DE4226762A1 - Kupplungsscheibe mit Belagfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe zur Anord­ nung in einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, bestehend aus einer Nabe zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebewelle, einem konzentrisch zur Nabe angeordneten Scheibenteil, das im Bereich seines Außenumfanges wenigstens eine axial federnde Belagfeder aufweist sowie zwei Reibbelagringe, die Rücken an Rücken unter Zwischenschaltung der Belagfeder an dieser befe­ stigt sind und wobei die Belagfeder in radialer Richtung einen ebenen Bereich zur Auflage der Reibbelagringe aufweist sowie zumindest einen an den ebenen Bereich anschließenden gewölbten bzw. abgewinkelten Bereich, der bzw. die im wesentlichen mit dem radial äußeren bzw. radial inneren Bereich der Reibbelag­ ringe korrespondieren.

Kupplungsscheiben der obengenannten Bauart sind beispielsweise aus der US-PS 2 309 950 bekannt. Bei dieser Kupplungsscheibe sind jeweils zwei Belagfedern paarweise miteinander verbaut und beide weisen sowohl einen ebenen Bereich zur Auflage für die Reibbelagringe als auch jeweils einen gewölbten Bereich auf, wobei die eine Belagfeder ihren gewölbten Bereich radial außen aufweist und die andere radial innen. Aus der DE-OS 29 20 095 ist eine Kupplungsscheibe bekannt, bei welcher eben­ falls paarweise Belagfedern verbaut werden, die sowohl radial außen als auch radial innen einen gewölbten Bereich aufweisen.

Die gewölbten Bereiche dienen in beiden Fällen zur Realisie­ rung einer Axialfederung zwischen den beiden Reibbelagringen, wobei diese Axialfederung wesentlich zum Anfahrkomfort und zum gleichmäßigen Reibeingriff der Reibbelagringe beiträgt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Belagfederung für Reibbelagringe zu erstellen, die im radial äußeren Bereich eine höhere Federsteifigkeit aufweist als im radial inneren Bereich und mit welcher ein möglichst geringes Massenträgheits­ moment zu erzielen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausgestal­ tung ist es möglich, doppelseitig verbaute Belagfedern zu umgehen, so daß auf diese Weise das Massenträgheitsmoment deutlich abgesenkt werden kann, da gerade im radial äußeren Bereich erhebliche Einsparung an Masse möglich ist. Zum ande­ ren ist die Gestaltung der verwendeten Belagfeder derart, daß der radial außen liegende Verbindungsbereich einen erheblich größeren Federweg zur Verfügung stehen hat als der radial innere, so daß die Federsteifigkeit mit größer werdendem Durch­ messer zunimmt. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß während des Anfahrvorganges der mittlere wirksame Reibradius in den radial äußeren Bereich der Reibbelagringe verlegt wird, so daß das effektiv übertragbare Drehmoment für eine bestimmte Durch­ messer-Kategorie der Kupplungsscheibe ein Maximum wird. Da­ durch neigt eine Kupplung mit einer solchen Kupplungsscheibe weniger zum Durchrutschen und zum Belagverschleiß während des Einkuppelvorgangs.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Belagfeder im entspannten Zustand in ihrem Fußbereich mittig zwischen den Reibbelagringen angeordnet und über schräg verlaufende Verbin­ dungsbereiche mit dem ebenen Bereich verbunden. Auf diese Weise wird auch im radial inneren Bereich eine gleichmäßige Federkraftverteilung für die nach beiden Richtungen vorgenomme­ nen Wölbungen der Belagfeder erzielt.

Es wird vorgeschlagen, daß eine einzige umlaufende Belagfeder vorgesehen ist, bei der die Trennung der einzelnen wechselsei­ tigen Wölbungen über im wesentlichen radial verlaufende Schlitze erfolgt, die nach radial innen bis zum Fußbereich verlaufen. Durch eine einzig umlaufende Belagfeder ist eine sehr einfache Handhabung während der Montage möglich.

Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, daß einzelne umfangs­ mäßig verteilt angeordnete Belagfedern vorgesehen sind, die je durch einen radial verlaufenden Schlitz umfangsmäßig zweige­ teilt sind, wobei der Schlitz nach radial innen bis zum Fußbe­ reich verläuft und die vom Schlitz umfangsmäßig ausgehenden Teile in entgegengesetzte Richtungen gewölbt sind. Solche Belagfedern sind mit recht wenig Stanzabfall herzustellen und können genau wie andere einzelne Belagfedern montiert werden.

