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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft Kupplungsscheibenanordnungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Anbringung von Reibmaterialien an Kupplungsscheibenanordnungen und die Anordnung eines Reibmaterials an einer Kupplungsscheibenanordnung.
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Hintergrund zu der Erfindung
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Kraftfahrzeugkupplungsmitnehmerscheibenanordnungen, oder kurz Kupplungsscheibenanordnungen, verwenden ein Reibmaterial, um Eingriffsflächen zu definieren, die mit ihnen zugewandten metallenen Flächen in Eingriff gelangen, die durch Kupplungsdruckplatten, Schwungräder und/oder Zwischenplatten bereitgestellt werden. Das Reibmaterial kann in Form einer weiten Vielfalt von Einrichtungen konfiguriert sein. Um zwei beispielhafte Einrichtungen zu nennen, kann das Reibmaterial in Gestalt eines einzelnen Ringes oder in Form mehrerer Reibbeläge vorliegen. Die gewählte Einrichtung hängt von verschiedenen Faktoren ab, zu denen einschließlich, jedoch nicht ausschließlich, die Reibeigenschaften des Reibmaterials, der verfügbare Flächenbereich der Eingriffsflächen, der Durchmesser der Eingriffsflächen, die verfügbaren Klemmkräfte, die erforderliche Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung, die Drehträgheit des Reibmaterials, wenn dieses an der Kupplungsscheibenanordnung angebracht ist, und die Verschleißeigenschaften des Reibmaterials gehören. Für bestimmte Anwendungen sind am besten Kupplungsscheibenanordnungen geeignet, die mehrere kleine bogenförmige Abschnitte aus einem keramischen Reibmaterial einsetzen, die an einer stützenden ringförmigen Trägerplatte fixiert sind. Es ist bemerkt worden, dass bei dieser Konfiguration die Beläge im Einsatz einer Verkippung unterliegen. Die Verkippung führt zu unvollständigen Kupplungsausrückungen und einer zugehörigen Schwierigkeit beim Schalten. Es ist erwünscht, eine Einrichtung für eine Kupplungsscheibenanordnung zu schaffen, die keramischen Reibbelägen ermöglicht, eingesetzt zu werden, ohne dass das unerwünschte Verkippungsphänomen erzeugt wird.
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DE 199 64 129 A1 beschreibt eine Mitnehmerscheibe für eine Kupplungsscheibe mit einer Kupplungsscheibenanordnung für eine reibschlüssig arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung, die eine Kupplungsdämpfereinrichtung aufweist, die eine Nabe, die eine Drehachse definiert, eine konzentrische Stahlscheibe und mehrere Dämpferfedern enthält, die zwischen der Nabe und der Stahlscheibe angeordnet sind. Die Stahlscheibe definiert einen Belagträger, der durch mehrere segmentförmige Arme aus einem dünnen Blech gebildet, die am Umfang der Nabe befestigt und lose aneinander anliegend oder voneinander beabstandet angeordnet sind. Auf jeder Seite des Belagträgers sind axial fluchtend zueinander Reibbeläge fixiert, die sich jeweils in Umfangsrichtung über im Wesentlichen einen gesamten segmentförmigen Arm oder über zwei segmentförmige Arme hinweg erstrecken. Die Kupplungsscheibenanordnung weist ferner eine der Anzahl der segmentförmigen Armen gleiche Anzahl von Dämpfungselementen auf, die an der Stahlscheibe fixiert und in Axialrichtung zwischen den Reibringen angeordnet sind.
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US 2 002 285 A beschreibt eine Kupplungsscheibenanordnung mit einer innen keilverzahnten Nabe zur Anbringung auf einer Welle und einer an der Nabe montierten Kupplungsscheibenanordnung, die aus zwei identischen Scheiben hergestellt ist. Jede Scheibe weist eine zentrale Öffnung, die über die Nabe passt, einen konischen radialen Mittelabschnitt und einen ringförmigen radialen Außenabschnitt auf, der mit mehreren sich radial erstreckenden, im Wesentlichen schlüsselförmigen Schlitzen versehen ist. Die Schlitze sind in 60°-Intervallen rings um die Scheibe gleichmäßig verteilt angeordnet und erstrecken sich von dem Mittelabschnitt aus bis zu dem Außenumfang der jeweiligen Scheibe. An jeder Scheibe ist jeweils ein kreisringförmiger Reibbelag mittels Nieten befestigt.
