DE3712715C2 - Kupplungsscheibe mit geringem Massenträgheitsmoment - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsscheibe für Reibungskupplungen in Kraftfahrzeugen entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Kupplungsscheibe der oben genannten Bauart ist beispielsweise durch die US-PS 2 630 199 bekannt. Bei dieser sind die Reibringe auf Trägerblechen auf­ gebracht, wobei die Trägerbleche direkt mit aus ihrem Material herausgezogenen Bereichen an Federsegmenten vernietet sind und zwar - in Umfangsichtung gese­ hen - abwechselnd von der einen bzw. anderen Seite her. Im Betriebszustand sind die Federsegmente plangedrückt und von beiden Seiten her liegen die Trä­ gerbleche ohne Abstand auf.

Aus der deutschen OS 2 361 127 ist eine weitere Konstruktion bekannt, bei welcher die beiden Reibringe direkt mit ihren Rückseiten auf Federsegmenten aufliegen und dabei ebenfalls im belasteten Zustand eine nicht unterbrochene Auflage bilden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kupplungsscheiben mit vorzugsweise organischen Reibbelägen zu erstellen, welche eine gezielte Belagfederung und ein geringes Massenträgheitsmoment aufweisen und die in einem vorhandenen, rela­ tiv großen axialen Bauraum zwischen Anpreßplatte und Schwungrad anzuordnen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Hauptanspruch gelöst. Durch das Vorsehen von Anschlagelementen, die den Federweg derart begrenzen, daß im vollständig zusammengedrückten Zustand ein freier axialer Zwischenraum verbleibt, der größer ist als die Blechdicke der Federsegmente, ist es möglich, Kupplungsscheiben mit organischen Reibbelägen ohne weiteres in solche Kupp­ lungen einzubauen, welche ursprünglich für Kupplungsscheiben mit metallischen oder metallkeramischen Belägen ausgelegt waren. Durch Ausbildung entspre­ chend dünnwandiger Reibbeläge in Verbindung mit einer Wegbegrenzung der Be­ lagfederung können diese Kupplungsscheiben gegen die früher vorhandenen nicht nur leicht ausgewechselt werden, sondern sie sind auch infolge des größeren Zwischenraumes leichter und weisen somit auch ein wesentlich geringeres Mas­ senträgheitsmoment auf. Dadurch wird die Schaltbarkeit des Getriebes wesent­ lich verbessert.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können die Federsegmente selbst als Anschlagelement ausgebildet sein. So ist es möglich, die Federsegmente - in Umfangsrichtung gesehen - zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vernietungsbe­ reichen sickenartig zu versteifen. Solche Sicken verlaufen vorzugsweise radial und parallel zu den Wellen bergen bzw. -tälern der Feder.

Andererseits ist es auch vorteilhaft, die Niete zwischen Trägerblech und entspre­ chendem Federsegment als Anschlagelement auszubilden. Dabei kann der ent­ sprechende Nietkopf in seiner Höhenabmessung dem gewünschten Abstand ent­ sprechend ausgebildet sein und einen Durchmesser aufweisen, der größer als die Öffnung im Trägerblech ist, so daß er als Anschlag dient, da er nicht in das Trä­ gerblech eintauchen kann. Es ist jedoch auch möglich, auf der entsprechenden Seite unter den Nietköpfen Abstandsscheiben der gewünschten Stärke vorzuse­ hen. Eine andere Ausführung sieht vor, daß jedes Federsegment wenigstens zwei in Umfangsrichtung beabstandete Nietöffnungen zur Verbindung mit dem jeweili­ gen Trägerblech aufweist, im einen Trägerblech in Umfangsrichtung jeweils eine Durchgangsöffnung und eine Nietöffnung pro Federsegment vorgesehen sind und im anderen Trägerblech pro Federsegment nur eine Nietöffnung für den einen Niet angeordnet ist, so daß der dem einen Trägerblech zugeordnete Nietkopf des anderen Nietes am nicht mit einer Öffnung versehenen einen Trägerblech als Ab­ standshalter anliegen kann. Damit wird jeweils eine Stanzöffnung im Trägerblech und auch eine entsprechende Öffnung im Reibbelag vermieden.

Eine weitere einfache Möglichkeit zur Erzeugung eines Abstandes ist dadurch ge­ geben, daß die umfangsmäßig aufeinanderfolgenden Federsegmente sich partiell überlappen und durch diese Überlappung eine Wegbegrenzung herbeigeführt wird.

