DE19716396A1

DE19716396A1 - Single-plate clutch in vehicle

Info

Publication number: DE19716396A1
Application number: DE19716396A
Authority: DE
Inventors: Guenter Strauss
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2017-04-19
Also published as: DE19716396B4

Abstract

The single-plate gearchange clutch (10-20) has a clutch cage secured to an engine flywheel. A pressure ring which has limited axial motion with respect to the clutch cage is linked to the clutch cage. A cross-type driving disc is fixed to the gear shaft but moves back-and-forth along it, and is located between the pressure ring and flywheel. The clutch cage is joined to a plate spring, the outer perimeter of which presses against the pressure ring. The inner face of the clutch cage operates a disengaging bearing. The pressure ring circular surface and the plate spring are inclined towards the axis of rotation of the pressure ring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfas send einen mit der Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors drehfest verbind baren Kupplungskorb, einen mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweglich verbundenen Druckring, eine zwischen dem Druckring und der Schwung scheibe angeordnete und mit einer Getriebewelle drehfest, aber axial verschiebbar verbindbare Mitnehmerscheibe, und eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangsbereich gegen den Druckring drückt und mit deren innerem Umfangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist.The invention relates to a single-disc clutch for manual transmissions send a rotatably connected to the flywheel of an internal combustion engine Clutch basket, one with the clutch basket, but axially limited movably connected pressure ring, one between the pressure ring and the swing disc arranged and rotatably with a gear shaft, but axially displaceable connectable drive plate, and one connected to the clutch basket Belleville washer, the outer peripheral area of which presses against the pressure ring and with whose inner circumferential area a disengagement bearing can be brought into engagement.

Eine derartige Einscheibenkupplung kommt insbesondere bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz, die mit einem sogenannten Zweimassenschwungrad ausgerüstet sind. Dabei erfolgt die Kraftübertragung vom Verbrennungsmotor auf die Eingangswelle des Getriebes dadurch, daß die zu Beginn der Anfahrt stehende Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad und der Druckplatte eingeklemmt wird und hierdurch Drehmomente übertragen werden, wobei die Kupplungsscheibe in Rotation versetzt wird. Beim Einkuppeln kann es zu Schwankungen des übertragenen Drehmoments kommen, was zu einer als Kupplungsrupfen bezeichneten Erscheinung führt. Ursa che für derartige Drehmomentschwankungen beim Einkuppeln sind unter anderem geometrische Störungen der Kupplungsbauteile im Reibkontakt zwischen Druck platte, Kupplungsscheibe und Schwungrad. Bisher wurde versucht, diese Dreh momentschwankungen durch die Einengung der Toleranzen einzelner Bauteile zu verringern. Nachteilig hierbei ist, daß die Einengung der Toleranzen deutliche Mehr kosten verursacht und zudem die technischen Grenzen einer prozeßsicheren Ferti gung bereits erreicht sind. Zudem können bei einer ungünstigen Kombination zeich nerisch einwandfrei gefertigter Einzelbauteile immer noch unzulässig hohe Drehmomentschwankungen auftreten.Such a single-disc clutch is particularly useful in motor vehicles used with a so-called dual mass flywheel. The power is transmitted from the internal combustion engine to the input shaft of the gearbox in that the clutch disc at the beginning of the approach is clamped between the flywheel and the pressure plate and thereby Torques are transmitted, whereby the clutch disc rotates becomes. When engaging, there may be fluctuations in the transmitted torque come, which leads to a phenomenon called clutch plucking. Ursa che for such torque fluctuations when engaging are among others Geometric disturbances of the coupling components in the frictional contact between pressure plate, clutch disc and flywheel. So far this rotation has been tried torque fluctuations due to the narrowing of the tolerances of individual components reduce. The disadvantage here is that the narrowing of the tolerances significantly more causes costs and also the technical limits of a reliable process have already been reached. In addition, in the case of an unfavorable combination nerisch flawlessly manufactured individual components still impermissibly high Torque fluctuations occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einscheiben kupplung dahingehend zu verbessern, daß unabhängig von den Einzeltoleranzen ein schiefes Abheben des Druckrings von der Mitnehmerscheibe ausgeschlossen ist.The invention has for its object the generic toughening To improve the clutch so that regardless of the individual tolerances an inclined lifting of the pressure ring from the drive plate is excluded is.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die ringförmigen Berührungsflächen des Druckrings und der Tellerfeder zur Drehachse des Druck rings geneigt sind.According to the invention, this object is achieved in that the annular Contact surfaces of the pressure ring and the plate spring to the axis of rotation of the pressure are inclined around.

