DE2203425A1

DE2203425A1 - Trockenscheibenreibungskupplung

Info

Publication number: DE2203425A1
Application number: DE19722203425
Authority: DE
Inventors: Katuyuki Yoshizawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1971-06-22
Filing date: 1972-01-25
Publication date: 1972-12-28
Also published as: JPS4811244U; JPS5117386Y2; US3776337A; GB1381332A

Description

Thomsen - TieuTKE « 3'jhling PATENTANWÄLTE München: Frankfurt/M.: Dipl.-Chem.Dr. D.Thomsen Dipl.-Ing. W. Welnkauff Dipl.-Ing. H. Tiedtke (Fuchshohl 71)

Dipl.-Chem. Q. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Chem. Dr. U. Eggers

8000 München 2 Kalser-Ludwig-Platz6 25. Januar 1972

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Trockenscheibenreibungskupplung

Die Erfindung bezieht sich auf Reibungskupplungen und insbesondere auf Trockenscheibenreibungskupplungen zur Verwendung bei manuell betätigten Kraftfahrzeug-Kraftübertragungssystemen .

Die Trockenscheibenreibungskupplungen verwenden im allgemeinen eine oder mehrere Kupplungsscheiben, die zwischen ein mit einer Motorkurbelwelle verbundenes Schwungrad und eine Druckplatte gesetzt sind, die gegenüber dem Schwungrad angeordnet ist. Die Kupplungsscheibe, die auf ihren beiden

209853/0553

Mündliche Abreden. Insbesondere durch Telefon, bedürfen schriftlicher Bestätigung Postscheck (München) Kto. 116874 Dresdner B.nk (München) Kto. 5 5» 709

Seiten mit Reibflächen versehen ist, ist an einer Kupplungsnabe befestigt, die mit einer Eingangswelle des Kraftübertragungssystems derart verkeilt ist, daß die Kupplungsscheibe zu r :■ Eingangswelle der Übertragungsanlage axial beweglich ist. Die Druckplatte ist mit einer Kupplungsfeder belastet, die eine neutrale Stellung hat, in der die Druckplatte derart vorgespannt ist, daß sie die Kupplungsscheiben in Eingriff mit dem Schwungrad drückt, wenn die Kupplung in einem eingekuppelten Zustand gehalten wird, wodurch ein Antriebsmoment von der Motorkurbelwelle zur Getriebeeingangswelle (Eingangswelle der Übertragungsanlage) übertragen wird. Die Kupplungsfeder ist mit einem Kupplungsausrückmechanismus verbunden, der ein Kupplungsausrücklager und einen Rückziehhebel hat, der mit einem Kupplungspedal betrieblich verbunden ist. Wird das Kupplungspedal getreten, um die Kupplung in ausgekuppelten Zustand zu bringen, wird somit diese Bewegung auf den Rückziehhebel übertragen, der seinerseits das Kupplungsausrücklager gegen die Wirkung der Kupplungsfeder bewegt und dadurch die Druckplatte von dem Pederdruck entlastet und demgemäß die Kupplungsscheiben von dem Motorschwungrad löst. Dabei ist es wichtig, daß die Kupplungsscheibe oder -scheiben vollständig und augenblicklich von dem Schwungrad zurückgezogen werden, wenn die Druckplatte von dem Federdruck entlastet wird, so daß der Getriebeeingangswelle kein Antriebsdrehmoment geliefert wird.

Ein solches vollständiges und augenblickliches Ausrücken der Kupplungsscheibe oder -scheiben ist jedoch infolge

209853/0553

einer verschlechterten Gleitberührung zwischen der Getriebeeingangövelle und der die Kupplungsscheibe oder -scheiben tragenden Kupplungsnabe manchmal nicht praktikabel. Dadurch wird die übertragung des Antriebsdrehmoments von der Motorkurbelwelle zur Getriebeeingangswelle fortgesetzt oder unvollständig unterbrochen, selbst nachdem die Pederwirkung auf die Druckplatte bei getretenem Kupplungspedal beseitigt wurde.

