DE1575760A1 - Kupplungsvorrichtung - Google Patents
KupplungsvorrichtungInfo
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Description
Wd/Fu R. Nr. 8694
17.8.66
17.8.66
Ik-
Anlage zur
Patent- und λ*™»«·»,*,««.
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte Reibsöheibenkupplung
mit - insbesondere feststehendem - ringförmigem
Magnetkompass axial beweglichem, drehfest mit der Äntriebsseite
verbundenem Anker und einer auf der getriebenen Welle drehfest,
aber axial verschiebbar angeordneten Reibscheibe, die aus einer
Trage.rseäeibe mit einem Reibbelag besteht.
Eine derartige Reibscheibenkupplung hat den Nachteil, daß der Elektromagnet mit Rücksicht auf die aufzubringenden Kräfte sehr
groß sein muß, oder daß — wie es beispielsweise aus der deutschen
Patentschrift 1 122 840 bekannt ist - zur Verkleinerung des Elektromagneten ein EusätslichBS Kupplungsorgan, bestehend aus Tellerfeder
und KraftuberfcragungSOfganen, notwendig ist. Das vergrößert und '
verteuert einerseits den Bauaufwand der Kupplung, andererseits wird
die afotrieDSseifcigö Masse der Kupplung vergrößert, was beispielsweise
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Robert Bosch GmbH . Wd/Fu R.Nr. 8694
Stuttgart ,■ 17.8.66
bei Kraftfahrzeuggetrieben zum Überlasten der Synchronisiereinrichtung
führen kann. Außerdem erfordern derartige, einseitig beaufschlagte Kupplungen eine relativ hohe Erregerleistung für den Kupplungsvorgang.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, eine Scheibenreibungskupplung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, eine geringe abtriebsseitige Masse aufweist, weitgehend
wartungsfrei zu betreiben ist und nur eine geringe Leistungsaufnahme erfordert.
Dies vfird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Trägerscheibe
aus magnetisch leitendem Werkstoff besteht, an der zwei innere Polringe
und zwei äußere Polringe angeordnet sind und der Bereich zwischen den Polringen durch einen magnetisch nicht leitenden Reibbelag
ausgefüllt ist, daß in der Trägersoheibe im Bereich des Reibbelags
auf einem Kreisring liegende, durch schmale Stege voneinander getrennte Durchbrüche ausgebildet sind, und daß die Reibscheibe
zwischen einer axial nicht beweglichen Polscheibe und dem axial beweglichen
Anker angeordnet ist.
Durch diese Ausbildung wird eine doppelt beaufschlagte, magnetisch
durchflutete Trockenkupplung geschaffen, die sich besonders für Kraftfahrzeuggetriebe mit elektronischer Impulssteuerung mittels
Transistoren eignet.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus den ünteransprüchen. Ein AüsfÜhrungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben.
Diese zeigt in ;
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine elektromagnetisch
betätigte Reibscheibenkupplung, , > Flg. 2 einen Teilquerachnitt längs II-II der Fig. 1,
Fig. 3 und. 4 Einzelheiten des AüsfÜhrungsbeispiels der Fig. 1
Fig. 3 und 6 eine Abwandlung einer Einzelheit des Aüsführungsheispieis
äer Fig. 1,
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Fig. 7 einen Teilschnitt durch ein als Mehrscheibenkupplung
ausgebildetes Ausführungsbeispiel.