Infolge dieser Ausbildung der Berührungsflächen kann der Druckring in Bezug auf die Tellerfeder eine pendelartige Bewegung ausführen. Diese Pendelbewegung des Druckrings bewirkt einen selbsttätigen Ausgleich bei einer Schiefstellung, so daß der Druckring zur Mitnehmerscheibe stets parallel angeordnet ist. Die ferti gungsbedingten Toleranzen der einzelnen Bauteile der Kupplung können daher auf einfache Weise ausgeglichen werden, und ein gleichmäßiges Anlegen und Abheben der drei Reibpartner Schwungscheibe, Druckring und Mitnehmerscheibe kann gewährleistet werden. Wenn der Druckring zur Mitnehmerscheibe einmal parallel angeordnet ist, dann bleibt er in dieser Position, bis durch einen Verschleiß neue Abweichungen entstehen, die in Verbindung mit einer Pendelbewegung des Druck rings zu einem erneuten Ausrichten in Bezug auf die Mitnehmerscheibe führen.As a result of this formation of the contact surfaces, the pressure ring can relate perform a pendulum-like movement on the disc spring. This pendulum movement the pressure ring causes an automatic compensation in the event of an inclination, so that the pressure ring is always arranged parallel to the drive plate. The ferti tolerances of the individual components of the coupling due to be balanced easily, and even application and take-off the three friction partners can flywheel, thrust ring and drive plate be guaranteed. If the pressure ring is once parallel to the drive plate is arranged, then it remains in this position until new wear Deviations arise in connection with an oscillating movement of the pressure lead to realignment in relation to the drive plate.

Im Hinblick auf die angestrebte Pendelbewegung des Druckrings bei einer ungleichmäßigen Reaktionskraft des Druckrings ist es besonders vorteilhaft, wenn die miteinander in Berührung stehenden ringförmigen Flächen konvex/konkav gekrümmt sind. Dieser Gedanke kann in der Weise verwirklicht werden, daß die Berührungsfläche des Druckrings konkav gekrümmt und die Berührungsfläche der Tellerfeder konvex gekrümmt ist. Es ist aber auch das umgekehrte Prinzip anwend bar, daß die Berührungsfläche des Druckrings konvex und die Berührungsfläche der Tellerfeder konkav gekrümmt ist.With regard to the desired pendulum movement of the pressure ring at one uneven reaction force of the pressure ring, it is particularly advantageous if the annular surfaces in contact with each other are convex / concave are curved. This idea can be realized in such a way that the Contact surface of the pressure ring is concavely curved and the contact surface of the Belleville spring is convexly curved. But the reverse principle is also applicable bar that the contact surface of the pressure ring is convex and the contact surface of the Belleville spring is concavely curved.

In jedem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die konkave Berührungsfläche ein Teilbereich einer Kugelfläche ist, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings liegt. Dabei ist der Krümmungsradius der konvexen Berührungsfläche vorteilhafterweise kleiner als derjenige der konkaven Berührungsfläche.In any case, it is particularly advantageous if the concave contact surface is a partial area of a spherical surface, the center of which is on the axis of rotation of the Pressure ring. The radius of curvature is the convex contact surface advantageously smaller than that of the concave contact surface.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained below. It shows:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die wesentlichen Bestandteile einer Einschei benkupplung, Fig. 1 a cross section through the essential components of a benkupplung Einschei,

Fig. 2 in größerem Maßstab eine Einzelheit von Fig. 1, und Fig. 2 on a larger scale a detail of Fig. 1, and

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 2, die aber eine andere Ausführungs form zeigt. Fig. 3 is a representation similar to Fig. 2, but showing another embodiment.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Einscheibenkupp lung für ein Schaltgetriebe, wobei die Mitnehmerscheibe und das Ausrücklager der Einfachheit halber weggelassen sind. Fig. 1 shows a schematic cross section through a Einscheibenkupp treatment for a manual transmission, the drive plate and the release bearing are omitted for the sake of simplicity.

