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LuK Lamellen und
Kupplungsbau GmbH
Industriestr. 3 PT/Schm-ua
7580 Bühl 0495 D
Kupplungsscheibe
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Vor- und Hauptdämpfer, bei der der Vordämpfer
über einen ersten Winkel bereich al leine und der Hauptdämpfer nach
einem ersten und über einen weiteren zweiten Winkelbereich wirksam wird, wobei für jede Dämpfungseinrichtung jeweils ein Kraftspeicher
und Reibmittel vorgesehen sind, die zwischen den jeweiligen Eingangs- und Ausgangsteilen der Dämpfungseinrichtungen wirksam
sind.
Bei derartigen Kupplungsscheiben, wie sie beispielsweise durch die
DD - PS 57 771 bekannt geworden sind, sind, wie dies insbesondere aus dem Diagramm gemäß Figur 4 hervorgeht, zur Erzielung einer
besseren Dämpfung und somit einer besseren Anpassung an den jeweiligen Einsatzfall ein für Drehschwingungen geringer Intensität,
wie sie beispielsweise im Leerlaufbetrieb zwischen einer Brennkraftmaschine
und dem Abtriebsstrang eines Kraftfahrzeuges auftreten,.
-8-
vorgesehener Vordämpfer und ein für den Fahrbetrieb ausgelegter
Hauptdämpfer vorhanden. Die Kupplungsscheibe ist dabei derart
aufgebaut, daß der Vor- und Hauptdämpfer gemeinsame Ein- und Ausgangsteile aufweisen. Zur Erzielung einer veränderlichen
Reibungsdämpfung sind zwei getrennte Reibeinrichtungen vorgesehen, von denen eine auf den gesamten Betriebsbereich des Vordämpfers und
die andere, welche durch eine Lastreibeinrichtung gebildet ist, auf den gesamten Betriebsbereich des Hauptdämpfers ausgelegt ist. Die
Lastreibeinrichtung wirkt dabei mit Federn des Hauptdämpfers zusammen. Derartige Kupplungsscheiben haben jedoch den Nachteil ,
daß jeweils über den Vordämpferbereich und den Hauptdämpferbereich die gleiche Reibungsdämpfung vorhanden ist, wodurch deren Einsatzmöglichkeit
in Verbindung mit modernen Brennkraftmaschinen, die
aufgrund geringerer Leerlaufdrehzahl en sowie leichterer Bauweise insbesondere der drehenden Teile einen größeren Drehungleichförmigkeitsgrad
aufweisen, begrenzt ist.
Durch die DE-PS 2 318 908 ist vorgeschlagen worden, die Kupplungsscheibe
derart auszubilden, daß eine einer härteren Federstufe zugeordnete Lastreibeinrichtung durch entsprechende Spiel vorgabe der
Steuerorgane gegenüber den mit diesen zusammenwirkenden Fenstern und Federenden in ihrer Wirkung in den Bereich der davorllegenden
Weicheren Federstufe vorgezogen wird. Durch diese Maßnahme kann , wi'e dies aus Figur 2 dieser Patentschrift hervorgeht, sowohl im
Schub - als auch im Zugast eine der Federkennlinie überlagerte
asymmetrische Reibungshysteresis erzeugt werden, da die Wirkung der
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Lastreibeinrichtung in dem Bereich, in den sie vorgezogen wird, nur
in Richtung einer Momentvergrößerung vorhanden ist. Obzwar mit
solchen Kupplungscheiben Geräuschprobleme im Antriebstrang von
Kraftfahrzeugen sowie Schwingungs- und Lebensdauerprobleme für viele Anwendungsfälle gelöst werden konnten, ist festgestellt worden, daß
auch diese Lösung insbesondere für den Leerlaufbereich bzw. für den
Übergangsbereich zwischen Vor- und Hauptdämpfer noch keine optimale Unterdrückung von Resonanzen bzw. Schwingungen und somit Vermeidung
von Dröhn- und Rasselgeräuschen ermöglicht.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsscheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, deren
Wirkungsweise und Aufbau auch extreme Geräusch- und Schwingungsprobleme abzubauen bzw. zu beseitigen vermag, insbesondere solche,
die im Leer!aufbereich bzw. im Übergangsbereich vom Leerlauf in den
Hauptdämpfer vorhanden sind. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Kupplungsscheibe derart zu gestalten , daß sie
in besonders einfacher, preiswerter Weise herstellbar ist und weiterhin eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies bei einer Kupplungsscheibe
der eingangs genannten Art dadurch erzielt, daß zwischen Ausgangsteil und Eingangsteil des Vordämpfers mindestens eine über
einen ersten Teilbereich des ersten Verdrehwinkelbereiches, in dem
lediglich der Vordämpfer wirksam ist, unwirksame und über einen weiteren Teilbereich dieses ersten Winkelbereiches wirksame, eine
Reibungs-
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dämpfung erzeugende Lastreibeinrichtung vorhanden ist, die mindestens ein Lastreibteil, wie eine Lastreibscheibe umfaßt,
welches über Anlagekonturen mit mindestens einem Kraftspeicher des
Verdampfers zusammenwirkt.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann sichergestellt werden, daß
ausgehend von einer neutralen Lage der Dämpfungseinrichtung der
Kupplungsscheibe zunächst über einen ersten Teilbereich des Vordämpfepbereiches
in Zug- und/oder Schubrichtung keine oder eine nur sehr gelinge Reibungsdämpfung vorhanden ist und nach Überschreitung
dfeses Teilbereiches bis zum Einsetzen des Hauptdämpfers eine höhere, jedoch speziell auf den Vordämpfer bzw. dessen Kraftspeicher
,abgestimmte Reibungsdämpfung wirksam wird. Es kann also bei einer
erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe eine von den Reibeinrichtungen des Hauptdämpfers unabhängige variable bzw. stufenweise Reibungshysterese im Vordämpferbereich erzeugt werden. Vorteilhaft kann es
dabei sein, wenn das Lastreibteil des Vordämpfers zumindest über einen Teilsektor des weiteren Teilbereiches durch den mit ihr
,zusammenwirkenden Kraftspeicher rückstellbar ist.