In der Fig. 1 ist mit 1 eine Antriebswelle eines Motors, ζ« B.
die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschin® bezeichnete Fest auf dem Stirnzapfen der Antriebswelle sitzt eine Schwungscheibe 2-. Im
Stirnzapfen der Antriebswelle ist eine Lagerstelle 3 für eine
erste Abtriebewelle 4 gebildet, auf der wiederum eine zweite hohle Abtriebswelle 5 gelagert ist. -
An die Schwungscheibe schließt sich eine elektromagnetisch betätigte
Doppelkupplung an, die aus einem linken Kupplungsteil A
und einem rechten Kupplungsteil B besteht. Auf der Abtriebswelle
ist &xial|verschiebbar, aber unverdrehbar unter Zwischenschaltung
eines Schwingungsdämpfers 6 eine Reibscheibe 7 angeordnet. Sie hat eine Trägerscheibe 8 aus magnetisch leitendem Werkstoff, an
deren Außenumfang ein linker äußerer Polring 9 und ein rechter äußerer Polring 9' angeordnet sind. An die Polringe schließt
sich radial nach innen ein ringförmiger Reibbelag 10 an. Ein
innerer linker Polring 11 und ein innerer rechter Polring II1
grenzen an den Reibbelag 10 und sind ebenfalls an der Trägerscheibe
8 befestigt.
Im Bereich des Reibbelags 10 sind in der Trägerscheibe 8 Durchbrüche
I? angeordnet, die etwas schmäler als dessen radiale
Breite und durch schmale Stege 14 voneinander getrennt Bind.
Zwischen der Reibscheibe 7 und der Schwungscheibe 2 ist eine Ankerplatte 15 angeordnet, die mit Hilfe mehrerer Blattfedern
l6 drehfest mit der Schwungscheibe verbunden ist. Die Blattfedern
übertragen des Drehmoment bei eingerückter Kupplung von der Antriebswelle
auf die Reibscheibe} bei gelöster Kupplung heben sie die Ankerplatte von der Reibscheibe abc
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Die gesamte Kupplungsvoaichtung ist von einer Kupplungsglocke 17
umgeben, die im Innern durch ein Ringblech 18 in zwei Räume unterteilt
ist. Links des Ringblechs liegt ein Ringraum 19, der einen
Magnetkörper 20 aufnimmt, rechts des Ringblechs ist ein ebensolcher
Ringraum 21, der einen Magnetkörper 22 enthält. Die Ringräume 19, dienen zusammen mit dem Ringblech 18 auch zur Zentrierung der
Magnetkörper 20, 22.
In den Ringraum 19 taucht mit ihrem oberen Rand 25 eine Polscheibe
2k. Sie hat nahe ihres Außenrandes Stege 25* mit denen sie an der
Schwungscheibe 2 befestigt ist. Diese Stege liegen auf einem Kreis, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Ankerplatte
15 und der Reibscheibe 7. Der Innendurchmesser der Polscheibe entspricht dem Innendurchmesser der Ankerplatte und dem
der inneren Polringe 11,11', und hat einen Fortsatz 26, der außerhalb
des Ringraums 19 liegt und sich bis zur Mitte des Ringblechs 18 erstreckt. An einer Verstärkung des Fortsatzes 26 ist ein Innengewinde
ausgebildet.
In der Polscheibe 24 sind mehrere Durchbrüche 27 angeordnet, die den Durchbrüchen 13 der Reibscheibe 7 gegenüberliegen, aber ;
schmäler sind als .jene. Diese Durchbrüche sind ebenfalls durch schmale Stege 28 voneinander getrennt.
Der rechte Kupplungsteil B ist ähnlich wie der beschriebene linke A ausgebildet.
