus den Fig. 7 und 8 zu ersehen ist, sind sechs Anschläge 18 zwischen gegenüberliegenden Abdeckplatten 64 an den Anschlagbefestigungsvertiefungen 66 angebracht. Die Vertiefungen 66 sind an einem Umfang der Platten 64 ausgebildet und über denselben gleichmäßig verteilt angeordnet. Viereckförmige Aus richtöffnungen 68 durch die Vertiefungen 66 sind zu viereckför migen Ausrichtöffnungen 70 in den Anschlägen 18 ausgerichtet, um die Montage der Abdeckplatten 64 und der Anschläge 18 zu verein fachen. Nietöffnungen 72 in den Platten 64 werden hierdurch zu den Nietöffnungen 74 in den Anschlägen 18 ausgerichtet. Niete 76 sind in den fluchtenden Öffnungen 72 und 74 aufgenommen, um die Abdeckplatten 64 miteinander zu verbinden. Die Anschläge 18 sind in den Ausnehmungen 52 angeordnet. Die Anschläge 18 und die Verstärkungsplatten 46 arbeiten zusammen, um einen axialen Spalt zwischen den Abdeckplatten 64 und den Versteifungsplatten 46 zu bilden. Ringförmige Reibfedern 62 belasten die getriebene Schei be 20 und die Verstärkungsplatte 46 in eine Position etwa in der Mitte zwischen den Abdeckplatten 64 vor, wobei der Zwischenraum bzw. Spalt halbiert wird. Der Spalt bzw. Zwischenraum ermöglicht in zweckmäßigerweise eine axiale Bewegung der Scheibe 20 relativ zu der Nabe 34 mit einem kleinen Wert. Auch wird hierdurch er reicht, daß die getriebene Scheibenanordnung 10 gegenüber Schwankungen hinsichtlich der Ebenheit der getriebenen Scheibe 20 und der Verstärkungsplatte 46 unempfindlich wird. Hierdurch lassen sich die Kosten für die getriebene Scheibe 20 und die Abdeckplatte 46 reduzieren, da sie nunmehr nicht mehr mit engen Toleranzen behaftet gefertigt zu werden brauchen.

Die Abdeckplatten 64 haben auch sechs längliche Federöffnungen 78 mit einer bogenförmigen Ausnehmung 79 an jedem Ende. Zwölf Nietöffnungen 80, welche einen Innendurchmesser 61 umgeben und zu den Öffnungen 42 im Flansch 34 ausgerichtet sind, nehmen Nieten 62 auf, um die Platten 64 und die Nabe 34 fest mitein ander zu verbinden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Federanordnung 16 hat nach den Fig. 1 und 3 eine innere Kompressionsschraubenfeder 84, eine äußere Kompressionsschrau benfeder 86 und Endkappen 88. Die Endkappe 88 hat einen recht eckförmigen Kappenabschnitt 90 mit einer bogenförmigen Ausneh mung 92 und eine mit Radius versehene Tasche 94, welche die Ausnehmung 62 halbiert. Die Tasche 94 arbeitet mit den Vorsprün gen 50 zusammen, und die Ausnehmung 92 arbeitet mit einem Teil der Federöffnung 48 außerhalb der Eingriffsvorsprünge 50 zusam men. Die Taschenseiten 96 sind zwischen den Abdeckplatten 64 und den Versteifungsplatten 46 angeordnet und verhindern in zweckmä ßiger Weise, daß die Endkappen 88 eine Drehbewegung ausführen und sich in Richtung der Achse 22 verschieben können. Halbkreis förmige äußere Abschnitte 98 erstrecken sich von den Seiten 96 und arbeiten mit bogenförmigen Ausnehmungen 79 in der Abdeck platte 64 zusammen, wodurch ermöglicht wird, daß die Kappen 88 in einer Ebene parallel zur Scheibe 20 eine Rollbewegung oder Dreh- bzw. Schwenkbewegung ausführen können, wenn die Kappen 88 nicht die Vorsprünge 50 kontaktieren. Ein Führungsabschnitt 100 nimmt die äußere Feder 86 auf und hält diese in einer zentrier ten Position. Ein Bolzenabschnitt 102 nimmt die innere Feder 84 auf und zentriert diese bezüglich der äußeren Feder 86.