Pur.ch die Auslegung einer Kupplungsscheibe gemäß der Erfindung
können insbesondere die sehr oft bei einem Kraftfahrzeug mit kaltem Getriebe und im Leerlauf drehender Brennkraftmaschine auftretenden
Rasselgeräusche unterdrückt werden. Diese Rasselgeräusche treten
insbesondere dann auf, wenn das Schleppmoment des Getriebes in einer Größenordnung liegt, die dem vom Vordämpfer übertragbaren Maximalmo-
-11-
ment in etwa entspricht. Diese Bedingung ist jedoch bei Kraftfahrzeugen
mit kaltem Getriebe und im Leerlauf drehender Brennkraftmaschine sehr oft erfüllt. Die Rasselgeräusche sind unter anderem
darauf zurückzuführen, daß bei Vorhandensein der vorerwähnten Bedingung aufgrund des Ungleichförmigkeitsgrades bzw. der Winkelgeschwindigkeits-
bzw. Momentenänderungen der Bereich des Vordämpfers überschritten wird und somit der eine viel größere Federsteifigkeit
aufweisende Hauptdämpfer einsetzt, der für die im Leerlauf
auftretenden Momentenschwankungen wie ein harter, das heißt unnachgiebiger Anschlag wirkt. Der zeitweilige Einsatz des
Hauptdämpfers bewirkt, daß zwischen den den Winkel ausschlag des
Vordämpfers begrenzenden Teilen ein quasi unelastischer Stoß bzw. Aufprall stattfindet, wodurch ein entsprechender Rückprall bzw.-Stoß
zwischen diesen Teilen erzeugt wird. Dieser Aufprall und Rückprall
zwischen den den Winkel ausschlag des Vordämpfers begrenzenden Teilen
haben zur Folge, daß die mit dem Ausgangteil der Kupplungsscheibe drehfest verbundene Getriebeeingangswelle Drehschwingungen
vollführt, wodurch aufgrund des zwischen den im Getriebe in Eingriff stehenden Verzahnungen vorhandenen Spiels Rasselgeräusche durch
Abheben und Aufeinanderschlagen bzw. Aufeinanderprallen der
Zahnflanken entstehen.
Durch die erfindungsgemäße Lastreibeinrichtung für den Vordämpfer,
welche in beide Drehrichtungen wirksam sein kann, kann der aufgrund des vorerwähnten Einsatzes des Hauptdämpfers entstehende Rückprall
gedämpft bzw. absorbiert werden.
-12-
Besonders zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn der Vordämpfer mindestens zwei Federstufen aufweist und die Lastreibeinrichtung mit
in der zweiten Stufe des Vordämpfers wirksam werdenden Kraftspei ,ehern
zusammenwirkt, indem die Lastreibscheibe über entsprechend angeformte Konturen wie Flügel, Ausleger oder dergleichen an diesen
Kraftspeichern anliegt oder zur Anlage kommt. Angebracht kann es
dabei sein, wenn die mit der Lastreibeinrichtung bzw. dem Lastreibtei1
des Vordämpfers zusammenwirkenden Kraftspeicher eine Vorspannung aufweisen, die auf die Lastreibeinrichtung ein Moment erzeugt,
das zumindest gleich groß oder größer ist als das durch die tastr.eibeinrichtung erzeugte Reibmoment, so daß die Lastreibeinrichtung
bzw. das Lastreibteil bei unbelasteter Kupplungsscheibe innerhalb des Vordämpfers stets eine definierte Position einnimmt.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn der Vordämpfer derart ausgelegt ist, daß bei normaler Betriebstemperatur und im Leerlauf
drehender, warmer Brennkraftmaschine die erste Federstufe des
Vorkämpfers das Schleppmoment des Getriebes sowie die überlagerten
Momenten- bzw. Drehschwingungen absorbieren kann.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das Lastreibteil des Vordämpfers wie eine Lastreibscheibe lediglich im Leerlaufbereich
wirksam ist, das heißt, daß dieses Lastreibteil beim Übergang in den zweiten Winkel bereich, welcher dem Lastbereich entspricht,
überbrückt werden kann.
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Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Lastreibeinrichtung des
Vordämpfers derart ausgelegt ist, daß sie eine Reibungshysteresis
zwischen 0,5 und 2,5 Nm, vorzugsweise zwischen 0,7 und 1,6 Nm für Ottomotoren und zwischen 1,2 und 2,3 Nm für Dieselmotoren erzeugt.
