DE10114074A1

DE10114074A1 - Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung

Info

Publication number: DE10114074A1
Application number: DE2001114074
Authority: DE
Inventors: Winfried Bokisch
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-26

Abstract

Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung mit einem Torsionsschwingungsdämpfer, umfassend eine Nabe zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebewelle, mindestens ein mit Reibbelägen versehenes Eingangsteil und ein Ausgangsteil, welche relativ zueinander drehbar angeordnet sind und über Drehbegrenzungsmittel beaufschlagt werden, wobei das Ausgangsteil mit der Nabe formschlüssig verbunden ist, wobei der Formschluss zwischen Nabe und Ausgangsteil derart ausgebildet ist, dass das Ausgangsteil in Umfangsrichtung beliebig auf der Nabe, jedoch nur eine vorbestimmte Stirnseite des Ausgangsteiles der Nabe zuwendbar und montierbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung mit einem Torsionsschwingungsdämpfer, umfassend eine Nabe zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebewelle, mindestens ein mit Reibbelägen versehenes Eingangsteil und ein Ausgangsteil, welche relativ zueinander drehbar angeordnet sind und über Drehbegrenzungsmittel beaufschlagt werden, wobei das Aus gangsteil mit der Nabe formschlüssig verbunden ist

Es sind bereits Kupplungsscheiben bekannt (z. B. DE 195 26 053 A, DE 195 45 973 C1), bei denen ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen ist. Eine Nabe ist drehfest mit einer Getriebewelle verbindbar. Auf die Nabe ist ein Ausgangsteil zur Aufnahme des Drehmomentes von den Reibbelägen über das Eingangsteil aufgesetzt und drehfest mit dieser verbunden.

Nachteilig ist hierbei, dass die Verbindung zwischen Nabe und Ausgangsteil der art konstruiert ist, dass das Ausgangsteil beliebig auf die Nabe aufgesteckt wer den kann. Das heißt, sowohl in Umfangsrichtung als auch in Achsrichtung ist die Verbindung beliebig fügbar.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung zu schaffen, bei der das Ausgangsteil mit der Nabe nur in ei ner vorbestimmten Position montiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Formschluss zwi schen Nabe und Ausgangsteil derart ausgebildet ist, dass das Ausgangsteil in Umfangsrichtung beliebig auf der Nabe, jedoch nur eine vorbestimmte Stirnsei te des Ausgangsteiles der Nabe zuwendbar und montierbar ist.

Vorteilhaft ist hierbei der gewählte Formschluss, der in Umfangsrichtung ein be liebiges Aufstecken des Ausgangsteiles auf die Nabe zulässt, mindestens sollten jedoch zwei Positionen in Umfangsrichtung möglich sein, denkbar sind jedoch auch mehr als zwei Positionen. In Achsrichtung dagegen kann das Ausgangsteil nur mit einer vorbestimmten Stirnseite der Nabe zugewendet und montiert wer den. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Seitenflächen des Aus gangsteiles unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen, wie zum Beispiel Vor sprünge zum Ansteuern oder Abstützen weiterer Bauteile der Reibungskupplung oder unterschiedliche Ausbildung der Geometrie des Ausgangsteiles in Umfangs richtung.

Nach einem weiteren, wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass der Form schluss über eine asymmetrische Verzahnung gebildet wird, wobei die Nabe mit einer entsprechenden Gegenverzahnung versehen ist.

Des Weiteren sieht eine günstige Ausführungsform vor, dass der über eine Ver zahnung gebildete Formschluss derart ausgebildet ist, dass die beiden Zahnflan ken eines Zahnes unterschiedlich bemessen sind und die Nabe mit einer kompa tiblen Gegenverzahnung ausgebildet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass das Aus gangsteil kostengünstig in einem Arbeitsschritt, wie zum Beispiel stanzen, pres sen oder dergleichen hergestellt werden kann.

Alternativ nach einer fertigungstechnisch günstigen Ausführungsform ist vorge sehen, dass das Ausgangsteil eine Mittenbohrung aufweist, mit einem vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt und die Nabe eine hierzu entsprechenden, komplementären Außenumfang aufweist. Dies ist vorteilhaft anwend bar auf kostengünstige Herstellungsverfahren.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass zwischen Ausgangsteil und Ein gangsteil Drehbegrenzungsmittel vorgesehen sind, die mit Ausnehmungen des Ausgangsteiles zusammenwirken. Hierbei ist von Vorteil, wenn mindestens zwei Ausnehmungen über den Umfang verteilt sind.

