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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere
Kraftfahrzeugkupplung, umfassend einen ersten Kupplungsbereich mit einer
einer ersten Seite der Kraftfahrzeugkupplung zuzuordnenden Reibbelaganordnung,
welche wahlweise zwischen einer Anpreßanordnung und einer Widerlageranordnung – jeweils
einer zweiten Seite der Kraftfahrzeugkupplung zuzuordnend – zur Herstellung
einer drehfesten Verbindung von erster und zweiter Seite der Kraftfahrzeugkupplung
klemmbar ist.
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Aus
der
DE 197 28 241
C2 ist beispielsweise eine Reibungskupplung mit einem Torsionsschwingungsdämpfer bekannt,
bei der zwischen dem Reibungskupplungsmodul und einem vorgeschalteten drehbaren
Eingangsteil eine diese in Drehmoment-Übertragungsverbindung dreheleastisch
miteinander kuppelnde Federeinrichtung mit einem eine oder mehrere
federnd ausgebildete Windungen mit ihren Enden befestigt ist. Diese
hier gezeigte Ausbildung einer drehelastischen Übertragungsverbindung ist nur
geeignet, Drehmomentspitzen infolge Drehungleichförmigkeit
hinsichtlich der Geschwindigkeit der Momentenänderung zu reduzieren. Momentenspitzen
können
im allgemeinen nicht reduziert werden.
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Aus
der
US 4 181 208 ist
ebenfalls ein Torsionschwingungsdämpfer bekannt, bei dem über eine Drehfederanordnung
ein Schwingungsdämpfer
ausgebildet ist um die durch Torsionsschwingungen verursachte Drehmomentschwankungen
in ihrer Steigung zeitlich zu glätten.
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Aus
der
DE 34 35 917 A1 ist
eine Kupplungsscheibe bekannt, bei der eine Spreizringfeder innerhalb
des Torsionsschwingungsdämpfers
eingebracht ist.
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Auch
hier ist keine die Drehmomentübertragungsfähigkeit
steigernde Wirkung erzielt sondern lediglich eine Torsionschwingung
dämpfbar.
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Bei
derartigen als sogenannte trocken laufende Reibungskupplungen bekannten
Kupplungen besteht grundsätzlich
das Problem, daß bei
starker Beanspruchung, insbesondere bei im Antriebssystem auftretenden
Lastwechseln, das durch die Klemmung der Reibbelaganordnung zwischen
der Anpreßanordnung
und der Widerlageranordnung maximal ohne Schlupf übertragbare
Drehmoment überschritten
werden kann. Die Folge daraus ist, daß sich in undefinierter Art
und Weise ein Schlupf einstellen kann mit daraus resultierender
Abnutzung der Reibbelaganordnung.
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Eine
Möglichkeit,
das maximal ohne Schlupf übertragbare
Kupplungsmoment zu erhöhen
wäre es,
eine Anpreßkrafterzeugungsanordnung,
beispielsweise eine Membranfeder, durch welche die Anpreßanordnung
gegen die Widerlageranordnung gedrückt wird, so auszubilden, daß sie eine
größere Anpreßkraft vorsehen
kann. Dies würde
jedoch Anpassungsmaßnahmen
im Bereich des Ausrückers nach
sich ziehen, da beim Ausrücken
gegen die erzeugte Anpreßkraft
gearbeitet werden muß.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibungskupplung
vorzusehen, bei welcher in einfacher und zuverlässiger Weise ohne das Erfordernis,
Anpassungsmaßnahmen
an anderen Baugruppen des Antriebssystems vorzunehmen, das maximal übertragbare
Kupplungsmoment erhöht werden
kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Reibungskupplung, umfassend einen ersten Kupplungsbereich mit
einer einer ersten Seite der Kraftfahrzeugkupplung zuzuordnenden
Reibbelaganordnung, welche wahlweise zwischen einer Anpreßanordnung
und einer Widerlageranordnung – jeweils einer
der zweiten Seite der Kraftfahrzeugkupplung zuzuordnend – zur Herstellung
einer drehfesten Verbindung von erster und zweiter Seite der Kraftfahrzeugkupplung
klemmbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Reibungskupplung umfaßt ferner
einen zweiten Kupplungsbereich mit einer Schlingfederanordnung und
einer Schlingfeder-Ansteueranordnung.
