DE4003076C2 - Zweischeibenkupplung mit Verringerung der Axial-Verschiebekraft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweischeibenkupplung für Kraftfahrzeuge, beste­ hend aus einem Kupplungsgehäuse, einer drehfesten aber axial verlagerbaren Anpreß­ platte, die von einer Kupplungshauptfeder beaufschlagt ist, einer drehfesten, aber axial verlagerbaren Zwischenplatte, einem Schwungrad und zwei Kupplungsscheiben, die jeweils mit einer Reibbelaganordnung versehen und zwischen Zwischenplatte einerseits und Anpreßplatte bzw. Schwungrad andererseits einspannbar sind, wobei jede Kupp­ lungsscheibe einen eigenen Torsionsschwingungsdämpfer sowie eine drehfeste Verbin­ dung zur Getriebewelle über eine Vielkeilverzahnung aufweist.

Eine Zweischeibenkupplung der o. g. Bauart ist beispielsweise aus der DE-AS 26 56 626 bekannt. Bei Zweischeibenkupplungen dieser Bauart stellt sich immer wieder das Pro­ blem, daß während des Einkuppelvorganges insbesondere die getriebeseitige Kupp­ lungsscheibe durch frühzeitigen Drehmomentaufbau während des Einspannvorganges zwischen Anpreßplatte und Zwischenplatte die Axialverschiebbarkeit in der Verzahnung auf der Getriebewelle sehr erschwert wird, bzw. eine Blockierneigung entsteht. Dieses Problem macht sich um so mehr bemerkbar, als die Leistungsdichte der Zweischeiben­ kupplungen zunimmt. Da die getriebeseitige Kupplungsscheibe etwa den doppelten Lüftweg der motorseitigen Kupplungsscheibe zurücklegen muß, und da die Zwischen­ platte durch Federeinrichtungen in Lüftrichtung vorgespannt ist, wird beim Einkuppel­ vorgang frühzeitig über die getriebeseitige Kupplungsscheibe ein Drehmoment übertra­ gen, welches vom mittleren Reibradius der Reibbeläge sowie der Lüftkraft der Lüftfe­ dern der Zwischenplatte abhängig ist. Dieses Drehmoment erzeugt im Vielkeilprofil zwi­ schen Nabe der Kupplungsscheibe und Getriebewelle auf die Verzahnungsflanken eine Normalkraft, aus der zusammen mit dem an dieser Stelle herrschenden Reibwert die notwendige Axialverschiebekraft zum Verschieben festgelegt wird.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 52 620 ist eine Zweischeibenkupplung be­ kannt, bei welcher eine gemeinsame Nabe zur drehfesten Verbindung beider Kupp­ lungsscheiben gegenüber der Getriebewelle vorgesehen ist. Dabei sind entweder beide Kupplungsscheiben mit jeweils einer separaten Verzahnung auf der gemeinsamen Nabe angeordnet, nur eine mit einer Verzahnung versehen und die andere durch eine ge­ trennte Mitnahmevorrichtung gekoppelt, oder es sind beide Kupplungsscheiben ohne eine direkte Drehverbindung mit der gemeinsamen Nabe ausgebildet und diese wird über Teile der Leerlauffedereinrichtung hergestellt. Ein Hinweis auf die bessere Axialver­ schiebbarkeit der getriebeseitigen Kupplungsscheibe ist dieser Schrift nicht zu entneh­ men.

Aus der WO 86/04 395 sind zwei Varianten einer Zweischeibenkupplung bekannt, wo­ bei die eine zwei separate Kupplungsscheiben zeigt, die jeweils über eine eigene Ver­ zahnung auf der Getriebewelle drehfest angeordnet sind und die andere in aufwendiger Bauart sowohl eine gemeinsame Nabe für beide Kupplungsscheiben aufweist, als auch jeweils eine weitere Verzahnung radial außerhalb der Torsionsfedern. Die gemeinsame Nabe ist dabei über Axialanschläge einmal auf der Getriebeseite und einmal auf der Mo­ torseite axial fixiert; wobei hinsichtlich der axialen Verschiebbarkeit der getriebeseitigen Kupplungsscheibe keine Aussagen gemacht sind.

Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 49 317 eine Dreischeibenkupp­ lung bekannt, bei welcher die motorseitige Kupplungsscheibe mit einer Zwischennabe versehen ist und die beiden übrigen Kupplungsscheiben auf der Zwischennabe drehfest angeordnet sind. Die Schrift befaßt sich intensiv mit Maßnahmen zur Verbesserung des Lüftverhaltens der Kupplung während des Auskuppelvorgangs.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verschiebeproblem, insbesondere der getriebeseitigen Kupplungsscheibe, auf möglichst einfache Weise zu lösen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Dadurch, daß beide Kupplungsscheiben über eine gemeinsame Nabe mit der Getriebewelle drehverbunden sind, wobei das Ausgangsteil jedes Torsionsdämpfers über eine Innenverzahnung ohne Spiel in eine Außenverzahnung der Nabe eingreift und die Nabe gegenüber der motorseitigen Kupplungsscheibe über axiale Anschläge axial fixiert ist, ist es möglich, die Axialverschiebekräfte in dieser größeren Verzahnung ent­ sprechend dem Durchmesserunterschied zur Verzahnung auf der Getriebewelle erheb­ lich herabzusetzen. Aus Gründen der Vereinfachung sind beide Kupplungsscheiben mit der gleichen Innenverzahnung versehen, auch wenn dies für die motorseitige Kupp­ lungsscheibe nicht notwendig wäre. Die gemeinsame Nabe ist dabei in Achsrichtung gegenüber der motorseitigen Kupplungsscheibe durch Anschläge fixiert, so daß sie al­ lenfalls die geringe Lüftbewegung der motorseitigen Kupplungsscheibe durchführen muß.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die gemeinsame Nabe konzentrisch zweigeteilt ausgeführt ist, die innere Nabe mit ihrer Innenverzahnung umfangsmäßig spielfrei auf der Außenverzahnung der Getriebewelle aufgesetzt ist, die äußere Nabe mit ihrer In­ nenverzahnung mit Spiel in Umfangsrichtung in die Außenverzahnung der inneren Nabe eingreift, beide Ausgangsteile der Kupplungsscheiben drehfest aber spielfrei auf die äu­ ßere Nabe aufgesetzt sind und zwischen beiden konzentrischen Naben ein Leerlauftor­ sionsschwingungsdämpfer angeordnet ist und die getriebeseitige Kupplungsscheibe axial verschiebbar auf der äußeren Nabe angeordnet ist. Somit läßt sich zusätzlich zu den beiden Torsionsschwingungsdämpfern für den Lastbereich, die in beide Kupplungs­ scheiben eingesetzt sind, noch ein gemeinsamer Leerlaufschwingungsdämpfer unter­ bringen.

Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Teillängsschnittes durch eine Zweischeibenkupplung mit einer gemeinsamen Nabe;

Fig. 2 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Zweischeibenkupplung mit einer zweigeteilten gemeinsamen Nabe und einem Leerlauftorsionsschwingungsdämp­ fer.

Die in Fig. 1 dargestellte Zweischeibenkupplung 1 weist ein Schwungrad 2 auf, ein nicht näher dargestelltes Kupplungsgehäuse mit Zwischengehäuse, eine Membranfeder 5 mit nach radial innen weisenden Federzungen 6 sowie eine Anpreßplatte 7, die durch die Membranfeder 5 in Achsrichtung vorgespannt ist und sich am Kupplungsgehäuse ab­ stützt. Die Anpreßplatte 7 ist drehfest aber axial verlagerbar im Kupplungsgehäuse ge­ lagert. Zwischen Anpreßplatte 7 und Schwungrad 2 sind die beiden Kupplungsschei­ ben 9 und 10 mit ihren Belagträgern 20 und den Reibbelägen unter Zwischenschaltung einer Zwischenplatte 8 einspannbar, die ebenfalls drehfest aber axial verlagerbar am Kupplungsgehäuse oder am Zwischengehäuse angeordnet ist. Die gesamte Anordnung ist um die Drehachse 11 drehbar gelagert. Beide Kupplungsscheiben 9 und 10 sind im wesentlichen herkömmlich aufgebaut. Sie weisen einen Belagträger 20 auf, der beidsei­ tig mit Reibbelägen versehen ist. Der Belagträger 20 ist fest an einem Nabenteil 38 an­ geordnet, welches in entsprechenden Fenstern Torsionsfedern 36 eines Torsionsschwin­ gungsdämpfers 35 für den Lastbereich aufnimmt. Beiderseits des Nabenteils 38 sind an sich bekannte Deckbleche angeordnet, die ebenfalls Fenster für die Torsionsfedern 36 aufweisen und nach radial innen verlängert und dort fest mit den Naben 31 bzw. 32 verbunden sind. Beide Naben sind über jeweils eine Innenverzahnung 23 drehfest mit einer Außenverzahnung 17 der gemeinsamen Nabe 28 verbunden, welche ihrerseits wiederum über eine Innenverzahnung 15 drehfest und ohne Spiel mit der Außenver­ zahnung 14 der Getriebewelle 12 zusammenwirkt. Die Getriebewelle 12 ist dabei über ein Pilotlager 13 im Schwungrad 2 gelagert, die gemeinsame Nabe 28 ist in Achsrich­ tung gegenüber der motorseitigen Kupplungsscheibe 9 fixiert und zwar über eine Na­ se 47 auf der der getriebeseitigen Kupplungsscheibe 10 zugewandten Seite und über einen Sicherungsring 48 auf der gegenüberliegenden Seite. Die getriebeseitige Kupp­ lungsscheibe 10 ist über ihre Nabe 32 axial lose auf der Außenverzahnung 17 der Na­ be 28 angeordnet und kann sie an dieser Stelle leicht verschieben.

