DE10119334C1

DE10119334C1 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE10119334C1
Application number: DE10119334A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schnepf
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2021-04-21
Also published as: JP2002323064A; ITMI20020701A1; US20020153221A1; ITMI20020701A0

Abstract

Die Erfindung betrifft DOLLAR A - ein Antriebszahnrad, eine Kupplungsnabe und einen Kupplungskorb, DOLLAR A - im Kupplungskorb sind mehrere Kupplungsscheiben (Reiblamellen) als treibende außenverzahnte Scheiben und getriebene innenverzahnte Scheiben (Stahllamellen) angeordnet, die durch eine mit Druckfedern versehene Druckplatte kraftschlüssig zusammengepresst sind, wodurch Kupplungskorb und Kupplungsnabe miteinander verbunden sind, DOLLAR A - die Kupplungsnabe ist mit einer Innenverzahnung versehen, in die im montierten Zustand eine Getriebeeingangswelle eingreift, DOLLAR A - das Antriebszahnrad ist zwischen einer Stirnseite des Kupplungskorbes und einer Mitnehmerscheibe über Torsionsfedern unter Last drehbeweglich eingespannt, DOLLAR A - die um die Kupplungsnabe radial auf einem Umfang verteilten Torsionsfedern stützen sich direkt oder indirekt zwischen dem Kupplungskorb und der Mitnehmerscheibe ab, DOLLAR A - sowie eine Reibeinrichtung, um Drehschwingungen zu dämpfen. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Mitnehmerscheibe (24) an ihrem Außenumfang in radialer Richtung reibschlüssig mit dem Antriebszahnrad (12) verbunden ist. Damit können auf einfache Art und Weise die bei der Kraftübertragung entstehenden Drehschwingungen gedämpft werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Reibungskupplung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Es ist bei Reibungskupplungen allgemein bekannt (siehe z. B. DE 34 48 536 C2), zur Dämpfung von Drehschwingungen zwischen Motor und Getriebe eine Torsionsfederung und eine Reibeinrichtung zu verwenden. Als Reibeinrichtung werden beispielsweise Reibringe und/oder Tellerfedern verwendet, wobei durch die Tellerfedern die notwenige axiale Anpresskraft zwischen Antriebs- und Abtriebsseite der Reibungskupplung erzeugt wird.

Es ist dem gegenüber Aufgabe der Erfindung, eine Reibeinrichtung zur Dämpfung der Drehschwingungen zu entwickeln, die in der Lage ist, ein hohes Dämpfungsmoment zu erzeugen, ohne dass die zwischen den Reibelementen erforderliche Anpresskraft zu einem vorzeitigen Verschleiß der Reibeinrichtung führt. Darüber hinaus soll der Aufbau einfach, kostengünstig und aus wenigen Bauteilen gefertigt sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

In vorteilhafter Weise wird eine üblicherweise bei einer Reibungskupplung erforderliche Mitnehmerscheibe so ausgebildet, dass sie neben der Anbindung des Kupplungskorbes an das Antriebszahnrad gleichzeitig die Funktion als Dämpfungselement übernimmt, indem sie an ihrem Außenumfang in radialer Richtung reibschlüssig mit dem Antriebszahnrad verbunden ist. Dadurch, dass die Reibeinrichtung am Außendurchmesser der Kupplung angreift, sind nur kleine Reibkräfte erforderlich, um die Drehschwingungen zu reduzieren. Damit ist ein verschleißarmer Betrieb der Reibeinrichtung gesichert.

Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein einfacher Aufbau zeichnet sich dadurch aus, dass ein am Außenumfang der Mitnehmerscheibe herausgebildeter Kragen gegen einen Kragen des Antriebszahnrades gepresst ist.

Für eine effektive und wirkungsvolle Reibungsdämpfung ist zwischen den beiden Kragen ein zusätzlicher Reibkörper angeordnet.

Der Reibkörper kann alternativ in im Kragen der Mitnehmerscheibe eingebrachte Ausnehmungen oder in im Kragen des Antriebszahnrades eingebrachte Ausnehmungen angeordnet sein.

