DE10259233A1

DE10259233A1 - Kupplungsmechanismus, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10259233A1
Application number: DE2002159233
Authority: DE
Inventors: David Figoureux
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2003-10-02
Also published as: FR2834024B1; FR2834024A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsmechanismus (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, von der Art umfassend einen Deckel (1) mit einem quer gerichteten Boden (11), senkrecht zu der allgemeinen Drehachse X-X des Mechanismus, eine Druckplatte (2), axial bewegliche Drehverbindungsmittel der Druckplatte mit dem Deckel, insbesondere Federlaschen, die zwischen der Druckplatte (2) und dem Deckelboden (11) eingesetzt sind, axial wirkende elastische Mittel (3), insbesondere wenigstens eine ringförmige Membrane, deren radial äußerer Teil (31) axial einerseits auf einer ersten von dem Deckel getragenen Abstützung (C) liegt und andererseits auf einer zweiten von der Druckplatte (2) getragenen Abstützung (D) liegt, um die Druckplatte in Richtung des Einkuppelns elastisch zu beanspruchen, Ausrückmittel (4), insbesondere ein Kupplungsausrücklager, die geeignet sind, um auf den radial inneren Teil (32) der axial wirkenden elastischen Mittel (3) zu wirken, indem sie eine Antriebskraft (Fm) derart ausüben, dass die Druckplatte (2) axial in Richtung des Auskuppelns beansprucht wird, und Verstärkungsmittel (5), insbesondere eine Federscheibe, die eine axiale Verstärkungskraft in der Richtung ausübt, welche derjenigen entgegengesetzt ist, die von den axial wirkenden elastischen Mitteln (3) während mindestens eines Teils des Ausrückwegs der axial wirkenden elastischen Mittel (3) ausgeübt wird, wobei die Antriebskraft (Fm) unmittelbar auf die Verstärkungsmittel (5) ausgeübt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kupplungsmechanismus, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik ist bereits ein Kupplungsmechanismus bekannt, insbesondere für Kraftfahrzeuge, von der Art, die einen Deckel mit einem quer gerichteten Boden, und zwar senkrecht zu der allgemeinen Drehachse X-X des Mechanismus, eine Druckplatte, axial bewegliche Drehverbindungsmittel der Druckplatte mit dem Deckel, wie etwa Federlaschen, die zwischen der Druckplatte und dem Deckelboden eingesetzt sind, axial wirkende elastische Mittel, wie etwa wenigstens eine ringförmige Membrane, deren radial äußerer Teil axial einerseits auf einer ersten von dem Deckel getragenen Abstützung liegt und andererseits auf einer zweiten von der Druckplatte getragenen Abstützung liegt, um die Druckplatte in Richtung der Einkupplung elastisch zu beanspruchen, Ausrückmittel, wie etwa ein Kupplungsausrücklager, die geeignet sind, um auf den radial inneren Teil der axial wirkenden elastischen Mittel einzuwirken, indem sie derart eine Antriebskraft ausüben, dass die Druckplatte axial in der Richtung der Auskupplung beansprucht wird, und Verstärkungsmittel wie etwa eine Federscheibe, die eine axiale Verstärkungskraft in der Richtung ausübt, welche derjenigen entgegengesetzt ist, die von den axial wirkenden elastischen Mitteln während mindestens eines Teils des Ausrückwegs der axial wirkenden elastischen Mittel ausgeübt wird, umfasst.
Es ist bekannt, in einen derartigen Kupplungsmechanismus eine so genannte Verschleißnachstellungsvorrichtung zu integrieren, insbesondere zum Ausgleich des Spiels, das einerseits von dem Verschleiß der Reibbeläge, die von einer Reibscheibe getragen werden, und andererseits, wenn auch in geringerem Ausmaß, von dem Verschleiß der Reibpartner Reaktions- und Druckplatte herrührt. Die Reibscheibe ist dazu gedacht, einerseits zwischen einer Reaktionsplatte, die üblicherweise von einem Massenschwungrad gebildet wird, das drehbar mit der Kurbelwelle der Antriebswelle verbunden ist, wobei eine derartige Reaktionsplatte aus einem Nebenschwungrad eines doppelten Dämpfungsschwungrads bestehen kann, und andererseits der Druckplatte des Kupplungsmechanismus zusammengepresst zu werden, um in eingerückter Stellung eine Drehmomentübertragung zwischen Antriebswelle und Getriebewelle sicherzustellen.
Mit der Verschleißnachstellungsvorrichtung, wie sie z. B. in der Druckschrift WO 98/12444 beschrieben ist, auf die man sich für nähere Angaben beziehen kann, werden die axialen Stellungen der Membrane des Kupplungsmechanismus beibehalten, wie auch immer der Verschleiß ist, so dass die Membrane immer unter den ursprünglichen Bedingungen funktioniert, die dem Neuzustand der Kupplung entsprechen. Somit ist der Betriebspunkt auf der Beanspruchungskurve der Membrane, der dem eingerückten Zustand entspricht, zeitmäßig konstant.
Wenn Verschleißerscheinungen auftreten, ermöglicht es eine derartige Verschleißnachstellungsvorrichtung, eine Steigerung der Pedalbelastung, d. h. der Beanspruchung, die ein Kraftfahrzeugfahrer ausüben muss, um von dem eingerückten in den ausgerückten Zustand überzugehen, wenn er eine Gangschaltung vornehmen möchte, entsprechend einzuschränken. Es wird zudem daran erinnert, dass die auf das Pedal auszuübende Beanspruchung sofort nach Beginn des Auskuppelns am größten ist, d. h. zu Beginn des Ausrückwegs.
Nun ist es ein permanentes Anliegen der Hersteller, die Kraft zu reduzieren, die auf das Kupplungspedal anzuwenden ist (die so genannte Pedalbelastung), d. h. die Energie zu verringern, die notwendig ist, um bei gleichem Ausrückweg von dem eingerückten in den ausgerückten Zustand überzugehen, und zwar sowohl im Neuzustand als auch später im Betrieb, wenn durch den Betrieb bedingte Verschleißerscheinungen auftreten.
Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, innerhalb des Kupplungsmechanismus einer Membrane Verstärkungsmittel, wie etwa Federscheiben, hinzuzufügen. Diese Verstärkungsscheiben sind meistens parallel zu der Membrane angeordnet, und sie üben eine zusätzliche Axialkraft aus, welche derjenigen entgegenwirkt, die von der Membrane während mindestens eines Teils des Ausrückwegs auf die Druckplatte ausgeübt wird, so dass sich die Kraft oder "Pedalbelastung", die bei dem Auskuppelvorgang notwendig ist, für den Fahrer entsprechend reduziert.
Beispiele dieser Konzeptionen sind z. B. in der Druckschrift EP-A- 0 779 446 beschrieben und dargestellt.
Für eine bestimme Anwendung erfordert eine derartige Anordnung, die z. B. parallel eine Membrane und eine Federscheibe umfasst, jedoch die sehr genaue Berechnung der Kennlinien Weg/Beanspruchung eines jeden der Anordnungselemente, um die erwünschte Verstärkung optimieren zu können. In einer Anordnung paralleler Art haben aber die diesen Kennlinien entnommenen Spiele und/oder Streuungen, die zwischen der Membrane und der Federscheibe vorkommen können, insbesondere wegen der für jede Kurve eigenen Toleranzen, unmittelbar und sehr deutlich Einfluss auf die effektive im Betrieb erhaltene Verstärkung.
Zudem wird somit die Ausbildung des Kupplungsmechanismus, der eine derartige Anordnung umfasst, insbesondere bei der Montage erschwert und führt zudem zu einer Uneinheitlichkeit bestimmter Elemente des Mechanismus. Diese Lösungen sind also weder wirtschaftlich noch technisch gesehen völlig zufrieden stellend.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Kupplungsmechanismus der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der es bei einfacher Konstruktion ermöglicht, die Pedalbelastung zu verringern und dabei eine große Freiheit bei der Ausführung des Kupplungsmechanismus zu bieten, ganz gleich, ob dieser von der Art "gezogen" oder "geschoben" ist, und ganz gleich in welche Richtung die von den Ausrückmitteln auf den Mechanismus angewendete Ausrückantriebskraft (Fm) geht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kupplungsmechanismus nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass die Antriebskraft (Fm) unmittelbar auf die Verstärkungsmittel ausgeübt wird.
Der Hauptvorteil liegt dabei darin, dass die erhaltene Verstärkungskraft von der Belastungskurve der Verstärkungsmittel abhängig ist, wenn sie zusammen mit derjenigen der Membrane berücksichtigt wird. Somit kann die Belastungskurve in Abhängigkeit von dem Weg, den eine Verstärkungsfederscheibe zurücklegt, erfindungsgemäß vorteilhafterweise folgende sein:

- in einer ersten Phase ist die Belastung negativ, so dass die von der Federscheibe auf die Membrane angewendete Beanspruchung gering oder fast gleich Null ist, um die von der Membrane auf die Druckplatte ausgeübte Belastung nicht zu verringern,
- in einer zweiten Phase ist die Belastung dann positiv, wodurch dabei eine wachsende Axialkraft zur Auskupplungsverstärkung erzeugt wird, deren Höchstwert bevorzugt so gewählt wird, dass er vor dem Betriebspunkt der Membrane erreicht wird,
- und in einer dritten Phase schließlich, nimmt die Belastung nach Durchgang durch diesen Höchstwert ab, und erreicht einen Mindestwert.

Vorteilhafterweise sind die Wirkungen, die sich aus den Toleranzproblemen der Teile, wie etwa der Federscheibe, der Membrane oder des Deckels, ergeben, gering und wirken sich im Verhältnis zu den Lösungen aus der vorveröffentlichten Technik nur wenig auf die Funktion der Verstärkung in dem Mechanismus aus.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Verstärkungsmittel aus einer Federscheibe bestehen, die im Schnitt durch eine axiale Ebene einen Zwischenverstärkungshebel bildet, der allgemein um eine zu der Achse des Mechanismus rechtwinklige Achse schwenkbar angebracht ist, auf den die Ausrückmittel an einem ersten Angriffspunkt die Antriebskraft ausüben, und auf den die axial wirkenden elastischen Mittel an einem zweiten Angriffspunkt eine Widerstandskraft ausüben.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Schwenkachse des Zwischenbetätigungshebels einerseits von dem Deckel getragen wird und sich andererseits radial zwischen dem Angriffspunkt der Antriebskraft und dem Angriffspunkt der Widerstandskraft befindet.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Schwenkachse des Zwischenbetätigungshebels von dem Deckel getragen wird, und der Angriffspunkt der Widerstandskraft sich radial zwischen dem Angriffspunkt der Antriebskraft und der Schwenkachse befindet.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Richtung der von den Ausrückmitteln auf den Zwischenbetätigungshebel ausgeübten Antriebskraft mit der Ausrückrichtung der Druckplatte identisch ist.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Richtung der von den Ausrückmitteln auf den Zwischenbetätigungshebel ausgeübten Antriebskraft der Ausrückrichtung der Druckplatte entgegengesetzt ist.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn sich der erste Stützpunkt der axial wirkenden elastischen Mittel, der von dem Deckel getragen wird, radial außen befindet im Verhältnis zu dem zweiten Stützpunkt der axial wirkenden elastischen Mittel, der von der Druckplatte getragen wird, um einen Mechanismus auszubilden, der axial wirkende elastische Mittel von der Art "gezogen" umfasst.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn sich der erste Stützpunkt der axial wirkenden elastischen Mittel, der von dem Deckel getragen wird, radial innen befindet im Verhältnis zu dem zweiten Stützpunkt der axial wirkenden elastischen Mittel, der von der Druckplatte getragen wird, um einen Mechanismus auszubilden, der axial wirkende elastische Mittel von der Art "geschoben" umfasst.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die den Hebel bildende Verstärkungsfederscheibe eine Axialbeanspruchung, die gleich Null oder sehr gering ist, im eingerückten Zustand ausübt, für den die axial wirkenden elastischen Mittel eine maximal gewählte Axialbeanspruchung ausüben.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die den Hebel bildende Verstärkungsfederscheibe eine zusätzliche Axialbeanspruchung im eingerückten Zustand ausübt, für den die axial wirkenden elastischen Mittel eine maximal gewählte Axialbeanspruchung ausüben.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn der Mechanismus mindestens eine Verschleißnachstellungsvorrichtung umfasst.
Nach Durchlesen der nachstehenden Beschreibung, die nur beispielhaft angegeben und mit Bezug auf die Zeichnungen vorgenommen wird, soll die Erfindung besser verständlich werden.
Fig. 1 bis 4 stellen schematisch verschiedene mögliche Ausführungsformen der Erfindung dar, die einerseits die Richtung, in der die Antriebskraft (Fm) auf die Verstärkungsmittel ausgeübt wird, genauer gesagt ist die Antriebskraft (Fm) entweder eine von hinten nach vorne oder aber vom Deckel zu der Druckplatte gehende Druckkraft oder eine von vorne nach hinten gehende Zugkraft, und andererseits die Mechanismusarten "gezogen" oder "geschoben" kombinieren, d. h. die folgenden Ausführungsformen der Kombinationen "Art des Mechanismus - Richtung der Antriebskraft (Fm)":
Fig. 1 stellt eine erste Ausführungsform der Art "Gezogen - Druck" dar;