Die Schlingfederanordnung weist wenigstens ein Schlingfederelement
auf, das im Bereich einer Seite von erster und zweiter Seite der
Kraftfahrzeugkupplung in wenigstens einem Ansteuerbereich desselben
durch die Schlingfeder-Ansteueranordnung ansteuerbar ist und das
einen Reibbereich aufweist, dessen Reibeingriff mit der jeweils
anderen Seite von erster und zweiter Seite der Kraftfahrzeugkupplung
gemäß der Ansteuerung durch
die Schlingfeder-Ansteueranordnung veränderbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Reibungskupplung ist
also in zwei Bereiche unterteilt, d. h. den ersten Bereich, der
im allgemeinen durch den herkömmlichen
Aufbau einer trocken laufenden Reibungskupplung gebildet ist, und
den zweiten Bereich, der durch eine Schlingfederanordnung eine zusätzliche
reibkraftschlüssige
Verbindung zwischen erster und zweiter Seite der Reibungskupplung
herstellen kann. Durch die entsprechende Ansteuerung vermittels
der Schlingfeder-Ansteueranordnung kann somit in gewünschten
Betriebszuständen
ein zusätzliches Kupplungsmoment
bereitgestellt werden, d. h. das durch die Kupplung ohne Schlupf
maximal übertragbare
Drehmoment kann erhöht
werden.
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Vorzugsweise
weist das wenigstens eine Schlingfederelement einen ersten Ansteuerbereich, vorzugsweise
im Bereich eines ersten Endes desselben, und einen zweiten Ansteuerbereich,
vorzugsweise im Bereich eines zweiten Endes desselben, sowie zwischen
dem ersten und dem zweiten Ansteuerbereich den Reibbereich auf,
und das wenigstens eine Schlingfederelement ist in seinem ersten und
seinem zweiten Ansteuerbereich mit der einen Seite von erster und
zweiter Seite der Kraftfahrzeugkupplung verbunden.
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Da
die Gefahr bei Erzeugung eines ungewünschten Schlupfes in der Kraftfahrzeugkupplung dann
am größten ist,
wenn die Last an der Kupplung oder eine Laständerung im System groß ist, wird
vorgeschlagen, daß das
wenigstens eine Schlingfederelement gemäß einer über die Kraftfahrzeugkupplung zu übertragenden
Last durch die Schlingfeder-Ansteueranordnung ansteuerbar ist.
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Hierzu
kann beispielsweise die Schlingfeder-Ansteueranordnung einen Torsionsschwingungsdämpfer umfassen,
welcher eine Primärseite und
eine gegen die Wirkung wenigstens eines Federelements einer Dämpfer-Federanordnung um
eine Achse verdrehbare Sekundärseite
aufweist, und das wenigstens eine Schlingfederelement kann gemäß einem
Relativdrehzustand zwischen Primärseite
und Sekundärseite
ansteuerbar sein.
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Ein
derartiger Torsionsschwingungsdämpfer kann
wie folgt aufgebaut sein: Er umfaßt eine Primärseite,
eine bezüglich
der Primärseite
um eine Drehachse gegen die Wirkung wenigstens eines Federelements
einer Dämpfer-Federanordnung drehbare Sekundärseite und
eine in Abhängigkeit
von dem Relativdrehzustand zwischen der Primärseite und der Sekundärseite wirkende
Reibanordnung.
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Die
Reibanordnung kann eine Schlingfederanordnung mit wenigstens einem
Schlingfederelement umfassen, das in wenigstens einem Ansteuerbereich
desselben mit wenigstens einer Seite von Primärseite und Sekundärseite oder
einer mit dieser Seite im wesentlichen fest gekoppelten Komponenten
verbunden ist und in einem Reibbereich in Reibeingriff mit einer
Seite von Primärseite
und Sekundärseite – im folgenden
die zugeordnete Seite genannt – oder
einer mit dieser Seite im wesentlichen fest verbundenen Komponente
steht oder bringbar ist.
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Der
gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung aufgebaute Torsionsschwingungsdämpfer kann
also durch die Eingliederung einer Schlingfeder anordnung in diesen
in einfacher Weise in Abhängigkeit
von dem Relativdrehzustand zwischen Primärseite und Sekundärseite ein
Reibmoment erzeugen, das, wie eingangs beschrieben, dazu genutzt werden
kann, zwischen der ersten und der zweiten Seite einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung
ein zusätzliches
Kupplungsmoment bereitzustellen, das jedoch gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der
Erfindung ebenso in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden kann,
eine last- und somit relativdrehwinkelabhängige Dämpfungsreibungskraft bereitzustellen.
Ein wesentlicher Vorteil hierbei ist, daß durch die auftretende Relativdrehung
zwischen Primärseite und
Sekundärseite
eine allmähliche
Erhöhung
der durch die Schlingfederanordnung erzeugten Reibkraft bereitgestellt
wird, so daß eine
ebenfalls allmähliche Änderung
der Dämpfungscharakteristik
erzeugt wird. Insbesondere beim Einsatz zum Bereitstellen eines
zusätzlichen
Kupplungsmoments kann die Anordnung derart sein, daß erst im
Bereich des Endes des maximal zulässigen Drehwinkelbereichs zwischen
Primärseite
und Sekundärseite
die Schlingfederanordnung ein wesentliches zusätzliches Kupplungsmoment bereitstellt,
wobei dieser Endbereich des Drehwinkels beispielsweise durch die
letzten 10 bis 5E der Relativdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite gebildet
sein kann.