Ein Kupplungskorb 10 ist mit einer (nicht gezeigten) Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors starr verbunden. Ein Druckring 12 ist über mehrere Blattfedern 14 (von denen nur eine angedeutet ist) mit dem Kupplungskorb 10 drehfest, aber begrenzt axial bewegbar verbunden. Mit dem Kupplungskorb 10 ist ferner eine Tellerfeder 16 verbunden. Genauer gesagt, der Innenrand der ringförmigen Teller feder ist zwischen zwei Ringen 18 festgelegt, die mit Bolzen 20 mit dem Kupplungs korb 10 vernietet sind. Die Tellerfeder 16 hat die Aufgabe, den Druckring 12 nach unten gegen eine (nicht gezeigte) Mitnehmerscheibe vorzuspannen, die auf einer Getriebewelle drehfest, aber axial verschiebbar gelagert ist. Von der Tellerfeder 16 ragen mehrere Finger 22 radial nach innen, die mit einem (nicht gezeigten) Ausrück lager zusammenwirken. Zum Auskuppeln werden die Finger 22 von dem Ausrückla ger nach unten gedrückt, mit der Folge, daß der äußere Umfangsrand der zwischen den Ringen 18 festgelegten Tellerfeder 16 vom Druckring 12 weg nach oben bewegt wird.A clutch basket 10 is rigidly connected to a flywheel (not shown) of an internal combustion engine. A pressure ring 12 is connected via a plurality of leaf springs 14 (only one of which is indicated) to the clutch basket 10 in a rotationally fixed but axially movable manner to a limited extent. A plate spring 16 is also connected to the clutch basket 10 . More specifically, the inner edge of the annular plate spring is fixed between two rings 18 , which are riveted to the clutch basket 10 with bolts 20 . The plate spring 16 has the task of prestressing the pressure ring 12 downwards against a drive plate (not shown) which is mounted on a gear shaft in a rotationally fixed but axially displaceable manner. From the plate spring 16 protrude several fingers 22 radially inwards, which cooperate with a (not shown) release bearing. To disengage the fingers 22 are pressed down by the Ausrückla ger, with the result that the outer peripheral edge of the plate spring 16 defined between the rings 18 is moved away from the pressure ring 12 upwards.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung einer Einscheibenkupplung ist her kömmlicher Art, so daß eine weitere Erläuterung entfallen kann.The formation of a single-disc clutch described above is ago conventional type, so that a further explanation can be omitted.

Der äußere Umfangsrand der Tellerfeder 16 ist konkav gekrümmt, wogegen die entsprechende Berührungsfläche des Druckrings 12 konvex gekrümmt ist. Ge sauer gesagt, die konkave Berührungsfläche der Tellerfeder 16 ist ein Teilbereich einer Kugelfläche, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings 12 liegt. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Krümmungsradius der konvexen Berührungsfläche des Druckrings 12 kleiner als derjenige der konkaven Berührungsfläche der Tellerfeder 16. Zwischen der Tellerfeder 16 und dem Druckring 12 kommt es daher zu einer Linienberührung.The outer peripheral edge of the plate spring 16 is concavely curved, whereas the corresponding contact surface of the pressure ring 12 is convexly curved. Ge said, the concave contact surface of the plate spring 16 is a portion of a spherical surface whose center lies on the axis of rotation of the pressure ring 12 . As can be seen from FIG. 2, the radius of curvature of the convex contact surface of the pressure ring 12 is smaller than that of the concave contact surface of the plate spring 16 . A line contact therefore occurs between the plate spring 16 and the pressure ring 12 .

Wenn zum Auskuppeln in bekannter Weise mit dem Ausrücklager auf die radial inneren Enden der Finger 22 der Tellerfeder 16 eine zum Druckring 12 hin gerichtete Axialkraft ausgeübt wird, dann wird die Tellerfeder 16 verformt, wobei die Ringe 18 den Drehpunkt bilden. Der auf dem Druckring 12 aufliegende äußere Um fangsbereich der Tellerfeder 16 wird daher vom Druckring weg bewegt. Als Folge von sich aufsummierenden Fertigungstoleranzen besteht dabei die Möglichkeit, daß der äußere Umfangsrand der Tellerfeder 16 bei dieser Verformung zu der Ebene des Druckrings 12 bzw. der (nicht gezeigten) Mitnehmerscheibe nicht mehr parallel ist. In diesem Fall kann der Druckring 12 infolge der ungleichen Reaktionskräfte der Tellerfeder 16 gegenüber dieser eine Pendelbewegung ausführen, bis wieder eine gleichförmige Belastung hergestellt ist. Durch diese Pendelbewegung des Druck rings 12 erfolgt daher ein selbsttätiger Ausgleich bei einer ungleichmäßigen Bela stung infolge eines Winkelfehlers. Es ist daher auch im Falle eines schiefen Ab hebens der Tellerfeder gewährleistet, daß eine gleichförmige Andrückkraft auf den Druckring 12 ausgeübt wird, so daß das unerwünschte Kupplungsrupfen beim Ein- und Auskuppeln vermieden wird.If an axial force directed towards the pressure ring 12 is exerted on the radially inner ends of the fingers 22 of the plate spring 16 with the release bearing in a known manner, the plate spring 16 is deformed, the rings 18 forming the fulcrum. The lying on the pressure ring 12 outer circumferential area of the plate spring 16 is therefore moved away from the pressure ring. As a result of accumulating manufacturing tolerances, there is the possibility that the outer circumferential edge of the plate spring 16 is no longer parallel to the plane of the pressure ring 12 or the driving disk (not shown) during this deformation. In this case, the pressure ring 12 can execute a pendulum movement due to the unequal reaction forces of the plate spring 16 , until a uniform load is produced again. This pendulum movement of the pressure ring 12 therefore automatically compensates for an uneven loading due to an angular error. It is therefore ensured even in the event of an inclined lifting from the plate spring that a uniform pressing force is exerted on the pressure ring 12 , so that the undesirable clutch ratchet when engaging and disengaging is avoided.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der die An ordnung der konkaven und konvexen Berührungsflächen vertauscht ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Berührungsfläche des Druckrings 12' konkav gekrümmt, wogegen die Berührungsfläche der Tellerfeder 16' konvex gekrümmt ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Druckring 12' in Bezug auf die Drehachse der Tellerfeder 16' eine Pendelbewegung ausführen. Diese Pendelbewegung wird auch dadurch ermöglicht, daß die Tellerfeder 16' gegenüber den Ringen 18 und den Bol zen 20 eine begrenzte Radialbewegung ausführen kann und auch der Druckring 12' gegenüber dem Kupplungskorb 10 in geringem Maße radial verschiebbar ist. Die Pendelbewegung des Druckrings 12' führt zu einem selbsttätigen Ausgleich von Winkelfehlern, so daß von der Tellerfeder 16' auf den Druckring 12' über den ge samten Umfang eine gleichförmige Andrückkraft ausgeübt wird. In Fig. 3, a modified embodiment is shown in which the arrangement of the concave and convex contact surfaces is interchanged. In this embodiment, the contact surface of the pressure ring 12 'is concavely curved, whereas the contact surface of the plate spring 16 ' is convexly curved. In this embodiment too, the pressure ring 12 'can perform an oscillating movement with respect to the axis of rotation of the plate spring 16 '. This pendulum movement is also made possible in that the plate spring 16 'relative to the rings 18 and the Bol zen 20 can perform a limited radial movement and also the pressure ring 12 ' relative to the clutch basket 10 is radially displaceable to a small extent. The pendulum movement of the pressure ring 12 'leads to an automatic compensation of angular errors, so that a uniform pressing force is exerted by the plate spring 16 ' on the pressure ring 12 'over the entire circumference.