Eine Reibscheibe 30 ist axial verschiebbar aber nicht verdrehbar
unter Zwischenschaltung eines Schwingungsdämpfers 31 auf der Abtriebswelle
5 angeordnet. Sie besteht aus einer magnetisch leitenden Trägerscheibe 32, an der beidseitig innere Polringe 33, 331 und
äußere Polringe 3^*3^' angeordnet sind, zwischen denen ein Reibbelag
35 liegt. In der Trägerscheibe 32 befinden sich wiederum Durchbrüche
36, die denjenigen in der Reibscheibe 7 gleichen^ sie sind durch schmale Stege 37 voneinander getrennt; Zwischen der Reibscheibe
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und dem Magnetkörper 22 ist eine Polseheibe 38 angeordnet. Sie hat
nahe ihrem Außenrand mehrere Stege 39, die sieh .übeijdie Reibscheibe
30 hinweg erstrecken. An den Enden der Stege 39 sind Blattfedern 4o. befestigt, deren nach innen gerichtete Enden fest mit einer Ankerplatte
4l verbunden sind. Diese liegt rechts von der Reibscheibe 30, Die Fig. 4 zeigt im einzelnen die Anordnung der Blattfedern
16, 4ö des linken und des rechten Kupplungsteils in Pfeilrichtung IV
der Fig. 1. Je eine Blattfeder 1st an zwei aufeinanderfolgenden Stegenden der.Polscheiben befestigt* Sie reicht mit ihrem Mittelteil
bis etwa zur Mitte der Ankerplatten, mit denen sie fest verbunden ist« Die Blattfeder ist gewellt, so daß sie In entspanntem Zustand die
Polscheibe von der Reibscheibe abhebt (Kupplung gelöst)»
Die Pols-cheibe 38 hat ebenfalls Durchbrüche 42, die denen der Polscheibe
24 gleichen. Weiterhin hat die Polscheibe an ihrem inneren Umfang einen Fortsatz 43 mit einem Innengewinde, der dem Fortsatz
26 der Polsoheifoe 24 zugewandt ist unä an diesen angrenzt. Die beiden
Pclscheiben sind mittels eines Gewinderings 44 an ihren Fortsätzen zusammengehalten und zentriert. Die Innendurchmesser ihrer Fortsätze
haben Abstand gegenüber den Ringräunien I9, 20. Dieser Abstand bildet
Luftspalte Ll und L2.
Zwischen dem Außendurchmesser der Polscheiben 24, 38 und dem benachbarten
Innendurchmesser der Ringräme 19,21 herrscht ebenfalls Abstand, de? Luftspalte L3, l4 darstellt-»
In jeder Stirnseite eines Stegs 25, 39 der Polscheiben 24, 38 ist eine Sackbohrung 45 ausgebildet, die sich bis in die Polscheibe
hinein erstreckt (Fig. 3). In jeder dieser Bohrungen ist ein Löseanschlag 46 angeordnet. Er besteht aus einem abgewinkelten Federstahldraht.
„ Sein langer, etwas abgeknickter Schenkel 47 liegt
in<fer Bohrung 45, während sein kurzer Schenkel in eine Radialbohrung
48 greift, die im Außenrand der Ankerplatte liegt. In jeder Ankerplatte 15, 41 sind derartige Radialbohrungen in derselben Anzahl
ausgebildet, wie Bohrungen 45 in den Polscheiben vorgesehen sind.
Durch Sfine abgeknickte Form liegt der lange Schenkel 47 des Löeeanschlags
46 mit Vorspannung in-der Bohrung 45. Er berührt sie auf einer
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Seite mit seinen Enden, auf der entgegengesetzten Seite mit einem dazwischen liegenden, vorgewölbten Abschnitt. An dem langen
Schenkel des Anschlags sind ein kurzer Hebelarm a und eine Strecke b zwischen den Anlegepunkten eingetragen.
An jeder Radialbohrung 48 der Ankerplatten ist eine Nase 49 ausgebildet,
gegen die sich bei geschlossener Kupplung der obere Teil des abgewinkelten, kürzeren Schenkels 50 des Löseanschlags 46
legt. Der Abstand von der Mitte der Bohrung 45 bis zum Ende des Schenkels 50 bildet einen Hebelarm d, der Abstand von der Mitte
der Bohrung 45 bis zum Anliegepunkt des Schenkels 50 an der Nase 49 einen Hebelarm c.
Der Abstand zwischen dem rechten Rand der Radialbohrung 48 bis zum Ende des Schenkels 50 ist mit sbezeichnet, und stellt d?n Löseweg
der Ankerplatte dar.