Eine weitere Möglichkeit für eine großflächigere Abstützung kann derart ausge­ staltet sein, daß pro Federsegment vier symmetrisch verteilte Niete vorgesehen sind, von denen je zwei radial übereinander angeordnete eine Verbindung zum einen und die beiden anderen eine Verbindung zum anderen Trägerblech herstel­ len, jeweils unter Zwischenschaltung eines rahmenförmigen, ebenen Abstandse­ lementes, welches derart wechselseitig verbaut ist, daß es sich, ausgehend von seinem Vernietungsbereich, in Umfangsrichtung bis über die beiden anderen Nie­ te hinaus erstreckt und dort im wesentlichen der Kontur des Federsegmentes entspricht.

Die Erfindung wird anschließend an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Die Erfindung wird anschließend an Hand mehrerer Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 und 2 Ansicht und Schnitt II-II eines Federsegmentes mit Abstandssicke;

Fig. 3 und 4 Teilansicht und Schnitt IV-IV mit als Abstandshalter ausgeführten Setzköpfen der Niete;

Fig. 5 und 6 Teilansicht und Schnitt VI-VI mit Abstandsscheiben unter den Nieten;

Fig. 7 und 8 Teilansicht und Schnitt VIII-VIII mit nicht unter­ brochenen Trägerblechen;

Fig. 9 und 10 Teilansicht und Schnitt X-X mit sich in Umfangs­ richtung überlappenden Federsegmenten;

Fig. 11 und 12 Teilansicht und Schnitt XII-XII mit rahmenförmigen Abstandselementen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Anmeldung. Fig. 1 zeigt die Teilansicht des Reibbelagbereiches einer Kupp­ lungsscheibe und Fig. 2 den Schnitt II-II gem. Fig. 1. Die Kupp­ lungsscheibe weist zwei ringförmige Reibringe 1 und 2 auf, welche sich konzentrisch zu einer nicht dargestellten Nabe erstrecken und mit dieser über die Federsegmente 7 verbunden sind. Die Fe­ dersegmente 7 weisen zu diesem Zwecke - wie übrigens auch sämt­ liche anderen Ausführungsbeispiele - einen Fuß 26 auf, der nach radial innen über die Reibringe 1 und 2 hinausragt und dort über Nietöffnungen 27 mit einem Scheibenteil vernietet sind. Jeder Reibring 1 bzw. 2 ist auf der jeweiligen, nach innen gerichteten Seite fest auf einem Trägerblech 4 bzw. 5 aufgebracht. Die Ver­ bindung kann beispielsweise durch Kleben erfolgen. Jedes Feder­ segment 7 ist in Umfangsrichtung gewellt ausgeführt und in seinem einen Endbereich über Niete 11 am einen Trägerblech 4 vernietet und in seinem anderen Endbereich über Niete 12 mit dem anderen Trägerblech 5 verbunden. Zwischen den beiden Endbereichen, die gewölbt ausgeführt sind und zur Federung in Achsrichtung dienen, weist das Federsegment 7 eine Abstandssicke 18 auf, die im we­ sentlichen radial verläuft und etwa parallel zu den Wellenbergen bzw. -tälern des Federsegmentes 7 verläuft. Diese Abstandssicke 18 ist derart ausgebildet, daß sie als Begrenzung für den Feder­ weg zwischen den beiden Reibringen 1 und 2 fungiert und der An­ preßkraft zwischen der nicht dargestellten Anpreßplatte und dem nicht dargestellten Schwungrad im wesentlichen ohne federnde Nachgiebigkeit widersteht. Somit kann der maximal wünschenswerte Federweg exakt festgelegt und vorbestimmt werden, andererseits ist das Verschleißvolumen der Reibringe 1 und 2 durch entspre­ chend flache Ausbildung der Nietköpfe der Niete 11 und 12 exakt festgelegt und die Kupplungsscheibe mit diesen Merkmalen weist ein geringes Massenträgheitsmoment auf, so daß das der Kupplung nachfolgende Schaltgetriebe leicht geschaltet werden kann. Zudem kann der dauernd aufrecht erhaltene Spalt zwischen den beiden Trä­ gerblechen 4 und 5 bei entsprechender Ausbildung der Druckplatte als Kühlluftführung dienen, so daß auch die thermische Belastung der Kupplungsscheibe auf einem niedrigen Niveau gehalten werden kann. Dabei zeigt Fig. 2 die unbelastete Kupplungsscheibe ent­ sprechend einer ausgekuppelten Kupplung, während im eingekuppel­ ten Zustand die Abstandssicke 18 direkt auf dem Trägerblech 4 aufliegt.

