DE2029334B2

DE2029334B2 - Reibscheibenkupplung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2029334B2
Application number: DE19702029334
Authority: DE
Inventors: Alfons 5275 Bergneustadt Motsch
Original assignee: Alfred Teves Metallwarenfabrik GmbH & Co oHG, 7575 Bergneustadt
Priority date: 1970-06-13
Filing date: 1970-06-13
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DE2029334A1; GB1357909A; FR2096290A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibscheibenkupplung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer bekannten Reibscheibenkupplung (US-PS 42 691) besteht die Druckfederanordnung aus einer mittig angeordneten Kegeldruckfeder, deren Federkraft über elastische, an der Gegendruckplatte abgestützte Hebel auf die Druckplatte übertragen wird. Parallel zur Kegeldruckfeder sind zwischen Druckplatte und Gegendruckplatte vorgespannte Blattfedern angeordnet, deren Vorspannkraft der Kegeldruckfeder entgegenwirkt, um ein Abheben der Druckplatte von der Reibscheibe und der Gegendruckplatte nach dem Entlasten der Übertragungshebel durch eine Lösevorrichtung zu bewirken. Die Federanordnung dieser bekannten Reibscheibenkupplung hat den Nachteil, daß mit zunehmendem Verschleiß der Reibscheibe die Vorspannung der Kegeldruckfeder abnimmt und gleichzeitig die Vorspannung der Blattfedern wächst.

Die Anpreßkraft für die Reibscheibe und damit das übertragbare Drehmoment der Kupplung nimmt daher mit zunehmendem Verschleiß der Reibscheibe in noch stärkerem Maße ab, so daß nur ein Teil der erforderlichen Ausrückkraft zur Drehmomentübertragung ausgenutzt werden kann. Der steilere Verlauf der Kraftwege-Kennlinie der Kupplung führt außeraem zu einem stärkeren Anstieg der Betätigungskraft beim Ausrücken der Kupplung, wodurch ein weiches Ein- und Ausrücken der Kupplung erschwert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibscheibenkupplung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei der die Summe der auf die Kupplungsdruckplatte einwirkenden Federkräfte innerhalb des durch Verschleiß bedingten Arbeitsbereichs der Kupplung möglichst unverändert bleibt und die eine günstige Ein- und Ausrückcharakteristik ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Weitere vorteilhafle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.

Mi· den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Schaffung einer Reibscheibenkupplung ermöglicht, deren Anpreßkraft unabhängig vom Verschleiß der Reibscheibe während der Lebensdauer der Kupplung im wesentlichen erhalten bleibt und deren Kraft-Wege-Kennlinie über den gesamten Verschleißbereich einen im wesentlichen flachen Verlauf hat. Die hier/u erforderlichen konstruktiven Mittel sind einfach und billig und erfordern keine nennenswerte Änderungen an der üblichen Ausbildung der Reibscheibenkupplung. Weiterhin kann mit der Erfindung die Herstellung von Tellerfeder-Kupplungen verbilligt werden, da nicht mehr so enge Herstelltoleranzen, wie sie zur Einhaltung der gewünschten Federcharakteristik seither erforderlich waren, eingehalten werden müssen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert und beschrieben.

Es zeigt

Fig.i einen Teillängsschnitt durch eine Reibscheiben- Kupplung mit Tellerfeder im eingerückten Zustand,

Fig.2 eine Draufsicht eines Teilausschnittes von Fig. 1,

Fig.3 einen Teillängsschnitt ein>r anderen Ausführungsform,

Fig.4 einen Teillängsschnitt durch eine weitere Ausführungsform,

Fig. 5 eine Draufsicht eines Teilausschnitts von Fig. 3und

Fig.6-8 den Ausführungsbeisp-elen entsprechende Diagramme.