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Das
wenigstens eine Schlingfederelement kann in einem ersten Ansteuerbereich,
vorzugsweise in einem ersten Endbereich desselben, mit der Primärseite verbunden
sein und in einem zweiten Ansteuerbereich, vorzugsweise nahe einem
zweiten Endbereich desselben, mit der Sekundärseite verbunden sein und kann
zwischen dem ersten und dem zweiten Ansteuerbereich den Randbereich
aufweisen, mit welchem es in Anlage an eine Seite von Primärseite und
Sekundärseite
oder einer mit dieser Seite im wesentlichen fest gekoppelten Komponente ist
oder bringbar ist.
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Vorzugsweise
sind bei Relativverdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite im
Sinne einer Auslenkung aus einer neutralen Relativdrehstellung heraus
der erste und der zweite Ansteuerbereich derart bezüglich einander
verlagerbar, daß eine Reib-Anlagekraft
des Reibbereichs gegen die zugeordnete Seite von Primärseite und
Sekundärseite
beziehungsweise die mit dieser festgekoppelten Komponente zunimmt.
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Insbesondere
beim Einsatz eines derartigen Torsionsschwingungsdämpfers zur
Bereitstellung eines zusätzlichen
Kupplungsmoments ist es vorteilhaft, wenn die Schlingfederanordnung
wenigstens zwei Schlingfederelemente aufweist, wobei die wenigstens
zwei Schlingfederelemente eine Erhöhung der Reibanlagekraft an
der zugeordneten Seite von Primärseite
und Sekundärseite
oder bezüglich
einer mit dieser im wesentlichen festgekoppelten Komponente vorsehen,
wenn Primärseite
und Sekundärseite
im Sinne einer Auslenkung aus einer neutralen Relativdrehstellung
in einer ersten Relativdrehrichtung bezüglich einander verdreht werden,
oder wobei ein erstes der Schlingfederelemente eine Erhöhung der Reib-Anlagekraft
an der zugeordnete Seite von Primärseite und Sekundärseite beziehungsweise
einer mit dieser fest gekoppelten Komponente vorsieht, wenn Primärseite und
Sekundärseite
im Sinne einer Auslenkung aus einer neutralen Relativdrehstellung in
einer ersten Relativdrehrichtung bezüglich einander verdreht werden,
und ein zweites der Schlingfederelemente eine Erhöhung der
Reib-Anlagekraft
an der zugeordneten Seite von Primärseite und Sekundärseite beziehungsweise
einer mit dieser fest gekoppelten Komponente vorsieht, wenn Primärseite und
Sekundärseite
im Sinne einer Auslenkung aus einer neutralen Lage in einer der
ersten Relativdrehrichtung entgegengesetzten zweiten Relativdrehrichtung
bezüglich
einander verdreht werden.
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Das
wenigstens eine Schlingfederelement kann die Drehachse wenigstens
bereichsweise umgeben und in einer neutralen Relativdrehlage zwischen
Primärseite
und Sekundärseite
einen vorgegebenen Umschlingungswinkel bezüglich der Drehachse aufweisen.
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Das
wenigstens eine Schlingfederelement kann an einer Außenumfangsfläche den
Reibbereich bilden, und zur Erhöhung
der Reib-Anlagekraft an der zugeordneten Seite von Primärseite und
Sekundärseite
beziehungsweise der mit dieser im wesentlichen fest gekoppelten
Komponente wird dann bei Relativverdrehung zwischen Primärseite und
Sekundärseite
der Umschlingungswinkel des wenigstens einen Schlingfederelements
verringert.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, daß das wenigstens
eine Schlingfederelement an einer Innenumfangsfläche den Reibbereich bildet
und daß zur Erhöhung der
Reib-Anlagekraft an der zugeordneten Seite von Primärseite und
Sekundärseite
beziehungsweise der mit dieser im wesentlichen festgekoppelten Komponente
bei Relativverdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite der
Umschlingungswinkel des wenigstens einen Schlingfederelements vergrößert wird.
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Das
wenigstens eine Schlingfederelement kann in seinem Reibbereich zur
Anlage an einer Komponente bringbar sein, welche mit der Primärscheibe
oder der Sekundärscheibe
permanent im wesentlichen festgekoppelt ist oder einen Teil derselben
bildet.
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Insbesondere
beim vorangehend beschriebenen Einsatz zur Bereitstellung eines
zusätzlichen Kupplungsmoments
ist es jedoch vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Schlingfederelement
mit seinem Reibbereich zur Anlage an einer Komponente bringbar ist,
welche mit der Primärseite
oder der Sekundärseite
wahlweise im wesentlichen fest koppelbar ist und wahlweise von dieser
entkoppelbar ist.
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Diese
Komponente kann mit der Primärseite oder
der Sekundärseite
durch eine Reibungskupplung wahlweise koppelbar sein oder einen
Teil einer Reibungskupplung bilden, welcher bei eingerückter Reibungskupplung
mit der Primärseite
oder der Sekundärseite
im wesentlichen fest gekoppelt ist.