Die Getriebeeingangswelle besitzt an ihrem hinteren Endabschnitt ein Hauptantriebszahnrad, das in konstantem Eingriff mit einem Gegenantriebszahnrad gehalten wird, das auf einer Gegenantriebswelle des Getriebesystems sitzt. Das Hauptantriebszahnrad ist gewöhnlich ein nach links schräg verzahntes Zahnrad, während das Gegenantriebszahnrad ein nach rechts schräg verzahntes Zahnrad ist. wird das Getriebesystem vorn Leerlauf zum Startzustand geschaltet, wird daher wegen einer Tendenz einer kontinuierlichen Wirkung längs des Verlaufs der kämmenden Zähne der beiden schrägverzahnten Zahnräder ein Axialdruck auf die Getriebeeingangswelle ausgeübt. Dieser Axialdruck läßt die Getriebeeingangswelle in Richtung der Motorkurbelwelle drücken oder bewegen. Gleitet die Getriebeeingangswelle unter dieser Bedingung auf der Kupplungsnabe, mit der sie verkeilt ist, nicht frei, was beispielsweise durch einen erhöhten Reibungswiderstand infolge von Abnutzung verursacht wird, dann neigt die Kupplungsscheibe auf der verkeilten Kupplungsnabe sur Bewegung in Richtung des Schwungrads. Die Drehung des Schwungrades wird somit ungünstigerweise auf die Kupplungsseheits und demgemäß auf die Getriebeeingangswelle übertragen,

209853/0553

obwohl die Druckplatte in ihre zurückgezogene Stellung bewegt ist.

Dieses Problem wird gelöst, wenn das schrägverzahnte Haupt- und Gegenantriebszahnrad des Getriebesystems durch gewöhnliche Stirnräder ersetzt werden, so daß kein Axialdruck erzeugt wird, wenn solche Zahnräder zusammen gedreht werden. Die Verwendung von Stirnrädern führt jedoch zu anderen wichtigen Problemen, beispielsweise einer verkürzten Lebensdauer und der Geräuscherzeugung, und ist praktisch nicht akzeptabel. Für die zuvor erwähnten Probleme kann eine Lösung gegeben werden, wenn die Richtungen der Verzahnungswinkel des Haupt- und Gegenantriebsrades umgekehrt sind, wenn nämlich das Hauptantriebszahnrad ein Zahnrad mit nach rechts gerichteter Schrägverzahnung und das Gegenzahnrad ein Zahnrad mit nach links gerichteter Schrägverzahnung ist. Der sich durch die Drehung solcher schrägverzahnten Zahnräder ergebende Axialdruck wird nun auf die Getriebeeingangswelle in umgekehrter Richtung gegeben, nämlich in Richtung des Hauptantriebswelle des Übertragungssystems. Damit tritt eine Schwierigkeit auf, diese Axialdrucke vollständig innerhalb des Aufbaus des Getriebesystems aufzunehmen, ohne daß dieses extensiv und drastisch geändert wird.

Die Größe der Bewegung der Getriebeeingangswelle in Richtung der Motorkurbelwelle wird gewöhnlich durch ein Bewegungsspiel eines Hauptantriebslagers in Axialrichtung bestimmt, durch das die Getriebeeingangswelle von einem Kupplungsgehäuse in bekannter Weise getragen wird. Je kleiner dieses Spiel

209853/0553

ist, desto kleiner ist die Größe der Bewegung der Getriebeeingangswelle. Da ferner der Druck, mit dem die Kupplungsscheibe oder -scheiben gegen das Schwungrad drücken, mathematisch ein Produkt der Pederkonstante der Kupplungsscheibe oder -scheiben und der Größe der Verschiebung der Getriebeeingangswelle ist, wird dieser Druck ebenfalls mit dem Bewegungsspiel des Hauptantriebslagers kleiner. Dies bedeutet, daß das Ausrücken der Kupplungsscheibe oder -scheiben weich durchgeführt werden kann, wenn das Hauptantriebslager des Getriebesystems mit einem begrenzten Bewegungsspiel in Axialrichtung ausgestattet ist. Tatsache ist jedoch, daß bei der Begrenzung eines solchen Spiels des Hauptantriebslagers praktisch verschiedene Schwierigkeiten auftreten. Mit der Erfindung wird daher eine verbesserte Trockenscheibenreibungskupplung zur Verwendung bei einem manuell betätigten Kraftfahrzeug-Kraftübertragungssystem (Getriebesystem) geschaffen. Die Kupplung kann insbesondere ein weiches und vollständiges (scharf geschnitten) Ausrücken der Kupplungsscheibe oder -scheiben von dem Motorschwungrad augenblicklich durchführen, wenn das Kupplungspedal getreten und die Druckplatte von dem Pederdruck entlastet wird, um das Getriebesystem vom Leerlauf- zum Vorwärtslaufzustand zu schalten.