Eine innere Nabenanordnung 40, welche am deutlichsten aus den Fig. 9 bis 11 zu ersehen ist, umfaßt eine innere Nabe 104 mit einer inneren Keilverbindung bzw. inneren Keilen 106 zur Auf nahme einer Getriebeeingangswelle und äußeren Keilverbindungen bzw. äußeren Keilen 108, welche in die inneren Keilverbindungen 36 der äußeren Nabe 34 passen. Die Nabe 104 hat daher eine Um fangsausnehmung 110 etwa auf der Hälfte zwischen den Enden. Ein Dämpfungselement 112, welches aus einem kautschukähnlichen, federnd nachgiebigen elastomerem Polymer gebildet wird, ist in die Nut 110 gegossen. Das Dämpfungselement 112 hat eine Mehrzahl von Außenzähnen 114, welche hinsichtlich ihrer Anzahl der Anzahl der äußeren Keilverbindungen 108 auf der Nabe 104 entsprechen. Eine Schnappringausnehmung 116 umgibt das Dämpfungselement 112 und halbiert die Zähne 114. Ein Metallring, wie ein Schnappring 118, oder ein Drahtring, ist in der Ausnehmung 116 angeordnet. Die externen Keilzähne 108 der inneren Nabe 104 sind nach den Fig. 9 und 10 kleiner in der Breite bemessen als die Abstände der Zwischenräume zwischen den Keilverbindungen 36. In der nach stehenden Tabelle werden Werte als Beispiele für die Keilver bindungsabmessungen angegeben.

Beschreibung
Größe
Teilkreisdurchmesser
67.8 mm (2,67 inch.)
Anzahl der Keilzähne	16
Abstandsbreite zwischen den Innenkeilen 36 der äußeren Nabe	6,6 mm (0,26 inch.)
Breite der äußeren Keile 108 der inneren Nabe am Teilkreisdurchmesser	3,8 mm (0,15 inch.)
Zahnbreite des Dämpfungselements	6,4 mm (0,25 inch.)

Wenn die Dämpfungselementzähne 114 breiter als die äußeren Keil verbindungszähne 108 sind, ist es zweckmäßig dahingehend, daß ermöglicht wird, daß das Dämpfungselement 112 in Kontakt zwi schen den inneren und äußeren Keilverbindungen 36 und 108 dämp fen kann. Wenn ein Drehmoment an der Kupplungsanordnung 10 an liegt, wird das Dämpfungselement 112 zusammengedrückt, wodurch ermöglicht wird, daß die inneren und äußeren Keilverbindungen 36 und 108 ruckfrei und ohne Geräusche in Kontakt kommen. Schwan kende Torsionsbelastungen, die zu einem momentanen Kontaktver lust zwischen den Keilen 36 und 108 führen, werden auf ähnliche Weise gedämpft.

Eine Doppelscheibenanordnung 10 hat nach Fig. 11 eine getriebe ne Scheibenanordnung 12, welche auf einem ersten Ende der inne ren Nabenanordnung 14 angeordnet ist, und eine zweite getriebene Scheibenanordnung 12, welche auf einem zweiten Ende der inneren Nabe 14 angeordnet ist, wobei ein Teil der äußeren Naben 34 auf dem Dämpfungselement 112 angeordnet ist. Die Dämpfungselement zähne 114, welche größer als die äußeren Keilverbindungszähne 108 sind, sind kleiner als die Breite des Zwischenraums zwischen den inneren Keilverbindungszähnen 36. Dies ermöglicht, daß die Scheibenanordnungen 12 leicht über die Enden der inneren Naben anordnung und das Dämpfungselement 112 geschoben werden können. Die Bewegung der getriebenen Scheibenanordnungen 12 an der inne ren Nabenanordnung 14 ist durch den Schnappring 118 begrenzt.