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Vorzugsweise
ist dabei der Aufbau derart, daß der
Torsionsschwingungsdämpfer
in eine Kupplungsscheibe der Reibungskupplung integriert ist und eine
mit Reibbelägen
im wesentlichen drehfest verbundene oder verbindbare Primärseite und
eine mit einer Nabe im wesentlichen drehfest verbundene oder verbindbare
Sekundärseite
aufweist, wobei das wenigstens eine Schlingfederelement an seinen
Ansteuerbereichen mit der Primärseite
beziehungsweise der Sekundärseite
zusammenwirkt und an seinem Reibbereich in Anlage an einem Schwungrad
oder einer Anpreßplatte
der Reibungskupplung ist oder bringbar ist.
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Alternativ
ist es möglich,
daß der
Torsionsschwingungsdämpfer
in ein Zwei-Massen-Schwungrad
integriert ist und eine mit einem Schwungrad einer Reibungskupplung
im wesentlichen drehfest verbundene oder verbindbare Sekundärseite und
eine mit einer Antriebswelle im wesentlichen drehfest verbundene
oder verbindbare Primärseite
aufweist, wobei das wenigstens eine Schlingfederelement an seinen
Ansteuerbereichen mit der Primärseite
und der Sekundärseite
zusammenwirkt und an seinem Reibbereich in Anlage an einer mit dem
Schwungrad wahlweise drehfest koppelbaren Kupplungsscheibe ist oder
bringbar ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert
beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Teil-Längsschnittansicht
einer Kupplung, in welche eine Schlingfederanordnung integriert
ist;
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2 eine
Teil-Axialansicht der in 1 dargestellten Kupplung im
Bereich der Schlingfederanordnung, teilweise geschnitten; und
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3 eine
Teil-Längsschnittansicht
eines Zwei-Massen-Schwungrads mit integrierter Schlingfederanordnung.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Kraftfahrzeugkupplung 10, welche dazu ausgebildet
ist, eine drehfeste Kopplung zwischen einer Antriebswelle, beispielsweise
einer Kurbelwelle 12 einer Brennkraftmaschine, und einer Getriebeeingangswelle 14 herzustellen.
Die Kupplung 10 weist dazu ein mit der Antriebswelle 12 drehfest
verbundenes Schwungrad 16 auf, wobei die Anbindung beispielsweise über dargestellte
Schraubbolzen 18 oder in anderer Weise erfolgen kann. Dieses
Schwungrad 16 trägt
radial außen einen
Anlasserzahnkranz 20. In bekannter Weise ist mit dem Schwungrad 16 ferner
ein Kupplungsgehäuse 22 radial
außen
drehfest verbunden, beispielsweise angeschraubt, angenietet, aufgesteckt
oder verstemmt oder dergleichen. Im Kupplungsgehäuse 22 ist eine Anpreßplatte 24 angeordnet,
auf welche ein Kraftspeicher 26, beispielsweise in Form
einer Membranfeder 26, einwirkt, welcher Kraftspeicher
sich in einem radial mittleren Bereich in an sich bekannter Weise
am Gehäuse 22 abstützt und
mit seinem radial äußeren Bereich
die Anpreßplatte 24 in
Richtung auf das Schwungrad 16 zu preßt. Zwischen der Anpreßplatte 24 und
dem Schwungrad 16 sind die Reibbeläge 28 einer allgemein
mit 30 bezeichneten Kupplungsscheibe angeordnet. Die Kupplungsscheibe 30 umfaßt einen
in diese integrierten Torsionsschwingungsdämpfer 32 beziehungsweise
bildet einen Torsionsschwingungsdämpfer. Der Torsionsschwingungsdämpfer 32 weist
zwei Deckscheibenteile 34, 36 auf, die in ihrem
radial inneren Bereich drehfest mit einer Nabe 38 verbunden
sind, die über
eine Verzahnung wiederum drehfest mit der Getriebeeingangswelle 14 gekoppelt
ist. Radial außen
sind die beiden Deckscheibenteile, im allgemeinen auch Deckbleche
genannt, durch eine Mehrzahl von Bolzen 38 miteinander
drehfest verbunden.
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Zwischen
den beiden Deckscheibenteilen 34, 36 ist ein zentrales
Scheibenteil 40 angeordnet, das im Bereich der Bolzen 38 Umfangsausnehmungen 42 aufweist
und das in seinem radial inneren Bereich über einen Lagerring 44 sowohl
axial als auch radial bezüglich
der Nabe 38 gehalten ist. Es sei darauf verwiesen, daß hier durch
eine Vorspannfeder 46 und einen Reibring 48 eine
an sich bekannte Reibeinrichtung zur Erzeugung einer Reibungsdämpfungskraft
zwischen den Deckscheibenteilen 34, 36, welche
hier eine Sekundärseite 50 des
Torsionsschwingungsdämpfers
bilden und dem zentralen Scheibenteil 40 und den daran
getragenen Reibbelägen 28, welche
eine Primärseite 52 des
Torsionsschwingungsdämpfers
bilden, erzeugt.