Mit der Erfindung wird ferner eine verbesserte Trockenscheibenreibungskupplung insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlagen geschaffen, die gewöhnliche schrägverzahnte Zahnräder als ihre Hauptantriebs- und Gegenantriebszahnräder verwenden; die Kupplung ist vollständig und augenblicklich ausgekuppelt, selbst wenn der Gleiteingriff

209853/0553

(Gleitbewegung) zwischen der Getriebeeingangswelle und der mit dieser verkeilten Kupplungsnabe verschlechtert ist.

Mit der Erfindung wird ferner eine verbesserte Trockenscheibenreibungskupplung geschaffen, bei der die Kupplungsscheibe oder -scheiben von dem Motorschwungrad vollständig und augenblicklich gelöst werden_s sobald die Druckplatte von dem Federdruck entlastet wirdj eine solche Kupplung ist bei handbetätigten Kraftfahrzeug-Kraftübertragungssystemen mit einem in üblicher Weise angeordneten Faupt-antriebslager verwendbar.

Die erfindungsgemäße Reibungskupplung besitzt eine Deckeinrichtung, die auf die Getriebeeingangswelle konstant einen Druck ausübt, so daß die Getriebeeingangswelle von der Motorkurbelwelle v:<;g gegen den Axialdruck vorgespannt ist, der der Eingangswelle infolge der Drehung des Haupt- und Gegenantriebszahnrades des Getriebesystems mitgeteilt wird. Diese Druckeinrichtung kann eine Druckfeder aufweisen, die in einer Axialbohrung in der Motorkurbelwelle sitzt, in die ein Steuerendabschnitt der Getriebeeingangswelle ragt, oder ein unter Druck stehendes Fluid, das in der Axialbohrung eingeschlossen ist oder hineingezogen wird, um auf die Getriebeeingangswelle an deren Steuerende einen Fluiddruck auszuüben. Andererseits kann die Druckeinrichtung ein Druckkugellager aufweisen, das auf einem abgestuften oder verengten Abschnitt der Getriebeeingangswelle angrenzend an duren Steuerendabschnitt und zwischen der Kurbelwelle und der Kupplungsnabe sitzt, zumindest eine

209853/0553

Druckscheibe, die auf dem Steuerendabschnitt der Getriebeeingangswelle sitzt und zwischen der Kurbelwelle und dem Druckkugellager angeordnet ist, konische Tellerfedern, die einander gegenüberliegend an beiden Enden der Druckscheibe angeordnet sind, damit sie das Druckkugellager axial gegen die Getriebeeingangswelle weg von der Kurbelwelle drücken, Einsatzelemente, auf denen die konischen Tellerfedern sitzen und durch die die konischen Tellerfedern auseinander gehalten werden, und eine Halteeinrichtung, die das Druckkugellager in einer Stellung relativ zur Getriebeeingangswelle axial beweglich hält. Dabei können die konischen Tellerfedern durch e±n beliebiges anderes federndes Element oder Elemente ersetzt werden, beispielsweise einen Gummiring, eine konische Spiralfeder oder eine Schraubenfeder oder irgendeine Kombination aus diesen Federelementen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Pig. I .zeigt einen Längsschnitt einer vorzugsweise gewählten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibungskupplung und einiger mit dieser verbundener Elemente;

Fig. 2 zeigt eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab von wesentlichen Teilen der Reibungskupplung nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht zur Veranschaulichung 209853/0553

des Betriebsprinzips eines typischen Kraft fahr zeug-Trockenscheibenkraft Übertragungssystems;

Fig. H zeigt eine Fig. 3 ähnliche Ansicht zur Veranschaulichung des Betriebsprinaipa der Reibungs kupplung nach Fig. 1;