In den Fig. 3 und 4 ist eine andere Art der Einhaltung des ge­ genseitigen Abstandes der beiden Trägerbleche 4 und 5 darge­ stellt. Die Reibringe 1 und 2 sind hier ebenfalls auf Trägerble­ chen 4 und 5 aufgebracht. Die am Umfang verteilten Federsegmen­ te 8 sind im Prinzip ebenfalls so gewellt, daß sie im einen um­ fangsmäßigen Endbereich am Trägerblech 5 und im anderen umfangs­ mäßigen Endbereich am Trägerblech 4 aufliegen. Sie sind wechsel­ seitig mit Nieten 13 bzw. 14 mit den Trägerblechen 4 bzw. 5 ver­ nietet, wobei in üblicher Weise die Reibringe 1 und 2 entspre­ chende Öffnungen 20 zum Einführen eines Nietwerkzeuges aufweisen. Die verwendeten Niete 13 und 14 sind allerdings so ausgebildet, daß ihre Setzköpfe 15 jeweils zwischen dem Federsegment 8 und dem gegenüberliegenden Trägerblech 4 oder 5 als Abstandselement aus­ gebildet sind, wobei diese Setzköpfe 15 eine entsprechende Höhe aufweisen und auch einen Durchmesser haben, der größer als die Öffnungen 20 in den Reibringen 1 und 2 sowie in den Trägerble­ chen 4 und 5 ist. Die Schließköpfe 19 sind dann in üblicher Weise angeordnet und durch den Vernietungsvorgang hergestellt. Durch die Ausführung gemäß den Fig. 3 und 4 sind die Federsegmente 8 lediglich mit ihrer Federungsaufgabe betraut, während die einfach herzustellenden Nieten gleichzeitig als Abstandselemente fungie­ ren.

In den Fig. 5 und 6 ist eine Abwandlung der Fig. 3 und 4 wiedergegeben. Hierbei werden die gleichen Federsegmente 8 ver­ wendet, welche allerdings von normalen Nieten 16 bzw. 17 unter Zwischenschaltung jeweils einer Abstandsscheibe 21 mit dem ent­ sprechenden Trägerblech 4 bzw. 5 vernietet sind. Der Vorteil liegt in der Verwendungsmöglichkeit normaler Nieten.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7 und 8 können durch entsprechende Ausgestaltung der Trägerbleche 4 und 6 normale Nieten 11 bzw. 12 verwendet werden, wobei der innenliegende Kopf dieser Nieten 11 und 12 die Höhe des Abstandes reguliert. Das Trägerblech 4 ist in üblicher Weise mit zwei radial übereinander­ liegenden Öffnungen zum Vernieten der Niete 11 versehen, desglei­ chen mit zwei radial übereinander liegenden Öffnungen zum Einfüh­ ren eines Nietwerkzeuges. Der Reibring 1 weist deshalb an allen vier Stellen eine entsprechende Öffnung 20 auf. Das gegenüberlie­ gende Trägerblech 6 allerdings ist nur im Bereich der Niete 12 mit zwei radial übereinanderliegenden Nietöffnungen sowie mit der Öffnung 20 im Reibring 3 ausgestattet. Bei dieser Ausführungsform können ebenfalls normale Nieten verwendet werden, der Abstand wird jedoch nur im Bereich der Niete 11 durch die Nietköpfe si­ chergestellt. Durch diese Ausführung ist allerdings eine bestimm­ te Montagereihenfolge notwendig. So muß zuerst das Federsegment 8 durch die Niete 11 mit dem Trägerblech 4 und dem Reibring 1 ver­ nietet werden und erst danach kann das Trägerblech 6 mit dem Reibring 3 von der anderen Seite her aufgelegt und über die Nie­ te 12 mit dem Federsegment 8 vernietet werden.

Die Variante entsprechend den Fig. 9 und 10 stellt ihren Ab­ stand zwischen den beiden Trägerblechen 4 und 5 dadurch her, daß die Federsegmente 9 sich in Umfangsrichtung in einem bestimmten Bereich überlappen. Die Bereiche 22 bzw. 23 sind etwas verlängert ausgeführt, überlappen sich hier und stellen hier bei eingerück­ ter Kupplung durch gegenseitige Auflage den Abstand her. Die Dar­ stellung von Fig. 10 zeigt hierbei den entspannten Zustand. Die Vernietung erfolgt mit normalen Nieten 11 bzw. 12 ohne Ein­ schränkung.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 11 und 12 sind jeweils zwischen Federsegment 10 und entsprechendem Trägerblech 4 bzw. 5 rahmenförmige Abstandselemente 24 bzw. 25 untergelegt, die einer­ seits an den beiden radial übereinander angeordneten Nieten 11 bzw. 12 befestigt sind und andererseits über die beiden anderen Nieten in Umfangsrichtung hinausreichen und dort ebenfalls zwi­ schen Federsegment 10 und entsprechendem Trägerblech verlaufen. Die Abstandselemente 24 und 25 sind in diesem nicht vernieteten Bereich im wesentlichen der Kontur des Federsegmentes angepaßt. Durch diese Ausbildung ist es möglich, mit einer Sorte Abstands­ elementen auszukommen; es muß lediglich wechselseitig verbaut werden. Es ergibt sich eine relativ großflächige Anlage zwischen den Abstandselementen und den Trägerblechen. Die Darstellung von Fig. 12 zeigt den eingefederten Zustand der Kupplungsscheibe.