Es kann jedoch auch ohne weiteres vorteilhaft sein, einzelne umfangsmäßig verteilt angeordnete Belagfedern zu verwenden, die abwechselnd in die eine und die andere axiale Richtung gewölbt sind. Bei dieser Art von Belagfedern ist die größte umfangsmäßige Aufteilung in einzelne Belagfedern vorgenommen, wobei diese Konstruktion eine große Unempfindlichkeit gegen­ über Verzug bei Temperaturspitzen vorhanden ist.

In vorteilhafter Weise ist jeder Reibbelagring etwa in der Mitte seiner radialen Erstreckung über jeweils einen Belagniet an einer entsprechenden Wölbung im ebenen Bereich der Belagfe­ der befestigt. Auf diese Weise sind sehr wenige Niete notwen­ dig, um trotz einwandfreier Befestigung ein geringes Massen­ trägheitsmoment zu realisieren.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Kupp­ lungsscheibe;

Fig. 2 die Ansicht einer Belagfeder gemäß Fig. 1.

Die Kupplungsscheibe 1 gemäß Fig. 1 zeigt den Prinzipaufbau mit einer Nabe 2, die drehfest auf einer nicht dargestellten Getriebewelle angeordnet ist. An der Nabe 2 ist ein Scheiben­ teil 3 über Niete 9 befestigt, das an seinem Außendurchmesser die Belagfedern 6 trägt. Im Bereich des Scheibenteils 3 kann ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein.

In der Darstellung sind mehrere am Umfang des Scheibenteils 3 über Befestigungsniete 8 angeordnete Belagfedern 6 vorgesehen, wobei die Ansicht in Fig. 2 dargestellt ist. Die Belagfedern 6 sind als Einzelteile hergestellt und umfangsmäßig am Scheiben­ teil 3 verteilt befestigt. Jede dieser Belagfedern 6 weist umfangsmäßig gesehen zwei Bereiche auf, die durch einen radial verlaufenden Schlitz voneinander getrennt sind. Dieser Schlitz 15 erstreckt sich von radial außen her bis zum Fußbereich 13. Jedes Teil der Belagfeder, welches sich in Umfangsrichtung vom Schlitz 15 wegbewegt, ist unterschiedlich gewölbt, und zwar entsprechend Fig. 1 ist der eine Bereich zum einen Reibbelag­ ring 5 hin gewölbt und der andere Bereich zum anderen Reibbe­ lagring 5. Jeder dieser Bereiche weist einen ebenen Bereich 10 auf, der als großflächige Anlage gegenüber dem entsprechenden Reibbelagring 5 dient. Gleichzeitig ist innerhalb des ebenen Bereichs 10 auf einem mittleren Durchmesser die Befestigung gegenüber den Reibbelagringen 5 vorgesehen in Form von jeweils einem Belagniet 7. Zwischen den ebenen Bereichen 10 der Belag­ feder 6 und dem Fußbereich 13 sind Verbindungsbereiche 14 vorgesehen, die schräg zu einer Radialebene durch die Drehach­ se 4 verlaufen. Durch gleiche Ausbildung beider Bereiche jeder Belagfeder 6 erfolgt eine symmetrische Anordnung zwischen den ebenen Bereichen 10 und dem Fußbereich 13. Dadurch ist im umbelasteten Zustand der Fußbereich 13 gleich weit von beiden Reibbelagringen 5 entfernt. Radial außerhalb des ebenen Berei­ ches 10 sind ebenfalls schräg verlaufende Verbindungsbereiche 11 angeordnet, die von der Innenwandung des einen Reibbelagrin­ ges 5 bis zur Innenwandung des anderen Reibbelagringes 5 ver­ laufen und sich gegenüber dem ebenen Bereich 10 anschließend an den Verbindungsbereich 11 über einen Endbereich 12 abstüt­ zen, der ebenfalls großflächig gegenüber dem Reibbelagring 5 ausgebildet ist.

Durch die Anordnung der Belagfedern gemäß den Fig. 1 und 2 ist sichergestellt, daß die Federsteifigkeit sämtlicher Belagfe­ dern 6 in Achsrichtung von radial innen nach radial außen hin über die Radialerstreckung der Reibbelagringe 5 zunimmt. Dies ergibt sich allein schon daraus, daß die Verbindungsbereiche 11 den gesamten axialen Federweg ausschöpfen, während die Verbindungsbereiche 14 lediglich dem halben Federweg ausge­ setzt sind. Dieser Effekt kann noch durch die Ausbildung der Verbindungsbereiche beeinflußt werden, indem deren radiale Er­ streckung, d. h. die Größe ihrer axialen Projektion, verändert werden kann. Weiterhin wird durch diese Ausbildung der Belagfe­ dern 6 eine Absenkung der Massenträgheit der Kupplungsscheibe erreicht, da - umfangsmäßig gesehen - jeweils nur eine Belagfe­ der vorgesehen ist.