Der Vorteil dieser Auslegungsform und insbesondere die Einzel heiten hinsichtlich der Festlegung der Federn 84 und 86 ist am deutlichsten zu ersehen, wenn man die relative Drehbewegung zwischen den Scheiben 20 und der Nabe 34 näher betrachtet. Bei dieser relativen Drehbewegung werden sich überlappende Federöff nungen 48 und 78 versetzt, wodurch die Abmessungen der Öffnung vermindert werden, in welcher die Federn 84 und 86 angeordnet sind, wodurch die Federn 84 und 86 zusammengedrückt werden. Eine Endkappe 88 arbeitet exklusiv mit den Vorsprüngen 50 zusammen. Eine zweite Endkappe 88 am gegenüberliegenden Ende der Federn 84 und 86 arbeitet mit der Ausnehmung 79 zusammen, und zwar mit den mit einem Radius versehenen äußeren Abschnitten 98. Wenn die relative Drehbewegung bis zu einem Maximalwert größer wird, besteht bei den Federn 68 und insbesondere bei der Feder 84 die Neigung, daß sie ausknickt, und dieser Erscheinung wird durch die Bolzenabschnitte 102 ein Widerstand entgegengesetzt. Die mit einem Radius versehen Oberflächen der Endkappen 88 ermöglichen eine gesteuerte Drehbewegung hiervon, und es wird ermöglicht, daß die Feder sich in der Ebene der Scheibe 20 etwas biegen kann, während aber einer Biegung derselben im wesentlichen in Querrichtung nach außen von der Ebene der Scheibe 20 weg ein Widerstand entgegengesetzt wird. Die Endkappen eliminieren somit die Notwendigkeit, irgendeine umgebende Stützkonstruktion vor zusehen, um die Federn 84 und 86 einzuschließen. Die gesteuerte Biegung der Federn in Verbindung mit den Endkappen 88 eliminiert den unerwünschten Reibkontakt zwischen der äußeren Feder 86 und die diese umgebende Scheiben und Platten, wodurch somit der Verschleiß der Feder 86 vermindert wird und ihre Standzeit ge steigert wird.

Eine Federüberlastung oder ein Federverschleiß, bedingt durch einen Kontakt von Federwindung zu Federwindung, welche bei einem Zusammendrücken der Federn 86 und 84 bis zu einer starr erschei nenden Höhe auftreten könnten, wird durch die Begrenzung der relativen Drehbewegung zwischen der Scheibe 20 und der Nabe 34 mit den Anschlägen 18 verhindert, so daß die Federn 86 und 84 niemals bis zu ihrer starr erscheinenden Höhe zusammengedrückt werden. Die relative Drehbewegung ist abgeschlossen, wenn die Anschläge 18 mit den Enden der Ausnehmungen 52 zusammenarbeiten. Die Ausnehmungen 52 haben eine vorbestimmte Umfangsbogenlänge, welche sich nicht verändert. Anschläge jedoch können sich in der Länge verändern, um eine gewünschte Größe der relativen Verdreh bewegung zuzulassen, und um zugleich zu ermöglichen, daß eine einzige Bauart einer Verstärkungsplatte 46 für jede Kupplung mit einer gegebenen Größe eingesetzt werden kann. Es ist erwünscht, daß eine gewisse Größe einer relativen Drehbewegung zwischen der Scheibe 20 und der Nabe 34 vorhanden ist, welche von den charak teristischen Eigenschaften der Federanordnung 16 abhängig ist. Beispielsweise ist es erwünscht, daß man eine Kombination von einer Federanordnung 16 mit einer niedrigen Federrate bei einer großen relativen Drehbewegung hat. Um dieses zu erreichen, wer den die Federn 84 und 86 mit derartigen gewünschten charakteri stischen Eigenschaften gewählt und in Kombination mit einem relativ kurzen Anschlag eingesetzt, wodurch der Längenunter schied zwischen diesem und der Ausnehmung 52 möglichst klein gemacht wird. Wenn es jedoch erwünscht ist, nur eine kleine relative Drehbewegung zwischen der Scheibe 20 und der Nabe 24 zuzulassen, dann könnte ein relativ langer Anschlag genommen werden, um den Längenunterschied zwischen diesem selbst und der Ausnehmung 52 so klein wie möglich zu machen. Hierdurch erhält man eine äußerst erwünschte Abstimmöglichkeit oder Einstellmög lichkeit, welche ermöglicht, daß die Konstrukteure von Kupplun gen die Kupplungsscheiben für die jeweiligen spezifischen Anwen dungsgebiete gestalten können, und zwar in einer solchen Weise, daß in möglichst geringem Umfang Schwingungen übertragen werden, und dies in Verbindung mit möglichst geringen Werkzeugkosten.