Fig. 2 stellt eine zweite Ausführungsform der Art "Geschoben - Zug" dar;
Fig. 3 stellt eine dritte Ausführungsform der Art "Gezogen - Zug" dar;
Fig. 4 stellt eine vierte Ausführungsform der Art "Geschoben - Druck" dar;
Fig. 5 ist eine Teilansicht in Axialschnitt eines Kupplungsmechanismus gemäß Fig. 1, die eine erfindungsgemäße Ausführung von der Art "Gezogen - Druck" darstellt;
Fig. 6 stellt die Belastungs- oder Beanspruchungskurven (e) in Abhängigkeit von dem Weg (d) jeweils einer Membrane, der Federscheibe und einer erfindungsgemäßen, in Fig. 5 abgebildeten Anordnung dar;
Fig. 7 ist eine Ansicht, welche der von Fig. 5 entspricht und eine alternative Ausführung des Kupplungsmechanismus abbildet.
Um die Zeichnungen zu vereinfachen, wurden die Reibscheibe und die Reaktionsplatte oder das Massenschwungrad nicht dargestellt, da sie aus der vorveröffentlichten Technik hinlänglich bekannt sind.
In einem Kupplungsmechanismus 10 von der Art mit Membrane umfassen die axial wirkenden elastischen Mittel 3 einen als Belleville- Feder gebildeten Teil 31 und einen Teil 32, der eine Vielzahl von Hebelzapfen umfasst, wobei dieser dazu geeignet ist, durch Wirkung auf die Zapfen auszurücken, d. h. allmählich die durch den Belleville- Federteil verursachte Axialbeanspruchung aufzuheben.
Im Betrieb kippt die Membrane 3 jeweils zwischen dem eingerückten und dem ausgerückten Zustand zwischen ihren Abstützungen (C) und (D) um, d. h. sie wird einer Verformung unterzogen, die zu einer Änderung der Verjüngung ihres kreisförmig durchgehenden, die Belleville- Feder bildenden Randteils 31 oder sogar zu einer Umkehrung dieser Verjüngung führt.
Die ringförmige Membrane 3 liegt axial an ihrem radial äußeren Teil 31 einerseits auf einer ersten Abstützung (C), die von dem Deckel 1 getragen wird, und andererseits auf einer zweiten Abstützung (D), die von der Druckplatte 2 getragen wird, auf, um letztere in Einrückrichtung elastisch zu beanspruchen.
Bei dem Ausrückvorgang muss die axial von der Membrane 3 auf die Druckplatte 2 ausgeübte Kraft überwunden werden.
Die Ausrückmittel bestehen hier beispielhaft aus einem Kupplungsausrücklager 4, das wie in einem herkömmlichen Mechanismus üblich auf den radial inneren Teil 32 der Membrane 3 wirken kann, indem sie eine Ausrückkraft ausüben, um axial die Druckplatte 2 in der Richtung der Auskupplung zu beanspruchen. Das Kupplungsausrücklager 4 kann von einem beliebigen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen oder aber elektrischen Mittel betätigt werden.
Die Verstärkungsmittel bestehen hier aus einer Federscheibe 5, wie etwa einer Belleville-Feder, die radial zwischen der Achse X-X und der inneren radialen Peripherie der Membrane 3 angeordnet ist und eine axiale Verstärkungskraft ausübt, die sich derjenigen widersetzt, die von der Membrane 3 während mindestens eines Teils des Ausrückwegs der Membrane 3 auf die Druckplatte 2 ausgeübt wird. Erfindungsgemäß üben die Ausrückmittel, hier ein Lager 4, unmittelbar eine nachstehend Antriebskraft (Fm) genannte Ausrückkraft auf die Verstärkungsfederscheibe 5 aus.
Informationshalber soll kurz an die Arbeitsweise eines Kupplungsmechanismus 10 von der Art "Gezogen" oder "Geschoben" erinnert werden.
Bei einem Mechanismus 10 der Art "Geschoben" befindet sich der erste von dem Deckel 1 getragene Stützpunkt (C) der Membrane 3 radial innen im Verhältnis zu dem zweiten von der Druckplatte 2 getragenen Stützpunkt (D) der Membrane 3. Bei einem derartigen Mechanismus muss man zum Auskuppeln auf den Enden der Zapfen 32 der Membrane 3 eine Ausrückkraft ausüben, die eine Druckwirkung ist, die axial von dem Deckel 1 zu der Druckplatte 2 geht.
Somit übt die radial äußere Peripherie 31 der Membrane 3 in eingerückter Stellung derart eine Kraft an dem Stützpunkt (D) aus, dass die Druckplatte 2 gegen die Reibscheibe gedrückt wird und die Membrane in die ausgerückte Stellung umkippt, nachdem eine Druckwirkung oder Ausrückkraft auf die radiale innere Peripherie 32 der Membrane 3 ausgeübt wird, wodurch die Druckplatte 2 freigegeben wird, die durch die (nicht dargestellten) Federlaschen zu dem Deckel 1 zurückgeholt wird.
Es ist bekannt, z. B. aus der Druckschrift PCT/FR98/01071, solche Federlaschen zu verwenden, um die axial beweglichen Drehverbindungsmittel der Druckplatte 2 mit dem Deckel 1 auszubilden.
Bei einem Mechanismus 10 der Art "Gezogen" befindet sich der erste von dem Deckel 1 getragene Stützpunkt (C) der Membrane 3 radial außen im Verhältnis zu dem zweiten von der Druckplatte 2 getragenen Stützpunkt (D) der Membrane 3. Bei einem derartigen Mechanismus muss man zum Auskuppeln eine Ausrückkraft ausüben, die eine Zugwirkung ist, die von der Druckplatte 2 zu dem Deckel 1 geht.