5
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es besonders angebracht sein, wen das Lastreibteil Steueranschläge wie radial
verlaufende Arme oder axial abgebogene Lappen aufweist, die den
Einsatz der Lastreibeinrichtung durch Anschlag an einem anderen Bauteil der Kupplungsscheibe bestimmen.
Um eine optimale Anpassung an die ideale Dämpfungskennlinie zu ermöglichen, ist es weiterhin zweckmäßig, wenn für den Hauptdämpfer
ebenfalls mindestens eine Lastreibeinrichtung vorgesehen ist. Diese
Lastreibeinrichtung kann zweckmäßigerweise über einen ersten Teilbereich des zweiten Winkelbereiches, indem der Hauptdämpfer
wirksam ist, unwirksam sein und über einen weiteren Teilbereich dieses zweiten Winkelbereiches wirksam werden.
Insbesondere für Kupplungsscheiben, bei denen die Lastreibeinrichtung
des Vorsdämpfers beim Übergang in den zweiten Winkel bereich,
welcher dem Lastbereich entspricht, überbrückt wird, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn das Ausgangsteil der Kupplungsscheibe
ein mit Innenprofil zum Aufsetzen auf eine Getriebewelle
versehenes Nabenteil ist, auf dem drehfest ein Flansch des Vordämpfers, sowie ein Flansch- bzw. Nabenteil mit Innenprofil des
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Hauptdämpfers aufgenommen ist und durch dieses Innenprofil das zusätzlich mit einem Außenprofil versehene Ausgangsteil der
Kupplungsscheibe sich hindurcherstreckt und über diese Profile dem
Flansch,- bzw. Nabenteil gegenüber dem Ausgangsteil der Kupplungsscheibe
bzw. dem Flansch des Vordämpfers eine Relativverdrehung
ermöglicht ist und wobei weiterhin die Kraftspeicher in fensterförmigen
Ausnehmungen des jeweiligen Eingangsteiles und des jeweiligen Flansches enthalten sind. Bei einer derart aufgebauten
Kupplungsscheibe kann es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
besqnders zweckmäßig sein, wenn das Eingangsteil des Vordämpfers durch zwei beidseits des Flansches des Vordämpfers angeordnete, das
heißt 4ie$en Flansch flankierende und mit dem das Ausgangsteil des
Hauptdänpfers bildenden Flansch drehfeste Seitenscheiben gebildet ist·, Angebracht kann es dabei sein, wenn die zwischen dem Flansch
des Vordämpfers und dem Flansch des Hauptdämpfers angeordnete •Seitenscheibe unmittelbar am Flansch des Hauptdämpfers anliegt, so
daß der erforderliche axiale Bauraum verringert werden kann.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Lastreibeinrichtung des Vordämpfers eine zwischen der einen Seitenscheibe und dem Flansch
20-des fordämpfers vorgesehene und mit mindestens einem Kraftspeicher
des Vordampfers zusammenwirkende Lastreibscheibe, mindestens eine
mit dieser Lastreibscheibe drehfeste und zwischen der anderen Seitenscheibe und dem Flansch des Vordämpfers angeordnete
Reibscheibe, sowie einen die Lastreibscheibe und die Reibscheibe zur
25'Erzeugung einer Reibung verspannenden Kraftspeicher aufweist. Zur
Drehsicherung zwischen der Lastreibscheibe und der Reibscheibe
-15-
kann es besonders angebracht sein, wenn wenigstens eine dieser Scheiben mit Ausnehmungen durch den Nabenflansch des Vordämpfers
hindurchreicht und die beiden Scheiben sich axial über diese Ausleger aneinander abstützen.
5
Ein besonders vorteilhafter Aufbau der Kupplungsscheibe kann gegeben
sein, wenn die Lastreibscheibe des Vordämpfers zwischen der mit dem
Flansch des Hauptdämpfers drehfesten Seitenscheibe und dem Flansch
des Vordämpfers vorgesehen ist. Dies bedeutet, das die Lastreibscheibe räumlich auch zwischen dem Flansch des Vordämpfers und dem
Flansch des Hauptdämpfers angeordnet ist.
Ein besonders preiswerter Aufbau kann gegeben sein, wenn die am
Nabenflansch des Hauptdämpfers aufliegende Seitenscheibe aus einem Reib- oder Gleitmaterial besteht, so daß diese sowohl zur Aufnahme
der Kraftspeicher für den Vordämpfer als auch zur Erzeugung einer
Reibungsdämpfung für die Lastreibeinrichtung des Verdampfers
herangezogen werden kann. Angebracht kann es dabei sein, wenn die am Nabenflansch des Hauptdämpfers aufliegende Seitenscheibe aus
Kunststoff ist, welcher faserverstärkt sein kann.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn axial zwischen der am Nabenflansch des Hauptdämpfers aufliegenden Seitenscheibe und der
Lastreibscheibe ein axial wirksamer Kraftspeicher für die Lastreibeinrichtung
vorgesehen ist. Dieser Kraftspeicher kann zweckmäßigerweise durch einen Well ring gebildet sein.
