DE3205039A1

DE3205039A1 - Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE3205039A1
Application number: DE19823205039
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Katano Osaka Hashimoto
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1982-08-26
Also published as: DE8203937U1; ZA82582B; KR830009405A; FR2500092B1; GB2093564B; AU531668B2; JPS6140847B2; GB2093564A; JPS57134019A; KR870000793B1; AU8013382A; FR2500092A1; US4494642A; DE3205039C2

Description

• «ft · · 4M

BV* · · m *

• - α οβ

• · «de

Dipl.-Ing, OUo Hügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

— 3 —

Für die vorliegende Erfindung wird die Priorität der japanischen Anmeldung 1981-20510 vom 13. Februar 1981 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für Fahrzeugkupplungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Kupplungsscheibe für Reibkupplungen weist ein mit einer Keilnabe einstückig ausgebildeter ringförmiger Flansch eine Vielzahl von öffnungen bzw. Aussparungen oder dergleichen auf, in welche erste, zweite und dritte Torsionsfedern eingreifen und durch welche Anschlagbolzen hindurchgeführt sind. Durch die Vielzahl solcher öffnungen und Aussparungen, die in Umfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet sind, verringert sich die Festigkeit des Flansches. Ferner wird die "erste Torsionsfeder über den gesamten Torsionsbereich der Kupplungsscheibe hinweg zusammengedrückt . Mit anderen Worten, das Zusammendrücken der ersten Torsionsfeder beginnt vor dem Zusammendrücken der zweiten und dritten Federn, und die maximale Länge dor zusammengedrückten ersten Feder ist die größte Länge und entspricht einem maximalen Torsionswinkel der Kupplungsscheibe. Die Kompressionsrate dieser ersten Feder ist deshalb sehr groß, und der gewollte erste TorsionsVorgang (in einem kleinen Torsionswinkelbereich) läßt sich aufgrund der großen Kompressionsrate dieser ersten Feder nur schwer erreichen.

37Q5Q39

Dinl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsscheibe zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Festigkeit des Flansches durch öffnungen, die zur Aufnahme von Federn in dem Keilnabenflansch vorgesehen sind, nicht verringert wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Minderung der Kompressionsrate der ersten Feder,, in der Vergrößerung des maximalen Torsionswinkels sowie darin, daß ein erstes und ein zweites Hysteresedrehmoment in drei oder mehr Stufen der Torsionscharakteristik verschieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Dazu weist die erfindungsgemäße Kupplungsscheibe eine Keilnabe auf, einen radial von der äußeren Peripherie der Nabe abspringenden inneren Flansch, einen um den inneren Flansch angeordneten und mit diesem ineinandergreifenden äußeren Flansch, wobei in ümfangsrichtung zwischen den beiden Flanschen eine Lücke vorgesehen ist, ein Paar von Zwischenplatten, die an dem äußeren Flansch befestigt sind, eine die Zwischenplatten und den inneren Flansch verbindende schwache und/oder kleine Feder sowie eine Halteplatte und eine .Kupplungsplatte auf, wobei beide Platten durch starke und/oder große. Torsionsfedern mit dem äußeren Flansch verbunden sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeich nungen .

• β β

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 81

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe nach der Ausführungsform entlang der Linie I-I in Fig.3;

Fig. 2 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe nach der Ausführungsform entlang der Linie- II-II in Fig.3;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe nach der Ausführungsform entlang der Linie III-III in '.Fig. 1 und

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Torsionscharakteristik der Ausführungsform.

In Fig.1 weist eine Keilnabe 1 eine Innenverzahnung 2 auf, die mit einer horizontal angeordneten Kupplungsausgangswelle (nicht abgebildet) ineinandergreift. Die Keilnabe 1 weist an der Außenfläche einen radialen Flansch 3 auf, der mit der Nabe 1 einstückig ausgebildet und von einem ringförmigen Flansch 4 umgeben ist. Beide Flansche 3 und 4 weisen die gleiche Dicke auf und sind in der gleichen vertikalen Ebene angeordnet. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist an der Außenfläche des inneren Flansches 3 eine Außenverzahnung 5 vorgesehen. Der äußere Flansch 4 weist an der Innenfläche eine Innenverzahnung 6 auf. Beide Verzahnungen 5 und 6 greifen ineinander, wobei dazwischen Lücken bzw. Zwischenräume 7 und 7' vorgesehen sind. Radiale Lücken bzw. Zwischenräume 9 sind zwischen der Außenverzahnung 5 und zwischen der Innenverzahnung 6 des äußeren Flansches 4 und ausgesparten Abschnitten 8 ausgebildet. Radiale

