DE69103447T2 - Reibungskupplungsscheibe mit niedriger Trägheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, in der Ausführung mit zwei koaxialen Reibbelägen, die axial voneinander entfernt angeordnet und auf ringförmigen, einander axial gegenüberliegenden Trägern mit nach innen gerichteten radialen Verlängerungen befestigt sind, über die sie sich vermittels mindestens einer Schrägbiegung, die an einer der genannten Verlängerungen vorgesehen ist, axial aneinander annähern.
• Eine derartige Reibungskupplungsscheibe wird in der EP-A-0419 329 gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben. Ihre Reibbeläge können zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad der Kupplung eingespannt werden, während die Träger drehfest mit einer Abtriebswelle der Kupplung (zumeist mit der Eingangswelle des Getriebes) verbunden werden können.
• Darin besteht das zwischen den zwei Reibbelägen eingesetzte Progressivitätselement aus einer Mehrzahl von Ausstülpungen aus elastischem Material, von denen zumindest einige die Träger miteinander verbinden, wobei die genannten Ausstülpungen miteinander Kanäle begrenzen.
• Dank dieser Anordnung werden die Ausstülpungen gut belüftet, und die Reibungskupplungsscheibe besitzt eine gute Progressivität, wobei sie sich unter Last gut an die thermischen Verformungen der Druckplatte und des Schwungrads anpaßt, so daß die Reibbeläge eine gleichmäßige Abnutzung aufweisen.
• Außerdem wird die Trägheit der Reibungskupplungsscheibe nicht zu stark erhöht.
• Die Träger haben eine relativ geringe Dicke und tragen zur Progressivität der Kupplungsscheibe bei, indem sie eine Befestigung der Reibbeläge ohne Einsatz von Befestigungsnieten ermöglichen, so daß die Trägheit der Reibungskupplungsscheibe niedrig gehalten werden kann.
• Da die Ausstülpungen jedoch aus einstückigen dünnen Bändern bestehen, kann es wünschenswert sein, ihre Festigkeit zu verbessern, insbesondere wenn sich die Kupplungsscheibe mit hoher Geschwindigkeit dreht und wenn sich die Fliehkraft vergrößert.
• In der US-A-3 064 782 werden mit einem Reibmaterial befüllte Teller anhand von Scheiben in ein Leitrad eingebaut. Zwischen den Scheiben werden Federringe eingesetzt. Das hat zur Folge, daß die Progressivität nicht so gut ausfällt, wie dies wünschenswert wäre.
• Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Festigkeit der Ausstülpungen zu erhöhen, ohne die Vorteile einzubüßen, die sich aus der vorstehend beschriebenen Anordnung mit zwei Trägern ergeben.
• Erfindungsgemäß ist eine Reibungskupplungsscheibe der vorgenannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstülpungen aus mittig vorspringenden hohlen Ansätzen bestehen, die zumindest zum größten Teil durch eine Leiste aus elastischem Material begrenzt werden, und daß die Ansätze die Form einer Schleife aufweisen, die sich radial und am Kreisumfang erstreckt.
• Dank der Erfindung erhöht sich die Festigkeit der Ausstülpungen, wobei für diese gleichzeitig eine ausreichende Belüftung und eine gute Progressivität aufgrund ihrer hohlen Form erzielt werden kann.
• Außerdem wird das Trägheitsmoment der Kupplungsscheibe nicht zu stark erhöht. Es hätte auch eine Anordnung in der Art übernommen werden können, wie sie in der EP- A-0 252 583 beschrieben wird.
• Darin tragen elastische Ausstülpungen direkt die Reibbeläge, wobei sie mit dem Träger verbunden sind (wie in der US-A-4 529 079), und die Berührungsfläche zwischen den genannten Ausstülpungen und dem Träger wird dadurch verringert, daß die Ausstülpungen mit Klammern des Trägers verbunden sind, die sich abwechselnd axial in der einen und der anderen Richtung erstrecken. Daraus ergibt sich eine unzureichende Festigkeit gegenüber der Fliehkraft.
• In der vorliegenden Erfindung sind zwei Träger vorgesehen, die an ihrem äußeren Umfang keine axial in beiden Richtungen sich erstreckenden Klammern aufweisen, so daß die Reibbeläge einwandfrei gehaltert werden und sich eine große Berührungsfläche zwischen den Ausstülpungen in Form eines Ansatzes und dem bzw. den Träger(n) ergibt.
• Die erfindungsgemäße Reibungskupplungsscheibe besitzt von daher eine gute Festigkeit gegenüber der Fliehkraft und kann sich mit hoher Geschwindigkeit drehen, wobei sie gleichzeitig eine gute Progressivität bei den Einspannungen der Reibbeläge zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad der Kupplung sowie eine ausreichende Belüftung aufweist.
• Außerdem besteht die Möglichkeit, die Umfangsbreite der Belüftungskanäle zu vergrößern.
• Desweiteren ist festzustellen, daß das Vorhandensein der Leiste die Ausführung einer großen Zahl von Formen ermöglicht, insbesondere gewundene Schleifen, und daß es einfach möglich ist, eine veränderliche Progressivität zu erzielen, beispielsweise indem man die Höhe der Leiste verändert oder einen Ansatz mit größerer Höhe in den anderen Ansatz einsetzt oder umgekehrt.
• Der Ansatz kann vollständig durch seine Leiste abgeschlossen sein oder vorteilhafterweise Durchlässe für die Ableitung der Luft beim Zusammendrücken der Reibbeläge aufweisen.
• Die nachstehende Beschreibung veranschaulicht die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, auf denen folgendes dargestellt ist:
• - Figur 1 zeigt eine Vorderteilansicht einer erfindungsgemäßen Reibungskupplungsscheibe mit örtlichen Ausbrüchen im oberen und unteren Bereich.
• - Figur 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Figur 1.
• - Figur 3 zeigt eine Teilansicht entsprechend Figur 2 ohne das Reibmaterial.