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt einer anderen vorzugsweise gewählten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Reibungskupp.! ungt

Fig. 6 zeigt einen Teilschritt ir? vergrößertem Maßstab von w*=:se "itlii'hon ^rCe1.1e.:i u ·'.*·" ?l&-.bungs-Kupplutifa nach Fig. 5» ur?u

Fig* 7A bis 7E aeigen Schnittansichter- von wesentlichen Teilen, von Modifikationen ei^r Reibungskupplungen nach Fig. 5 und 6«

Die in FIg₅ 1 gezeigte allgemein mit der- Bezugs ziffer bezeichnete erfindungsgemäße Reibungskupplung bildet- einen Teil eines Kraftfahrzeug-Gegenwellen-Getrisbesyst-eriS (Kraft"
übertragungssystem), Das Getriebesystem besitzt wie gewöhnlich eine Rui'belwelle 11, die von einer Kraftfahrceugmaschine, beispielsweise einer Brennkraftmaschine - nicht dargestellt angetrieben wird. Die Kurbelwelle 11 besitzt an ihrem Führungsendabschnitt eine Axialbohrung 11a und einen Flansch 11b. Die Getriebeeingangswelle 12 fluchtet mit der Motorkurüelwelle 11

209853/0553

und besitzt einen Steuerendabschnitt 12a, der teilweise in die Bohrung 11a in der Kurbelwelle ragt. Der S'fceuerendabschnitt 12a der Welle 12 ist gegenüber der Kurbelwelle 11 über ein Steuerlager (Pilotlager) oder Buchse 13 drehbar. Mit dem Flansch 11b der Motorkurbelwelle 11 ist über einen Bolzen 15 oder eine andere geeignete Befestigungseinrichtung ein Schwungrad lh verbunden, das mit der Kurbelwelle drehbar ist.

Eine Kupplungsnabe 16 mit einer radialen Ausladung l6a ist - beispielsweise bei 17 - mit der Getriebeeingangswelle 12 verkeilt, damit sie auf dieser axial beweglich ist. Die Kupplungsnabe 16 trägt eine Kupplungsscheibe 18, die im wesentlichen aus Kupplungsscheibenträgern 19 und 19' besteht ₃ die an beiden Seiten der radialen Ausladung 16a der Kupplungsnabe fest sitzen, einer Dämpfungsplatte 20, die von dem Kupplungsscheibenträger 19 radial ausgeht oder an diesem befestigt ist, und einem Paar Reibungsflächen 21 und 21', die an beiden Seiten der Dämpfungsplatte 20 gemäß Darstellung angenietet, geklebt oder in anderer Weise befestigt sind. Eine Druckplatte 22 ist nahe an der Kupplungsscheibe 18 angeordnet und auf das Schwungrad Ik zu und von diesem weg bewegbar. Die Reibungsflächen 21 und 21' der Kupplungsscheibe 18 sind somit derart angeordnet, daß sie mit der Schwungscheibe 14 und der Druckplatte 22 in Eingriff gebracht werden können, wenn die Kupplung gemäß Darstellung sich in einem eingekuppelten Zustand befindet, wobei die Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad 14 und der Druckplatte 22 fest eingeklemmt ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

209853/0553

Ein Kupplungsdeckel 23 ist an seinem Rand an einen Außenumfangsabschnitt des Schwungrades 14 mittels eines Bolzens 24 oder einer anderen Befestigungseinrichtung befestigt, so daß der Kupplungsdeekel und das Schwungrad zusammen drehbar sind. Eine konische Tellerfeder 25 ist halbwegs an einem radialen Wandabschnitt des Kupplungsdeckels 23 über einen Druckniet 26 befestigt, der gemäß Darstellung mit Druckringen 27 und 27' versehen ist. Der Kupplungsdeckel 23 dient somit nicht nur zum Tragen der konischen Tellerfeder 25, sondern auch zur Aufnahme der Kupplungsscheibe 18, der Druckplatte 22 und der Feder 25, wie dies dargestellt ist. Der Außenumfangsrand der konischen Tellerfeder 25 sitzt auf einer gemäß Darstellung bei 22a teilweise vorragenden Rückseite der Druckplatte 22, und ihr Innenumfangsrand umgibt die Getriebeeingangswelle 12. Wird die Tellerfeder 25 in ihrer neutralen Stellung gehalten, drückt sie die Druckplatte 22 in Richtung des Schwungrades 14, so daß die Kupplungsscheibe 18 zur Anlage an dem Schwungrad I¹I gedrückt wird. Bei so in neutraler Stellung gehaltener konischer Tellerfeder 25 wird die Drehung der Motorkurbelwelle 11 über das Schwungrad 14 und die Kupplungsscheibe 18 auf die Getriebeeingangswelle 12 übertragen, oder in anderen Worten, die Getriebeeingangswelle 12 wird synchron zur Motorkurbelwelle 11 angetrieben.