Wie in Pig. 3 dargestellt ist, sind zwischen der Trägerscheibe 8 und der Ankerplatte 15 einerseits und der Polscheibe 24 andererseits
je eine Wellfeder 51, 51' angeordnet. Sie schließen sich unmittelbar und radial nach innen an die inneren Polringe 11, 11'
an. Entsprechende Wellfedern können auch an der Reibscheibe 30 der rechten Kupplung B angeordnet sein, Die Wellfedern haben den
Zweck, ein Kleben der Polscheibe und der Ankerplatte an den Reibscheiben bei gelöster Kupplung infolge magnetischer Remanenz zu
verhindern.
Eine weitere Möglichkeit, das Kleben zu verhindern, besteht darin,
die Reibscheibe selbst als Wellfeder auszubilden. Eine derartige Scheibe ist in den Flg. 5 und 6 dargestellt. Die Trägerecheibe
1st mit 8* bezeichnet. Die inneren und äußeren Polringe sind an
den Stellen U unterbrochen, um ein Schränken der Trägerscheibe zu ermöglichen. Der Reibbelag besteht aus einzelnen Segmenten 52,
die im Abstand voneinander angeordnet sind. Durchbrüche 54 der
Trägerscheibe, die radial innerhalb der inneren Polringe liegen, ermöglichen es« die Zwischenrafiume 53 zwischen den Segmenten
abwechselnd mit einem Knick nach der einen oder der anderen
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Seite zu versehen, so daß der Rand der Trägerscheibe mit den Segmenten im geöffneten Zustand der Kupplung den in Fig. 6
abgewickelt dargestellten, geschränkten Verlauf nimmt» Beim Schließen der Kupplung federn die Zwischenräume zwischen den Segmenten in
eine Ebene, und die Pol- bzw. Reibflächen kommen voll zur Anlage. Diese geschränkte Ausführung der Reibscheibe hat noch
den Vorteil, daß die Kupplung infolge Eigenfederung weicher schließt und eine gleichmäßige Lastverteilung ermöglicht. Für die Höhe h
der Sohränlcung genügen einige zehntel Millimeter.
Die beschriebene Kupplungsvorrichtung kann auch als Einfachkupplung,
d. h. mit nur einem Magnetkörper, einer Reibscheibe, Polscheibe
und Ankerplatte ausgebildet sein. Sie eignet sich dann besonders für automatische Getriebe mit Zugkraftunterbrechung, für Kälteverdichter
von Autoklimaanlagen und für abschaltbare Ktthlgebläse in Fahrzeugen, sowie im Werkzeugmaschinenbau und der Antriebstechnlk
allgemein.
Als Doppelkupplung, wie dargestellt, eignet sie sich besonders für
automatische Getriebe ohne Zugkraftunterbrechung. Die Einzelkupplungen A und B werden dabei abwechselungsweise, sich zeitlich
überschneidend, geschaltet, so daß einmal diee?ste Abtriebswelle 4,
das andere Mal die sweite Abtriebswelle 5 mit der Antriebswelle kraftschlUsslg verbunden ist« Die Steuerung der Kupplung erfolgt in
diesem Fall zweckmSßigerweise über eine elektronische Schalteinrichtung.
Beim Schließen des linken Kupplungsteils erfolgt der magnetische
Kraftschluß vom Magnetkörper 20 über den oberen Teil der PoI-scheibe
24, die äußeren Polringe 9, 9f der Reibscheibe 7» die
Ankerplatte 15 und zurück zum Magnetkörper über die inneren Polrings
11, 11' und die Polscheibe 24. Die übertragung des Drehmoments von der Schwungscheibe auf die Ankerplatte geschieht über die Blattfedern
16.
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Beim Lösen der Kupplung heben die Blattfedern die Ankerplatte von "
der Reibscheibe ab. Der Löseweg wird dabei durch die Löseanschläge 46 begrenzt, die beim Verschleiß der Kupplungsteile
selbsttätig nachgestellt werden. Beim Schließen der Kupplung wird der Lößeanschlag durch die Nase 49 der Ankerplatte jeweils um
den Betrag der Abnützung in dis Bohrung 15 hineingeschoben. Da
hierbei die Einsohubkraft am kurzen Hebelarm c angreift und das Gegenmoment durch die große Führungslänge b gebildet wird, tritt
keine Selbsthemmung ein. Beim Lösen der Kupplung drückt die Radialbohrung 48 auf das frsia Ende des kurzen Schenkels 50 des Löseanschlags.