Für den Fall, dass zwischen Eingangs- und Ausgangsteil elastische Mit tel angeordnet sind, die Ausgangsteil und Eingangsteil in eine zu den Drehbegren zungsmitteln vorbestimmte Umfangsposition halten, kann die Wirkungsweise des Torsionsschwingungsdämpfers verbessert werden. Es wirken hierbei vorteilhaft die Drehbegrenzungsmittel mit Anschlägen im Ausgangsteil zusammen.

Zur weiteren Ausgestaltung ist hierbei vorgesehen, dass Anschläge bezogen auf die Ruhelage des Ausgangsteiles zum Eingangsteil in einer Umfangsrichtung grö ßer beabstandet sind als in der entgegengesetzten Umfangsrichtung. Dies findet Anwendung bei jenen Fällen, bei denen die Schwingungsdämpfung für Zugbetrieb sich unterscheidet von denen des Schubbetriebes.

Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, dass als Anschläge die in Um fangsrichtung weisenden Seitenflächen der Ausnehmungen vorgesehen sind.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: Eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung im Schnitt;

Fig. 2. eine Nabe in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3: ein Ausgangsteil in Draufsicht;

Fig. 4: als Einzelteil einen Ausschnitt des Ausgangsteiles in vergrößertem Maß stab;

Fig. 5: eine Draufsicht auf eine Kupplungsscheibe gemäß Fig. 1;

Fig. 6: eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Nabe;

Fig. 7: eine weitere Ausführungsform eines Ausgangsteiles zugehörig zur Nabe gemäß Fig. 5.

Die in Fig. 1 gezeigte Kupplungsscheibe setzt sich zusammen aus einer Nabe 3, drehfest verbunden mit einem Ausgangsteil 6, das über elastische Mittel 15 mit einem Eingangsteil 5 in Wirkverbindung steht.

Die Nabe 3 weist in ihrer Innenbohrung zur drehfesten Verbindung mit einer Ge triebeeingangswelle eine Keilwellenverzahnung 17 auf. Auf der Außenseite der Nabe 3 ist eine durch einen Kaltverformungsvorgang hergestellte Verzahnung 9 angebracht, welche in gleichmäßigen Winkelabständen über den Umfang verteilte Zähne 12 zum Zusammenwirken mit der Gegenverzahnung 10 des Ausgangstei les 6 aufweist. Die Zahnflanken 11 eines Zahnes 12 setzten sich hierbei zusam men aus zwei unterschiedlich ausgebildeten Zahnflanken 11a und 11b derart, dass die Neigung der Zahnflanken bezüglich einer gedachten Mittenlinie unter schiedlich ausgeführt sind (Fig. 2). Zusätzlich münden die Zähne 12 auf ihrer ei nen axialen Seite in eine ringartig umlaufende Schulter 19, welche beim Aufste cken des Ausgangsteiles 6 auf die Nabe 3 als axiale Anlagefläche dient. Das zum Zusammenwirken mit der Nabe 3 ausgebildete Ausgangsteil 6 ist mit einer Mit tenbohrung 13 zur Bildung der Gegenverzahnung 10 ausgeführt (Fig. 3). Weiter hin sind in einem radial äußeren Bereich des Ausgangsteiles 6 sogenannte Fens terausschnitte 20 zur Aufnahme der elastischen Mittel 15 vorgesehen, die mit entsprechenden Fensterausschnitten 21 in den Seitenblechen 22 und 23 zur Aufnahme der elastischen Mittel 15 zusammenwirken. Diese Seitenbleche 23 und 24 sind an ihrem äußeren Umfang durch Abstandsniete 24 miteinander ver bunden (Fig. 5). Weiterhin ist in Fig. 1 und in Fig. 3 die Stirnseite 8 gekenn zeichnet, welche beim Zusammenbau der Schulter 19 der Nabe 3 zugewandt wird. Aus Fig. 3 entnimmt weiterhin, dass die Gegenverzahnung 10 in ihrem ra dial äußeren Bereich der Zahnspitzen eine Ausrundung aufweist zur Vermeidung von Spannungsspitzen. Zwischen den Fensterausschnitten 20 weist das Aus gangsteil 6 Ausnehmungen 14 auf, welche in Zusammenwirkung mit den Ab standsnieten 24 als Drehbegrenzungsmittel 7 bezüglich der Relativverdrehung zwischen Eingangsteil 5 und Ausgangsteil 6 wirken.