Somit übt die radial äußere Peripherie 31 der Membrane 3 in eingerückter Stellung derart eine Kraft an dem Stützpunkt (D) aus, dass die Druckplatte 2 gegen die Reibscheibe gedrückt wird und die Membrane in die ausgerückte Stellung umkippt, nachdem eine Zugwirkung oder Ausrückkraft auf die radiale innere Peripherie 32 der Membrane 3 ausgeübt wird, wodurch die Druckplatte 2 freigegeben wird, die von den (nicht dargestellten) Federlaschen zu dem Deckel 1 zurückgeholt wird.
Erfindungsgemäß wird eine Antriebskraft (Fm) unmittelbar auf die Verstärkungsmittel 5 angewendet und nicht auf die Zapfen 32 der Membrane 3, entweder in Ausrückrichtung der Druckplatte 2 oder in der entgegengesetzten Richtung, und zwar ganz gleich, ob es sich um die Mechanismusart "Gezogen" oder "Geschoben" handelt.
Durch die Erfindung erhält man eine große Freiheit bei der Ausbildung des Kupplungsmechanismus 10, und es ist daher möglich, die jeder Konzeptionsart eigenen Vorteile zu vereinigen.
Somit ermöglicht es ein Mechanismus 10 der gezogenen Art, für ein und denselben Durchmesser der Membrane 3 eine größere Kraft auf die Druckplatte 2 anzuwenden, so dass diese Konzeptionswahl meistens bei Anwendungen für Nutzfahrzeuge ausgewählt wird, bei denen die zu übertragenden Drehmomente größer sind. Es war jedoch bis jetzt notwendig, mit einem derartigen gezogenen Mechanismus ein Kupplungsausrücklager 4 zu verknüpfen, das in der Lage ist, mit Zug auf die Zapfen 32 der Membrane 3 einzuwirken. Nun ist ein derartiges Lager 4 aber weniger leicht zu konzipieren und einzusetzen als ein Lager, das eine Druckkraft ausübt.
Eine derartige "Gezogen/Druck"-Kombination ist schematisch in Fig. 1 abgebildet, in welcher der Kupplungsmechanismus 10 von der gezogenen Art ist, und in welcher das Kupplungsausrücklager 4 auf die Verstärkungsmittel 5 axial eine Druckantriebskraft (Fm), d. h. eine Kraft in Einrückrichtung der Druckplatte 2, ausübt.
Diese erste Ausführungsform kombiniert also die verschiedenen Vorteile sowohl eines Mechanismus von der gezogenen Art als auch des Lagers von der Art mit Druckwirkung.
Wie in Fig. 1 ersichtlich, bilden die Verstärkungsmittel 5 einen Zwischenverstärkungshebel, der allgemein um eine zu der Achse X-X des Mechanismus 10 rechtwinklige Achse Y schwenkbar angebracht ist, und auf den die Ausrückmittel 4 an einem ersten Angriffspunkt (A) die Antriebskraft (Fm) ausüben, und auf den die axial wirkenden elastischen Mittel 3 an einem zweiten Angriffspunkt (B) eine Widerstandskraft (Fr) ausüben.
Gemäß dieser ersten Ausführungsform wird die Schwenkachse Y des Zwischenbetätigungshebels 5 einerseits von dem Deckel 1 getragen und befindet sich andererseits radial zwischen dem Angriffspunkt (A) der Antriebskraft (Fm) und dem Angriffspunkt (B) der Widerstandskraft (Fr).
Die Richtung der Antriebskraft (Fm), die von den Ausrückmitteln 4 auf den Zwischenbetätigungshebel 5 ausgeübt wird, ist dabei der Ausrückrichtung der Druckplatte 2 entgegengesetzt.
Da der Mechanismus 10 hier von der gezogenen Art ist, befindet sich der erste von dem Deckel 1 getragene Stützpunkt (C) der axial wirkenden elastischen Mittel 3 radial außen im Verhältnis zu dem zweiten von der Druckplatte 2 getragenen Stützpunkt (D) der axial wirkenden elastischen Mittel 3.
Fig. 2 stellt eine zweite Ausführungsform der Art "Geschoben/Zug" dar. Wie bei der ersten Ausführungsform wird die Schwenkachse Y des Zwischenbetätigungshebels 5 einerseits von dem Deckel 1 getragen und befindet sich andererseits radial zwischen dem Angriffspunkt (A) der Antriebskraft (Fm) und dem Angriffspunkt (B) der Widerstandskraft (Fr).
Die Richtung der Antriebskraft (Fm), die von den Ausrückmitteln 4 auf den Zwischenbetätigungshebel 5 ausgeübt wird, ist mit der Ausrückrichtung der Druckplatte 2 identisch.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform befindet sich der erste von dem Deckel 1 getragene Stützpunkt (C) der axial wirkenden elastischen Mittel 3 radial innen im Verhältnis zu dem zweiten von der Druckplatte 2 getragenen Stützpunkt (D) der axial wirkenden elastischen Mittel 3, um einen Mechanismus 10 der Art "Geschoben" auszubilden.
Fig. 3 stellt eine dritte Ausführungsform der Art "Gezogen/Zug" dar. Der Mechanismus 10 von der gezogenen Art wurde bereits für die erste Ausführungsform beschrieben, und das Lager 4 ist dagegen von der Art mit Zugwirkung wie bei der zweiten Ausführungsform.
Bei dieser dritten Ausführungsform wird die Schwenkachse (Y) des Zwischenbetätigungshebels 5 von dem Deckel 1 getragen, und der Angriffspunkt (B) der Widerstandskraft (Fr) befindet sich radial zwischen dem Angriffspunkt (A) der Antriebskraft (Fm) und der Schwenkachse (Y).