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US 5 092 443 A beschreibt eine Kupplungsscheibenanordnung, bei der zwischen einer einen keramischen Reibbelag tragenden Trägerplatte und einer Kupplungsscheibe, an der die Trägerplatte befestigt ist, wärmeisolierendes Material angeordnet ist, das eine Übertragung von im Betrieb in den Reibbelägen erzeugter Wärme zu der Kupplungsscheibe reduziert.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ergibt eine Einrichtung für eine Kupplungsscheibenanordnung, die keramischen Reibbelägen ermöglicht, ohne die Erzeugung des unerwünschten Verkippungsphänomens eingesetzt zu werden.
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Eine Kupplungsscheibenanordnung für eine reibschlüssig arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung enthält eine Kupplungsdämpfereinrichtung, einen ersten Reibring, einen zweiten Reibring und mehrere Dämpfungs- bzw. Federungselemente. Die Kupplungsdämpfereinrichtung enthält eine Nabe, die eine Drehachse definiert, eine Stahlscheibe und mehrere Dämpferfedern, die zwischen der Nabe und der Stahlscheibe angeordnet sind. Der erste Reibring ist konzentrisch zu der Drehachse an der Stahlscheibe drehfest fixiert. Der erste Reibring enthält eine erste stählerne Trägerplatte. Die erste Stahlträgerplatte weist mehrere schlüssellochförmige Schlitze auf, die sich von einer Stelle in der Nähe eines Innenumfangs der ersten Trägerplatte aus in Radialrichtung bis zu einem und durch einen Außenumfang der ersten Trägerplatte hindurch erstrecken. Die Schlitze definieren eine gleiche Anzahl von Armen, wobei mit jedem Arm ein einzelner Reibbelag auf einer der Stahlscheibe gegenüberliegenden Seite verbunden ist. Ein zweiter Reibring ist konzentrisch zu der Drehachse an der Stahlscheibe drehfest fixiert. Der zweite Reibring enthält eine stählerne Trägerplatte. Die zweite Stahlträgerplatte weist eine der ersten Anzahl gleiche Anzahl von schlüssellochförmigen Schlitzen auf, die sich von einer Stelle in der Nähe eines Innenumfangs der zweiten Trägerplatte aus in Radialrichtung bis zum und durch einen Außenumfang der zweiten Trägerplatte hindurch erstrecken. Die Schlitze definieren eine gleiche Anzahl von Armen, wobei an jedem Arm auf einer der Stahlscheibe gegenüberliegenden Seite jeweils ein einzelner Reibbelag angebunden ist, wobei die ersten Reibbeläge und die zweiten Reibbeläge zueinander im Wesentlichen ausgerichtet sind. Die ersten und die zweiten Reibbeläge nehmen die Hälfte des Flächenbereichs des jeweiligen Arms, an dem sie montiert sind, ein, indem sie sich jeweils von einem Innenumfang zu einem Außenumfang der jeweiligen Stahlträgerplatte und in Umfangsrichtung von einem jeweiligen Schlitz über die halbe Strecke hinweg zu dem nächsten Schlitz erstrecken. Mehrere Dämpfungs- bzw. Federungselemente, deren Anzahl gleich der ersten Anzahl von Dämpfungs- bzw. Federungselementen ist, sind an der Stahlscheibe fixiert und in Axialrichtung zwischen den Reibringen angeordnet.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich für einen Fachmann aus einer Analyse der folgenden Beschreibung, begleitenden Zeichnungen und beigefügten Ansprüchen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Getriebes und einer Kupplung unter Veranschaulichung der Umgebung der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine teilweise in Explosionsdarstellung veranschaulichte Ansicht einer Kupplungsscheibenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kupplungsscheibenanordnung nach 2 in einer Großaufnahme.
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4 zeigt eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Großaufnahme.
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5 zeigt eine Endansicht der Kupplungsscheibenanordnung nach 4, betrachtet in der Richtung des Pfeils 5.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Reibrings nach 2, betrachtet in der Richtung der Pfeile 6.
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7 zeigt eine unter einem Blickwinkel veranschaulichte ausschnittsweise Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Kupplungsscheibenanordnung ohne einen ihrer Reibringe.
