DE3205039C2

DE3205039C2 - Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE3205039C2
Application number: DE3205039A
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Katano Osaka Hashimoto
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1985-10-17
Also published as: DE3205039A1; KR830009405A; ZA82582B; JPS57134019A; AU531668B2; US4494642A; GB2093564A; JPS6140847B2; DE8203937U1; FR2500092B1; GB2093564B; AU8013382A; FR2500092A1; KR870000793B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe mit einer Keilnabe, einem von der Außenseite der Nabe radial abspringenden inneren Flansch, einem mit dazwischenliegenden Lücken um den inneren Flansch herum angeordneten und mit vorgenanntem ineinandergreifenden äußeren Flansch, einem an dem äußeren Flansch befestigten Paar von Seitenplatten, einer die Zwischenplatten und den inneren Flansch verbindende schwache bzw. kleine Torsionsfeder und einer Halteplatte und Kupplungsplatte, die beide durch starke bzw. große Torsionsfedern mit dem äußeren Flansch verbunden sind.

Description

sind in der gleichen vertikalen Ebene angeordnet Wie in F i g. 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 T 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 Lücken Ii 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 It 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 koaxirf 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 etwa 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 17a druckbeaufschlagt die in Umfangsrichtung der Scheibe an beiden Enden der öffnung 17 ausgebildet sind, sowie an Endflächen 19a, die in Umfangsrichtung 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 F i g. 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 17a der öffnung 17 und jede Endfläche 19a der öffnungen 19 eine in Umfangsrichtung gleiche Position ein, das heißt, daß die aneinander angrenzenden Endflächen 17a und 19a in axialer Richtung flucJiten.

Wie ebenfalls in F i g. 1 gezeigt ist, werden die axial äußeren Fläirhen der dem Flansch 3 gegenüberliegenden Zwischenplatten 13 mit dazwischen angeordneten Reibscheiben bzw. Reibelementen 22 an eine Halteplatte 23 und eine Kupplungsplatte 24 gedrückt Radial außere Bereiche der beiden Platten 23 und 24 sind miteinander über Anschlagbolzen 25 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 Flansch 4 koaxialen Kreis angeordnet sind (F i g. 3). Vorgespannte zweite Federn 27 sind jeweils in den öffnungen 26 angeordnet. Jede Schraubenfeder 27 erstreckt sich mit Hinblick auf r*en Flansch 4 in Umfangsrichtung es und weist Abschnitte bzw. Teile auf, die aus der öffnung 26 herausragen und in öiiaungen 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 F i g. 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 (F i g. 2) weisen drei öffnungen 30 auf, die zwischen zwei benachbarten öffnungen 26 und auf derselben Kreislinie wie die Öffnungen 26 angeordnet sind. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist eine dritte Feder 31 in jeder 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 F i g. 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 gedruckt werden, die in den Platten 23 und 24 ausgebildet sind.

Der Flansch 4 und die Zwischenplati^n 13 weisen an deren radial äußeren Abschnitten Ausnenmungen 36 auf, durch welche die Anschlagbolzen 25 mit in Umfangsrichtung dazwischen vorgesehenen Lücken bzw. Zwischenräumen hindurchgeführt sind (F i g. 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 (F i g. 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 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 Γ gegenüber dem Anstieg des Torsionswinkels D klein, wie das anhand der Linie Γι in F i g. 4 gezeigt ist. Wenn der Torsionswinkel Ό einen Wert θ\ erreicht, verkleinern sich die Lücken 7 in F i g. 3 zwischen der Außenverzahnung 5 und der Innenverzahnung 6 auf Null (0), und die Verzahnung 5 berührt die Verzahnung 6, so daß der innere Flansch 3 mit dem äußeren Flansch 4 L.id 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 (T; in Fig.4). Nachdem der äußere Flansch 4 in einem Winkel Θ7 verdreht worden ist, verkleinern sich die Lücken 32 auf Null, und die Endflächun 30a der öffnungen 30 berühren die Enden der dritten Federn 31, die dadurch zusammengedrückt werden. Wenn der Flansch 4 in einem Winkel & 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 Hysteresedrehmomtit 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 Torsionsvorgangs Tj auf und die dritte Hysterese im Entstehungsbereich des dritten Torsionsvorgangs Tj. Während der Torsionswinkel von seinem Maximalwert abfällt, verkleinert sich das Torsionsdrehmoment wie in F i g. 4 anhand Her Linien T3, TJ, Ti' gezeigt Da die erste Hysterese sehr klein ist, sind beide Arten des Drehmomentes Ti, Ti' in der gleichen Linie in Fig.4 dargestellt. Die linke Hälfte in F i g. 4 zeigt die Charakteristik bei einem

Sich irt'i MinüS- uZ'w. NcgäiiVucrciCh auuciTiucn V/iükGi.