Fig. 4 stellt eine vierte Ausführungsform der Art "Geschoben/Druck" dar. Der Mechanismus 10 der geschobenen Art wurde bereits für die zweite Ausführungsform beschrieben, und das Lager 4 ist dagegen von der Art mit Druckwirkung wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Konzeption der Verstärkungsmittel 5, hier eine Verstärkungsfederscheibe, ist von den Anwendungen abhängig, insbesondere um die axiale Beanspruchung zu bestimmen, die im eingerückten Zustand auf die axial wirkenden elastischen Mittel, d. h. die Membran 3, ausgeübt wird.
Somit übt die hebelartige Verstärkungsfederscheibe 5 z. B. entweder eine Axialbeanspruchung, die gleich Null oder sehr gering ist, oder eine zusätzliche Axialbeanspruchung im eingerückten Zustand aus, für den die axial wirkenden elastischen Mittel (3) eine als Höchstwert gewählte Axialbeanspruchung ausüben.
Fig. 5 ist eine Teilansicht im Axialschnitt eines Kupplungsmechanismus gemäß Fig. 1, die eine erfindungsgemäße Ausführung der Art "Gezogen/Druck" abbildet.
Der Kupplungsmechanismus 10 umfasst einen Deckel 1, der dazu geeignet ist, an dem Massenschwungrad angeformt zu sein, das mit der Motorkurbelwelle z. B. mittels Schrauben verbunden ist. Der Deckel 1 umfasst einen Boden 11, auf dem die äußere radiale Peripherie 31 der Membrane 3 liegt, wobei ein Sprengring 110 zwischen der Membrane 3 und dem Boden 11 eingesetzt ist. Der Sprengring 110 bildet dabei die erste Axialabstützung (C) der Membrane und wird von dem Deckel 1 getragen.
Die Membrane 3 liegt axial auf einer zweiten Abstützung (D) auf, die von der Druckplatte 2 getragen wird, welche sie elastisch in Einrückrichtung beansprucht.
Genauer gesagt wird dabei der zweite Stützpunkt (D) von einem Teil getragen, das zu einer Verschleißnachstellungsvorrichtung 80 gehört und axial zwischen der Druckplatte 2 und der Membrane 3 angeordnet ist. Eine derartige Verschleißnachstellungsvorrichtung ist z. B. aus der Druckschrift WO-A-98/12444 bekannt, auf die man für nähere Angaben über ihre Ausführung und Arbeitsweise Bezug nehmen kann.
Die Verschleißnachstellungsvorrichtung 80 umfasst dabei Rampenmittel 82, die am Umfang angeordnet sind, axial zwischen den Umfangsstützzonen (D) und der Druckplatte 2 liegen und sich dazu eignen, über eine Verzahnung drehangetrieben zu werden, mit der eine tangential angeordnete Schnecke bzw. Schraube ohne Ende zusammenwirkt, wobei Drehantriebsmittel der Schnecke bereitgestellt werden und durch eine Erfassung des Verschleißes, insbesondere der Reibbeläge, betriebsfähig gemacht werden, wenn die Kupplung eingerückt ist.
Die Verstärkungsmittel 5 sind dabei als Federscheibe ausgebildet, die, wenn sie von einer Axialebene geschnitten wird, einen Zwischenverstärkungshebel bildet, der insgesamt um eine zu der Achse X-X des Mechanismus 10 senkrechte Achse (Y) schwenkbar angebracht ist.
Die Ausrückmittel, hier ein Kupplungsausrücklager 4, üben an einem ersten Angriffspunkt (A) eine Antriebskraft (Fm) auf die radial innere Peripherie der Federscheibe 5 aus.
Die Federscheibe 5 ist schwenkbar angebracht, hier aufliegend einerseits zwischen einem ersten ringförmigen Sprengring 8, der axial zwischen einer ersten Rückseite der Unterlegscheibe 5 und dem Deckel 1 angeordnet ist, und andererseits einem Sprengringkranz 9, der von dem Steg 7 getragen wird, der mit dem Deckel 1 einstückig ist und durch die Unterlegscheibe 5 geht, die eine zweite Abstützung auf der Vorderseite der Unterlegscheibe 5 bildet.
Dieser Aufbau erläutert eine besondere Gelenkart. Selbstverständlich könnten alternativ zahlreiche aus dem vorveröffentlichten Stand der Technik bekannte Lösungen z. B. für die Gelenkmontage einer Membrane auf einem Deckel verwendet werden. Somit könnte der Steg 7 durch einen Steg ersetzt werden, der an seinem vorderen Axialende ein trapezförmiges Kopfende umfasst, auf dem die Federscheibe unmittelbar aufliegt, wobei dann vorteilhafterweise auf den Sprengringkranz 9 verzichtet werden kann.
Die Membrane 3 übt auf die Verstärkungsfederscheibe 5 an einem zweiten Angriffspunkt (B) eine Widerstandskraft (Fr) aus.
Um im Betrieb von dem eingerückten in den ausgerückten Zustand überzugehen, übt das Kupplungsausrücklager 4 an einem ersten Angriffspunkt (A) der Federscheibe 5 eine Antriebskraft (Fm), die eine Druckwirkung ist, aus, die Federscheibe 5 schwenkt dann um die Achse Y und wirkt an einem zweiten Angriffspunkt (B) auf die Membrane 3, an welche mindestens die Antriebskraft (Fm) übertragen wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform stellt Fig. 6 die Kennlinien der Membrane 3 und der Federscheibe 5 dar, insbesondere die Axialbeanspruchung oder die Belastung (e), die in Abhängigkeit von der Verformung, d. h. von dem zurückgelegten Weg (d), übertragen wird. Derartige Linien sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden hier nur zur Information erwähnt.