• Unter Bezugnahme auf die Figuren wird eine Reibungskupplungsscheibe 1, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dargestellt, bestehend aus zwei ringförmigen und koaxialen Reibbelägen 2 und 3, die drehfest verbunden und an einem (nicht dargestellten) Flansch befestigt sind, welcher drehend mit einer drehtfest an einer Abtriebswelle der Kupplung angebrachten Nabe (nicht dargestellt) verbunden ist, was beispielsweise durch Vernietung erfolgen kann. Die Reibbeläge 2, 3 eignen sich für die Einspannung zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad der Kupplung, die drehfest mit einer Antriebswelle verbunden sind, und für die Übertragung der Bewegung von der Antriebswelle zur Abtriebswelle.
• Das Reibmaterial 4 jedes Reibbelags 2, 3 wird auf einem ringförmigen Träger 5 bzw. 6 direkt aufgeformt oder durch Haftverbindung, beispielsweise durch Verklebung, angebracht. Die beiden Träger 5, 6 liegen einander axial gegenüber, und sind hier aus Metall mit einer geringen Dicke ausgeführt. Dieses Reibmaterial 4 wird beispielsweise auf der Basis von Asbest, von Glas- oder Kohlenstoff-Fasern oder von metallkeramischen Werkstoffen hergestellt.
• Jeder Träger 5, 6 umfaßt einen flachen Ring 7, 8, von dem aus eine radiale Verlängerung 9, 10 nach innen vorspringt. Die Ringe 7, 8 sind parallel zueinander angeordnet und bieten eine große Auflagefläche für die Reibbeläge 2, 3.
• Die radialen Verlängerungen 9, 10 sind in Richtung zueinander gebogen, so daß sie für ihre gegenseitige Befestigung zusammengeführt werden, wobei ihre inneren radialen Abschnitte parallel zueinander und zu den Ringen 7, 8 verlaufen.
• Es ist zu beachten, daß die Biegungen 33 der Träger 5, 6 schräg ausgeführt sind und deren axiale Elastizität verbessern und daß die Reibbeläge 2 und 3 aufgrund der Ausgestaltung ihres Trägers 5, 6 axial voneinander entfernt sind, der einen bestimmten axialen Zwischenraum zwischen ihnen frei läßt.
• Die genannten Verlängerungen 9, 10 sind durchbrochen (Löcher 34 in Figur 1) und werden an einem (nicht dargestellten) Führungsring befestigt, wobei die Zwischenstücke genutzt werden, welche die beiden Führungsringe miteinander verbinden.
• Weitere Einzelheiten hierzu sind beispielsweise aus Figur 4 der FR-A-2 600 732 zu entnehmen.
• Die Reibungskupplungsscheibe umfaßt außerdem ein als Feder wirkendes elastisches Progressivitätselement 20, das zwischen den beiden Reibbelägen 2 und 3 eingesetzt ist und aus einer Mehrzahl von Ausstülpungen 21 aus elastischem Material besteht, von denen zumindest einige fest mit den Trägern 5, 6 verbunden sind, wobei die Ausstülpungen 21 miteinander Kanäle 32 begrenzen.
• Hier sind alle Ausstülpungen 21 gleichzeitig fest an den Trägern 5, 6 angebracht.
• Auf diese Weise sind die Träger 5, 6 über die an ihnen aufgeformten oder mittels Haftverbindung an ihnen angebrachten Ausstülpungen 21 miteinander verbunden.
• Erfindungsgemäß bestehen diese Ausstülpungen 21 aus mittig vorspringenden hohlen Ansätzen 21, die zumindest zum größten Teil durch eine Leiste 40 aus elastischem Material begrenzt werden, wobei die Ansätze die Form einer Schleife aufweisen, die sich radial und am Kreisumfang erstreckt.
• Diese Ansätze können in allen geeigneten Formen ausgeführt werden. Sie werden vorzugsweise regelmäßig kreisförmig verteilt.
• Sie können beispielsweise (Figur 1) länglich geformt und insgesamt trapezförmig ausgebildet sein (oberer Teil von Figur 1).
• Diese trapezförmigen Ansätze weisen vorteilhafterweise an ihrer Außenperipherie eine Auflagefläche 22 mit einer größeren Umfangsausdehnung als die Auflagefläche 23 auf, die sie an ihrer Innenperipherie aufweisen, wobei natürlich auch das umgekehrte Verhältnis möglich ist.
• Hier erstrecken sie sich insgesamt radial über die gesamte Höhe der flachen Ringe 7, 8, das heißt insgesamt über die gesamte Höhe der Reibbeläge 4 (Figur 2).
• Ihre äußere Auflagefläche 22 und ihre innere Auflagefläche 23 sind ihr kreisbogenförmig ausgeführt.
• Aufgrund dieser Anordnungen hat die Reibungskupplungsscheibe radial eine in etwa konstante Steifigkeit von der Außenperipherie zur Innenperipherie dieser Reibbeläge, so daß unter Belastung (Reibbeläge 2, 3 zwischen Druckplatte und Schwungrad eingespannt) eine gute Druckverteilung erzielt werden kann, wobei die Reibbeläge 2, 3 sich einwandfrei an die Form der Druckplatte und des Schwungrads der Kupplung, auch bei deren Erwärmung, anpassen können.
• Die Ansätze 21 können durch die Leiste 40 abgeschlossen sein oder als Variante mindestens einen Durchlaß 42 aufweisen, um eine gute Ableitung der Luft beim Zusammendrücken der Reibbeläge zu ermöglichen.
• Es besteht die Möglichkeit, die genannten Ansätze asymmetrisch auszuführen (unterer Teil von Figur 1).
• Eine der Seitenkanten des Ansatzes kann stärker als die andere geneigt sein (Kennummer 41 in Figur 1), so daß eine gute Belüftung zwischen zwei aufeinander folgenden Ansätzen geschaffen wird, wobei in gewisser Weise Lüftungsrippen nachgebildet werden. Dieser Ansatz weist somit eine Spitze auf.
• Diese Form führt zu einer Vergrößerung der äußeren Auflagefläche 23 im Verhältnis zur inneren Auflagefläche 22 und zu einer noch konstanteren Steifigkeit von der Innenperipherie zur Außenperipherie.
• Im Bereich der inneren Auflageflächen 23 sind Öffnungen 30 vorgesehen, die auf die durchgehenden Biegungen 33 übergreifen.
• Diese Öffnungen 30 erstrecken sich zum größten Teil zwischen zwei Ansätzen gegenüber den Kanälen 32.
• Das elastische Material der Ausstülpungen 21 hat vorzugsweise eine niedrige Dichte, wobei es sich um einen ausreichend temperaturbeständigen Kautschuk auf Silikonbasis handeln kann.