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 7' 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 Haiteplatte 23 durch Anschlagbolzen 25 miteinander verbunden. Die starken bzw. großen Torsionsfedern 27 und 31 sind in den Öffnungen 26, 28, 29, 30, 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 ft entsprechen, so daß die Länge jeder Öffnung 26 in Umfangsrichtung reduziert werden kann. Die Lücken 32 und 32' für die dritten Federn 31 entsprechen der Differenz (ft) zwischen dem Grad (ft + ft), bei dem der dritte Torsionsvorgang eingeleitet wird, und dem Grad (ft), bei dem der zweite Torsionsvorgang eingeleitet wird. Die Lücken bzw. Zwischenräume für die Anschlagbolzen 25 entsprechen der Differenz zwischen dem maximalen Torsionswinkel von (ft + ft) und dem ersten Torsionswinkel von (ft). 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 6\ entspricht, und die gewünschte Eigenschaft der Feder HJ 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 30 ausgebildet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

sehe mit einer Verzahnung oder dergleichen form-

Patentansnruch- schlüssig aneinander an, wonach bei weiterem Verdre-

ra nsp hen in bekannter Weise Federn höherer Steifigkeit zuKupplungsscheibe mit einer Keilnabe, einem an sammengedrückt werden, die den äußeren Flansch mit dieser außenseitig radial abragend ausgebildeten in- 5 der von der Schwungscheibe aus beaufschlagten KuppneVen Flansch und einem koaxial diesen durch An- lungsplaite und der dieser verdrehfest zugeordneten schlage begrenzt verdrehbar umgreifenden äußeren Halteplatte verbinden, ohne daß dadurch die vorer-Flansch, nut wenigstens einer Torsionsfeder gerin- wähnte Feder gennger Steifigkeit weiter beaufschlagt ger Steifigkeit und einer dieser zugeordneten ersten wird. Auch diesen Federn höherer Steifigkeit ist eine Reibeinrichtung, die den inneren Flansch mit dem io Reibeinrichtung zugeordnet, die mit dem Zusammenäußeren Flansch in Verdrehrichtung elastisch bzw. drücken der Federn einen Gleitreibwiderstand erzeugt reibschlüssig verbinden, und eine über einen be- Die Federn und die jeweils zugeordneten Re.beinnchgrenzten Drehwinkel wirksame Dämpfungseinrich- tungen bilden Dämpfungsemnchtungen mit Hystereseumg für einen unteren Drehmomentbereich bilden, Charakter des Drehmoaent-Verdrehwinkel-Verlaufes. mit einer Kupplungsplatte und einer Halteplatte, die 15 Bei dieser bekannten Kupplungsscheibe werden zwei die Flansche zwischen sich aufnehmend auf der Na- in unterschiedlichem radialen Abstand angeordnete be drehbar gelagert und untereinander axial fest be- Reibeinrichtungen benötigt, die jeweils mit einem axial abstandet und mit Kupplungsreibbelägen zu einer wirkenden Federelement versehen sind, wodurch ein verdrehfesten Einheit verbunden sind, und mit Tor- entsprechend großer radialer Raumbedarf der Kuppsionsfeders wenigstens einer höheren Steifigkeit 20 lungsscheibe bedingt ist Die Torsionsfeder gennger und einer iicsen zugeordneten zweiten Reibeinrich- Steifigkeit ist durch den Angriff an radial unterschiedtung die den äußeren Flansch mit der Einheit aus der lieh gelegenen Stellen des inneren Flansches einerseits Kupplungsplatte und der Halteplatte in Verdreh- und des äußeren Flansches andererseits unsymmetnsch richtung elastisch bzw. reibschlüssig verbinden und belastet, wodurch besondere Abstützplatten für die Fewenigstens eine über zumindest einen weiteren be- 25 derenden und Halteausbildungen vorgesehen sind, um grenzten Drehwinkel wirksame Dämpfungseinrich- Fliehkraftauswirkungen aufnehmen zu können. Die tung für wenigstens einen höheren Drehmomentbe- Führung und HaJ'-erung des äußeren Flansches erreich bilden dadurchgekennzeichnet.daß scheint problematisch. Dies gilt auch für die weiterhin axial beidseitig zwischen den Flanschen (3,4) einer- bekannte Kupplungsscheibe nach der US-PS 42 39 097. seits und der Kupplungsplatte (24) bzw. der Halte- 30 Bei der nach der DE-OS 28 45 012 bekannten Kuppplatte (23) andererseits jeweils eine Zwischenplatte lungsscheibe wirci der äußere Flansch durch die Tor-(13) angeordnet ist, die beide auf der Nabe (1) dreh- sionsfedern höherer Steifigkeit konzentrisch zum innebar gelagert und an dem äußeren Flansch (4) befe- ren Flansch gehalten. Eine solche Halterung und Fühstigt sind und in ihrem radial inneren Bereich über rung dürfte die erstrebten Dämpfungscharakteristiken jeweils eine Wellenfeder (15), Jie zusammen die er- 35 störend beeinflussen und insbesondere aufgrund der ste Reibeinrichtune bilden. Druck ausübend an dem auftretenden Fliehkräfte schwierig zu beherrschen sein, inneren Flansch abgestützt sind, daß im radial inne- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