Die Lösekraft der Blattfedern 16 wirkt auf den lagen Hebelarm
d, wobei das Gegenmoment durch die kurze Führungslänge a gebildet wird., welches go bemessen ist, daß Selbsthemmung eintritt und der
Löseansohlag nicht aus dar Bohrung 45 herausgezogen werden kann. Der
Lösewegsist also immer konstant. Dieselben Vorgänge spielen sich
auch beim Schließen und Lösen der rechten Kupplung ab.
Der Löseansohlag mit Verschleißausgleich gewährleistet gleichbleibenden,
niedrigen Anzugsstrora für die Kupplung unabhängig vom Verschleiß, was für ein gleichbleibendes Arbeiten der Kupplungssteuerung, insbesondere beim Anfahren, wichtig ist. Die beschriebene
Kupplungsvorrichtung stellt eine doppeltbeaufschlagte Kupplung ohne Luftspalt dar, da die Polflächen sich auch bei Verschleiß unmittelbar
berühren, weil Polflächen und Reibflächen identisch Bind. Die Doppelbeaufschlagung
mittels der Ankerplatte ermöglicht es, die Erregerleistung bei gegebenem Drehmoment etwa auf die Hälfte des Wertes zu
senken, der bei einer einfach beaufschlagten Kupplung erforderlich wäre. Die großflächigen Luftspalte Ll bis L4 ermöglichen es, die
Spaltverluste klein su halten.
Wie aus der Fig. 7 ersiehtxich ist, können zwischen einer Polscheibe
55 und einer Ankerplatte 56 auch mehrere Reibscheiben 57 angeordnet
sein, die jeweils durch eine magnetisch leitende Lamelle 58 voneinander
getrennt sind. Die Lamelle ist unverdrehbar, aber verschiebbar an den
Stegen der Polscheibo gehalten. Der übrige Aufbau der Kupplungsvorrichtung
1st derselbe wie oben beschrieben«
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Robert, Bosch GmbH Wd/Fu R.Nr. 8694
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Für besonders hohe Drehmomente können auoh die Magnetkörper 20,22 umlaufen,
so daß sie ohne Luftspalte an die Polringe grenzen, und ihren Strom durch gleitende oder rollende Zuführungen erhalten.
909883/0970
Claims (1)
- Robert Bosch GmbH Wd/Pu R.Nr. 8694Stuttgart · 17.8.66icAnsprüche;1„ Elektromagnetisch betätigte Reibscheibenkupplung mit - insbesondere feststehendem - ringförmigem Magnetkörper, axial beweglichem, drehfest mit der Antriebsseite verbundenem Anker und einer auf der getriebenen Welle drehfest, aber axial verschiebbar angeordneten Reibscheibe, die aus einer Trägerscheibe mit einem Reibbelag besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerscheibe (8,32) aus magnetisch leitendem Werkstoff besteht, an der zwei innere Polringe (11,1I1; 35,33') und zwei äußere Polringe (9,9f; 34,34') angeordnet sind und der Bereich zwischen denjPolringen durch einen magnetisch nicht leitenden Reibbelag (10,35) ausgefüllt ist, daß in der Trägerscheibe (8,32) im Bereich des Reibbelags auf einem Kreisring liegende, durch schmale Stege (14,37) voneinander getrennte Durchbrüche (13/36) ausgebildet sind, und daß die Reibscheibe (7,30) zwischen einer axial nicht beweglichen Polsoheibe (24, 38) und dem axial beweglichen Anker (15,41) angeordnet ist.2. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Doppelkupplung mit zwei axial hintereinanderliegenden Einzelkupplungen (A,B) ausgebildet ist, die unabhängig voneinander betätigbar sind, und daß Jeder Einzelkupplung eine eigene Abtriebswelle (4,5) zugeordnet ist*- 2 909883/0976 *Robert Bosch GmbH Wd/Pu R.Nr. 869AStuttgart IJ 17.8.66J. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1 oder 2., dadurch gekenn-derzeichnet, daß an der Polscheibe (24,38), die auf der/Reibscheibe (7,30) zugewandten Seite des Magnetkörpers (20,22) liegt, durch schmale Stege unterbrochene Durchbrüche (27,42) ausgebildet sind, die auf einem Kreisring liegen, dessen Durchmesser etwa dem mittleren Durchmesser des kreisförmigen Magnetkb'rpers (20,22) entspricht.4. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (15,4l) lediglich über" das Drehmoment übertragende Blattfedern (l6,4o) mit der Antriebsseite verbunden ist, und daß die Blattfedern auch die nach dem Ausschalten des Kupplungsstroms zum Abheben der Ankerplatte (15*4l) von der Reibscheibe (7,30) notwendige Kraft erzeugen.5. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkörper (20,22) der Einzelkupplungen (A,B) Rücken an Rücken an einer feststehenden Kupplungsglocke (17) angeordnet und jeweils an einer Polscheibe (24,38) umfaßt sind, die mittels eines insbesondere ein Gewinde tragenden, Ringes (44) miteinander verbunden sind.6. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerscheibe (8*) gewellt ist, und der Reibbelag aus einzelnen, durch schmale Zwischenräume voneinander getrennten Segmenten (52) besteht (Fig. 6).909883/0976 "3"Robert Bosch GmbH Wd/Fu R.Nr. 8694Stuttgart JCL 17.8.19667. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Trägerseheibe (8, J52) im Bereich der Ankerplatte bzw. der Polscheibe eine Wellfeder (51,5I1) angeordnet ist, welche die Reibscheibe bei gelöster Kupplung von den benachbarten Flächen abhebt.8. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß in eier Nähe des Außenumfangs der Polsoheibe (24,58) Ausnehmungen (45) ausgebildet sind, in denen Löseansohläge (46) angeordnet sind, die in Ausnehmungen (48) der Ankerplatte (15/41) greifen und unter dem Einfluß der Ankerplatte (15,41) in die Ausnehmung hinein, aber nicht aus dieser heraus verschiebbar sind.9. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Löseanschlag (46) hakenartig gebogen ist, mit einem im wesentlichen geraden Schenkel (50) in die Ausnehmung (48) der Ankerplatte (15,4.1) und mit einem abgeknickten Schenkel (47) in die Aussparung der Polscheibe (24,38) greift, wobei er den Wänden der letztgenannten Aussparung einerseits an beiden Schenkelenden., andererseits an einer dazwischenliegenden Stelle nahekommt, während er die= Ausnehmung (48) der Ankerplatte in Schließrichtung nahe dem geknickten Schenkel, in öffnungsrichtung am freien Ende des Schenl eis berührt.- 4 909883/0976Robert Bosch GmbH Wd/fu R. Nr. 8694Stuttgart /Iß . 17,8,196610. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß zwischen der Ankerplatte (56) und der Polscheibe (55) mindestens zwei axial hintereinanderllegende Reibscheiben (57) angeordnet sind, die £*eils eine magnetisch leitende, mit der Polscheibe unverdrehbar verbundene s axial verschiebbare Lamelle (58) zwischen sich aufnehmen.909883/0978
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-
1967
- 1967-06-26 US US648726A patent/US3426875A/en not_active Expired - Lifetime
- 1967-07-11 GB GB31812/67A patent/GB1189875A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4372262A (en) * | 1981-09-22 | 1983-02-08 | Ford Motor Company | Stopping and restarting device for the internal combustion engine of a motor vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3426875A (en) | 1969-02-11 |
GB1189875A (en) | 1970-04-29 |
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