Bei der Reibungskupplung ist am Antriebszahnrad ein an sich bekanntes Verspannzahnrad vorgesehen, dessen Zahnflanken versetzt und federverspannt zu den Zahnflanken des Kupplungs-Antriebszahnrades angeordnet sind. Damit wird beim Eingriff des Kupplungs- Antriebszahnrades in das beispielsweise auf einem Kurbelwellenflansch befestigte Antriebszahnrad eine geräuscharme Verzahnung gewährleistet. Der Vorteil, der im Zusammenhang mit dem Verspannzahnrad verwendeten Reibeinrichtung besteht darin, dass diese lediglich auf das Kupplungs-Antriebszahnrad wirkt und damit verhindert wird, dass ggf. ein zu hohes Dämpfungsmoment das Verspannzahnrad blockiert. Das erlaubt die Festlegung geeigneter Dämpfungsradien für das mit starken Federn versehenen Drehschwingungs-Dämpfersystem, im Gegensatz zu den verwendeten schwachen Federn für den Zahnflankenspielausgleich.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Teildarstellung eines Motorgehäuses mit einer Reibungskupplung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Reibungskupplung mit einer Teilschnitt-Darstellung entlang der Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Reibungskupplung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels sowie eine Teilschnitt-Darstellung entlang der Linie IV-IV in Fig. 5 und

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist die untere Hälfte eines zweiteilig aufgebauten Kurbelgehäuses 2 dargestellt, in dem eine mit einem Primärzahnrad 4 versehene Kurbelwelle 6 angeordnet ist. Im Kurbelgehäuse 2 ist eine Getriebeeingangswelle 8 dargestellt, auf der zur Übertragung des Motordrehmoments eine Reibungskupplung 10 befestigt ist. Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Lamellenkupplung ausgebildete Reibungskupplung 10 besteht aus einem Antriebszahnrad 12, das mit einer zentralen Nabe 14 versehen ist, die durch ein Nadellager 16 drehbar auf der Getriebeeingangswelle 8 gelagert ist. Auf der Nabe 14 ist ein Verspannzahnrad 18 angeordnet, das im eingebauten Zustand ebenfalls wie das Antriebszahnrad 12 im Eingriff mit dem Primärzahnrad 4 der Kurbelwelle 6 steht. Auf der Stirnseite des Antriebszahnrades 12 und des Verspannzahnrades 18 sind fensterartige Öffnungen 20 angeordnet, in denen Torsionsfedern 22 Aufnahme finden. Durch die über die Torsionsfedern 22 in Überdeckung gebrachten Öffnungen 20 im Antriebszahnrad 12 und im Verspannzahnrad 18 ist die Außenverzahnung des Verspannzahnrades 18 leicht versetzt zur Außenverzahnung des Antriebszahnrades 12 angeordnet. Dies bewirkt, dass beim Eingriff des Primärzahnrades 4 in das Antriebszahnrad 12 eine Zahnflankenseite beider Zahnräder 4, 12 in Kontakt ist, während die andere Zahnflanke des Primärzahnrades 4 an einer Zahnflanke des Verspannzahnrades 18 abgestützt ist. Damit sind Verzahnungsgeräusche reduziert.

Das Antriebszahnrad 12 und das Verspannzahnrad 18 sind zwischen einer Mitnehmerscheibe 24 und einem Kupplungskorb 26 über drei Nietverbindungen 28 eingespannt. Im Kupplungskorb 26 sind auf bekannte Art und Weise mehrere Kupplungsscheiben (Lamellen) hintereinander im Wechsel als treibende außenverzahnte Scheiben, die z. B. aus Aluminium oder Stahl bestehen, angeordnet. Die außenverzahnten Kupplungsscheiben greifen in Nuten 30 des Kupplungskorbes 26 ein, während die innenverzahnten Kupplungs-Mitnehmerscheiben in die Außenverzahnung einer nur teilweise sichtbaren Kupplungsnabe 32 eingreifen. Die Kupplungsnabe 32 ist über eine Innenverzahnung auf die mit einer Außenverzahnung 34 versehene Getriebeeingangswelle 8 aufgesetzt. Über eine mit Druckfedern versehene Druckplatte 36, die mit der Kupplungsnabe 32 verschraubt wird, werden die im Kupplungskorb 26 angeordneten Kupplungsscheiben auf bekannte Art und Weise aufeinander gepresst.

Sowohl im Verspannzahnrad 18 als auch im Antriebszahnrad 12 und der Mitnehmerscheibe 24 sind auf einer Umfangslinie fensterartige Öffnungen 38 vorgesehen, die im zusammengebauten Zustand zueinander fluchten und zur Aufnahme von einer inneren und äußeren Torsionsfeder 40 und 42 dienen. Die Federenden der beiden Torsionsfedern 40 und 42 stützen sich an Federtellern 44 ab, die sich wiederum am Rand der fensterartigen Öffnungen 38 abstützen. Mehrere, zu den Öffnungen 38 fluchtende kreisbogenförmige Ausnehmungen 45 im Kupplungskorb 26 dienen ebenfalls zur Abstützung der beiden Torsionsfedern 40 und 42. Drei weitere, auf einer Umfangslinie verteilt angeordnete Öffnungen 46 dienen zur Aufnahme von drei am Kupplungskorb 26 angegossenen Nietdomen 48, in denen die Nietverbindung 28 Aufnahme findet. Die Öffnungen 46 sind in Bezug auf die Nietdome 48 so dimensioniert, dass der Kupplungskorb 26 gegenüber dem Antriebszahnrad 12 in gewissen Grenzen durch die Torsionsfedern 40 und 42 drehbeweglich aufgenommen ist.