-16-
Für die Funktion und den Aufbau einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe
kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn das Eingangsteil dieser Kupplungsscheibe und somit auch das Eingangsteil des Hauptdämpfers durch
eine Belagträger- und eine Gegenscheibe gebildet ist, wobei axial
zwischen diesen beiden Scheiben der Vordämpfer sowie der Nabenflansch des Hauptdämpfers aufgenommen sind. Dabei kann es weiterhin vorteilhaft
sein, wenn axial zwischen der auf der dem Nabenflansch des Hauptdämpfers
abgewandten Seite des Nabenflansches des Vordämpfers vorgesehene
Seitenscheibe und der Belagträger -oder Gegenscheibe ein Kraftspeicher wie eine Tellerfeder vorgesehen ist, welche die, auf dem das
Ausgangsteil der Kupplungsscheibe bildenden Nabenteil aufgenommenen
Bauteile, axial verspannt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es vorteilhaft sein,
wenn die Lastreibeinrichtung des Vordämpfers nur im Zugbereich der
Kupplungsscheibe, d.h. in dem Bereich in dem das von einer
Brennkraftmaschine angetriebene Eingangsteil der Kupplungsscheibe das
Ausgangsteil derselben antreibt, wirksam ist.
Anhand der Figuren 1 bis 5 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt Figur 1 einen Querschnitt durch eine teilweise dargestellte
erfindungsgemäße Kupplungsscheibe,
Figur 2 eine teilweise Ansicht gemäß dem Pfeil Z der Figur 1, wobei zur
besseren Darstellung der einzelnen Bauteile ein Ausbruch vorhanden ist,
-17-
Figur 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III der Figur 1,
Figur 4 die im vergrößerten Maßstab dargestellte Einzelheit Y gemäß
Figur 1,
5
Figur 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V der Figur 1 und
Figur 6 ein Diagramm einer erfindungsgemäßen Kuplungsscheibe, wobei
die Abszissenachse die Verdrehwinkel und die Ordinatenachse das
Verdrehmoment darstellt und weiterhin in diesem Diagramm die
Reibungshysterese, welche im Hauptdämpfer auftritt, nicht dargestellt ist.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kupplungsscheibe weist einen
Vordämpfer 1 und einen Hauptdämpfer 2 auf. Der Vordämpfer 1 und der Hauptdämpfer 2 werden von einer das Ausgangsteil der Kupplungsscheibe
bildenden Nabe 3 getragen. Die Nabe 3 weist eine Innenverzahnung 4 auf, über die sie mit einer nicht näher dargestellten Getriebeeingangswelle
drehfest verbindbar ist. Die Nabe 3 besitzt weiterhin eine Außenverzahnung 5, die mit einer Innenverzahnung 6 des das
Ausgangsteil des Hauptdämpfers 2 bildenden Nabenflansches 7 in
Eingriff steht. Die beiden Verzahnungen 5 und 6 weisen in Umfangsrichtung ein Zahnflankenspiel auf, welches dem Winkelbereich des
Vordämpfers 1 entspricht. Die Nabe 3 trägt weiterhin einen mit ihr
drehfesten Nabenflansch 8, welcher das Ausgangsteil des Vordämpfers 1 bildet. Zur verdrehfesten Verbindung mit der Nabe 3 weist der
-18-
Nabenflansch 8 eine Innenverzahnung 9 auf, die an den in radialer
Richtung abgesetzten Verzahnungsbereich 10 der Außenverzahnung 5 der
Nabe 3 angepaßt ist. Aufgrund des in radialer Richtung abgesetzten Verzahnungsbereiches 10 bildet die Außenverzahnung 5 eine Stirnfläche
lly an der sich der Nabenflansch 8 axial abstützt.
Das Eingangsteil des Vordämpfers 1 ist durch zwei beidseits des
scheibenförmigen Nabenflansches 8 angeordnete Scheiben 12,13
gebildetj welche über formschlüssige Steckverbindungen in axialem
Abstand miteinander sowie mit dem Nabenflansch 7 des Hauptdämpfers
drehfest verbunden sind. Hierfür weist die vom Nabenflansch 7 durch 4©rf$a;b.enf Jansen 8 getrennte Scheibe 13 an ihrem Außenumfang axial
•in Richtung .des Nabenflansches 7 des Hauptdämpfers 3 gerichtete
Laschen 14 auf, welche in Ausschnitte 7a des Nabenflansches 7 axial
hineinragen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Ausschnitte 7a mit den Ausschnitten zur Aufnahme der Federn des
Hauptdämpfers im Flansch 7 verbunden. Die Laschen 14 erstrecken sich
axial über den scheibenförmigen Nabenflansch 8 des Vordämpfers und
weisen jeweils an ihrem freien Ende einen verschmälerten Bereich 14a
auf, der jeweils in einen Ausschnitt 7a des Flansches 7 eingreift und eine Abstufung 14b bildet. Die Scheibe 13 stützt sich über die
Abstufungen 14b der Laschen 14 unter Zwisehen!egung der Scheibe 12
axial am Nabenflansch 7 ab. Die unmittelbar am Nabenflansch 7 axial
anliegende Scheibe 12 weist an ihrem Außenumfang Ausschnitte 12a
-19-
auf, durch welche die verschmälerten Bereiche 14a der Laschen 14
axial greifen zur axialen Festlegung und Drehsicherung der Scheibe 12 gegenüber dem Nabenflansch 7 des Hauptdämpfers.