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In
an sich bekannter Weise wirkt zwischen der Primärseite 52 und der
Sekundärseite 50 eine Dämpfer-Federanordnung 54 mit
einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend und in
jeweiligen Federfenstern der Scheibenteile 34, 36, 40 angeordneten
Federn 56. Wie dargestellt, können hier auch ineinander gestaffelte
Federn 56, 58 eingesetzt werden. Durch die in
den Umfangsausnehmungen 42 bewegbaren Bolzen 38 ist
zusätzlich
eine Drehwinkelbegrenzung für
die Primärseite 52 und
die Sekundärseite 50 vorgesehen,
so daß bei
auftretender Relativverdrehung zwischen Primärseite 52 und Sekundärseite 50 eine übermäßige Beanspruchung
der Federn 56, 58 verhindert werden kann.
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Man
erkennt in 1, daß von den Deckscheibenteilen 34, 36 radial
außen
jeweils Lappen 58, 60 abgebogen sind. Bezüglich diesen
Lappen 58, 60 in Umfangsrichtung versetzt sind
am zentralen Scheibenteil 40 ebenfalls in beiden Richtungen
abstehend Vorsprünge 62, 64 beispielsweise
in Form von angebrachten Nieten oder ebenfalls abgebogenen Bereichen
vorgesehen.
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Jedem
Paar aus Lappen 58, 60 und Vorsprüngen 62, 64 zugeordnet
ist ein Schlingfederelement 66, 68 zugeordnet,
das sich näherungsweise um
360° bezüglich der
Drehachse A erstreckt und mit seinen Endbereichen 70, 72 (siehe 2)
an den Platten 58, 60 beziehungsweise den Vorsprüngen 62, 64 festgelegt,
beziehungsweise mit diesen verbunden ist. Eine Außenumfangsfläche des
in 1 links dargestellten Schlingfederelements 66 liegt
einer Innenumfangsfläche 74 des
Schwungrads 16 radial gegenüber, und eine Außenumfangsfläche des
in 1 rechts dargestellten Schlingfederelements liegt
einer Innenumfangsfläche 76 der
Anpreßplatte 24 gegenüber. Insbesondere
kann die Anordnung derart sein, daß bei neutraler Drehstellung
zwischen Primärseite 52 und
Sekundärseite 50,
d. h. bei nicht zu übertragender
Last oder bei nicht vorhandenen Lastwechseln, im wesentlichen kein
Anlagekontakt der jeweiligen Schlingfederelemente 66, 68 mit
ihren einen jeweiligen Reibbereich bildenden Längenabschnitten 78 (siehe 2)
an der jeweiligen gegenüberliegenden
Innenumfangsfläche 74 beziehungsweise 76 besteht.
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Tritt
nun bei eingerückter
Kupplung, d. h. bei gegen die Reibbeläge 28 pressender Anpreßplatte 24 ein
großer
Lastwechsel beziehungsweise eine große Last im Antriebsstrang auf,
so daß beispielsweise
in 2 das links erkennbare Deckscheibenteil 34 (und
ebenso das in der Zeichnung dahinterliegende Deckscheibenteil 36)
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wohingegend das zentrale Scheibenteil 40 in
dieser Darstellung im Uhrzeigersinn verdreht wird, so bewegen sich
auch der dem Schlingfederelement 68 zugeordnete Lappen 60 und der
demselben Schlingfederelement 68 zugeordnete Vorsprung 64 in
Umfangsrichtung voneinander weg, so daß der Umschlingungswinkel des
Schlingfederelements 68 um die Drehachse A herum vermindert wird.
Folge daraus ist, daß das
Schlingfederelement 68 sich radial aufspreizen wird und
sich der Innenoberfläche 76 an
der Anpreßplatte 24 annähern wird und
bei entsprechend großem
Relativdrehwinkel zwischen Primärseite 52 und
Sekundärseite 50 mit
seinem Reibbereich 78 zur Anlage an eben diese Innenumfangsfläche 76 kommen
wird. Es wird auf diese Art und Weise eine Reibkraft zwischen diesem
Reibbereich 78 und der Anpreßplatte 24 aufgebaut,
welche zum einen zur Folge hat, daß eine zusätzliche Drehverbindung zwischen
der Anpreßplatte 24 und dem
Schwungrad 16 der Kupplung 10, welche Komponenten
einer Seite, im folgenden genannt zweite Seite 80, der
Kupplung zuzuordnen sind, und der Kupplungsscheibe 30 mit
ihren Reibbelägen 28 erzeugt
wird, welche Komponenten einer anderen Seite, im folgenden genannt
erste Seite 82, der Kupplung 10 zuzuordnen sind.