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8 zeigt eine Seitenansicht der Kupplungsscheibenanordnung nach 7 mit ihren beiden Reibringen in einer Querschnittsansicht, betrachtet in Richtung der Pfeile 8.
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9 zeigt eine Endansicht einer Kupplungsscheibenanordnung mit Reibringen, die schlüssellochartige Schlitze aufweisen.
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10 zeigt eine aufgebrochene Seitenansicht der Scheibenanordnung nach 9 in Richtung des Pfeils 10 unter Veranschaulichung einer bevorzugten Platzierung der Ausnehmungen.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Reibrings der Kupplungsscheibenanordnung nach 9.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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In der folgenden Beschreibung wird lediglich zur Vereinfachung der Bezugnahme und nicht im beschränkenden Sinne eine bestimmte Terminologie verwendet. Beispielsweise beziehen sich die Ausdrücke „vorwärts” sowie „rückwärts” auf Richtungen nach vorne bzw. nach hinten in Bezug auf ein Getriebe, wie es normalerweise in einem Fahrzeug montiert ist. Die Ausdrücke „nach rechts” und „nach links” beziehen sich auf Richtungen in den Zeichnungen, in deren Zusammenhang die Terminologie verwendet wird. Die Ausdrücke „nach innen” und „nach außen” bezeichnen Richtungen in Richtung auf die geometrische Mitte der Vorrichtung zu bzw. von dieser weg. Die Ausdrücke „nach oben” und „nach unten” bezeichnen Richtungen, wie sie in den Zeichnungen ersichtlich sind, in deren Verbindung die Terminologie verwendet wird. Sämtliche vorstehenden Ausdrücke, wie sie oben erwähnt sind, umfassen ihre normalen Ableitungen sowie äquivalenten Begriffe.
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Bezugnehmend auf 1 der Zeichnungen ist eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung einer Kupplungs-/Getriebeanordnung 10 veranschaulicht. Ein Motorschwungrad 12 ist drehfest mit einem Kupplungsdeckel 14 gekoppelt. Ein Geschwindigkeitswechselgetriebe 16 ist an einem Glockengehäuse 18 undrehbar montiert, das an einem (nicht veranschaulichten) Motorblock angebracht ist. In dem Glockengehäuse 18 ist eine Kupplungseinrichtung 19 angeordnet, die den Kupplungsdeckel 14 und das Motorschwungrad 12 enthält. Das Getriebe 16 wird durch die Drehung einer Getriebeeingangswelle 20 um eine Achse 21 angetrieben, die ggf. eine Getriebeantriebsgabel 22 dreht, die an der Ausgleichsvorrichtung des Fahrzeugantriebsstrangs befestigt ist (nicht veranschaulicht).
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Die Getriebeeingangswelle wird durch das Schwungrad 12 über eine reibschlüssige Verbindung einer Kupplungsscheibenanordnung 24 mit dem Schwungrad 12 gedreht. Die Kupplungsscheibenanordnung 24 ist gewöhnlich drehfest, verschiebbar an der Eingangswelle 20 des Geschwindigkeitswechselgetriebes 16 montiert und zwischen dem Motorschwungrad 12 und einer Kupplungsdruckplatte 26 der Anordnung 19 angeordnet. Gewöhnlich weisen die Welle 20 und die Scheibenanordnung 24 komplementär zueinander passende Verzahnungen auf, die der Scheibenanordnung 24 ermöglichen, axial entlang der Welle 20 verschoben zu werden, während sie gemeinsam mit dieser als eine Einheit umläuft.
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Bezugnehmend nun auf 2 ist dort eine teilweise explodierte Ansicht der Kupplungsscheibenanordnung 24 veranschaulicht. Wie in 2 veranschaulicht, weist die Anordnung 24 drei Hauptbaugruppen auf: eine Kupplungsdämpfereinrichtung 28 sowie einen ersten und einen zweiten Reibring 30 bzw. 32. Die Dämpfereinrichtung 28 weist mehrere sich in Radialrichtung erstreckende Dämpfungs- oder Federungselemente 34 auf, an denen die Ringe 30 und 32 mittels Nieten 35 fixiert sind.
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Der erste und der zweite Reibring 30 und 32 enthalten jeweils eine erste bzw. eine zweite Trägerplatte 36 bzw. 38. Die Trägerplatten 36 und 38 sind aus Stahl gebildet. An der ersten Trägerplatte 36 sind mehrere erste Reibbeläge 40 befestigt, während mehrere zweite Reibbeläge 42 an der zweiten Trägerplatte 38 angebracht sind.