Das Eingangsteil der Kupplungsscheibe bzw. des Hauptdämpfers 2
umfaßt eine Belagträgerscheibe 15 sowie eine mit dieser in axialem
Abstand über Abstandsbolzen 16 drehfest verbundene Gegenscheibe 17.
Die Abstandsbolzen 16 erstrecken sich axial durch Ausschnitte 7b des Nabenflansches 7. Die Belagträgerscheibe 15 und die Gegenscheibe 17
überlappen in radialer Richtung die Außenverzahnung 5 der Nabe 3,
wobei die Belagträgerscheibe 15 über einen Reibring 18 in radialer
Richtung auf einer äußeren Mantelfläche 19 verdrehbar gelagert ist.
Zwischen der Stirnfläche 18a des Reibringes 18 und dem Nabenflansch
8 bzw. der Außenverzahnung 5 ist eine vorgespannte Wellfeder 20 vorgesehen, die einerseits in Reibeingriff mit dem mit der
Belagträgerscheibe 15 drehfest verbundenen Reibring 18 ist und
andererseits den Nabenflansch 8 in Richtung der Stirnfläche 11 beaufschlagt, so daß dieser auf dem abgesetzten Verzahnungsbereich
10 axial gehalten wird. Axial zwischen der Gegenscheibe 17 und dem
Nabenflansch 7 ist ein Reibring 21 vorgesehen. Der Reibring 21 besitzt radial innen einen im Querschnitt winkelförmigen Ansatz 21a,
dessen radialer Schenkel zwischen einer sich an der Außenverzahnung 5 abstützenden Scheibe 5a und der Gegenscheibe 17 verspannt ist. Die
axiale Verspannung des Ansatzes 21a des Reibringes 21 zwischen der
-20-
Gegenscheibe 17 und der Abstützscheibe 5a wird durch die auf der
anderen Seite der Außenverzahnung 5 vorgesehene Well feder 20
sichergestellt.
Im axialen Bauraum zwischen der Belagträgerscheibe 15 und der
Gegerjscheibe 17 ist der Nabenflansch 7 des Hauptdämpfers, die mit
diesem drehfest verbundenen Scheiben 12 und 13 sowie der zwischen
diesen Scheiben 12,13 vorgesehene scheibenförmige Nabenflansch 8 angeordnet. Zur axialen Sicherung der beiden Scheiben 12 und 13 des
Vordämpfers 1 ist eine Tellerfeder 22 axial zwischen der Scheibe und der Beiagträgerscheibe 15 angeordnet, welche sich radial außen
an der Belagträgersehen be 15 abstützt und radial innen die Scheibe
13 tn Richtung des Nabenflansches 7 beaufschlagt, so daß die Laschen
14 sich über ihre Abstufungen 14b an der Scheibe 12 abstützen und
diese gegen den Nabenflansch 7 drücken. Die Tellerfeder 22 weist an
ihrem äußeren Bereich Ausleger 22a auf, welche zur drehfesten Verbindung der Tellerfeder 22 mit der Belagträgerscheibe 15 in
Ausschnitte 15a dieser Scheibe 15 eingreifen. Zur Erzeugung einer Reibungsdämpfung weist die Tellerfeder 22 an ihrem radial inneren
Bereich eine abgerundete Anformung 22b auf, welche unter Vorspannung
der Tellerfeder 22 an der Scheibe 13 anliegt. Die Vorspannung der
Tellerfeder 22 bewirkt weiterhin, daß der Nabenflansch 7 in Richtung der Gegenscheibe 17 gedrängt wird, wodurch der Reibring 21 zwischen
dieser Gegenscheibe 17 und dem Nabenflansch 7 axial eingespannt
wirdy
-21-
Zwischen den drehfest miteinander verbundenen Scheiben 15 und 17,
welche das Eingangsteil der Kupplungsscheibe bilden, und dem das Ausgangsteil des Hauptdämpfers 2 bildenden Nabenflansch 7 ist eine
Relativverdrehung möglich entgegen der Wirkung von in fensterförmigen
Ausnehmungen 23, 24 der Belagträger - 15 und der Gegenscheibe einerseits, sowie in dem Nabenflansch 7 andererseits vorgesehenen
fensterförmigen Ausnehmungen 25 aufgenommenen Federn 26.
Zwischen den beiden das Eingangsteil des Vordämpfers 1 bildenden
Scheiben 12,13 und dem das Ausgangsteil des Vordämpfers 1 bildenden
Nabenflansch 8 ist eine, dem Verzahnungsspiel zwischen Außenverzahnung 5 und Innenverzahnung 6 entsprechende, begrenzte Relativverdrehung
möglich, und zwar entgegen der Wirkung von in fensterförmigen Ausnehmungen 27,28 der Scheiben 12,13 einerseits, und in fensterförmigen
Ausnehmungen 29 des Nabenflanschens 8 andererseits, vorgesehenen Kraftspeichern in Form von Schraubenfedern 30.