Die erste Kennlinie (E) stellt auf an sich bekannte Art und Weise in einem herkömmlichen Kupplungsmechanismus die Belastung des radial äußeren Teils in Form einer Belleville-Feder der Membrane 3 in Anhängigkeit von dem Weg dar.
Die zweite Kennlinie (E') stellt die Belastung (e) in Abhängigkeit von dem Weg (d) dar, der von dem Ende ihrer Zapfen 32 zurückgelegt wird, die üblicherweise von einem Kupplungsausrücklager und hier erfindungsgemäß von der Federscheibe 5, auf welche das Kupplungsausrücklager 4 unmittelbar einwirkt, verschoben wird. Der erste Teil der Linie entspricht der Biegung der Zapfen 32 der Membrane 3, auf welche sich die Ausrückkraft auswirkt, die von der Verstärkungsfederscheibe an dem Punkt 5 der Anwendung (B) übertragen wird.
Die Linien (E) und (E') sind eingesenkte Linien, die von der Höhe des Kegelstumpfs der Belleville-Feder abhängig sind.
Wie auf der Linie (E) ersichtlich, übt die Membrane 3 in eingerückter Stellung eine Axialbeanspruchung auf die Druckplatte 2 aus, die mit einem Wert gewählt wird, der dem Punkt (E1) entspricht, der Betriebspunkt genannt wird und für jede Anwendung spezifisch ist und insbesondere von den durch den Mechanismus zu übertragenden Drehmomenten abhängig ist. Der Betriebspunkt (E1) entspricht einer Stellung (d1) des Angriffspunkts (B) zwischen der Federscheibe 5 und den Zapfen 32 der Membrane 3.
Der ausgerückte Zustand, für den die Membrane 3 keine Beanspruchung auf die Druckplatte 2 ausübt, entspricht einer Stellung (d2) des Angriffspunkts (B) zwischen der Federscheibe 5 und den Zapfen 32 der Membrane 3.
Der Punkt (E2) der Linie (E) entspricht der Belastung der Membrane 3 in der Stellung (d2) des Stützpunkts (D) der Membrane 3 auf der Druckplatte. Der Punkt (E'2) der Linie (E') entspricht der Belastung der Membrane 3 für die Stellung (d2) des Angriffspunkts (B). Das Verhältnis zwischen den jeweiligen Belastungen der Punkte (E2) und (E'2) entspricht dem Hebelarm der Membrane (3).
Zwischen den Stellungen (d1) und (d2) geht die Beanspruchungslinie (E') durch einen Höchstwert (E' max).
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Linie (R) der Belastung oder Beanspruchung (e) in Abhängigkeit von dem Weg (d) der Federscheibe 5 im Vergleich au der Membrane 3 derart gewählt, dass in einer ersten Phase (I) die Belastung der Unterlegscheibe 5, auf welche das Lager 4 eine Antriebskraft (Fm) ausübt, für die Stellung (d1) vorteilhafterweise negativ oder fast gleich Null ist, um keine Beanspruchung auf die Zapfen 32 der Membrane 3 am Punkt (R1), der dem Betriebspunkt (E1) der Membrane entspricht, auszuüben.
In einer zweiten Phase (II) mit positiver Belastung erzeugt die Unterlegscheibe 5 dann eine Beanspruchung oder eine steigende Verstärkungskraft für das Auskuppeln, die zu der Antriebskraft (Fm) hinzukommt, wobei die an die Membrane 3 übertragenen Kräfte dann ihr Umkippen zwischen ihren Abstützungen (C) und (D) verursachen, um die Druckplatte 2 freizugeben, wobei der Kupplungsmechanismus 10 sich dann in ausgerücktem Zustand befindet.
In der zweiten Phase (II) steigt die Belastung bevorzugt bis zu einem Höchstwert (R max) an, der mit dem Wert der Höchstbelastung (E' max) der Membrane 3 übereinstimmt, um anschließend in einer dritten Phase (III) bis auf einen hier minimalen Wert (R min) abzunehmen.
In Fig. 6 ist eine dritte Kennlinie (M) der Belastung (e) in Abhängigkeit von dem Weg (d) dargestellt, wobei diese Linie (M) der Beanspruchung entspricht, die sich an dem Angriffspunkt (B) zwischen der Federscheibe 5 und den Zapfen 32 der Membrane 3 ergibt, so dass man sie also durch die Differenz zwischen den Linien (E') und (R) erhält.
Die Antriebskraft (Fm), d. h. die Belastung, die unmittelbar durch das Kupplungsausrücklager 4 auf die Verstärkungsfederscheibe (5) an dem Angriffspunkt (A) ausgeübt wird, entspricht der Linie (M), bis auf das Hebelarmverhältnis.
Vorteilhafterweise ist die Antriebskraft (Fm), die notwendig ist, um in einem die vorliegende Erfindung umfassenden Mechanismus das Auskuppeln vorzunehmen, d. h. die "Pedalbelastung", geringer als bei einem Ausrückmechanismus, der nur eine Membrane umfasst, während die axiale Kupplungsbeanspruchung am Punkt (E1) ihrerseits unverändert bleibt.
Das Verhalten einer Anordnung aus Membrane und Verstärkungsfederscheibe (3, 5), das soeben beschrieben wurde, erhält man mit Sicherheit, wenn der Kupplungsmechanismus eine Verschleißnachstellungsvorrichtung umfasst, da der Betriebspunkt (E1) der Membrane konstant ist, weil dieser immer unter den gleichen Bedingungen funktioniert.