BezugszeichenlisteReference list

1010th

Kupplungskorb
Clutch basket

1212th

, ,

1212th

' Druckring
'' Pressure ring

1414

Blattfedern
Leaf springs

1616

, ,

1616

' Tellerfeder
'' Disc spring

1818th

Ringe
Rings

2020th

Bolzen
bolt

2222

Finger
finger

Claims

1. Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfassend

a) einen mit der Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors drehfest verbindbaren Kupplungskorb,
b) einen mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweglich verbunde nen Druckring,
c) eine zwischen dem Druckring und der Schwungscheibe angeordnete und mit ei ner Getriebewelle drehfest, aber axial verschiebbar verbindbare Mitnehmerscheibe, und
d) eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangs bereich gegen den Druckring drückt und mit deren innerem Umfangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Berührungsflächen des Druckrings 12, (12') und der Tellerfeder (16, 16') zur Drehachse des Druckrings geneigt sind.1. Single-disc clutch for manual transmission, comprehensive

a) a clutch basket which is non-rotatably connectable to the flywheel of an internal combustion engine,
b) a pressure ring which is connected to the clutch basket in a rotationally fixed but axially movable manner,
c) a drive plate arranged between the pressure ring and the flywheel and rotatably but axially displaceably connectable with a transmission shaft, and
d) a disc spring connected to the clutch basket, the outer circumferential area of which presses against the pressure ring and the inner circumferential area of which a release bearing can be brought into engagement,

characterized in that the annular contact surfaces of the pressure ring 12 , ( 12 ') and the plate spring ( 16 , 16 ') are inclined to the axis of rotation of the pressure ring.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berüh rungsfläche des Druckrings (12) konvex gekrümmt und die Berührungsfläche der Tellerfeder (16) konkav gekrümmt ist.2. Coupling according to claim 1, characterized in that the contact surface of the pressure ring ( 12 ) is convexly curved and the contact surface of the plate spring ( 16 ) is concavely curved.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berüh rungsfläche des Druckrings (12') konkav gekrümmt und die Berührungsfläche der Tellerfeder (16') konvex gekrümmt ist.3. Coupling according to claim 1, characterized in that the contact surface of the pressure ring ( 12 ') is concavely curved and the contact surface of the plate spring ( 16 ') is convexly curved.

4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kon kave Berührungsfläche ein Teilbereich einer Kugelfläche ist, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings (12, 12') liegt.4. Coupling according to claim 2 or 3, characterized in that the kon kave contact surface is a partial region of a spherical surface, the center of which lies on the axis of rotation of the pressure ring ( 12 , 12 ').

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der konvexen Berührungsfläche kleiner ist als derjenige der konkaven Berührungsfläche.5. Coupling according to one of claims 2 to 4, characterized in that the radius of curvature of the convex contact surface is smaller than that the concave interface.