In Fig. 1 und 2 ist eine Anwendung der Federanordnung auf eine membranartige Tellerfederkupplung dargestellt. Diese besteht im wesentlichen aus einem Schwungrad 1, das eine erste, axial feste Gegendruckplatte bildet, welche an einer nicht gezeichneter Antriebswelle befestigt ist, einer auf dem Keilwellentei! der angetriebenen Welle (nicht gezeichnet) angeordneten Reibscheibe 2, einer zweiten axial beweglicher Druckplatte 3, welche verdrehfest mittels Zentrierfc dem 4 mit dem Kupplungsdeckel 5 verbunden ist. Dei Kupplungsdeckel 5 ist seinerseits auf das Schwungrad 1 aufgeschraubt, die axial bewegliche Druckplatte 3 is^! gemeinsam mit der Gegendruckplatte 1 bzw. derr Schwungrad dazu bestimmt, die Reibscheibe 2 durch die Tellerfeder 6 zum Reibungsschluß zu bringen.

Die Tellerfeder 6 ist zwischen der Kupplungsdruck

platte 3 und dem Kupplungsdeckel 5 derart angeordnet daß durch die Kraft der Feder die Kupplungsdruckplatte 3 gegen die Kupplungsreibscheibe 2 und diese ihrerseits im weiteren Verlauf des Einkuppelvorgan^es gegen das Schwungrad 1 gepreßt wird. Beim Ein- und Ausrückvorgang wird die Tellerfeder R wechselweise über die sowohl am Kupplungsdeckel 5 als auch an dem profilierten Abstützring 7 kreisförmig angebrachte, ein Kipplager 8 bildende Sicken abgekippt. Durch öffnungen der Tellerfeder 6, des Kupplungsdeckels 5 und Abstützringes 7 ragen im gleichen Abstand voneinander eine Anzahl federnd gelagerter Bolzen 9, welche die Tellerfeder 6 axial elastisch am Kupplungsdeckel 5 halten und auf der Seite des Abstützringes 7 fest mit diesem vernietet sind. Der Umfangsteil der Tellerfeder 6 bildet eine Ringscheibe, die auf ringförmig axial vorstehende Nocken 10 der Kupplungsdruckplatte 3 aufliegt. Über die Ringscheibe greift eine an der Kupplungsdruckplatte 3 befestigte Mitnehn.erfeder 11. wodurch die Kupplungsdruckplatte 3 beim Ein- bzw. Ausrückvorgang, der durch das Ausrücklager 12 an dem inneren Teil der Tellerfeder 6, welcher eine Reihe von Federzungen 13 als Ausrückhebel aufweist, erfolgt. kontinuierlich die von der Tellerfeder 6 erzeugten Axialwege als Abhub von der Kupplungsreibscheibe 2 mit ausführt.

Am Umfang einer Tellerfedei kupplung sind gem. F i g. 1 vorzugsweise unter 120° drei aus Bleich gestanzte Federhalterungen 14 am Außenrand des Kuppfungsdekkels mittels Nieten 15 befestigt. Die als Blattfedern ausgebildeten Reaktionsfedern 16 sind, um eine funktionsbedingte Längenänderung zu ermöglichen, in der Mitte geteilt. Die außenliegenden Enden der Blattfederteile sind mit der Federhalterung 14 fest vernietet, während die gegeneinander gerichteten Enden sich über einen geteilten nutenförmigen Ring 18 an einem an der Kupplungsdruckplatte 3 ausgebildeten Bundbolzen 17 abstützen. Der Bundbolzen 17 gleitet in seiner Achsrichtung im Nutenring 18.

Bei dem Auskuppelvorgang wird der Ausrückkrallkennlinie Ao folgend (Fig.6) die Tellerfeder 6 mit der Federkennlinie f_A (Fig. 6) an den Tellerfederzungen 13 durch das Drucklager 12 in Richtung auf die Kupplungsreibscheibe 2 bzw. das Schwungrad 1 gedrückt, wobei die Tellerfeder 6 über den Abstützring 7 abkippt und sich das Umfangteil derselben in entgegengesetzter Richtung anhebt. Über die Mitnehmerfeder 11 folgt die Kupplungsdruckplatte 3 dieser Bewegung und trennt die Kupplungsreibscheibe 2 vom Schwungrad 1, d. h. der Kraftschluß wird aufgehoben.

Die Reaktionsfeder 16, die in der Kupplung ohne Vorspannung in Hubrichtung angeordnet ist (Punkt E der Federkennlinie nach F i g. b), wird von dem Ausrückvorgang im Bereich A außerhalb des Verschleißbereiches Si, Si' nicht betroffen, so daß der Bundbolzen 17 beim Abhub der Kupplungsdruckplatte 3 von der Kupplungsreibscheibe 2 frei durch den geteilten Nutenring 18 gleitet.