Die Funktion dieser Zweischeibenkupplung ist folgende: Während der Aus- und Einrück­ vorgänge der Zweischeibenkupplung 1 muß die getriebeseitige Kupplungsscheibe 10 die größten Axialwege zurücklegen, da sich ihre Lüftwege um den Lüftweg der motor­ seitigen Kupplungsscheibe 9 vergrößert. Die Anpreßplatte 7 legt somit etwa den dop­ pelten Lüftweg wie die Zwischenplatte 8 zurück und die Kupplungsscheibe 10 muß ebenfalls einen wesentlichen größeren Lüftweg zurücklegen als die motorseitige Kupp­ lungsscheibe 9. Durch den großen Verschiebedurchmesser zwischen der Innenverzah­ nung 23 der Kupplungsscheibe 10 und der Außenverzahnung 17 der Nabe 28 kann die Verschiebekraft insbesondere beim Einrückvorgang in diesem Bereich so niedrig gehal­ ten werden, daß keine Selbsthemmung auftritt und die Drehmomentübertragung gleichmäßig über beide Kupplungsscheiben 9 und 10 erfolgt. Durch Einleiten des Drehmomentes bei beginnendem Einkuppelvorgang in die Verzahnung 17, 23 auf einen sehr großen Durchmesser sind die dort für die Reibung verantwortlichen Umfangskräfte so niedrig, daß sich die Kupplungsscheibe 10 ohne weiteres bis zum vollständigen Ein­ kuppeln axial verlagern läßt. Aus Vereinheitlichungsgründen ist dabei die motorseitige Kupplungsscheibe 9 mit der gleichen Innenverzahnung 23 versehen, so daß sowohl bei­ de Kupplungsscheiben 9 und 10 als auch die Nabe 28 mit den gleichen Verzahnungen ausgestattet werden können.

Zur Montage der Druckplatte beim Kupplungshersteller sowie beim Versand und zur Montage beim Kraftfahrzeughersteller ist auszuführen, daß die getriebeseitige Kupp­ lungsscheibe 10 vormontiert und ausgerichtet geliefert wird, und zwar zusammen mit der losen motorseitigen Kupplungsscheibe 9, welche bereits mit der Nabe 28 versehen ist. Bei der Endmontage beim Kraftfahrzeughersteller muß lediglich die motorseitige Kupplungsscheibe 9 mit der Nabe 28 voraus in die Druckplatte eingelegt werden, wobei die Außenverzahnung 17 der Nabe 28 in die Innenverzahnung 23 der getriebeseitigen Nabe 32 einzuführen ist. Ein weiterer Zentriervorgang kann damit entfallen.