Der Vordämpfer 1 weist weiterhin eine Lastreibeinrichtung 31 auf,
die lediglich über einen Teilbereich des zwischen dem Nabenflansch und der Nabe 3 möglichen Verdrehwinkels wirksam ist. Die Lastreibeinrichtung
31 umfaßt eine Lastreibscheibe 32, die axial zwischen dem Nabenflansch 8 und der Scheibe 12 angeordnet ist, sowie eine auf
der anderen Seite des Nabenflansches 8 vorgesehene Reibscheibe 33,
die mit der Lastreibscheibe 32 drehfest ist. Die Lastreibscheibe 32 besitzt in Achsrichtung abgebogene Lappen 34, die mit Verdrehspiel
durch Ausschnitte 35 des Nabenflansches 8 hindurchragen und deren
-22-
Enden in tlmfangsrichtung derart abgesetzt sind, daß sich die
Reibscheibe 33 axial an den Lappen 34 abstützen kann. Zur drehfesten
Verbindung zwischen der Lastreibscheibe 32 und der Reibscheibe greifen die verschmälerten Endbereiche 34a der Lappen 34 in
entsprechend angepaßte und am Außenumfang des Reibringes 33
vorgesehene Einschnitte 33a ein (Fig. 5).
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Scheibe 12 aus
einem Kunststoff bzw. einem Reib- oder Gleitmaterial, welches
faserverstärkt sein kann, hergestellt, so daß diese Scheibe
gleichzeitig zur Erzeugung einer Reibungsdämpfung für den Vordämpfer
1 dient. Axial zwischen der Scheibe 12 und der Lastreibscheibe
ist eine vorgespannte Wellfeder 36 vorgesehen, welche einerseits die
Scheibe Ϊ2 in Richtung des Nabenflansches 7 beaufschlagt und
andererseits die Lastreibscheibe 32 in Richtung vom Nabenflansch weg drängt, wodurch die Reibscheibe 33 gegen die Scheibe 13
verspannt wird. Die von der Wellfeder 36 erzeugte Kraft ist kleiner
als die von der Tellerfeder 22 aufgebrachte Kraft.
Die Lastreibscheibe 32 weist an ihrem äußeren Umfang radial
gerichtete Ausleger 37 auf, in denen Ausnehmungen 38 vorgesehen sind; zur Aufnahme von die zweite Stufe des Vordämpfers 1 bildenden
Federn 30,
-23-
Wie aus Figur 2 zu entnehmen ist, sind die Federn 30 in zwei Gruppen
von Federn 30a und 30b unterteilt, wobei die Federn 30a für die erste Stufe und die Federn 30b zusätzlich für die zweite Stufe des
Vordämpfers 1 vorgesehen sind.
5
In ähnlicher Weise sind die Federn 26 in zwei Gruppen von Federn 26a
und 26b unterteilt, wobei die Federn 26a für die erste Stufe und die
Federn 26b zusätzlich für die zweite Stufe des Hauptdämpfers 2 vorgesehen sind.
Die Federn 30a sind in Ausnehmungen 27a,28a sowie 29a der Scheiben
12,13 sowie des scheibenförmigen Nabenflansches 8 aufgenommen,
welche, in Umfangsrichtung betrachtet, die gleiche Erstreckung aufweisen, so daß bei einer Verdrehung der Belagträgerscheibe 15
gegenüber der Nabe 3 aus der Ruhelage der Kupplungsscheibe heraus diese Federn 30a sofort ansprechen. Weiterhin sind die Federn 30a
jeweils in einer Ausnehmung 38a der Lastreibscheibe 32 aufgenommmen,
welche Ausnehmung 38 a in Umfangsrichtung eine größere Erstreckung aufweist als die Ausnehmungen 27a,28a,29a, so daß zumindest in der
ersten Stufe des Vordämpfers 1 die Federn 30a nicht an der Lastreibscheibe 32 zur Anlage kommen. Die Federn 30b sind in gleich
großen Ausnehmungen 27b,28b der Scheiben 12,13 sowie in einer
gegenüber dieser in Umfangsrichtung größeren Ausnehmung 29b des scheibenförmigen Flansches 8 aufgenommen. Die in Umfangsrichtung
-24-
betrachtete Ausdehnung der jeweils eine Feder 30b aufnehmenden Ausnehmungen 38b der Lastreibscheibe 32 entspricht derjenigen der
Ausnehmung 27b,.28b.
Die dritte Stufe der Reibungskupplung, welche die erste Stufe des Hauptdämpfers 2 darstellt, ist durch die Federn 26a gebildet, welche
- in Umfangsrichtung betrachtet- in gleich großen Ausnehmungen 23a,24a sowie 25a der Belagträger- 15 und Gegenscheibe 17 sowie des
Nabenflansches 7 angeordnet sind.
Die Federn 26b sind in gleich großen Ausnehmungen 23b,24b der
Belagtfäger - -15 und Gegenscheibe 17 aufgenommen, sowie in einer
gegenüber diesen in Umfangsrichtung größeren Ausnehmung 25b des Nabenflansches 7.
Im folgenden wird im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 5 die Wirkung und Funktionsweise der Kupplungsscheibe beschrieben. Dabei
wird durch den Pfeil 39 in Figur 2 die Zugrichtung, das heißt also, die Richtung angedeutet, bei der das von einem Motor angetriebene
Eingangsteil 15 + 17 das durch die Nabe 3 gebildete Ausgangstell
antreibt. Durch den Pfeil 40 ist die Schubrichtung gekennzeichnet.