Treten also im Betrieb Lastspitzen auf, die dazu führen könnten, daß die Reibbeläge 28 am
Schwungrad 16 beziehungsweise der Anpreßplatte 24 schlupfen,
so führen
diese Lastspitzen oder Schwingungen immer dazu, daß eine Relativverdrehung
zwischen Primärseite 52 und
Sekundärseite 50 des
Torsionsschwingungsdämpfers 32 erzeugt
wird, mit der dabei ebenfalls auftretenden, vorangehend beschriebenen
Erzeugung einer Anlagekraft von zumindest einem der Schlingfederelemente 66, 68 an
der jeweils zugeordneten Komponente. Es wird somit eine Erhöhung des
maximal übertragbaren
Kupplungsmoments bereitgestellt, so daß auch Lastspitzen nicht zu
einem Kupplungsschlupf führen werden.
Es ist jedoch grundsätzlich
möglich,
durch entsprechende Ausgestaltung der Schlingfederelemente 66 beziehungsweise
der Membranfeder 26 eine derartige Kupplungscharakteristik
bereitzustellen, daß trotz
der zusätzlich
erzeugten Reibkraft extreme Lastspitzen noch dazu führen können, daß ein Kupplungsschlupf
auftritt, um hier einen Überlastschutz
bereitstellen zu können.
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Es
sind hier verschiedene Ausgestaltungsformen möglich. So kann, wie in 1 dargestellt, das
Schlingfederelement 66 die gleiche Wirkungscharakteristik
wie das Schlingfederelement 68 aufweisen, d. h. beide Schlingfederelemente 66, 68 werden
gleichzeitig bei Relativverdrehung zwischen Primärseite 52 und Sekundärseite 50 des
Torsionsschwingungsdämpfers 32 in
einer vorbestimmten Relativdrehrichtung wirksam. Vorteilhafterweise
wird jedoch bei einer Kupplung eine Anordnung getroffen, bei welcher
dafür Sorge
getragen ist, daß jeweils
nur eines der Schlingfederelemente 66, 68 zur
Erhöhung der
Reibkraft beiträgt,
wenn eine Relativverdrehung zwischen Primärseite 52 und Sekundärseite 50 in
einer ersten Relativdrehrichtung auftritt, und das andere der Schlingfederelemente 66, 68 wirksam
wird, wenn eine Relativdrehrichtung zwischen Primärseite 52 und
Sekundärseite 50 in
der entgegengesetzten Richtung auftritt. Dies läßt sich einfach dadurch erreichen,
daß beispielsweise
bei Darstellung in der 2 die beiden Vorsprünge 62, 64 am
zentralen Scheibenteil 40 an der gleichen Umfangsposition vorgesehen
sind und der Lappen 60 für das Deckfederelement 68 in
Umfangsrichtung bei Ansicht in 2 links
des zugeordneten Vorsprungs 64 angeordnet ist, wohingegen
der Lappen 58 für
das in 2 nicht erkennbare Schlingfederelement 66 in Umfangsrichtung
rechts des zugeordneten Vorsprungs 62 (in 2 ebenfalls
nicht erkennbar) liegt. Unabhängig
von der auftretenden Relativdrehrichtung wird immer ein Paar aus
Lappen und Vorsprung voneinander wegbewegt mit der Folge, daß das zugeordnete
Schlingfederelement 68 oder 66 aufgespreizt wird
und mit seinem Reibbereich 78 zur Anlage an der zugeordnete
Oberfläche
kommt.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß sowohl
am Schwungrad 16 als auch an der Anpreßplatte 64 eine im
Bereich der Schlingfederelemente 66, 68 liegende Außenumfangsfläche bereitgestellt
werden kann und daß die
Reibbereiche an den jeweiligen Schlingfederelementen 66, 68 dann
an jeweiligen Innenoberflächen
derselben vorgesehen sind. Auch dann läßt sich der gleiche Effekt
wie vorangehend beschrieben erhalten.
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Man
erkennt aus der vorangehenden Beschreibung, daß neben der Möglichkeit,
durch zusätzliches
Erzeugen einer Reibkraft die Erhöhung
eines Kupplungselements zu erzeugen, durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
ferner ein Torsionsschwingungsdämpfer
mit lastabhängiger
Reibcharakteristik bereitgestellt wird. Treten nämlich Lastschwingungen oder
Lastspitzen auf, welche die angesprochenen Relativverdrehungen zwischen
Primärseite 52 und
Sekundärseite 50 zur
Folge haben, so wird kontinuierlich der Anlagekontakt der Schlingfederelemente 66, 68 mit
den zugeordneten Oberflächen 74, 76 erhöht, mit
der Folge, daß die
zur Verdrehung von Primärseite 52 und
Sekundärseite 50 führenden
Lastschwingungen durch die erzeugte Reibkraft zunehmend gedämpft werden.