ren Bereich zwischen der Kupplungsplatte (24) und Kupplungsscheibe der eingangs genannten Art zur Verder dieser benachbarten Zwischenplatte (13) sowie fügung zu stellen, die eine sichere Halterung und Fühzwischen der Halteplatte (23) und der dieser benach- 40 rung des äußeren Flansches, eine problemlose Beiabarten anderen Zwischenplatte (13) jeweils eine stung der zwischen den Flanscher angeordneten Feder Reibscheibe (22) eingesetzt ist, die zusammen die bzw. Federn sowie einen einfachen Aufbau der Reibeinzweite Reibeinrichtung bilden, und daß jede Tor- richtungen erlaubt

sionsfeder (18) geringer Steifigkeit in öffnungen (17, Ausgehend von einer Kupplungsscheibe mit den

19) angeordnet ist, welche axial fluchtend in den 45 Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches Zwischenplatten (13) und dem inneren Flansch (3) wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen ausgebildet sind. kennzeichnende Merkmale gelöst

Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung

wiedergegebener:, bevorzugten Ausführungsform nach-

50 folgend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe insbe- nach der Ausführungsform entlang der Linie 1-1 in sondere für Fahrzeugkupplungen nach dem Oberbegriff F ig. 3;

des Anspruches 1. Fig. 2 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe

Eine bekannte Kupplungsscheibe -DE-OS 25 08 878 55 nach der Ausführungsform entlang der Linie H-II in — weist bereits den Vorteil auf, eine Dämpfungseinrich- F i g. 3;

tung für einen unteren - bzw. Leerlauf — Drehmo- Fig.3 eine Schnittansicht der Kupplungsscheibe

mentbereich zur Verfügung zu stellen, wozu eine ent- nach der Ausführungsform entlang der Linie III-1II in sprechend schwache Feder mit einer wenig Reibwider- F i g. 1 und

stand erzeugenden Reibeinrichtung vorgesehen ist. Um 60 F i g. 4 eine graphische Darstellung der Torsionschadiese schwache Feder bei Auftreten höherer Drehmo- räkteristik der Ausführungsforin. mente nicht an der dann stattfindenden Drehmoment- In F i g. 1 weist eine Keilnabe 1 eine Innenverzahnung

übertragung teilnehmen zu lassen, sie also nicht völlig 2 auf, die mit einer horizontal angeordneten Kupplungszusammendrücken zu müssen, ist diese Feder zwischen ausgangswelle (nicht abgebildet) ineinandergreift. Die einem inneren Flansch und einem äußeren Flansch der- 65 Keilnabe 1 weist an der Außenfläche einen radialen art angeordnet, daß sie unter einer Verdrehbewegung Flansch 3 auf, der mit der Nabe 1 einstückig ausgebildet der beiden Flansche gegeneinander elastisch verformt und von einem ringförmigen Flansch 4 umgeben ist wird. Nach einer gewissen Verformung greifen die Flan- Beide Flansche 3 und 4 weisen die gleiche Dicke auf und