Bei einer Verdrehung in Zugrichtung 39 oder Schubrichtung 40 der Belagträgerscheibe 15 und der Gegenscheibe 17 gegenüber der Nabe 3
gelangen zunächst die Federn 30a zur Wirkung , da die Ausnehmungen 27a,28a sowie 29a der Scheiben 12,13 und des scheibenförmigen
-25-
Nabenflansches 8 in Umfangsrichtung gleich groß sind. Aufgrund dieser Auslegung dienen die Federn 30a gleichzeitig auch dazu, die
Nabe 3 in bezug auf die Belagträgerscheibe 15 und die Gegenscheibe
17 in eine definierte Nullstellung zu bringen. 5
Ausgehend von der in Figur 2 gezeigten Ruhestellung der Kupplungsscheibe
gelangen nach einer Verdrehung der Belagträgerscheibe 15 und der Gegenscheibe 17 in bezug auf die Nabe 3 bzw. den mit dieser
drehfesten Nabenflansch 8 des Vordämpfers 1 um einen Verdrehwinkel Al in Zugrichtung 39 oder Bl in Schubrichtung 40 die Federn 30b
zusätzlich zu den Federn 30 a zur Wirkung. Dies geschieht dadurch, daß die Kanten 41 der Ausnehmungen 29 b des scheibenförmigen
Flansches 8 nach einer Verdrehung um den Winkel Al in Zugrichtung 39, an den in den Fenstern 27b,28b der Scheiben 12,13
angeordneten Federn 30b angreifen. In gleicher Weise kommen die Kanten 42 bei einer Verdrehung um den Winkel Bl in Schubrichtung
an den Federn 30b zur Wirkung. Bei einer weiteren Verdrehung um den Winkel A2 in Zugrichtung 39 oder B2 in Schubrichtung 40 gelangt die
Innenverzahnung 6 des Nabenflansches 7 zur Anlage an der
Außenverzahnung 5 der Nabe 3, wodurch der Verdrehwinkelbereich A3 in Zugrichtung und B3 in Schubrichtung des Vordämpfers 1 begrenzt wird
und bei einer darüberhinausgehenden Verdrehung der Hauptdämpfer 2 zur Wirkung kommt.
-26-
Bei Überschreitung des Verdrehwinkelbereiches A3 in Zugrichtung und B3 in Schubrichtung 40 bleibt der Nabenflansch 7 gegenüber der
Nabe 3 stehen und es werden die das Eingangsteil der Kupplungsscheibe bildenden Mitnehmer- 15 und Gegenscheibe 17 gegenüber dem
Nabenflansch 7 und somit auch über der Nabe 3 verdreht, so daß zunächst die die erste Stufe des Hauptdämpfers bildenden Federn 26 a
über einen Verdrehwinkelbereich A4 in Zugrichtung 39 und B4 in
Schubrichtung 40 alleine zur Wirkung kommen. Nach Überschreitung dieser Verdrehwinkelbereiehe A4 bzw. B4 gelangen die Federn 26b
zusätzlich zu den Federn 26a , das heißt also parallel zu diesen, zur Wirkung, Dies geschieht dadurch, daß die Kanten 43 der
Ausnehmungen 25 b im Nabenflansch 7 nach einer Verdrehung um den Bereich A4 gegenüber der Mitnehmer- 15 und Gegenscheibe 17 an den in
den Fenstern 23b ,24b der Belagträger-15 und Gegenscheibe 17
angeordneten Federn 26 b zur Anlage kommen. In gleicher Weise kommen die Kanten 44 bei einer Verdrehung um den Winkel B4 an den Federn
25 b zur Wirkung. Der die zweite Stufe des Hauptdämpfers 2 darstellende Verdrehwinkelbereich A5 in Zugrichtung 39 bzw. B5 in
Schubrichtung 40 wird durch Anschlag der Abstandsbolzen 16 an den
Endkqnturen 45 bzw. 46 der Ausschnitte 7b des Flansches 7 begrenzt.
Dieser Anschlag begrenzt gleichzeitig den maximalen Verdrehungswinkel A6 in Zugrichtung 39 sowie B6 in Schubrichtung 40 der Kupplungsscheibe.