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Die Kupplungsdämpfereinrichtung 28 ist für derartige Einrichtungen, die in Kupplungen zu finden sind, typisch und ist nicht in ihren Einzelheiten wichtig. Es sind Dämpfungselemente 44 in Form von Federn rings um die Einrichtung 28 in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Die Dämpfungselemente 44 sind gewählt, um Torsionsimpulse des Antriebsstrangs abzufedern oder abzudämpfen, wenn die Scheibenanordnung 24 in einem Kupplungseingriffszustand zwischen der Druckplatte 26 und dem Schwungrad 12 eingeklemmt ist. Die Anordnung 28 ist konfiguriert, um ein begrenztes Maß an einer relativen Verdrehung zwischen einer keilverzahnten Nabe 46 und den Reibringen 30 und 32 zuzulassen. Die Nabe 46 ist auf der komplementär keilverzahnten Eingangswelle 20 verschiebbar angeordnet und läuft mit dieser als eine Einheit mit um. In einem eingerückten Zustand der Kupplung stehen die Reibringe mit der Druckplatte 26 und dem Schwungrad 12 in Eingriff und laufen mit diesen als eine Einheit mit um. Die Dämpfungselemente 44 sind funktionsmäßig zwischen der Nabe und den Reibringen 30, 32 in einer in der Technik allgemein bekannten Weise angeordnet, um die gewünschte Entkopplung zwischen dem Motorschwungrad 12 und der Getriebeeingangswelle 20 zu schaffen.
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Die Dämpfungs- oder Federungselemente 34 sind in der Technik allgemein bekannt und können in weit unterschiedlichen Formen bereitgestellt werden. Die Dämpfungselemente 34 sind aus Stahl gebildet und trennen die Ringe 30 und 32 in Axialrichtung nachgiebig voneinander. Die axiale Trennung ergibt beim Kupplungseingriff einen Dämpfungs- oder Abfederungseffekt, der eine Steuerung der Kupplungseinrückung zur Erleichterung eines sanften In-Eingriff-Kommens der Kupplung begünstigt. Es können alternative Konfigurationen von Federungs- oder Dämpfungselementen, die sich für den vorliegenden Zweck in gleicher Weise eignen, ohne weiteres in dem Stand der Technik gefunden werden. Sowohl die Trägerplatten 36, 38 als auch die Dämpfungselemente 34 weisen mehrere zueinander ausgerichtete Aufnahmeöffnungen 48 bzw. 50 auf, die einen geringfügig größeren Durchmesser als der Körper oder Schaft der Nieten 35 aufweisen um zu ermöglichen, dass der Körper, jedoch nicht der Kopf der Nieten durch diese hindurch passt. Die durch die Dämpfungselemente führenden Aufnahmeöffnungen 50, die mit den Nieten 35 ausgerichtet sind, die den ersten Reibring 30 mit den Dämpfungselementen 34 verbinden, bilden einen ersten Satz von Aufnahmeöffnungen in den Dämpfungselementen. Die durch die Dämpfungselemente führenden Aufnahmeöffnungen 50, die mit den Nieten 35 ausgerichtet sind, die den zweiten Reibring 32 mit den Dämpfungselementen 34 verbinden, bilden einen zweiten Satz von Öffnungen. Erste und zweite Eingriffs- oder Verbindungsbereiche der Dämpfungselemente 34 sind in Axialrichtung voneinander beabstandet und jeweils durch die Bereiche gebildet, die am nächsten an den Öffnungen 50, die mit den Öffnungen 48 des ersten Reibrings 30 fluchtend ausgerichtet sind, bzw. an den Öffnungen 50 liegen, die mit den Öffnungen 48 des zweiten Reibrings 32 fluchtend ausgerichtet sind. In den Trägerplatten 36 und 38 sind mehrere Durchgangsöffnungen 52 ausgebildet, die etwas größer als die Setzköpfe oder die ausgebildeten gestauchten Bereiche oder Schließköpfe der Nieten 35 bemessen sind. Die Durchgangsöffnungen 52 in den Trägerplatten 36, 38 sind zu den in einer Linie befindlichen Öffnungen der gegenüberliegenden Trägerplatte fluchtend ausgerichtet, wie dies am besten in 2 zu sehen ist. Die Durchgangsöffnung 52 nimmt den gestauchten Bereich oder Schließkopf der Niete oder alternativ den Nietensetzkopf auf, wenn die Kupplungsscheibenanordnung 24 in der axialen Richtung vollständig zusammengedrückt ist.