• Die Leiste 40 wird vorteilhafterweise einfach mit Hilfe einer Spritzdüse aufgetragen, wobei es sich um ein Material auf der Basis einer Silikonklebemasse handelt, die nach dem Auftragen härtet. Dazu kann man beispielsweise die in der US-A-4 529 079 beschriebenen Klebstoffe verwenden.
• Die Ausstülpungen werden auf diese Weise auf den Trägern 5, 6 auf der dem Reibmaterial 4 entgegengesetzten Seite verklebt.
• Als Variante können die Ansätze durch Aufvulkanisieren angebracht oder mittels Aufstecken oder Aufklemmen befestigt werden. In den beiden zuletzt genannten Fällen weisen die Träger örtlich Vorsprünge auf, um das Aufstecken oder Aufklemmen zu ermöglichen.
• Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, eine zusammen mit den Trägern 5, 6 und dem Progressivitätselement 20 handhabbare und transportierbare Baugruppe zu schaffen und anschließend an den Außenflächen dieser Baugruppe das Reibmaterial 4 zu befestigen.
• Als Variante besteht die Möglichkeit, die Reibbeläge 2, 3 gesondert mit ihrem zugehörigen Träger 5, 6 herzustellen, und anschließend die beiden Baugruppen durch das Progressivitätselement 20 zu verbinden, wobei die Öffnungen 30 später eine Belüftung der Gesamteinheit ermöglichen, insbesondere wenn die Biegungen 33 durchgehend sind.
• Die Träger 5, 6 sind hier an ihrer Innenperipherie scheibenförmig ausgeführt und mit länglichen Fenstern 31 für den Durchgang der Federn versehen, die sich üblicherweise an der Reibungskupplungsscheibe befinden.
• Es ist festzustellen, daß die Reibbeläge 2, 3 mit ihrem Träger 5, 6 identisch zueinander ausgeführt sind und daß ein Ineinandergreifen der Ausstülpungen 21 vorliegt, wobei die Fenster 31 einander ebenso wie die Öffnungen 30 gegenüberliegen.
• Die Leiste 40 kann eine Dicke aufweisen, die sich von einem der Träger 5, 6 zum anderen axial fortschreitend verringert.
• Dies wird insbesondere durch die Form der Spritzdüse ermöglicht.
• Wie deutlich geworden sein dürfte, begrenzen die Ansätze miteinander durchgehende Kanäle 32, so daß eine durch die Öffnungen 30 begünstigte ausreichende Belüftung erzielt wird, wobei sich die Ansätze insbesondere am Kreisumfang fließend bewegen können.
• Beim Einrücken wird eine gute axiale Progressivität erzielt, wenn sich die Reibbeläge 2, 3 bei ihrer fortschreitenden Einspannung zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad der Kupplung aneinander annähern.
• Beim Ausrückvorgang werden die Reibbeläge 2, 3 freigegeben, wobei das Progressivitätselement 20 ihre axiale Auseinanderbewegung begrenzt, so daß die Reibbeläge nicht mit der Druckplatte und/oder dem Schwungrad in Berührung kommen können.
• Wie aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen mit hinreichender Deutlichkeit hervorgeht, sind die Größe und die Abmessungen der Ansätze von den jeweiligen Anwendungen abhängig, wobei der Ansatz zylindrisch ausgeführt sein kann oder als Variante eine doppelkegelige Form aufweisen und offen sein kann.
• So sind im oberen Teil von Figur 1 sechs Ansätze und im unteren Teil acht Ansätze vorgesehen.
• Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
• So kann insbesondere die Innenperipherie der Träger aus Zungen bestehen, wie dies in der bereits erwähnten FR-A-2 600 732 beschrieben wird.
• Außerdem können die Ansätze 21 in Umfangsrichtung geneigt sein und beispielsweise zur Ausbildung von Rippen die Form eines Parallelogramms aufweisen.
• Wie mit hinreichender Deutlichkeit aus der Beschreibung hervorgeht, sind alle Ansätze 21 mit mindestens einem der Träger 5, 6 fest verbunden. Einige Ansätze können nur mit einem Träger verbunden sein, um eine veränderliche Progressivität zu erzielen, wobei dann ein freier Zwischenraum zwischen diesen Ansätzen 21 und dem Träger besteht, mit dem sie nicht fest verbunden sind.
• Auf diese Weise haben bestimmte Ansätze eine unterschiedliche Höhe im Verhältnis zu den anderen.
• Außerdem besteht die Möglichkeit, einen Ansatz mit unterschiedlicher Höhe im Innern eines anderen anzuordnen, wie dies unter Nummer 121 in Figur 1 dargestellt ist.
• Die Leiste 221 (Figur 3) kann mit zwei Trägern 5, 6 verbunden sein und außerdem abwechselnd Vorsprünge 222 und Vertiefungen 223 aufweisen.
• Dies wird in einfacher Form beispielsweise durch die Auftragung mehrerer Schichten für die Ausbildung eines Ansatzes ermöglicht.
• Selbstverständlich können die Reibbeläge 2, 3 anstelle einer ringförmigen Ausführung auch unterteilt sein.
• Das gleiche gilt für die radialen Verlängerungen 9, 10.
• Die Träger können den Flansch der Reibungskupplungsscheibe bilden, wie dies in Figur 7 der vorerwähnten FR-A-2 600 732 zu erkennen ist.
• Die Träger können außerdem an einem Führungsring der Reibungskupplungsscheibe befestigt werden, und zwar mit Hilfe von Spezialnieten, wie dies in Figur 1 der vorgenannten Patentschrift zu erkennen ist.
• Die Träger können ferner in nicht identischer Form ausgeführt sein, wobei ein Träger eben sein kann, während der andere eine Schrägbiegung für die Anfügung der Träger an ihrer Innenperipherie aufweist.
• Die Biegungen 33 können anstelle ihrer schrägen Ausführung, wie in Figur 1 und 2 dargestellt, als Zickzackfaltung oder ähnlich vorgesehen sein.
• Desweiteren können die Öffnungen 30 regelmäßig abwechselnd von einer Scheibe zur anderen verteilt sein oder eine andere Verteilung aufweisen, wobei einer der Träger eine größere Anzahl von Öffnungen als der andere oder auch alle Öffnungen aufweisen kann.