Die Vorteile der inneren Nabenanordnung 14 sind auch leicht erkennbar, wenn eine Torsionsbelastung zwischen der inneren Nabe 104 und der Scheibe 20 auftritt, wodurch beispielsweise eine relative Drehbewegung zwischen der Scheibe 20 und der Nabe 34 bewirkt wird. Die Eingriffskeile oder -zähne 36 und 108 haben ein gekrümmtes Profil oder ein Evolventenprofil, wodurch die Zentrierung zwischen den Naben 34 und 104 sichergestellt ist, das Drehmomentübertragungsvermögen von Nabe zu Nabe an der Grenzfläche gesteigert wird und die axiale Ausrichtung der Naben 34 relativ zu der Nabe 104 unter Torsionsbelastung verbessert wird, sowie ein ruckfreier und gleichmäßiger Kontakt zwischen den Zähnen der Naben 34 und 104 vorhanden ist. Der Spalt oder der freie Bewegungsweg zwischen den Keilen 36 und 108 in Kom bination mit dem Zusammenarbeiten der Keile 108 mit den Dämp fungszähnen 114 führt zu einem federnd nachgiebigen Dämpfungs element, wodurch Stoßbelastungen zwischen den Keilen 36 und 108 reduziert werden und dennoch ein Metall-zu-Metall-Kontakt zwi schen denselben gegeben ist.

Die Energie wird durch die Reibscheiben 58 und 60 abgeleitet, welche durch die Reibfedern 62 in Eingriff miteinander gebracht werden. Die erhaltene Hysterese ändert sich während der Stand zeit der Kupplung in nicht nennenswertem Maße, da die durch die Federn 62 aufgebrachte Kraft im wesentlichen konstant bleibt.

Ein weiterer Vorteil der Reibfedern 62 ist beim Lösen der Kupp lung erkenntlich. Wenn keine relative axiale Bewegung von Nabe 34 bezüglich des Schwungrades vorhanden ist, wird die Schlepp wirkung der getriebenen Scheibe 20 gegenüber dem Schwungrad in starkem Maße durch die axiale Auslenkung der Federn 62 herabge setzt, welche die getriebene Scheibe 20 von dem Schwungrad weg bewegen.

Schließlich ist die getriebene Scheibenanordnung 12 vollständig symmetrisch um die Scheibe 20 ausgelegt, wodurch ermöglicht wird, daß sie auf einer inneren Nabe 104 angebracht werden kann, welche in eine beliebige Richtung ausgerichtet ist. Da auch die Anordnung 14 symmetrisch um den Schnappring 118 ausgelegt ist, ist es unmöglich, daß Montagefehler bei einer Doppelscheiben anordnung 10 gegenüber zwei getriebenen Scheibenanordnungen 12 und der inneren Nabe 104 auftreten.

Bevorzugte Ausführungsformen wurden beschreiben. Dennoch sind zahlreiche Modifikationen und Abänderungen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedan ken zu verlassen. Beispielsweise kann eine größere oder eine kleinere Anzahl von Reibunterlagscheiben in der Anordnung vor gesehen sein. Eine unterschiedliche Anzahl der Nieten kann zum Zusammensetzen der getriebenen Scheibenanordnung genommen wer den. An Stelle der Nieten können auch andere Bauarten von Befe stigungsmitteln angesetzt werden. Die Anzahl der Federanordnun gen läßt sich variieren. An Stelle einer kreuzförmigen Auslegung könnte die Scheibe 20 auch vollständig kreisförmig ausgelegt sein.