Die konische Tellerfeder 25 wird aus ihrer neutralen Stellung mittels eines Kupplungsausrückmechanismus gedrückt, der durch ein mit ihm verbundenes Kupplungspedal betätigt wird. Dieser Kupplungsausrückmechanismus besitzt gewöhnlich ein

209853/0553

Kupplungsausrücklager 28, das derart angeordnet ist, daß es an dem Innenumfangsabschnitt der konischen Tellerfeder 25 anliegt. Das Kupplungsausrücklager 2b wird auf einer Buchse 29 getragen, die auf einem Kupplungsgehäuseaufbau 30 angeordnet ist. Dieses Kupplungsausrücklager 28 kann in Richtung der Kurbelwelle 11 durch die Bewegung eines in Pig. I nicht dargestellten Rückziehhebels bewegt werden, mit dem das Ausrücklager verbunden ist. Wird somit das Kupplungsausrücklager 28 bei getretenem Kupplungspedal in Richtung der Kurbelwelle 11 bewegt und lastet es an der konischen Tellerfeder 25, wird diese zusammengedrückt und löst den Druck"auf die Druckplatte 22, so daß die Kupplungsscheibe 18 von dem Schwungrad 14 ausgerückt wird, das sich mit der Kurbelwelle 11 dreht. Auf diese Weise wird die übertragung des Antriebsmoments von der Motorkurbelwelle 11 zur Get rieb eeingangsvfe lie 12 unterbrochen.

Die Getriebeeingangswelle 12 wird über ein Hauptantriebslager 31 auf der-i Kupplungsgehäuseaufbau 30 getragen und besitzt an ihrem Führungsende ein Hauptantriebszahnrad 32, das ein in Linksrichtung schrägverzahntes Zahnrad ist, wie dies zuvor angegeben wurde. Das Hauptantriebszahnrad 32 wird in konstantem Eingriff mit einem nach rechts sehragverzahnten Gegenantriebszahnrad gehalten, das auf einer Gegenantriebswelle des Getriebesystems gebildet ist (nicht gezeigt). Mit der Bezugsziffer 33 ist ein Klauenrad bezeichnet.

In der Axialbohrung 11a in der Motorkurbelwelle 11 ist eine Druckfeder 3*1 angeordnet, die auf einer Federsitzplatte

209853/0553

35 sitzt, die an einem Führungsende des Steuerendabschnitts 12a der Getriebeeingangswelle 12 anliegt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Druckfeder 3 ^ dient somit zum Vorspannen der Getriebeeingangswelle 12 in Richtung des Getriebesystems oder weg von der Kurbelwelle 11.

Die Vorteile der Reibungskupplung 10 mit der somit in dieser enthaltenen Druckfeder 3*i ergeben sich aus der folgenden Erläuterung der Fig. 3 und 4, in dei-iJn dis Pfalle P und Q jeweils Drucke repräsentieren, mit denen die Kupplungsscheiben 18 in einer bekannten Reibungskupplurg bT.«/» äer erfindungsgemäßen Reibungskupplung an eiern Schwungra" t<: anliegen. Der Plril F gibt s.iisa voreingestellte Last auf aie l^uekfeäer 3^ ■'"·-- - ■^findung.Tgcmäßen Reibung?kupplung" "'^; &·'*-· i^er Prell ί:

bedeutet ein Sync^vonisiwmQsa/ehucneru iuf ä::.B Ha^pugeüriebe- zi.^nv--:.',. 12, und der Pfeil i te sieht sich auf ehien Axialdruck^ at ν ^ev GcitriebeeingangHwelle 12 infolge üeü Y^r;,ahf;."ingswinkels des Hauptantriebsaahnraaes 32 mitgeteilt wircu