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Lücken 11 sind zwischen der Innenverzahnung 6 und zwischen der Verzahnung 5 und 5a. des inneren Flansches 3 und ausgesparten Abschnitten 10 ausgebildet. Ein fester Wert der Länge der Lücken bzw. Zwischenräume 9 und 11 in radialer Richtung wird durch ein Paar von Zwischenplatten 13 (Fig. 1) bestimmt, die mittels Zwischenbolzen bzw. -zapfen 12 an beiden Seitenflächen des äußeren Flansches 4 festgelegt sind. Jede Zwischenplatte 13 ist aus Preßblech hergestellt und mit ihrem inneren Rand 14 ohne Zwischenraum an der Außenseite der Nabe 1 befestigt, so daß beide Platten 13 den äußeren Flansch 4 koaxial an der Nabe 1 tragen bzw. stützen. Radial innere Abschnitte der beiden Platten 13 werden mit dazwischen angeordneten Wellenfedern 15 jeweils an beide Seitenflächen des inneren Flansches 3 gedrückt.

In einem radial äußeren Abschnitt des inneren Flansches 3 ist eine Aussparung 17 vorgesehen, die eine vorgespannte erste Feder aufnimmt. Die Mittellinie der Schraubenfeder 18· erstreckt sich etsia entlang des Scheibenumfangs. Zwei sich diametral gegenüberliegende Abschnitte der Feder 18 ragen aus der Öffnung 17 beiderseits heraus und greifen in je eine in' den Zwischenplatten 13' ausgebildete Öffnung 19. Beide. Enden der Feder 18 werden an Endflächen 1 Ta. druckbeaufschlagt, die in ömfangsrichtung der Scheibe an beiden Enden der Öffnung 17 ausgebildet sind, sowie an Endflächen 19a, die in ümfangsrichtung der Scheibe an beiden Enden der öffnungen 19 ausgebildet sind. Jede Endfläche 17a weist einen vorspringenden Teil 20 auf, der in das jeweilige Ende der Feder 18 eingreift und ein Loslösen der Feder 18 verhindert. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird die Öffnung 17 durch eine Aussparung an einem sich radial erstreckenden Abschnitt eines äußeren Zahns 5a des inneren Flansches 3 gebildet. In Neutralposition, die in Fig.3 gezeigt ist, nimmt jede Endfläche

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

17a der öffnung 17 und jede Endfläche 19a der öffnungen 19 eine in Umfangsrichtung gleiche Position ein, das heißt, daß die aneinander angrenzenden Bndflächen 17a und 19a in axialer Richtung fluchten.

Wie ebenfalls in Fig. 1 gezeigt ist, werden die axial äußeren Flächen der dem Flansch 3 gegenüberliegenden Zwischenplatten 13 mit dazwischen angeordneten Reibscheiben bzw. Reibelementen 22 an eine Halteplätte 23 und eine Kupplungsplatte 24 gedrückt. Radial äußere Bereiche der beiden Platten 23 und 24 sind miteinander über Anschlagbolzen verbunden und werden zueinandergezogen, um damit Druck auf die Scheiben bzw. Reibelemente 22 auszuüben. Der festgelegte Flansch 4 und die Zwischenplatten 13 weisen drei öffnungen 26 auf, die auf einem gemeinsamen, mit dem Flanscht koaxialen Kreis angeordnet sind. (Fig. 3). Vorgespannte zweite Federn 27 sind jeweils in den öffnungen 26 angeordnet. Jede Schraubenfeder 27 erstreckt sich mit Hinblick auf den Flansch 4 in Umfangsrichtung und weist Abschnitte bzw. Teile auf, die aus der öffnung 26 herausragen und in öffnungen 28 und 29 eingreifen, die in den Platten 23 und 24 ausgebildet sind. Wenn sich die Scheibe in Neutralposition befindet, sind die Endflächen 26a, 28a und 29a in Umfangsrichtung an beiden Enden der öffnungen 26, 28 und 29 in der Position, die sie in Umfangsrichtung einnehmen, axial fluchtend, wie das in Fig.3 gezeigt ist. Damit werden beide Enden der zweiten Federn 27 in der Neutralposition an die Endflächen 26a, 28a und 29a_ gedrückt.