Claims

1. Mittels Kupplung betriebene Scheibenanordnung, welche folgendes aufweist:
eine Nabe (34), welche eine Drehachse hat;
eine getriebene Scheibe (20), welche eine Drehachse (22) und eine Mehrzahl von Reibelementen (26) und eine Mehrzahl von Federöffnungen (28) hat, und die bezüglich der Nabe (34) zur Ausführung einer Drehbewegung um die Achse (22) drehbeweglich angeordnet ist;
Versteifungsplatten (46), von denen jeweils eine auf jeder Seite der getriebenen Scheibe (20) angeordnet und mit dieser drehfest verbunden ist, und die Federöffnungen (48) darin haben, welche zu den Federöffnungen (28) in der getriebenen Scheibe (20) fluchten und die innere Vor sprünge (50), ausgehend von beiden Enden jeder Federöff nung (48) haben;
Abdeckplatten (64), von denen jeweils eine über jeder Versteifungsplatte (46) angeordnet und fest mit einer Nabe (34) zur Ausführung einer Drehbewegung mit derselben verbunden ist und eine Mehrzahl von Federöffnungen (78) haben, welche zu den Federöffnungen (48) in den Ver steifungsplatten (46) fluchten;
eine Mehrzahl von Federn (16), welche in den Feder öffnungen angeordnet sind; und
Endkappen (88), von denen an jedem Ende jeder Feder (16) eine angeordnet ist und einen Kappenabschnitt (90) hat, welcher mit den Enden der Feder (16) zusammenarbeitet und jeder Kappenabschnitt (90) einen Bolzenabschnitt (102) hat, der sich ausgehend von dem Kappenabschnitt (90) in die Feder (16) erstreckt, wobei der Kappenabschnitt (90) mit einem Ende wenigstens mit einer der Federöffnungen (48) in den Versteifungsplatten (46) und den Federöff nungen (78) in den Abdeckplatten (64) zusammenarbeitet.

2. Mittels Kupplung betriebene Scheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Federöffnungen in einer der beiden Abdeckplatten (64) und einer der beiden Versteifungsplatten (46) mit einem Radius versehen sind, und einen Vorsprung mit einem kleinen Radius haben, welcher sich hiervon nach innen erstreckt, und daß die Endkappen (88) eine konkave Eingriffsfläche haben, welche mit dem Vorsprung zusammenarbeitet.

3. Mittels Kupplung betriebene Scheibenanordnung nach An spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federöff nungsenden einer der beiden Abdeckplatten (64) und einer der beiden Versteifungsplatten (46) einen vorbestimmten Radius haben und eine kugelförmige Ausnehmung haben, welche kleiner als der vorbestimmte Radius am Ende der Federöffnung ist, und daß die Kappenabschnitte (90) einen Eingriffsabschnitt mit einem Paar von konvexen mit einem Radius versehenen Flächen haben, welche mit den kugelför migen Ausnehmungen zusammenarbeiten.

4. Mittels Kupplung betriebene Scheibenanordnung, welche folgendes aufweist:
eine Nabe (34), welche eine Drehachse besitzt;
eine getriebene Scheibe (20), welche bezüglich der Nabe (34) zur Ausführung einer Drehbewegung um die Achse drehbeweglich gelagert ist;
Versteifungsplatten (46), welche auf jeder Seite der Reibscheibe angeordnet sind und mit der Reibscheibe zur Ausführung einer einheitlichen Drehbewegung fest verbunden sind;
Abdeckplatten (64), welche auf den jeweiligen Ver steifungsplatten (46) angeordnet und fest mit der Nabe (34) zur Ausführung einer einheitlichen Drehbewegung mit derselben verbunden sind, wobei ein axialer Zwischenraum zwischen den Abdeckplatten (64) und den Versteifungs platten (46) vorgesehen ist;
eine Mehrzahl von Druckschraubenfedern (16), welche funktionell zwischen der Nabe (34) und der getriebenen Scheibe (20) angeordnet sind;
eine ringförmige erste Reibplatte (58), welche auf einer ersten Seite der getriebenen Scheibe (20) angeordnet ist und drehbeweglich mit der Nabe (34) zur Ausführung einer einheitlichen Drehbewegung zusammenarbeitet;
eine ringförmige zweite Reibplatte (60), welche auf der ersten Seite der getriebenen Scheibe (20) angeordnet ist und drehbeweglich mit einer der Versteifungsplatten (46) zur Ausführung einer einheitlichen Drehbewegung mit derselben zusammenarbeitet und in axialer Richtung gleit beweglich ist und in der Nähe der ersten Reibplatte (58) angeordnet ist; und
eine ringförmige Reibfeder (62), welche funktionell zwischen den Reibplatten (58, 60) und einer der Abdeck platten (64) auf der ersten Seite der getriebenen Schei benplatte (20) angeordnet ist, wobei die ringförmige Reibfeder (62) unter Vorbelastung zwischen den Reibplatten (58, 60) und einer der Abdeckplatten (64) auf der ersten Seite angeordnet ist und die erste Seite der getriebenen Scheibe (20) einen Reibschlußeingriff zwischen den ersten und zweiten Reibplatten (58, 60) erzeugt.