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Bei einer Verdrehung der Mitnehmerscheibe 15 und der Gegenscheibe
in Zug-oder Schubrichtung aus der in Figur 2 dargestellten Ruhestellung wird zunächst Reibung durch die Reibringe 18 und 21a
erzeugt, da aufgrund der in gleichgroßen Fenstern 23a,24a sowie 25a
der Belagträger-15 und Gegenscheibe 17 sowie des Nabenflansches 7
vorgesehenen Federn 26 a mit höherer Federrate die Belagträgerscheibe
15, die Gegenscheibe 17 sowie der Nabenflansch 7 synchron
gegengüber der Nabe 3 verdreht werden. Die durch die Reibringe 18 und 21a erzeugte Reibung ist auf die Federn 30a mit sehr geringer
Steifigkeit, welche die erste Stufe des Vordämpfers bilden, abgestimmt. Diese Reibung ist sehr gering und wirkt über die
Verdrehwinkelbereiehe A 1 und Bl alleine. Bei Überschreitung des
Verdrehwinkels Al bzw. Bl kommen die Lappen 34 der Lastreibscheibe
32 an den Anschlagkanten 47 für die Zugrichtung 39 und 48 für die
Schubrichtung 40 der Ausschnitte 35 zur Anlage, so daß die Lastreibscheibe 32 und somit auch die Reibscheibe 33 gegenüber dem
Nabenflansch 8 des Vordämpfers 1 festgelegt sind. Die Festlegung der Lastreibscheibe 32 und der Reibscheibe 33 gegenüber dem Nabenflansch
8 bewirkt, daß diese sich gegenüber dem Nabenflansch 7 und somit auch gegenüber den mit diesem fest verbundenen Teilen, insbesondere
der beiden Scheiben 12,13, welche das Eingangsteil des Vordämpfers bilden, verdrehen und zwar solange, bis die Innenverzahnung 6 des
Nabenflansches 7 an der Außenverzahnung 5 der Nabe 3 zur Anlage
kommt. Während dieser Verdrehphase, welche dem Verdrehwinkelbereich
A2 in Zugrichtung und B2 in Schubrichtung entpricht, wird ein etwas höheres Reibmoment erzeugt, welches auf die in diesen Verdrehwin-
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kelbereichen Α2 und B2 wirksamen Vordämpferfedern 28a und 28 b
abgestimmt ist. Das in diesen Verdrehwinkelbereichen A2 und B2
wirksame Reibmoment ergibt sich durch Additon der durch die Reibringe 18 und 21a sowie der Lastreibeinrichtung 31 erzeugten
Reibmomente.
Bei Überschreitung des Verdrehwinkelbereiches A3 bzw. B3 des
Vordämpfers 1 wird die Lastreibeinrichtung 31 überbrückt und ist
somit nicht mehr wirksam.
Über die Verdrehwinkelbereiche A4 und A5 in Zugrichtung 39 sowie B4
und B5 in Schubrichtung 40 wird eine durch den Reibring 21 und die
Tellerfeder 22 definierte Reibungsdämpfung, welche auf die Federn 26a und 26b des Hauptdämpfers abgestimmt ist, erzeugt. Die
über den Verdrehwinkel bereich des Hauptdämpfers 2 wirksame Reibungsdämpfung ist wesentlich höher als die, welche die Lastreibeinrichtung
31 im Vordämpferbereich erzeugt. Die im Hauptdämpferbereich vorhandene Reibungshysterese stellt ein mehrfaches der
Reibungshysterese, welche durch die Lastreibeinrichtung 31 des Vordämpfers 1 erzeugt wird, dar und ist in Figur 5 nicht dargestellt.
Zweckmäßig ist ess wenn die Lastreibeinrichtung 31 eine
Reibungshysterese X in der Größenordnung zwischen 0,5 und 2,5 Nm erzeugt, wobei es sich als zweckmäßig erwiesen hat, wenn für
Ottomotoren diese Hysterese zwischen 0,7 und 1,6 Nm und für Dieselmotoren zwischen 1,2 und 2,3 Nm liegt. Weiterhin ist es
zweckmäßigr wenn in den die erste Stufe des Vordämpfers 1 der
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Kupplungsscheibe darstellenden Verdrehwinkelbereiche Al bzw. Bl5 die
durch die Reibringe 18 und 21 erzeugte Reibungshysterese kleiner ist
als 0,7 Nm für Ottomotoren und 1,2 Nm für Dieselmotoren.
Die mit der Lastreibeinrichtung 31 zusammenwirkenden Federn 30 b sind in die Fenster 27b,28b der Scheiben 12 und 13 mit Vorspannung
eingebaut. Die Vorspannung ist dabei derart gewählt, daß das durch die Federn 30b ausgeübte Rückstellmoment zumindest gleich groß ist,
wie das durch die Lastreibeinrichtung 31 erzeugte Reibmoment.
Dadurch wird sichergestellt, daß über die gesamten Verdrehwinkelbereiche
A2,B2 die Lastreibeinrichtung. 31 sowohl während des
Zusammendrückens als auch während des Entspannens der Federn 30b wirksam bleibt. Es wird also durch die Vorspannung der Federn 30b
sichergestellt, daß die Lastreibeinrichtung 31 stets eine definierte
Ruhestellung einnimmt.
Für manche Anwendungsfälle ist es jedoch auch vorteilhaft, wenn die
mit der Lastreibscheibe bzw. der Lastreibeinrichtung zusammenwirkenden Federn, die bei der vorbeschriebenen Ausführungsform durch die
Federn 30 b gebildet sind, über einen Teilbereich des Verdrehwinkels
des Vordämpfers oder zumindest über einen Teilbereich der Verdrehwinkelbereiche A2 und B2 auf die Lastreibscheibe der Lastreibeinrichtung
ein kleineres Rückstellmoment als das Reibmoment der
Lastreibeinrichtung ausüben. Dadurch ergibt sich kein plötzlicher Reibungsanstieg im Vordämpfer, was für manche Anwendungsfälle
vorteilhaft ist, um Resonanzerscheinungen zu unterdrücken.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Lastreibeinrichtung 31
nur im Zugbereich A6 bzw. nur in Zugrichtung 39 über zum Beispiel
den Verdrehwinkelbereich A2 wirksam ist. Hierfür braucht lediglich
zwischen den Lappen 34 und den Ausschnitten 35 in Schubrichtung 40 ein mindestens dem Verdrehwinkelbereich B3 gemäß Figur 6 entsprechendes
Spiel vorgesehen werden.
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