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Das Kupplungsreibungsmaterial wird gewöhnlich entweder als organisch oder als keramisch klassifiziert. Alternative oder äquivalente Charakterisierungen eines keramischen Reibmaterials sind metallisch und keramisch-metallisch. In dieser Anmeldung wird der Ausdruck keramisch allgemein für beliebige Reibmaterialien in der Kupplungstechnik verwendet, die als keramisch, metallisch oder keramisch-metallisch bezeichnet werden können. Ein organisches Material ist im Allgemeinen dadurch gekennzeichnet, dass mit ihm eine gesteuerte Kupplungseinrückung oder ein gesteuertes In-Eingriff-Bringen der Kupplung leichter zu bewerkstelligen ist. Ein keramisches Material ist im Allgemeinen dadurch gekennzeichnet, dass es mit ihm verhältnismäßig schwierig ist, sanfte Kupplungseinrückungen zu erreichen. Dieser Unterschied ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass ein organisches Material im Allgemeinen in der Lage ist, unter den Kupplungseingriffsbelastungen mehr nachzugeben oder mehr durchzufedern als das keramische Material. Organisches Material verursacht weniger Verschleiß an den Eingriffsflächen der Druckplatte und des Schwungrads. Keramisches Material gilt im Vergleich zu einem organischen Material allgemein als verschleißfester und als in der Lage, für eine gegebene Durchmessergröße und Klemmbelastung eine höhere Drehmomentübertragungskapazität zu ermöglichen.
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Die Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 weist identische Reibringe 30 und 32 auf. Die Reibbeläge 40 und 42 sind demgemäß identisch und aus keramischem Material ausgebildet. Eine Direktverbindung der Reibbeläge 40 und 42 mit den ringförmigen Trägerplatten 36 und 38 führt zu einer dünneren Mitnehmerscheibe und identischen Reibringen im Vergleich zu denjenigen, die für gedämpfte Mitnehmerscheiben mit keramischem Material typisch sind. Es sind dünnere Scheibenanordnungen 24 möglich, weil die Nieten nicht durch die Reibbeläge hindurchführen und die Reibbeläge 42 keine Eingriffsfläche für die Nieten 35 bereitstellen müssen. Das genaue Verfahren der An- oder Verbindung ist für diese Erfindung nicht von Bedeutung. Zu zwei möglichen Verbindungsverfahren gehört das Auftragen einer Lötpaste entweder auf die Trägerplatten 36, 38 oder auf die Reibbeläge 40, 42 und ein Erhitzen eines Kontaktbereichs zwischen den Reibbelägen 40, 42 und den Trägerplatten 36, 38, wodurch die Lötpaste veranlasst wird, zu schmelzen und die Reibbeläge 40, 42 an die Trägerplatten 36, 38 zu binden. Ein weiteres Verfahren besteht darin, die Reibbeläge 40, 42 unmittelbar an den Trägerplatten 36, 38 zu bilden, indem pulvriges Reibmaterial auf die Trägerplatten 36, 38 aufgebracht und das pulverförmige Reibmaterial Wärme und Druck ausgesetzt wird, so dass das Reibmaterial sintert oder auf die Trägerplatten 36, 38 aufschmilzt und die Reibbeläge 40, 42 bildet. Das pulvrige Reibmaterial wird während der Verpressung durch Formen gehalten, so dass es sich nicht über die gewünschte Gestalt der Reibbeläge 40, 42 hinaus ausbreitet.