5. Mittels Kupplung betriebene Scheibenanordnung nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige erste und zweite Reibplatten (58, 60) auf einer zweiten Seite der getriebenen Scheibe (20) angeordnet sind und eine ringförmige Reibfeder (62) funktionell zwischen den Reibplatten (58, 60) und einer der Abdeckplatte (64) auf der zweiten Seite angeordnet ist, und die zweite Seite der getriebenen Scheibe (20) einen Reibschlußeingriff zwischen den ersten und zweiten Reibplatten (58, 60) erzeugt, wobei die Vorbelastung von den ringförmigen Reibfedern (62) auf der ersten Seite und der zweiten Seite der getriebenen Scheibe (20) die getriebene Scheibe (20) in eine Position etwa in der Mitte zwischen den Abdeckplatten (64) vor belastet.

6. Mittels Kupplung betriebene Scheibenanordnung, welche folgendes aufweist:
eine Nabe (34), welche eine Drehachse hat;
eine getriebene Scheibe (20), welche drehbeweglich bezüglich der Nabe (34) angeordnet ist;
eine Versteifungsplatte (46), welche fest an jeder Seite der getriebenen Scheibe (20) zur Ausführung einer einheitlichen Drehbewegung mit derselben angebracht ist und eine Mehrzahl von Ausnehmungen (52) um einen Außen umfang hiervon hat;
eine Abdeckplatte (64), welche auf der jeweiligen Verstärkungsplatte (46) angeordnet und fest mit der Nabe (34) zur Ausführung einer einheitlichen Drehbewegung verbunden ist;
eine Mehrzahl von Druckschraubenfedern (84, 86), welche funktionell zwischen der Nabe (34) und der getrie benen Scheibe (20) angeordnet sind, und welche eine vorbestimmte starre Verdichtungshöhe haben;
Anschläge (18), welche fest zwischen den Abdeck platten (64) an einem Außenumfang hiervon in den Aus nehmungen (52) in den Versteifungsplatten (46) vorgesehen sind und die Eingriffsenden der Ausnehmungen (52) hierbei die Drehbewegung der Nabe (34) relativ zu der getriebenen Scheibe (20) begrenzen, wobei die Länge der Ausnehmungen (52) fest vorgegeben ist, und eine Länge der Anschläge (18) selektiv variierbar ist, um zu verhindern, daß die Schraubendruckfedern (84, 86) bis zu ihrer starren Höhe zusammengedrückt werden.

7. Doppelscheibenkupplungsanordnung, welche folgendes aufweist:
eine erste getriebene Scheibenanordnung (10), welche ein Keilöffnung hat;
eine zweite getriebene Scheibenanordnung (12), welche eine Keilöffnung hat;
eine innere Nabe (104), welche Außenkeilverbindungen hat, welche durch beide Keilverbindungsöffnungen der getriebenen Scheibenanordnung zur Ausführung einer Drehbewegung hiermit aufgenommen sind, wobei die Keilzähne der Nabe (34) oder der Scheiben (20) kleiner als die Keilzwischenräume sind, welche die Keilzähne aufnehmen;
ein Dämpfungselement (112), welches auf der inneren Nabe (104) angeordnet ist und von einem elastomeren Polymer gebildet wird und Keilzähne parallel zu den kleiner bemessenen Zähnen der inneren Nabe (104) hat, welche mit Keilen der ersten und der zweiten Scheibe (10, 12) mit den kleiner bemessenen Zähnen zusammenarbeitet; und
einen Schnappring (118), welcher etwa in der Mitte längs der inneren Nabe (104) angeordnet ist und die axiale Bewegung der inneren Nabe (104) bezüglich der getriebenen Scheiben (10, 20) begrenzt.

8. Doppelscheibenkupplungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (110) in einer Umfangsausnehmung um die innere Nabe (104) angeordnet ist, und daß der Schnappring (118) in einer Schnappringaus nehmung (116) um das Dämpfungselement (110) angeordnet ist.