. Durch den im Verlauf des Betriebes eintretenden Verschleiß wandert die Kupplungsdruckplaite 3 bei zunächst von Po auf Pi, Pi' ansteigender und später wieder auf Pn' abfallender Anpreßkraft auf das Schwungrad 1 zu und belastet gleichzeitig über den Bundbolzen 17 die Reaktionsfeder 16. welche gemäß der Federkennlinie /'«, /V eine Gegenkraft im Bereich .S (15 Si' entwickelt, die der Anpreßkraft Pi - P₀ bzw. P' - P,,' entspricht. Da sich die entgegengesetzt gerichteten Differenzkräfte aufheben, ergibt sich eine neue mehr oder weniger waageredit verlaufende Federkennlinie /4", W" mit einer von Pi" auf Pc. Po reduzierten Anpreßkraft innerhalb einer Toleranz P_s entsprechend (a* bis Ϊα". fÄ". Außerdem entsteht eine neue mehr oder weniger waagerecht verlaufende Ausrückkraftkennlinie im Verschleißbereich Si, Si' entsprechend A₀", A₀'".

Eine andere Ausführungsform der Federanordnung zeigt F i g. 3.

Hierbei wird an Stelle einer geteilten, gewellten Blattfeder eine Tellerfeder 21 verwendet, die auf der Federhalterung 22 liegt und durch deren Bohrung, klemmend bzw. fest oder frei durchgleitend, ein an einem Nocken der Kupplungsdruckplatte 3 befestigter Bundbolzen 24 hindurchragt, welcher mittels einer Scheibe 25 als Widerlager und einem Sicherungsring 26 die Tellerfeder 21 in einer vorbestimmten Lage hält. Die Tellerfeder 21 selbst ist je nach den Erfordernissen der Belastung als einfache Scheibe oder geschlitzte Tellerfeder ausgeführt. Die Federhalterung 22 ist auf der der Tellerfeder 2t zugekehrten Seite mil einer kreisförmigen Vertiefung 27 versehen, um bei fortgeschrittenem Verschleiß der Kupplungsreibscheibe 2 bei Betätigen der Kupplung eine Verformung der Tellerfeder 21 in die entgegengesetzte Kegelform zu ermöglichen, ohne Verwendung von teueren Tellerfedcrn mit trapezförmigem Querschnitt.

Die Funktions- und Bewegungs\erhältnisse bei der BeLÜtigung der Tellerfederkupplung entsprechen denen der Ausführung nach Fig. 1 und 2. die anhand der Diagramme b. 7 beschrieben wurden. Jedoch hat die Anpreßkraft einen anderen Kennlinienverlauf /Y in F i g. 8. Dieser Kurvenverlauf zeigt bei gleicher normaler Anpreßkraft P₀ wie in den F i g. b. 7 eine wesentlich ausgeprägtere Krümmung, wodurch die während der Abnutzung auftretende maximale Anpreßkraft P₁' größer als P, und Po" größer als P₀' ist. Dagegen zeigt die als Reaktionsfeder wirkende Tellerfeder im Verschleißbereich Si' eine Gegenkraft nach dem Kennlinienverlauf /«', welche im Zusammenwirken mit der Anpreßkraft nach Kurve /Y. den Federkennlinienverlauf ΙΑ'" ergibt. Die Anpreßkraft Po im Neuzustand der Kupplung (Punkt £ im Diagramm) ist somit auch hier gleich der Anpreßkraft Po' bei einem Verschleiß von Si an der Kupplungsreibscheibe 2. Es erfolgt wiederum kein nennenswerter Anstieg der Anpreßkraft Po und damit auch keine wesentliche Erhöhung der Ausrückkraft Ao auf beispielsweise A₀' (F i g. b).

Das bedeutet, daß eine zu starke Krümmung der Federkennlinie, welche an sich nicht mehr zulässig ist aber in Einbaulage E die vorgeschriebene Anpreßkraft Po aufweist, mit einer entsprechenden Reaktionsfeder kraft kompensiert werden kann. Trotz von Pt auf Pi erhöhter Anpreßkraft wird damit die Ausrückkraft A,," in den Grenzen der für die weniger gekrümmt« Federkennlinie und die geringere Anpreßkraft P geltenden Ausrückkraft Ai' gehalten.