Claims (10)

1. Kupplungsscheibe für Reibungskupplungen in Kraftfahrzeugen, mit zwei Reibringen aus vorzugsweise organischem Material, welche auf ihren einander zugekehrten Rückseiten jeweils mit einem Trägerblech von im wesentlichen gleicher Kontur fest verbunden sind, sowie Federsegmenten zwischen den Trägerblechen, die - in Umfangsrichtung gesehen - abwechselnd mit dem einen und dem anderen Trägerblech vernietet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlagelemente (14, 15, 18, 21, 22, 23, 24, 25) vorgesehen sind, die den Federweg derart begrenzen, daß im vollständig zusammengedrückten Zustand ein freier axialer Zwischenraum verbleibt, der größer ist, als die Blechdicke der Federsegmente.

2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federsegmente (7) selbst als Anschlagelement (18) ausgebildet sind.

3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federsegmente (7) - in Umfangsrichtung gesehen - zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vernietungsbereichen (11, 12) sickenartig versteift ausgebildet sind.

4. Kupplungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federsegment (7) eine im wesentlichen radial verlaufende Abstandssicke (18) aufweist, die vorzugsweise parallel zu den Wellenbergen und -tälern der Feder verläuft und als Anschlagelement dient.

5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Niete (14, 15) zwischen Trägerblech (4, 5) und Federsegment (8) als Anschlagelement ausgebildet sind.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federsegment (8) wenigstens zwei in Umfangsrichtung beabstandete Nietöffnungen zur Verbindung mit dem jeweiligen Trägerblech (4, 5) aufweist, zur Aufnahme eines Schließkopfes (19) im Reibring (1, 2) und Trägerblech (4, 5) eine Öffnung (20) vorgesehen ist und der gegenüberliegende Setzkopf (15) in seiner Höhe dem entsprechenden Abstand entspricht und sein Durchmesser größer als eine der Öffnung (20) für den Schließkopf gegenüberliegende Öffnung (20) im anderen Trägerblech (4, 5) und Reibring (1, 2) ausgeführt ist.

7. Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federsegment (8) wenigstens zwei in Umfangsrichtung beabstandete Nietöffnungen zur Verbindung mit dem jeweiligen Trägerblech (4, 5) aufweist, zur Aufnahme eines Nietkopfes in einem Reibring (1, 2) eine Öffnung (20) vorgesehen ist und der gegenüberliegende Nietkopf unter Zwischenschaltung einer Abstandsscheibe (21) angeordnet ist, wobei die Abstandsscheibe (21) in ihrer Höhe dem vorgesehenen Abstand entspricht und in ihrem Durchmesser größer als die den Nietkopf aufnehmende Öffnung (20) im anderen Trägerblech (4, 5) und Reibring (1, 2) ausgeführt ist.

8. Kupplungsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federsegment (8) wenigstens zwei in Umfangsrichtung beabstandete Nietöffnungen zur Verbindung mit dem jeweiligen Trägerblech (4, 6) aufweist, in einem Trägerblech (4) in Umfangsrichtung jeweils eine Durchgangsöffnung und eine Nietöffnung pro Federsegment vorgesehen sind und im anderen Trägerblech (6) pro Federsegment nur eine Nietöffnung für einen Niet (12) angeordnet ist, so daß der dem einen Trägerblech (4) zugeordnete Nietkopf des anderen Nietes (11) am nicht mit einer Öffnung versehenen einen Trägerblech (6) als Abstandshalter anliegen kann.

9. Kupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fe­ dersegment (9) mit seinem in Umfangsrichtung über die entsprechende Befe­ stigungsstelle (11, 12) gegenüber den Trägerblechen (4, 5) hinausragenden Bereich (22, 23) im wesentlichen eben auf dem Trägerblech aufliegt und sich dieser Bereich mit dem gegenüberliegenden Bereich des umfangsmäßig näch­ sten Federsegmentes zur Bildung eines Anschlages überlappt.

10. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pro Federsegment vier symmetrisch verteilte Niete (11, 12) vorgesehen sind, von denen je zwei radial übereinander angeordnete eine Verbindung zum einen (4) und die beiden anderen eine Verbindung zu anderen Trägerblech (5) herstellen, jeweils unter Zwischenschaltung eines rahmenförmigen, ebenen Abstandselementes (24, 25), welches derart wechselseitig verbaut ist, daß es sich, ausstehend von seinem Vernietungsbereich, in Umfangsrichtung bis über die beiden anderen Niete hinaus erstreckt und dort im wesentlichen der Kontur des Federsegmentes (10) entspricht.