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Die Trägerplatten 36, 38 können vorteilhafterweise mit einem Überzug aus einem Isolationsmaterial 53 versehen sein, um die während eines Kupplungseingriffs erzeugte Reibungswärme, die zu den Dämpfungselementen 34 übertragen wird, zu verringern. Eine zu hohe Aufheizung der Dämpfungselemente kann zu einer verringerten Dämpfungsfähigkeit führen. In einer Ausführungsform befindet sich das Isolationsmaterial 53 auf einer mit den Dämpfungselementen 34 in Eingriff kommenden Seite 54 der Trägerplatte. Das Isolationsmaterial 53 sollte einen Widerstand gegen die Übertragung von Wärme bieten, braucht jedoch nicht besonders belastungsfest zu sein. Das Isolationsmaterial 53 kann Glasfaser, Kork und beliebiges Phenolmaterial enthalten, ist jedoch nicht auf diese Werkstoffe beschränkt. Eine weitere Isolation kann durch Isolieranordnungen erzielt werden, die zwischen die Nieten und die Verbindung zwischen dem Reibbelag und den Dämpfungselementen 34 angeordnet werden. Die Isolieranordnungen können in Form einer Beschichtung über dem Niet vorgesehen sein.
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie am besten aus 4 und 5 ersichtlich ist, weist ein organisches Belagsmaterial auf einer ersten Seite einer Kupplungsscheibenanordnung 124 und ein keramisches Belagsmaterial auf der zweiten Seite der Abtriebsscheibe auf. Das organische Belagsmaterial bildet selbst einen Reibring 130. Der Reibring 130 weist mehrere in Umfangsrichtung verteilte Aufnahmeöffnungen 148 auf. Der Reibring 130 ist an den verbundenen Dämpfungs- oder Federungselementen 34 mittels Nieten 35 angenietet. Die Aufnahmeöffnungen 148 sind angesenkt oder eingelassen, um zu ermöglichen, dass der Setzkopf oder Schließkopf der Nieten 35 unterhalb einer Eingriffsfläche 156 des Reibrings 130 angeordnet werden kann. Alternativ könnte der organische Ring 130 mit einer metallenen Trägerplatte verbunden sein, bei der Aufnahmeöffnungen durch die Trägerplatte hindurch führen und die Nieten 35 an der Trägerplatte angreifen.
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In der Kupplungsanordnung ist der organische Reibring 130 der Mitnehmer- bzw. Abtriebsscheibe 24 in Richtung auf das Motorschwungrad 12 zu angeordnet, während der keramische Reibring 32 in Richtung auf die Druckplatte 26 zu angeordnet ist. Infolge dieser Ausrichtung ergibt die Kupplung vorteilhafterweise Eingriffseigenschaften, die denjenigen einer keramischen Kupplung ähnlich sind, während der Verschleiß an dem Schwungrad der gleiche ist wie bei einer organischen Scheibe. Infolgedessen erleidet die Druckplatte über die Nutzungslebensdauer einer Schwungradscheibe mehr Verschleiß als das Schwungrad. Dies ermöglicht einem Wartungstechniker, die Anordnung aus dem Deckel 14 und der Druckplatte 26 zu ersetzen und das verhältnismäßig leicht verschlissene Schwungrad 12 für einen weiteren Betrieb am Einsatzort zu belassen. Dies verringert wesentlich den zur Instandhaltung einer verschlissenen Kupplung erforderlichen Aufwand.
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Eine noch weitere Ausführungsform ist in den 7 und 8 veranschaulicht. Eine perforierte oder durchlöcherte Stahlscheibe 258 erstreckt sich von der Kupplungsdämpfereinrichtung in radialer Richtung. Auf einer ersten Seite der Stahlscheibe 258 ist ein Reibring 230 aus organischem Material mittels Nieten 235 angebracht. An der Stahlscheibe 258 sind auf einer zu dem Reibring 230 aus organischem Material gegenüberliegenden Seite mehrere Dämpfungs- oder Federungselemente 234 fixiert. Ein Reibring 232 aus keramischem Material, der eine Trägerplatte 236 aus Stahl mit an dieser angeordnetem keramischen Reibmaterial 240 aufweist, ist an den Dämpfungselementen 234 auf der von der Stahlscheibe 258 wegweisenden Seite mittels (nicht veranschaulichten) Nieten befestigt. Das keramische Reibmaterial 240 kann entweder in Form von Belägen oder in Form eines kreisförmigen Ringes ausgebildet sein. In schwalbenschwanzförmigen Einsatznuten 260 innerhalb der Scheibe 258 können wahlweise Ausgleichsgewichte platziert werden.