Fig. 7 ist eine ähnliche Ansicht wie die aus Fig. 5 und veranschaulicht eine Ausführungsalternative der Montage der Federscheibe 5 in dem Kupplungsmechanismus 10.
Die Federscheibe 5 ist dabei als Membrane ausgebildet, deren radial äußerer Teil 51 in Form einer Belleville-Feder um eine Achse Y schwenkbar auf einem deckelförmigen Teil 14 angebracht ist, und auf deren Zapfen 52 das Kupplungsausrücklager 4 an einem ersten Angriffspunkt (A) einwirkt.
Die Unterlegscheibe 5 liegt axial auf einem Stulpblech 8 des Teils 14 unter Einwirkung einer Federscheibe 9, die zwischen der Unterlegscheibe 5 und einem Deckelrand 14 eingesetzt ist, auf dem sie aufliegt.
Der Deckel 14 umfasst die Öffnungen 145, welche alle oder einen Teil der Zapfen der Membrane 3 des Mechanismus 10 durchqueren, um an dem zweiten Angriffspunkt (B) die Federscheibe 5 zu berühren.
Der Deckel 14 ist mit dem Deckel 1 des Mechanismus 10 einstückig, genauer gesagt ist der Deckel 14 über ein Zwischenverbindungsstück 12 an dem Deckel 1 angeformt, wobei das Stück 12 durch erste Schrauben 13 an dem Deckel 1 befestigt ist, und der Deckel 14 durch zweite Schrauben 15 auf dem Zwischenstück 12 befestigt ist.
Selbstverständlich können die ersten und zweiten Schrauben 13, 15 durch beliebige gleichwertige Befestigungsmittel, wie etwa ein Schweißvorgang, ersetzt werden, und auf das Zwischenstück 12 kann verzichtet werden.
Das Teil 14 ist dabei vorteilhafterweise ein Deckel des Kupplungsmechanismus, der für die Ausführung einer derartigen Gelenkmontage einer Membrane 5 bekannt ist. Da ein derartiger Deckel 14 ein Teil ist, das bereits besteht und massengefertigt wird, ermöglicht es seine Verwendung demnach, nicht nur die Ausführung zu vereinfachen, sondern auch ihre Kosten zu senken.
Alternativ werden die Ausrückmittel 4 durch ein Stellglied gebildet, wie etwa ein Stellglied, das z. B. in den Druckschriften FR-A-2 807 977 oder FR-A-2 810 381 beschrieben wird. Derartige Stellglieder können insbesondere bei Betätigungssytemen eines beweglichen Organs in einer ferngesteuerten Koppelvorrichtung, wie etwa eine Kupplung oder eine Gangschaltung, verwendet werden.
Somit ist bei einer ferngesteuerten Kupplung ein bewegliches Organ in der Lage, die Kupplung mittels eines Steuergestänges, das von einem Betätigungssystem ferngesteuert wird, von einer eingerückten in eine ausgerückte Stellung und wieder zurück zu versetzen.
Ein Gestänge mechanischer Art umfasst im Allgemeinen ein Ausgangselement, das aus einem axial beweglichen und neben dem beweglichen Organ liegenden Kupplungsausrücklager und aus einem Eingangselement besteht, das aus einem Ausrückhebel besteht, der um einen feststehenden Drehzapfen schwenkbar angebracht ist, der sich zwischen den beiden Hebelenden befindet. Ein Ende des Hebels trägt eine Gabel, die neben dem Kupplungsausrücklager liegt, während sein anderes Ende mit dem Betätigungssystem verbunden ist.
Außerdem umfasst das Betätigungssystem oder Stellglied ein Getriebemotororgan, eine Vorrichtung zur Umsetzung der Drehbewegung des Ausgangselements des Getriebemotors in eine lineare und umkehrende Translation eines Schiebers, der mit dem Ausrückhebel verbunden ist und an einem feststehenden Träger entlang geführt wird.
Alternativ kann das Massenschwungrad ein doppeltes Dämpfungsschwungrad sein, das zwischen einer Kurbelwelle des Motors des Kraftfahrzeugs und dem Kupplungsmechanismus am Kopfende des Eingangsorgans des Getriebesystems des Fahrzeugs eingesetzt ist. Ein derartiges doppeltes Dämpfungsschwungrad umfasst üblicherweise ein Hauptschwungrad, das starr mit der Kurbelwelle verbunden ist, um von dieser gedreht zu werden, ein im Verhältnis zum Hauptschwungrad frei laufendes und die Reaktionsplatte des Kupplungsmechanismus bildendes Nebenschwungrad und einen Drehschwingungsdämpfer, der zwischen den Haupt- und Nebenschwungrädern eingebaut ist.
Der Drehschwingungsdämpfer umfasst insbesondere elastisch verformbare Organe, wie etwa am Umfang wirkende zylindrische Schraubenfedern, die an der radial äußeren Peripherie des Schwungrads eingebaut sind, wobei die Federn alternativ im Wesentlichen radial wirkend und in zylindrischen Dosen aufgenommen sein können. Ein derartiges doppeltes Dämpfungsschwungrad ist als Vibrationsdämpfervorrichtung hinlänglich bekannt, um kleine Geschwindigkeitszu- oder -abnahmen der Kurbelwelle auszugleichen und zu verhindern, dass diese an das Getriebe übertragen werden, besonders wenn es sich im Totpunkt befindet und der Motor im Leerlauf ist.