Die Zwischenplatten 13 und der daran befestigte äußere Flansch .4 (Fig.2) weisen drei öffnungen 30 auf, die zwischen zwei benachbarten öffnungen 26 und auf derselben Kreislinie wie die öffnungen 26 angeordnet sind. Wie aus Fig.3 ersichtlich, ist eine dritte Feder 31 in jeder

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Öffnung 30 angeordnet, wobei zwischen den beiden Enden der Feder 31 und den Endflächen einer jeden Öffnung 30 in Umfangsrichtung Lücken 32 und 32' vorgesehen sind. Wie in Fig.2 gezeigt, weist jede Feder 31 Abschnitt bzw. Teile auf, die aus der Öffnung 30 ragen und an Endflächen 33a und 34a von Öffnungen 33 und 34 gedrückt werden, die in den Platten 23 und 24 ausgebildet sind.

Der Flansch 4 und die Zwischenplatten 13 weisen an deren radial äußeren Abschnitten Ausnehmungen 36 auf, durch welche die Anschlagbolzen 25 mit in Umfangsrichtung dazwischen vorgesehenen Lücken bzw. Zwischenräumen hindurchgeführt sind (Fig.3). Beläge 38 sind an Pufferplatten 37 befestigt, die an dem radial äußeren Bereich der Kupplungsplatte 24 festgelegt sind. Die Beläge 38 sind einem nicht abgebildeten Schwungrad eines Motors und einer nicht abgebildeten, in der Nähe des Kupplungsgehäuses angeordneten Druckplatte zugekehrt (Fig.1) .

Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe ist nachstehend beschrieben.

Zur Übertragung der Drehkraft des Motors auf die Antriebswellen der Räder werden die Beläge 38 der Scheibe an das Schwungrad gedrückt, so daß das Drehmoment durch die mit der Keilnabe ineinandergreifende Kupplungswelle auf die Antriebswellen übertragen wird. Zur einfacheren Beschreibung der Betriebsweise sei angenommen, daß das Drehmoment von der Keilnabe 1 auf die Beläge 38 übertragen wird. Da die Zwischenplatten 13 über die zweiten, starken bzw. großen Federn 27 mit der Halteplatte 23 und Kupplungsplatte 24 verbunden sind, wird die erste Feder 18 während des ersten bzw. Anfangstorsionsvorgangs zusammengedrückt. Das entlang des Pfeils A auf der

·" 9 —

Keilnabe 1 lastende Drehmoment wird über den inneren Flansch 3, die erste Feder 18, die Zwischenplatten 13, die zweiten Federn 27, die Kupplungsplatte 24 und die Pufferplatten 37 auf die Beläge 38 übertragen. Da die erste Feder 18 weich ausgebildet ist, ist die Anstiegsrate des Torsionsdrehmoments T gegenüber dem Anstieg des Torsionswinkels D klein, wie das anhand der Linie T^ in Fig.4 gezeigt ist. Wenn der Torsionswinkel D einen Wert θ- erreicht, verkleinern sich die Lücken 7 in Fig.3 zwischen der Außenverzahnung 5 und der Innenverzahnung 6 auf Null (O), und die Verzahnung 5 berührt die Verzahnung 6, so daß der innere Flansch 3 mit dem äußeren Flansch 4 und den Zwischenplatten 13 fest verbunden ist, woraufhin die Flansche 3 und 4 zusammen mit den Zwischenplatten 13 bewegt und die zweiten Federn 27 zusammengedrückt werden (T₂ in Fig.4). Nachdem der äußere Flansch 4 in einem Winkel θ~ verdreht worden ist, verkleinern sich die Lücken 32 auf Null, und die Endflächen 30a der Öffnungen 30 berühren die Enden der dritten Federn 31, die dadurch zusammengedrückt werden. Wenn der Flansch 4 in einem Winkel ©g verdreht wird, berühren die Anschlagbolzen 25 die Endflächen 36a der Öffnungen 36, so daß alle Teile der Scheibe zu einer integralen Einheit verbunden werden und der Torsionswinkel dann einen Maximalwert erreicht. Ein erstes Hysteresedrehmoment wird durch die Reibung zwischen den Zwischenplatten 13 und dem Flansch 3 erzeugt. Ein zweites und drittes Hysteresedrehmoment entsteht durch die Reibung zwischen den Zwischenplatten 13 und der Kupplungsplatte 24 sowie der Halteplatte 23. Die zweite Hysterese tritt in dem Entstehungsbereich des zweiten Torsionsvorgahgs Tg auf und die dritte Hysterese im Entstehungsbereich des dritten Torsionsvorgangs T3. während der Torsionswinkel von seinem Maximalwert abfällt, verkleinert sich das Torsionsdrehmoment wie in Fig.4 anhand der Linien Tj", T₂'