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Eine Direktverbindung des keramischen Reibmaterials 240 mit einem kreisringförmigen Stahlring anstelle einer Direktverbindung eines Reibmaterials mit kleineren diskreten bogenförmigen Trägerelementen, die wiederum gesondert an der Kupplungsanordnung montiert sind, wie dies im Stand der Technik der Fall ist, weist mehrere Vorteile auf. Einzelne separate Elemente neigen mehr zu „überhitzten Stellen” (Hot Spots) und sich hieraus ergebendem Verzug der bogenförmigen Trägerelemente. Eine Quelle der heißen Stellen ist die Änderung der Verlagerung aufgrund der Schwankung der Dämpfungselemente. Bei einem einzelnen bogenförmigen Ring ist die Schwankung auf ein Minimum reduziert, weil die unitären Ringe jedes einzelne Dämpfungselement an einer zu großen örtlich begrenzten Verlagerung hindern. Außerdem ergibt sich mit unitären Ringen eine festere Struktur für die Kupplungsscheibe. Die Erfindung hat im Vergleich zu bogenförmigen Elementen eine gleichmäßigere Dämpfungsrate zur Folge.
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In der erfindungsgemäßen Variante der vorliegenden Erfindung, wie sie am besten in den 9–11 veranschaulicht ist, weist eine Kupplungsscheibenanordnung 324 einen verbesserten ersten und zweiten Reibring 330 bzw. 332 auf, die in Bezug aufeinander vorteilhaft ausgerichtet sind. Die Reibringe 330 und 332 weisen erste und zweite schlüssellochartige Schlitze 360 bzw. 362 auf, die jeweils direkt angebundene erste und zweite Reibbeläge 340 bzw. 342 voneinander trennen.
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Die Reibringe 330 und 332 sind mit einer Kupplungsdämpfereinrichtung 328 über eine Stahlscheibe 358 verbunden, wie dies am besten in den 9 und 10 veranschaulicht ist. Die Scheibe 358 ist in dem Dämpfer 328 in einer in der Technik allgemein bekannten Weise eingebaut. Die genaue Konfiguration des Dämpfers 328 kann mit der Beschreibung des Dämpfers 28 übereinstimmen, ist jedoch für die vorliegende Erfindung nicht entscheidend. Der Reibring 332 ist mit der Scheibe 358 über mehrere dazwischen angeordnete Dämpfungselemente 334 indirekt verbunden. Die Dämpfungselemente 334 sind mit den Dämpfungselementen 34 und 234 identisch oder wenigstens zu diesen im Wesentlichen ähnlich. Die Dämpfungselemente 334 könnten alternativ zwischen der Scheibe 358 und dem Reibring 330 positioniert sein.
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Die Reibringe 330 und 332 enthalten eine erste und eine zweite Trägerplatte 336 bzw. 338. Die Trägerplatten 336 und 338 sind aus Stahl ausgebildet. Wie in den 9–11 veranschaulicht, sind mehrere erste Reibbeläge 340 mit der ersten Trägerplatte 336 direkt verbunden, während mehrere zweite Reibbeläge 342 mit der zweiten Trägerplatte 338 direkt verbunden sind. Die Reibbeläge 340 und 342 sind vorzugsweise aus einem keramischen Material gebildet. Die Anbindung der Reibbeläge stimmt mit der obigen Beschreibung der Anbindung der Beläge 40 und 42 an die Platten 36 und 38 überein. Es ist verständlich, dass die Reibbeläge 340 und 342 alternativ anstelle der Direktverbindung durch Annieten an den Trägerplatten 330 und 332 fixiert werden könnten. Das Reibmaterial alleine könnte an den Trägerplatten 330 und 332 angenietet oder zuerst an kleineren örtlich begrenzten Trägerplatten (nicht veranschaulicht) montiert sein, die wiederum durch Nieten an den Trägerplatten 330 und 332 fixiert sein würden. Die Trägerplatten 336 und 338 weisen jeweils mehrere erste und zweite Arme 364 und 366 auf, die durch schlüssellochförmige Schlitze 360 bzw. 362 voneinander getrennt sind. Die Schlitze 360 und 362 sind an ihren Enden offen. Die Beläge 340 sind an den Armen 364 derart montiert, dass eine Kante unmittelbar an dem benachbarten Schlitz 360 angeordnet ist und hinsichtlich ihrer Gestalt mit dem benachbarten Schlitz 360 übereinstimmt. In einer Ausführungsform ist die Hinterkante der Reibbeläge 342 auf einer Dämpfungselementseite der Trägerplatte 338 in der Nähe des Schlitzes 362 angeordnet. Wie in den 9 und 10 veranschaulicht, nimmt der Belag 340 in etwa die Hälfte des Flächenbereichs des ersten Arms 364 ein, indem er sich von einem Innenumfang zu einem Außenumfang der Platte 336 erstreckt und er sich in Umfangsrichtung von einem Schlitz 360 ungefähr über die halbe Strecke hinweg zu dem nächsten Schlitz 360 erstreckt. Die Beläge 340 und 342 können entweder breiter oder schmaler gestaltet werden. Wie in den 9 und 11 ohne weiteres zu ersehen, weiten sich die Fingerschlitze an ihrer Basis oder ihrem Grund auf, was den Schlitzen 360 und 362 ihre charakteristische schlüssellochförmige Gestalt verleiht. Vorteilhafte Effekte sind anhand von Testdaten veranschaulicht. Die Reibbeläge 340 und 342 sind mit Durchgangsöffnungen zur Aufnahme von Nieten versehen, sind jedoch nicht durch Nieten gehalten oder mit diesen verbunden.