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Zum
Erhalt der gewünschten
Kupplungs- oder Dämpfungscharakteristik
kann jedes der Schlingfederelemente so ausgebildet werden, daß beispielsweise
ein Anlagekontakt mit Reibkrafterzeugung erst im Endbereich der
maximal zulässigen
Verdrehung zwischen Primärseite 52 und
Sekundärseite 50,
beispielsweise den letzten 10 bis 5° auftritt. Diese Ausgestaltung
ist vor allem daher vorteilhaft, da dann sichergestellt ist, daß in einem
ausgerückten
Zustand der Kupplung, in dem auch die Primärseite 52 und die Sekundärseite 50 des
Torsionsschwingungsdämpfers 32 bezüglich einander
in einer neutralen Drehlage gehalten sind, eine völlig freie
Verdrehbarkeit zwischen der ersten Kupplungsseite 82 und
der zweiten Kupplungsseite 80 ohne die Erzeugung einer
Reibkraft durch die Schlingfederelemente 66, 68 gewährleistet
werden kann. Alternativ ist es möglich,
daß bereits
relativ geringe Verdrehungen zwischen Primärseite 52 und Sekundärseite 50 zu
einer Reibkrafterzeugung führen,
obgleich in diesem Zustand das Auftreten eines Schlupfes im Bereich
der Reibbeläge 28 nicht
zur erwarten ist. In diesem Falle werden dann von Anbeginn der Relativdrehung
an zumindest geringe Reibkräfte
erzeugt, welche zur Energiedissipierung und somit zur Schwingungsdämpfung beitragen.
Insbesondere beim Einsatz als Reibeinrichtung zur Schwingungsdämpfung ist
auch die in 1 dargestellte symmetrische
Ausgestaltung vorteilhaft, d. h. eine zusätzliche lastabhängige Reibkraft
wird im wesentlichen nur in einer Relativdrehrichtung zwischen Primärseite 52 und
Sekundärseite 50 erzeugt, wohingegen
in der entgegengesetzten Relativdrehrichtung im wesentlichen keine
zusätzliche
Reibkraft erzeugt wird.
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Es
sei ferner darauf verwiesen, daß,
obgleich in den Figuren die Schlingfedern mit im wesentlichen nur
einer einzigen Windung dargestellt sind, es ebenso möglich ist,
diese mit mehreren Windungen in axialer Richtung aufeinanderfolgend
oder mit spiralartigem Aufbau auszugestalten, so daß der Schlingeffekt
der Schlingfedern, welcher dazu führt, daß ein Reibanlagekontakt an
der zugeordneten Oberfläche 74 beziehungsweise 76 zu
einer selbsthemmenden Verstärkung
der Reibungskraft führt,
verstärkt
werden kann.
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Die 3 zeigt
eine alternative Ausgestaltungsart einer Kupplung. Komponenten,
welche vorangehend beschriebener Komponenten hinsichtlich Aufbau
oder Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter
Hinzufügung
eines Anhangs "a" bezeichnet.
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Bei
der Ausgestaltungsform gemäß 3 ist der
Torsionsschwingungsdämpfer 34a in
ein Zwei-Massen-Schwungrad 88a integriert beziehungsweise
bildet eine Komponente desselben. Das zentrale Scheibenteil 40a ist
hier durch die Schraubbolzen 18a mit der Antriebswelle 12a drehfest
verbunden und das Scheibenteil 34a und das Scheibenteil 36a,
welche radial außen
durch die Bolzen 38a miteinander fest verbunden sind, sind
radial innen über
eine an sich bekannte Lageranordnung 96a am zentralen Scheibenteil 40a sowohl
in axialer als auch in radialer Richtung drehbar abgestützt.
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Radial
außen
ist das Schwungrad 16a vermittels der Bolzen 38a an
das Scheibenteil 34a und das Scheibenteil 36a angebunden
und mit diesem fest drehbar. Mit dem zentralen Scheibenteil 40a ist ein
zweites Masseteil 94a radial außen drehfest verbunden, welches
ebenfalls den Anlasserzahnkranz 20a trägt.
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Das
Deckscheibenteil 34a weist wiederum den axial abgebogenen
Lappen 60a auf und diesem zugeordnet ist am zentralen Scheibenteil 40a wiederum
ein Vorsprung 64a, beispielsweise in Form eines angenietete
Bolzens oder dergleichen ausgebildet. Ebenso wie bei der Darstellung
der 2 ist mit seinen Endbereichen wieder ein Schlingfederelement 68a am
Lappen 60a beziehungsweise am Vorsprung 64a angeordnet
und liegt mit seiner Innenumfangsfläche 90a, welche hier
den Reibbereich bildet, an einer Außenumfangsfläche eines
zylindrisch abgebogenen Abschnitts 92a der Kupplungsscheibe 32a an beziehungsweise
ist zur Anlage daran bringbar. Ebenso wie bei der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform
kann dann, wenn bei eingerückter
Kupplung 10a Lastwechselschwingungen auftreten und Primärseite 52a und
Sekundärseite 50a des Torsionsschwingungsdämpfers 34a sich
bezüglich einander
verdrehen, durch aufeinander zu bewegen des Vorsprungs 64a und
des Lappens 60a nunmehr der Umschlingungswinkel des Schlingfederelements 68a bezüglich der
Drehacshe A vergrößert werden, mit
der Folge, daß der
Durchmesser des Schlingfederelements 68a sich verringert
und dieses mit seinem Reibbereich 90a gegen den zylindrischen
Abschnitt 92a der Kupplungsscheibe 30a gepreßt wird. Auch
hier wird also bei Auftreten von Lastschwingungen ein zusätzlicher
Kraftübertragungsweg
parallel zu dem bereits vorhandenen Kraftübertragungsweg über die
Reibbeläge 28a der
Kupplungsscheibe 10a zwischen der ersten Seite 80a und
der zweiten Seite 82a der Kupplungsscheibe geschaffen.