Dipl.-lng. OUo Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

- 10 -

gezeigt. Da die erste Hysterese sehr klein ist, sind beide Arten des Drehmoments T- , I¹ in der gleichen Linie in Fig.4 dargestellt. Die linke Hälfte in Fig.4 zeigt die Charakteristik bei einem sich im Minus- bzw. Negativbereich ändernden Winkel.

Wie vorstehend beschrieben, ist erfindungsgemäß ein Radialflansch der Keilnabe 1 in einen inneren Flansch 3 an der Nabe 1 und einen äußeren Flansch 4 unterteilt. Beide Flansche 3 und 4 greifen ineinander, wobei in Umfangsrichtung dazwischenliegende Lücken bzw. Zwischenräume 7 und 7¹ vorgesehen sind. Die Zwischenplatten 13 sind beidseitig des Flansches 4 befestigt. Die schwache bzw. kleine Torsionsfeder 18 ist in Öffnungen 17 und 19 angeordnet, die axial fluchtend in den Zwischenplatten 13 und dem Flansch 3 ausgebildet sind. Die Zwischenplatten 13 werden an beide Seiten des Flansches 3 gedrückt. Die axial äußeren, dem Flansch 3 gegenüberliegenden Seiten der Zwischenplatten 13 sind mit dazwischen angeordneten Reibelementen 22 der Halteplatte 23 und Kupplungsplatte 24 zugewandt. Um Druck auf die Reibelemente 22 auszuüben, sind die äußeren Abschnitte der durch die Keilnabe 1 getragenen Kupplungsplatte 24 und Halteplatte 23 durch Anschlagbolzen 25 miteinander verbunden. Die starken bzw. großen Torsionsfedern 27 und 31 sind in den Öffnungen 26, 28, 29, 3O, 33 und 34 angeordnet, die axial fluchtend in der Halteplatte 23 und Kupplungsplatte 24 ausgebildet sind. Dadurch erübrigt sich die Notwendigkeit, an beiden Enden der öffnung 26 für die zweiten Federn 27 in Umfangsrichtung der Scheibe Lücken auszubilden, die einem ersten Torsionswinkel ©₁ entsprechen, so daß die Länge jeder öffnung 26 in Umfangsrichtung reduziert werden kann. Die Lücken 32 und

• 4 . » „

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, l'alentanwältc, Cosimastr. 81, 0-8 München 81

- 11 -

32' für die dritten Federn 31 entsprechen der Differenz (©₂) zwischen dem Grad (©^ + ©₂), bei dem der dritte Torsionsvorgang eingeleitet wird, und dem Grad (θ^), bei dem der zweite Torsionsvorgang eingeleitet wird. Die Lücken bzw. Zwischenräume für die Anschlagbolzen 25 entsprechen der Differenz zwischen dem maximalen Torsionswinkel von (θ- + ©j) und dem ersten Torsionswinkel von (O₁). Dadurch kann die Gesamtlänge der in dem äußeren Flansch 4 ausgebildeten Ausnehmungen in Umfangsrichtung reduziert werden, und es können ausreichend viele Lücken bzw. Zwischenräume für die Federn vorgesehen werden. Auf diese Weise werden Festigkeit des Flansches und Kapazität für die Drehmomentübertragung vergrößert.

Ferner wird die Feder 18 auf eine kurze Länge zusammengedrückt, die höchstens dem ersten Torsionswinkel ©^ entspricht, und die gewünschte Eigenschaft der Feder 18 läßt sich auswählen, ohne eine lange Kompression berücksichtigen zu müssen. Zugleich lassen sich Verschleiß und Beschädigung der Feder 18 weitgehendst verhindern. Dadurch, daß gemäß vorliegender Erfindung eine ausreichende Anzahl von Lücken bzw. Zwischenräumen für die Torsionsfedern ohne Verlust an Festigkeit des Flansches vorgesehen werden kann, läßt sich der maximale Torsionswinkel vergrößern und die Hysterese veränderbar gestalten.

In einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung können als letzte, das heißt dritte Federn 31 sehr starke bzw. große Federn verwendet werden, womit sich die Anschlagbolzen erübrigen, öffnungen für die Anschlagbolzen 25 können in den Kanten der öffnungen 26 und ausgebildet werden.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, PatcnUinwiilte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

- 12 -

Obgleich die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, sind Änderungen von baulichen Details sowie der Kombination und Anordnung der Teile möglich, ohne dabei vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

	Dipl.-Ing. OUo Flügel, Dipl.-lng. Manfrod Siigcr, Palontanwiiltc, Cosimustr. 81, D-8 München 81	■	•	Reibscheiben bzw. Reibelemente
		. Aussparung	. Halteplatte
1 ..	. Keilnabe	Endfläche der öffnung	Kupplungsplatte
2 ..	Innenverzahnung	schwache bzw. kleine Feder	. Anschlagbolzen
3 ..	Radialer, innerer Flansch	öffnung bzw. Aussparung	öffnungen
4 ..	. ringförmiger, äußerer Flansch	Endfläche der Aussparung	Endflächen der öffnungen
5 .. 5a..	* I Außenverzahnung	vorspringender Teil	zweite Federn
6 ..	. Innenverzahnung	. öffnungen
7 _v. 7¹..	* j- Lücken bzw. Zwischenräume	Endflächen der öffnungen
8 .-.	. ausgesparte Abschnitte	öffnungen
9 ..	Lücken bzw. Zwischenräume	Endflächen der öffnungen
10..	. hohl ausgebildete Abschnitte	öffnungen
11..	Lücken bzw. Zwischenräume
12..	Zwischenstifte bzw. -zapfen bzw. -bolzen
13..	Zwischenplatten
14..	innerer Rand
15..	Wellenfeder
16..
17..
17a.
18..
19..
19a.
20..
21..
22..
23..
24..
25..
26..
26a.
27..
28,.
28a.
29..
29a.
30..

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München

31... dritte Feder

''' r Lücken bzw. Zwischenräume

33... Öffnung

33a.. Endfläche der Öffnung

34... Öffnung

34a... Endfläche der Öffnung

36... Ausnehmungen

37... Pufferplatten

38... Beläge

Claims

• e a « «β οβ • ο β β * C β a 4 ι> ο ο Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimustr. 81, D-8 München 81 KABUSHIKI KAISHA DAIKIN SEISAKÜSHO 1-1, 1-chome, Kida-Motomiya, Neyagawa-shi, Osaka, Japan 11.947 KUPPLUNGSSCHEIBE Ansprüche

1./ Kupplungsscheibe, gekennzeichnet durch eine Keilnabe (1), einen von der Außenseite der Nabe radial abspringenden inneren Flansch (3), einen mit einem in Umfangsrichtung dazwischenliegenden Zwischenraum um den inneren Flansch (3) herum angeordneten und mit diesem ineinandergreifenden äußeren Flansch (4), ein beidseitig des äußeren Flansches (4) befestigtes Paar von Zwischenplatten (13), deren radial innere Abschnitt bzw. Bereiche an beide Seitenflächen des inneren Flansches (3) gedrückt werden, eine schwache bzw. kleine Torsionsfeder (18), die in Öffnungen (17,19) angeordnet ist, welche axial fluchten in den Zwischenplatten (13) und dem inneren Flansch (3) ausgebildet sind, eine Halteplatte (23) und eine Kupplungsplatte (24), die mit dazwischen angeordneten Friktionselementen

(22) den axial äußeren, dem Flansch (.4) gegenüberliegenden Seiten der Zwischenplatten (13) zugewandt und zur Ausübung einer Druckbelastung auf die Reibelemente (22) mittels Anschlagbolzen (25) miteinander verbunden und an der Nabe (1) getragen sind, und durch starke bzw. große Torsionsfedern (27,31), die in Öffnungen angeordnet sind, die in dem äußeren Flansch (4) und in der Halteplatte

(23) sowie der Kupplungsplatte (24) ausgebildet sind.

Oipl.-Ing. Oltü Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Offnungen in dem äußeren Flansch (4) für die starken Federn in Umfangsrichtung länger sind als diejenigen in der Halteplatte (23) und Kupplungsplatte (24).

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß der innere Flansch (3) eine Außenverzahnung (5) und der äußere Flansch (4) eine Innenverzahnung (6) aufweist und beide Verzahnungen mit einem sich in umfangsrichtung dazwischen erstreckenden, einem ersten Torsionswinkel entsprechenden Zwischenraum ineinandergreifen.