Claims

1. Kupplungsmechanismus (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, von der Art umfassend:
einen Deckel (1) mit einem quer gerichteten Boden (11), senkrecht zu der allgemeinen Drehachse X-X des Mechanismus,
eine Druckplatte (2),
axial bewegliche Drehverbindungsmittel der Druckplatte mit dem Deckel, insbesondere Federlaschen, die zwischen der Druckplatte (2) und dem Deckelboden (11) eingesetzt sind,
axial wirkende elastische Mittel (3), insbesondere wenigstens eine ringförmige Membrane, deren radial äußerer Teil (31) axial einerseits auf einer ersten von dem Deckel getragenen Abstützung (C) liegt und andererseits auf einer zweiten von der Druckplatte (2) getragenen Abstützung (D) liegt, um die Druckplatte in Richtung des Einkuppelns elastisch zu beanspruchen,
Ausrückmittel (4), insbesondere ein Kupplungsausrücklager, die geeignet sind, um auf den radial inneren Teil (32) der axial wirkenden elastischen Mittel (3) zu wirken, indem sie eine Antriebskraft (Fm) derart ausüben, dass die Druckplatte (2) axial in Richtung des Auskuppelns beansprucht wird,
und Verstärkungsmittel (5), insbesondere eine Federscheibe, die eine axiale Verstärkungskraft in der Richtung ausübt, welche derjenigen entgegengesetzt ist, die von den axial wirkenden elastischen Mitteln (3) während mindestens eines Teils des Ausrückwegs der axial wirkenden elastischen Mittel (3) ausgeübt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraft (Fm) unmittelbar auf die Verstärkungsmittel (5) ausgeübt wird.

2. Kupplungsmechanismus gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsmittel (5) aus einer Federscheibe bestehen, die in einer axialen Schnitt-Ebene einen Zwischenverstärkungshebel (5) bildet, der insgesamt um eine zu der Achse X-X des Mechanismus (10) orthogonalen Achse (Y) schwenkbar angebracht ist, auf den die Ausrückmittel (4) an einem ersten Angriffspunkt (A) die Antriebskraft (Fm) ausüben, und auf den die axial wirkenden elastischen Mittel (3) an einem zweiten Angriffspunkt (B) eine Widerstandskraft (Fr) ausüben.

3. Kupplungsmechanismus gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (Y) des Zwischenbetätigungshebels (5) einerseits von dem Deckel (1) getragen wird und sich andererseits radial zwischen dem Angriffspunkt (A) der Antriebskraft (Fm) und dem Angriffspunkt (B) der Widerstandskraft (Fr) befindet.

4. Kupplungsmechanismus gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (Y) des Zwischenbetätigungshebels (5) von dem Deckel (1) getragen wird, und dass sich der Angriffspunkt (B) der Widerstandskraft (Fr) radial zwischen dem Angriffspunkt (A) der Antriebskraft (Fm) und der Schwenkachse (Y) befindet.

5. Kupplungsmechanismus gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Antriebskraft (Fm), die von den Ausrückmitteln (4) auf den Zwischenbetätigungshebel (5) ausgeübt wird, mit der Ausrückrichtung der Druckplatte (2) identisch ist.

6. Kupplungsmechanismus gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Antriebskraft (Fm), die von den Ausrückmitteln (4) auf den Zwischenbetätigungshebel (5) ausgeübt wird, der Ausrückrichtung der Druckplatte (2) entgegengesetzt ist.

7. Kupplungsmechanismus gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste von dem Deckel (1) getragene Stützpunkt (C) der axial wirkenden elastischen Mittel (3) sich im Verhältnis zu dem zweiten von der Druckplatte (2) getragenen Stützpunkt (D) der axial wirkenden elastischen Mittel (3) radial außen befindet, um einen Mechanismus (10) auszubilden, der axial wirkende elastische Mittel (3) von der Art "gezogen" umfasst.

8. Kupplungsmechanismus gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste von dem Deckel (11) getragene Stützpunkt (C) der axial wirkenden elastischen Mittel (3) sich im Verhältnis zu dem zweiten von der Druckplatte (2) getragenen Stützpunkt (D) der axial wirkenden elastischen Mittel (3) radial innen befindet, um einen Mechanismus (10) auszubilden, der axial wirkende elastische Mittel (3) von der Art "geschoben" umfasst.

9. Kupplungsmechanismus gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hebel bildende Verstärkungsfederscheibe (5) eine Axialbeanspruchung, die gleich Null oder sehr gering ist, im eingerückten Zustand ausübt, für den die axial wirkenden elastischen Mittel (3) eine maximal gewählte Axialbeanspruchung ausüben.

10. Kupplungsmechanismus gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hebel bildende Verstärkungsfederscheibe (5) eine zusätzliche Axialbeanspruchung im eingerückten Zustand ausübt, für den die axial wirkenden elastischen Mittel (3) eine maximal gewählte Axialbeanspruchung ausüben.

11. Kupplungsmechanismus gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Verschleißnachstellungsvorrichtung umfasst.