Die Mitnehmerscheibe 24 weist an ihrem Außenumfang einen einstückig aus der Mitnehmerscheibe 24 herausgebildeten Kragen 50 auf, der im Reibschluss an einer Innenseite eines Kragens 52 des Antriebszahnrades 12 anliegt. Der Reibschluss zwischen dem Kragen 50 der Mitnehmerscheibe 24 und dem Kragen 52 des Antriebszahnrades 12 erfolgt in einem ersten Ausführungsbeispiel über zwei Reibringe 54a und 54b, die in entsprechend dafür vorgesehene Ausnehmungen im Kragen 50 eingelegt sind.

Durch das Zusammenwirken der Torsionsfedern 40 und 42 mit der zuvor beschriebenen Reibeinrichtung zwischen Mitnehmerscheibe 24 und Antriebszahnrad 12 können die aufgrund der rhythmischen Folge der Leertakte entstehenden Drehschwingungen gedämpft werden. Dadurch, dass die Reibeinrichtung am Außendurchmesser der Kupplung angreift, sind nur kleine Reibkräfte erforderlich, um die Drehschwingungen zu reduzieren. Dadurch, dass die Reibeinrichtung lediglich in radialer Richtung wirkt, bleibt das Verspannzahnrad 18 von dem auf das Antriebszahnrad 12 ausgeübten Reibmoment unbeeinflusst.

In den Fig. 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer radial auf das Antriebszahnrad 12 wirkenden Reibeinrichtung dargestellt. In diesem Fall ist der im Querschnitt rechteckförmig ausgebildete Reibkörper 54c in einer auf der Innenseite des Kragens 52 vorgesehenen Ausnehmung eingelegt. Auch in diesem Fall wird über den Kragen 50 der Mitnehmerscheibe 24 und dem Reibkörper 54c das zur Dämpfung der Drehschwingungen erforderliche Reibmoment auf das Antriebszahnrad 12 aufgebracht.

Als Materialien für die Reibringe 54a und 54b bzw. 54c kommen metallische Werkstoffe wie z. B. Bronze, Aluminium oder Stahl aber auch nichtmetallische Werkstoffe, wie z. B. Kunststoff, Gummi etc. infrage.

Claims

1. Reibungskupplung mit
einem Antriebszahnrad (12), einer Kupplungsnabe (32) und einem Kupplungskorb (26),
im Kupplungskorb (26) sind mehrere Kupplungsscheiben (Reiblamellen) als treibende außenverzahnte Scheiben und getriebene innenverzahnte Scheiben (Stahllamellen) angeordnet, die durch eine mit Druckfedern versehene Druckplatte (36) kraftschlüssig zusammengepresst sind, wodurch Kupplungskorb (26) und Kupplungsnabe (32) miteinander verbunden sind,
die Kupplungsnabe ist mit einer Innenverzahnung versehen, in die im montierten Zustand eine Getriebeeingangswelle (8) eingreifbar ist,
das Antriebszahnrad (12) ist zwischen einer Stirnseite des Kupplungskorbes (26) und einer Mitnehmerscheibe (24) über Torsionsfedern (40, 42) unter Last drehbeweglich eingespannt,
die Torsionsfedern (40, 42) stützen sich direkt oder indirekt zwischen dem Kupplungskorb (26) und der Mitnehmerscheibe (24) ab,
sowie mit einer Reibeinrichtung (50, 52, 54), um Drehschwingungen zu dämpfen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheibe (24) an ihrem Außenumfang in radialer Richtung reibschlüssig mit dem Antriebszahnrad (12) verbunden ist.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kragen (50) der Mitnehmerscheibe (24) mit einem Kragen (52) des Antriebszahnrades (12) reibschlüssig verbunden ist.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Kragen (50, 52) ein Reibkörper (54a, 54b, 54c) angeordnet ist.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkörper (54a, 54b) in im Kragen (50) der Mitnehmerscheibe (24) eingebrachte Ausnehmungen angeordnet ist.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkörper (54c) in im Kragen (52) des Antriebszahnrades (12) eingebrachten Ausnehmungen angeordnet ist.

6. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkörper (54a, 54b, 54c) als mindestens ein Reibring ausgebildet ist.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Reibring(e) (54a, 54b, 54c) im Querschnitt kreis- oder rechteckförmig ausgebildet sind.

8. Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Antriebszahnrad (12) ein Verspannzahnrad (18) angeordnet ist.