Daraus ergibt sich eine wesentliche Fertigungser leichterung, insbesondere nachdem eine stark ge krümmte Federkennlinie mit abhängiger, unerwünsch hi.'ier Anpreßkraft P{ den gewünschten große: Verschleißbereich Si' und eine flach gekrümmt Federkennlinie mit abhängiger, niederer erwünschte Anpreßkraft P. einen unerwünscht kleinen Verschleiß bereich .S": mit sich bringt.

F1 g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eine Federanordnung an einer Tellerfederkupplung, bei de das System auf die Tellcrfederzungen 31 wirksam win Auch bei dieser Anordnung kommt die Reaktionskra

Für die Reduzierung, der überhöhten Anpreßkraft von Pi auf Po bzw. Pi' auf P₀' und damit für die Reduzierung der Ausrückkraft von A₀ auf A₀" erst dann zur Wirkung, wenn die Tellerfederzungen 31 bei einsetzendem Verschleiß gegen den Stützring 32 auflaufen. Zur Federung sind dem Stützring 32 gegenüber mindestens drei in Vertiefungen 36 gleichmäßig am inneren Umfang des Kupplungsdeckels 5 verteilte Tellerfedern 34 angeordnet und mit einem Haltebolzen 35, der durch Bohrungen an Stützring 32, Tellerfeder 34 und Kupplungsdeckel 5 hindurchragl, mit diesem fest vernietet. Funktion und Wirkungsweise entsprechen denen der Ausführung nach F i g. 3.

Es ist selbstverständlich, daß mit gleicher Wirkung eine Konstruktion nach Fig.4 auch am Umfangsrand der Tellerfeder mit Abstützung am Kupplungsdeckel angeordnet werden kann, wie ebenso selbstverständlich die Systeme nach Fig. 1 und 3 konstruktiv umgekehrt angebracht sein können, d. h., die Reaktionsfedern können sich auf dem Umfangsrand des Kupplungsdekkels abstützen, wobei die Federhalterung mit dei Kupplungsdruckplatte fest verbunden ist.

Die beschriebene Federanordnung kann sowohl be Schraubenfederkupplungen als auch für Mehrscheiben reibungskupplungen zur Anwendung kommen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reibscheibenkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Ggendruckplatte, einer drehfest und axial beweglich mit dieser verbundenen Druckplatte, die von einer Druckfederanordnung in Richtung auf die Gegendruckplatte gedrückt wird, einer zwischen Gegendruckplatte und Druckplatte einspannbaren Reibscheibe und einer Lösevorrichtung, die zum Abheben der Druckplatte von der Reibscheibe und der Gegendruckplatte dient, sowie einer parallel zur Druckfederanordnung vorgesehenen Abstützfederanordnung, deren Vorspannung kleiner als die Vorspannung der Druckfederanordnung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfederanordnung (16; 21; 34) als Re^ktionsfedeianordnung ausgebildet ist, deren Federkennlinie (fit, /}?') im Bereich des Verschleißweges der Druckplatte (3) der Federkennlinie (f_A. &') der Druckfederanordnung (6) im wesentlichen entgegengesetzt gleich ist.

2. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsdruckfeder als Tellerfeder (6) ausgebildet ist und die Reaktionsfeder aus einer zweigeteilten Blattfeder

(16) besteht, deren außen liegende Enden mit der am Außenrand des Kupplungsdeckels (5) angeordneten Federhalterung (14) verbunden sind, während ihre gegeneinander gerichteten Enden sich über einen geteilten nutenförmigen Ring (18) an einem an der Kupplungsdruckplatte (3) befestigten Bundbolzcn

(17) abstützen.

3. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsfeder aus einer Tellerfeder (21) besteht.

4. Reibscheibenkupplung np.ch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Tellerfeder (21) zugewandten Seite der Federhalterung (22) eine kreisförmige Vertiefung (27) vorgesehen ist.

5. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsdruckfeder als Tellerfeder ausgebildet ist und die Reaktionsfederanordnung (32,34) im Bereich der Federzungen (31) angeordnet ist.