Claims (12)

1. Reibungskupplungsscheibe (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, in der Ausführung mit zwei koaxialen Reibbelägen (2, 3) für die Einspannung zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad der Kupplung, die axial voneinander entfernt angeordnet und auf ringförmigen Trägern (5, 8) für die drehfeste Verbindung mit einer Abtriebswelle der Kupplung befestigt sind, welche einander axial gegenüberliegen und nach innen gerichtete radiale Verlängerungen (9, 10) umfassen und über die sie sich vermittels mindestens einer Schrägbiegung (33), die an einer der genannten Verlängerungen (9, 10) vorgesehen ist, axial aneinander annähern, wobei ein als Feder wirkendes Progressivitätselement (20) zwischen den beiden Reibbelägen (2, 3) unter fester Verbindung mit mindestens einem der Träger (5, 6) eingesetzt ist und wobei das Progressivitätselement (20) aus einer Mehrzahl von Ausstülpungen (21) aus elastischem Material besteht, von denen zumindest einige die Träger miteinander (5, 6) verbinden, während die Ausstülpungen (21) miteinander Kanäle (32) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstülpungen aus mittig vorspringenden hohlen Ansätzen (21) bestehen, die zumindest zum größten Teil durch eine Leiste (40) aus elastischem Material begrenzt werden, und daß die Ansätze (21) die Form einer Schleife aufweisen, die sich radial und am Kreisumfang erstreckt.

2. Reibungskupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (21) eine längliche Form aufweisen.

3. Reibungskupplungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (21) an ihrer Außenperipherie eine äußere Auflagefläche (22) aufweisen, die eine größere Umfangsausdehnung als die innere Auflagefläche (23) hat, die sie an ihrer Innenperipherie aufweisen.

4. Reibungskupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (21) insgesamt trapezförmig mit einer kreisbogenförmigen äußeren (22) und inneren Auflagefläche (23) ausgebildet sind.

5. Reibungskupplungsscheibe nach Anspruch 4 ,dadurch gekennzeichnet, daß eine (41) der Seitenkanten des Ansatzes (21) stärker geneigt als die andere ist, so daß Lüftungsrippen gebildet werden.

6. Reibungskupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (40) eine Dicke aufweisen, die sich von einem der Träger zum anderen axial fortschreitend verringert.

7. Reibungskupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (221) Vorsprünge (222) aufweist.

8. Reibungskupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Ausstülpungen (21) nur mit einem der Träger (5, 6) fest verbunden sind, wobei ein Zwischenraum zwischen diesen Ausstülpungen (21) und dem jeweils anderen der Träger (5, 6) besteht.

9. Reibungskupplungsscheibe nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (21) unterschiedliche Höhen haben.

10. Reibungskupplungsscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansatz (121) mit unterschiedlicher Höhe im Innern eines anderen eingesetzt ist.

11. Reibungskupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Träger (5, 6) radiale Verlängerungen (9, 10) aufweisen, von denen mindestens eine in Richtung der anderen gebogen ist, so daß sie entlang des inneren radialen Abschnitts zusammengeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen (33) in den Schrägbiegungen (33) dieser Verlängerungen (9, 10) gegenüber den Ausstülpungen (21) vorgesehen sind.

12. Reibungskupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (40) der Ansätze (21) mindestens einen Durchlaß (42) aufweisen.