Die Funktion der vorgenannten Kupplungsscheibe ist nun Folgende:
Bei Einleitung eines Drehmomentstoßes über die Reibbeläge 4 wird das Moment auf das Eingangsteil 5, welches sich zusammensetzt aus den Seitenblechen 22 und 23, übertragen. Das Eingangsteil 5 weist eine Lagerstelle 25 zwischen dem Seitenblech 22 und der Nabe 3 auf. Weiterhin schließt an die Lagerstelle 25 ein Reibring 26 an, welcher bei Verdrehung des Eingangsteiles 5 bezüglich dem Aus gangsteil 6 ein Reibmoment erzeugt. Hierzu stützt sich die Axialfeder 27 an der der Stirnseite 8 abgewandten Seitenfläche des Ausgangsteiles 6 sowie an der dieser zugewandten Seitenfläche des Seitenbleches 23 ab. Über die Abstandsnie ten 24 wird diese Axialkraft auf das Seitenblech 22 übertragen. Gleichzeitig er zeugt auch die Axialfeder 27 ein Reibmoment. Diese Reibmomente wirken der Relativverdrehung von Eingangsteil 5 bezüglich dem Ausgangsteil 6, welches in diesem Falle drehfest mit der Nabe 3 über die Verzahnung 9 verbunden ist, ent gegen. Bei dieser Relativverdrehung werden über die Stirnkanten der Fensteraus schnitte 20, 21 die elastischen Mittel 15 komprimiert. Die Relativverdrehung des Eingangsteiles 5 bezüglich dem Ausgangsteil 6 kann nur insoweit erfolgen, als dieses sich innerhalb des durch die Drehbegrenzungsmittel 7 definierten Winkel bereiches befindet. Bei Erreichen des maximal zulässigen Verdrehwinkels kommen hierbei die Abstandsnieten 24 zur Anlage an den zugewandten Anschlägen 16 der Ausnehmungen 14. Die Kupplungsscheibe ist hierbei derart ausgebildet, dass die Abstandsnieten 24 in Ruhelage bezüglich dem Anschlag 16a eine Ent fernung aufweisen, welche sich vom Betrage von der Distanz zwischen dem Ab standsniet 24 und dem Anschlag 16b unterscheidet. Hieraus ergeben sich für die unterschiedlichen Drehrichtungen verschiedene maximal zulässige Verdrehwinkel zwischen Ausgangsteil 6 und Eingangsteil 5. Die vorgenannte Ruhelage ent spricht hierbei einem Zustand, in dem die elastischen Mittel 15 keine Kraft auf weisen, welche das Eingangsteil 5 bezüglich dem Ausgangsteil 6 verdrehen will.

In Fig. 4 ist eine Einzelheit Z als Ausschnitt des Ausgangsteiles in vergrößertem Maßstab dargestellt. Hierbei sind in der Gegenverzahnung 10 die mit den Zahn flanken 11 zusammenwirkenden Gegenflanken einer Verzahnung derart ausge führt, dass sich die Neigung einer Zahnflanke gegenüber einer gedachten Linie durch die Drehachse und somit dem Mittelpunkt der Mittenbohrung und dem Zahnfuß der jeweiligen Zahnflanke unterscheidet von der diesbezüglichen Nei gung der gegenüberliegenden Zahnflanke dieses Zahnes. In Fig. 4 sind die beiden Winkel beispielhaft mit α und β bezeichnet. Durch die unterschiedliche Neigung der Zahnflanken ist ein Zusammenstecken der Nabe 3 mit dem Ausgangsteil 6 nur in der vorbestimmten Position möglich. Weisen die einander vorbestimmte Stirnfläche 8 und Schulter 19 nicht zueinander, ist ein Zusammenfügen nicht möglich. Beispielsweise kann der Winkel α 12° betragen und der Winkel β 18°. Auch ist es möglich, die Erfindung für jene Fälle anzuwenden, bei denen zwi schen der Verzahnung 9 der Nabe 3 und der Gegenverzahnung 10 des Aus gangsteiles 6 ein Verdrehspiel zum Einsatz eines Leerlaufdämpfers, wie er z. B. in der DE 40 40 593 A1 offenbart ist, anzuwenden. Demzufolge ist die Erfindung nicht nur anzuwenden auf jene Anwendungsfälle, bei denen zwischen dem Aus gangsteil 6 und der Nabe 3 keine begrenzte Verdrehung möglich ist, sondern bei entsprechender Dimensionierung der Winkelunterschiede zwischen α und β auch eine begrenzte Relativverdrehung der Nabe 3 zu dem Ausgangsteil 6 zulässig ist.