Die Verwendung einer gemeinsamen Nabe ermöglicht bei entsprechender Modifikation die Verwendung eines Torsionsschwingungsdämpfers für den Leerlaufbereich, der für beide Kupplungsscheiben gleichermaßen wirksam ist. Eine solche Konstruktion ist in Fig. 2 wiedergegeben. Hier ist die gemeinsame Nabe aus zwei konzentrischen Teilen zu­ sammengesetzt und besteht aus einer äußeren Nabe 29 und einer inneren Nabe 30. Beide Naben 29 und 30 sind über eine Innenverzahnung 24 sowie eine Außenverzah­ nung 25 drehfest miteinander verbunden und zwar unter Berücksichtigung eines um­ fangsmäßigen Spiels, welches den Wirkungsbereich des Torsionsschwingungsdämp­ fers 34 für den Leerlaufbereich festlegt. Die innere Nabe 30 ist mit ihrer Innenverzah­ nung 15 spielfrei auf eine entsprechende Außenverzahnung der Getriebewelle aufge­ setzt und die äußere Nabe 29 weist eine Außenverzahnung 17 auf, in welche um­ fangsmäßig spielfrei die Innenverzahnungen 23 der beiden Naben 31 bzw. 32 der bei­ den Kupplungsscheiben 9 und 10 eingreifen. Die motorseitige Kupplungsscheibe 9 ist mit einem nach radial innen heruntergezogenen Deckblech 51 versehen, welches bis in eine Axialnut 59 der inneren Nabe 30 hineinreicht - zur gegenseitigen Axialfixierung. Die Axialnut 59 wird dabei auf der einen Seite vom Ende der Innenverzahnung 24 gebildet und auf der anderen Seite von einer Nase 52. Auf der dem Deckblech 51 abgewandten Seite der Nase 52 ist die Nabenscheibe 53 des Torsionsschwingungsdämpfer 34 fest angeordnet, wobei diese in herkömmlicher Weise aus verschiedenen Schraubenfedern besteht sowie aus zwei beidseitig der Nabenscheibe 53 angeordneten Deckblechen 54, die über eine Scheibe 55 drehfest mit dem Deckblech 51 verbunden sind. Die äußere Nabe 29 wird in axialer Richtung auf der einen Seite durch das Deckblech 51 und auf der anderen Seite durch einen Sicherungsring 56 auf der inneren Nabe 30 gehalten. Die gesamte Anordnung mit Ausnahme der getriebeseitigen Kupplungsscheibe wird durch die motorseitige Kupplungsscheibe 9 am Schwungrad bzw. an der Zwischenplatte ge­ führt und die getriebeseitige Kupplungsscheibe 10 ist axial auf einem relativ großen Durchmesser leicht verschiebbar geführt. Die gesamte Anordnung mit den Kupplungs­ scheiben 9 und 10 sowie den Reibbelägen 18 und 19 ist konzentrisch zur Drehachse 11 angeordnet. Durch Verwendung der zweiteiligen Naben 29/30 ist es möglich, beide Kupplungsscheiben 9 und 10 gemeinsam mit einem Torsionsschwingungsdämpfer 34 für den Leerlaufbetrieb zu kombinieren, auch wenn die beiden Kupplungsscheiben nacheinander zum Eingriff gebracht werden.

Die Montage dieser Zweischeibenkupplung unterscheidet sich nicht von derjenigen ent­ sprechend Fig. 1, da sämtliche Bauteile an der motorseitigen Kupplungsscheibe 9 unver­ lierbar befestigt sind.

Claims (2)

1. Zweischeibenkupplung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Kupplungsge­ häuse, einer drehfesten, aber axial verlagerbaren Anpreßplatte, die von einer Kupplungshauptfeder beaufschlagt ist, einer drehfesten, aber axial verlagerba­ ren Zwischenplatte, einem Schwungrad und zwei Kupplungsscheiben, die je­ weils mit einer Reibbelaganordnung versehen und zwischen Zwischenplatte ei­ nerseits und Anpreßplatte bzw. Schwungrad andererseits einspannbar sind, wobei jede Kupplungsscheibe einen eigenen Torsionsschwingungsdämpfer sowie eine drehfeste Verbindung zur Getriebewelle über eine Vielkeilverzah­ nung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kupplungsscheiben (9, 10) über eine gemeinsame Nabe (28) mit der Getriebewelle (14) drehverbunden sind, wobei das Ausgangsteil (31, 32) jedes Torsionsdämpfers (35) über eine Innenverzah­ nung (23) ohne Spiel in eine Außenverzahnung (17) der Nabe (28) eingreift und die Nabe (28) gegenüber der motorseitigen Kupplungsscheibe (9) über axiale Anschläge (47, 48) axial fixiert ist.

2 Zweischeibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Nabe (29, 30) konzentrisch zweigeteilt ausgeführt ist, die innere Nabe (30) mit ihrer Innenverzahnung (15) umfangsmäßig spielfrei auf der Außenverzahnung (14) der Getriebewelle (12) aufgesetzt ist, die äußere Nabe (29) mit ihrer Innenverzahnung (24) mit Spiel in Umfangsrichtung in die Außenverzahnung (25) der inneren Nabe (30) eingreift, beide Ausgangstei­ le (31, 32) der Kupplungsscheiben (9, 10) drehfest - aber spielfrei - auf die äu­ ßere Nabe (29) aufgesetzt sind und zwischen beiden konzentrischen Na­ ben (29, 30) ein Leerlauf-Torsionsschwingungsdämpfer (34) angeordnet ist und die getriebeseitige Kupplungsscheibe (10) axial verschiebbar auf der äuße­ ren Nabe (29) angeordnet ist.