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Ein wesentlicher Vorteil der Kombination aus Direktverbindung und schlüssellochförmigen Schlitzen liegt in der vergrößerten Energieabsorption bei verringertem Verzug. Es wird angenommen, dass eine vollständige oder nahezu vollständige Überlappung der Reibbeläge 340 und 342, wie am besten in 10 veranschaulicht, zu der verringerten Verzugsneigung vorteilhaft beiträgt. Obwohl dies den Figuren nicht leicht entnehmbar ist, sind die Reibbeläge 340 und 342 auch mit den Dämpfungs- bzw. Federungselementen 334 fluchtend ausgerichtet, wobei die Anzahl der Dämpfungselemente 334 der Anzahl der Reibbeläge auf jedem der Reibringe 330, 332 gleich ist (in Übereinstimmung mit der Struktur nach 2, die einen ungeschlitzten Reibring mit zehn Reibbelägen 42 und zehn Dämpfungselementen 34 veranschaulicht). Während neun Reibbeläge/Schlitze/Arme/Dämpfungselemente veranschaulicht sind, können mehrere oder wenigere eingesetzt werden. Der äußere Umfangsrand der Anordnung 342 weist mehrere Lagen auf, wobei die Lagen von einer Seite zu der anderen Seite aus Folgendem bestehen: erste Reibbeläge 340, die mit der ersten Trägerplatte 336 direkt verbunden sind, die die Schlüssellochschlitze 360 enthält, wobei die Trägerplatte 336 an der Scheibe 358 angenietet ist, die mit der Kupplungsdämpfereinrichtung 328 verbunden ist; an der Scheibe 358 sind mehrere Dämpfungselemente angenietet; an den Dämpfungselementen 334 ist die zweite Trägerplatte 338 angenietet, und an der zweiten Trägerplatte 338 sind die zweiten Reibbeläge 342 direkt angebunden. Die Scheibe 358 kann mehrere Schlitze 368 aufweisen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Schlitze 360 und 362 in den Trägerplatten 336 und 338 ist, wie dies für die Scheibe 258 veranschaulicht ist. Der Radius an dem Grund der Scheibenschlitze der Scheibe 258 ist nicht von der schlüssellochförmigen Art, könnte dies jedoch sein. Testdaten bestätigen die Effektivität dieser Einrichtungsanordnung. Eine Scheibenanordnung, die keine Schlitze in den Trägerplatten 336 und 338 aufwies, nahm eine gesamte Energiemenge von 1899 kJ (1800 BTU) auf, bevor sie deutlich beschädigt war. Eine Scheibenanordnung 358, wie vorstehend beschrieben, mit den Schlitzen 360 und 362 absorbierte eine Gesamtmenge von 32599,5 kJ (30900 BTU), ohne dass sie einen wesentlichen Schaden erlitten hat.
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In einer alternativen Struktur, die nicht veranschaulicht ist, weist die Scheibe 358 einen viel kleineren Durchmesser auf, so dass die Reibringe 330 und 332 nicht der Scheibe 358 überlagert sind. Die Reibringe 330 und 332 sind direkt an den Dämpfungselementen 334 angebracht, die wiederum an einem äußeren Umfangsrand der Scheibe 358 ähnlich der in 2 veranschaulichten Anordnung angenietet sind.