Denkbar für die Relativverdrehung ist hierbei ein Winkelbereich von z. B. 2 bis 4°.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Nabe ist die Zahnform eines jeden Zahnes 12 derart abgewandelt, dass die eine Zahn flanke 11b einen von der Zahnflanke 11a des einen Zahnes 12 abweichenden Konturverlauf aufweist. Vorteilhaft ist die Ausführung hierbei so gewählt, dass der Konturverlauf in Achsrichtung der Kupplungsscheibe 1 geradlinig verläuft. Die im vorliegenden Beispiel der Fig. 6 dargestellte Ausbeulung auf der Zahnflanke 11b findet ihre entsprechende Ausgestaltung ebenso in der zugehörigen Gegen verzahnung 10 des Ausgangsteiles 6, wie in Fig. 7 dargestellt. Weitere Abwei chungen oder unterschiedliche Konturverläufe der korrespondierenden Zahnflan ken 11 eines Zahnes 12 sind denkbar, um zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Kupplungsscheibe 1 zu gelangen.

Bezugszeichenliste

1

Kupplungsscheibe

2

Torsionsschwingungsdämpfer

3

Nabe

4

Reibbeläge

5

Eingangsteil

6

Ausgangsteil

7

Drehbegrenzungsmittel

8

Stirnseite

9

Verzahnung

10

Gegenverzahnung

11

Zahnflanken

12

Zahn

13

Mittenbohrung

14

Ausnehmungen

15

elast. Mittel

16

Anschläge

17

Keilwellenverzahnung

19

Schulter

20

Fensterausschnitte des Ausgangsteiles

21

Fensterausschnitte des Eingangsteiles

22

Seitenblech

23

Seitenblech

24

Abstandsniete

25

Lagerstelle

26

Reibring

27

Axialfeder

Claims

1. Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung mit einem Torsionsschwin gungsdämpfer, umfassend eine Nabe zum drehfesten Aufsetzen auf eine Ge triebewelle, mindestens ein mit Reibbelägen versehenes Eingangsteil und ein Ausgangsteil, welche relativ zueinander drehbar angeordnet sind und über Drehbegrenzungsmittel beaufschlagt werden, wobei das Ausgangsteil mit der Nabe formschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschluss zwischen Nabe (3) und Ausgangsteil (6) derart ausge bildet ist, dass das Ausgangsteil (6) in Umfangsrichtung beliebig auf der Na be (3), jedoch nur eine vorbestimmte Stirnseite (8) des Ausgangsteiles (6) der Nabe (3) zuwendbar und montierbar ist.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschluss über eine asymmetrische Verzahnung (9) gebildet wird, wobei die Nabe (3) mit einer entsprechenden Gegenverzahnung (10) versehen ist.

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der über eine Verzahnung (9) gebildete Formschluss derart ausgebildet ist, dass die beiden Zahnflanken (11) eines Zahnes (12) unterschiedlich be messen sind und die Nabe (3) mit einer kompatiblen Gegenverzahnung (10) ausgebildet ist.

4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil (6) eine Mittenbohrung (13) aufweist, mit einem vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt und die Nabe (3) einen hierzu entsprechenden, komplementären Außenumfang aufweist.

5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ausgangsteil (6) und Eingangsteil (5) Drehbegrenzungsmit tel (7) vorgesehen sind, die mit Ausnehmungen (14) des Ausgangsteiles (6) zusammenwirken.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Ausnehmungen (4) über den Umfang verteilt sind.

7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Eingangs-(5) und Ausgangsteil (6) elastische Mittel (15) ange ordnet sind, die Ausgangsteil (6) und Eingangsteil (5) in eine zu den Drehbe grenzungsmitteln (7) vorbestimmte Umfangsposition halten.

8. Kupplungsscheibe nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbegrenzungsmittel (7) mit Anschlägen (16) im Ausgangsteil (6) zusammenwirken.

9. Kupplungsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Anschläge (16) bezogen auf die Ruhelage des Ausgangsteiles (6) zum Eingangsteil (5) in einer Umfangsrichtung größer beabstandet sind als in der entgegengesetzten Umfangsrichtung.

10. Kupplungsscheibe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Anschläge (16) die in Umfangsrichtung weisenden Seitenflächen der Ausnehmungen (14) vorgesehen sind.