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Man
erkennt, daß in
der Darstellung der 3 nur ein einziges Schlingfederelement 68a vorgesehen
ist, so daß grundsätzlich nur
in einer Drehrichtung die dargestellte zusätzliche Reibkraft erzeugt werden
kann. Auch hier ist jedoch eine Anordnung mit zwei Schlingfederelementen
denkbar, die entweder gleichzeitig wirksam werden, um hier eine verstärkte in
einer Richtung wirkende Anordnung zu schaffen, oder die gegenläufig wirken,
d. h. jedes Schlingfederelement wird dann wirksam, wenn eine Relativverdrehung
zwischen Primärseite 52a und
Sekundärseite 54a in
einer zugeordneten Relativdrehrichtung auftritt. Hierzu könnte beispielsweise
ein zweites Schlingfederelement radial innerhalb des dargestellten
Schlingfederelements 68a vorgesehen sein und mit seinem
Reibbereich zur Anlage an der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 92a gebracht
werden. Das heißt,
dieses Schlingfederelement hätte
eine Wirkungscharakteristik wie sie beispielsweise bei der in 2 dargestellten
Anordnung vorhanden ist, wo durch Drücken nach radial außen eine
zusätzliche
Anlagekraft erzeugt wird. Für dieses
Schlingfederelement müßte am zentralen Scheibenteil 40a wieder
ein Vorsprung vorgesehen sein, der beispielsweise eine Durchgangsöffnung im Scheibenteil 34a durchsetzen
kann oder sich radial außerhalb
dieses Scheibenteils 34 vorbeierstrecken kann. Auch am
Scheibenteil 34 wäre
ein zusätzlicher Vorsprung,
beispielsweise durch Abbiegen eines Lappens oder durch Annieten
eines zusätzlichen
Elements anzubringen.
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Die
vorliegende Erfindung sieht eine Anordnung vor, mit der zwei prinzipielle
Funktionen erreicht werden. Zum einen kann in einer herkömmlich aufgebauten
Kraftfahrzeugreibungskupplung ein zusätzlicher Kraftübertragungspfad
parallel zu dem über
die Reibbeläge
laufenden Kraftübertragungspfad
erzeugt werden, welcher bei Auftreten oder Überschreiten eines bestimmten
maximalen Relativdrehwinkels zwischen Primärseite und Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers eingerichtet
wird, so daß bei
Lastspitzen oder sehr großen
Lastwechselschwingungen das Auftreten von Kupplungsschlupf vermieden
werden kann. Zum anderen kann ein Torsionsschwingungsdämpfer bereitgestellt
werden, bei dem in Abhängigkeit
vom auftretenden Relativdrehwinkel zwischen Primärseite und Sekundärseite ein kontinuierlich
ansteigendes Reibmoment erzeugt wird. Es sei darauf verwiesen, daß eine rein
innerhalb des Torsionsschwingungsdämpfers, d. h. auf einer einzigen
Seite der Kupplung wirkende Anordnung dadurch geschaffen werden
kann, daß in 3 das Schlingfederelement 68a nach
außen
gegen die Innenumfangsfläche 74a des
Schwungrads 16a wirkt, so daß hier keine Wirkungsverbindung
zur zweiten Seite 82a an der Kupplung 10a vorhanden
ist.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß,
obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer Kraftfahrzeugkupplung
dargestellt worden ist, diese auch in anderen, nicht mit dem Kraftfahrzeugbau
zusammenhängenden
Bereichen eingesetzt werden kann.
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Es
wird ferner darauf hingewiesen, daß die Anlage der verschiedenen
Schlingfederelemente an den Komponenten Schwungrad, Anpreßplatte
oder Kupplungsscheibe nicht so wie dargestellt unmittelbar erfolgen
muß; es
können
hier mit den verschiedenen Komponenten gekoppelte Reibbeläge vorgesehen
sein oder andere Zwischenelemente vorgesehen sein, welche bei Erhöhung der
Anlagekraft der Schlingfederelemete gleichwohl eine reibschlüssige Ankopplung
der Schlingfederelemente an die verschiedenen Komponenten gewährleisten.