In Abwandlung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Belagfe­ dern ist es jedoch auch möglich, eine einzige umlaufende Belag­ feder vorzusehen, die in ihrem Fußbereich in sich geschlossen ist und die nach radial außen hin durch entsprechend viele Schlitze in einzelne Federbereiche unterteilt ist, die sich jeweils umfangsmäßig an den einen oder anderen Reibbelagring anschmiegen.

Eine weitere Variante ist vorstellbar, bei welcher, wie prinzi­ piell in Fig. 1 und 2 dargestellt, einzelne Belagfedern am Umfang vorgesehen sind, wobei jede einzelne Belagfeder nur in die eine oder in die andere Richtung ausgewölbt ist.

Durch die oben beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten kann sichergestellt werden, daß beispielsweise während "gewaltsamer Anfahrvorgänge" der mittlere wirksame Radius im radial äußeren Bereich der Reibbelagringe angesiedelt ist, so daß das effek­ tiv übertragbare Drehmoment besonders hoch ist. Damit kann die Drehmomentübertragungsfähigkeit während des Anfahrvorganges deutlich vergrößert werden und die Kupplung neigt weniger zum Durchrutschen, was auch den Belagverschleiß positiv beein­ flußt. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß die mit diesen Belagfedern ausgerüstete Kupplungsscheibe ein sehr geringes Massenträgheitsmoment aufweist, welches die Schaltbarkeit und Lebensdauer des nachgeordneten Getriebes erhöht.

Claims (7)

1. Kupplungsscheibe zur Anordnung in einer Kraftfahrzeugrei­ bungskupplung, bestehend aus einer Nabe zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebewelle, einem konzentrisch zur Nabe angeordneten Scheibenteil, das im Bereich seines Außenumfanges wenigstens eine axial federnde Belagfeder aufweist sowie zwei Reibbelagringe, die Rücken an Rücken, unter Zwischenschaltung der Belagfeder an dieser befestigt sind und wobei die Belagfeder in radialer Richtung einen ebenen Bereich zur Auflage der Reibbelagringe aufweist, sowie zumindest einen an den ebenen Bereich anschließenden gewölbten bzw. abgewinkelten Bereich, der bzw. die im wesentlichen mit dem radial äußeren bzw. radial inneren Bereich der Reibbelagringe korrespondieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Belagfeder(n) (6) umfangsmäßig wechselseitig gewölbt angeordnet sind und jede radial außerhalb des ebenen Bereiches (10) zumindest mit einem Teil ihrer umfangsmäßigen Erstreckung über einen schräg verlaufenden Verbindungsbereich (11) bis zum gegen­ überliegenden Reibbelagring (5) verläuft und an diesem über einen im wesentlichen radial ab stehenden Endbereich (12) anliegt.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belagfeder(n) (6) im entspannten Zustand in ihrem Fußbereich (13), d. h. Befestigungsbereich am Scheibenteil (3), mittig zwischen den Reibbelagringen (5) angeordnet sind und über schräg verlaufende Verbindungsbereiche (14) mit dem ebenen Bereich (10) verbunden sind.

3. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine umlaufende Belagfeder vorgesehen ist, bei der die Trennung der einzelnen wechselseitigen Wölbungen über im wesentlichen radial verlaufende Schlitze (15) erfolgt, die nach radial innen hin bis zum Fußbereich (13) verlaufen.

4. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne umfangsmäßig verteilt angeord­ nete Belagfedern (6) vorgesehen sind, die je durch einen radial verlaufenden Schlitz (15) umfangsmäßig zweigeteilt sind, wobei der Schlitz (15) nach radial innen hin bis zum Fußbereich (13) verläuft und die vom Schlitz (15) umfangs­ mäßig ausgehenden Teile in entgegengesetzte Richtungen gewölbt sind.

5. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne umfangsmäßig verteilt angeord­ nete Belagfedern vorgesehen sind, die abwechselnd in die eine oder andere axiale Richtung gewölbt angeordnet sind.

6. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den unterschiedlichen axialen Federwegen über die Größe der axialen Projektion der Verbindungsbereiche (11, 14) die Federsteifigkeit im radial äußeren Bereich höher ausführbar ist als im radial inneren Bereich.

7. Kupplungsscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibbelagring (5) etwa in der Mitte seiner radialen Erstreckung über jeweils einen Belag­ niet (7) an einer entsprechenden Wölbung im ebenen Bereich (10) der Belagfeder (6) befestigt ist.