Wird nun das Kupplungspedal beim Löi5/I..af getreten, um den ersten Gang (erste Fahrbedingung) in den; Gefcriebesyetem einzustellen, wird in dem Hauptantriebszabriracl yi ein Synchronisierungsdrehmoment T erzeugt und der Getriebeeingangswelle 12 ein axialdruck mitgeteilt infolge der Tendenz für kontinuierliche Wirkung längs der kämmenden schrägen Zähne des Hauptantriebssahnrades 22 und des nicht gezeigten Gegensahnrades. Hat unter dieser Bedingung die Gleitreibung zwischen der Getriebeeingangswelle 12 und der mit dieser verkeilten Kupplungs-

209853/0553

nabe 16 eine beträchtliche Größe wegen des Abriebs der Eingangswelle und/oder der Kupplungsnabe, der durch darauf ausgeübte Stöße und Schwingungen nach längerem Gebrauch der Kupplung verursacht wird, drückt der Axialdruck P die Kupplungsscheibe 18 gegen das Schwungrad 14, selbst wenn der Pederdruck auf die Druckplatte 22 weggenommen wurde. Es ist bekannt, daß dabei die Verschiebung der Getriebeeingangswelle 12 durch ein Spiel für Bewegung in Axialrichtung des Hauptantriebslagers 31 begrenzt ist, durch das die Eingangswelle auf dem Kupplungsgehäuse getragen wird, wie dies zuvor angegeben wurde. Wird ein solches Spiel für die Bewegung des Hauptantriebslagers 31 verringert, ist somit die Verschiebungsgröße der Getriebeeingangswelle 12 verringert, und der Druck P₃ der gemäß obiger Erläuterung ein Produkt einer Federkonstanten der Kupplungsscheibe 18 und der Größe der Verschiebung der Eingangswelle 12 ist, ist ebenfalls verringert. Es ist jedoch aus technischen Gründen äußerst schwierig, das Spiel für die Bewegung in Axialrichtung des Hauptantriebslagers 31 in einem derartigen Ausmaß zu verringern, daß unerwünschte Berührung der Kupplungsscheibe mit dem Schwungrad während des ausgekuppelten Zustandes der Kupplung vermieden wird.

Fig. 4 veranschaulicht ein grundsätzliches Betriebsprinzip der erfindungsgemäßen Kupplung, bei der die Getriebeeingangswelle 12 von der Motorkurbelwelle 11 durch eine Kraft weggedrückt wird, die der voreingestellten Last F auf die Druckfeder J>k entspricht, wodurch die Bewegung der Getriebeeingangswelle 12 in Richtung der Kurbelwelle 11 eingeschränkt ist und demgemäß der Druck P_s der sonst von des¹ Kupplungeseheibs

209853/0553 .

l8 an dem Schwungrad 14 anliegt, auf den Druck Q verringert ist. Wird das Kupplungspedal getreten und wird die Getriebeeingangswelle 12 von der Kurbelwelle 11 getrennt, wird die Getriebeeingangswelle dem Synchronisierungsdrehmoment T ausgesetzt und gleichzeitig dem Axialdruck F , der sich von dem Verzahnungswinkel des Hauptantriebszahnrades 32 ergibt, wie dies zuvor erwähnt wurde. Wird bei den bekannten Reibungskupplungen das Hauptantriebslager 31 mit einem beträchtlich großen Spiel zur Bewegung in Axialrichtung versehen und ist die Gleitreibung zwischen der Getriebeeingangswelle 12 und der Kupplungsnabe 16 zu einem beträchtlichen Ausmaß vergrößert, wird der der Getriebeeingangswelle 12 mitgeteilte Axialdruck F gleich dem Druck P, mit dem das Schwungrad 14 auf die Kupplungsscheibe l8 gedruckt wird, womit sich P=F ergibt. Da der Axialdruck F zumindest teilweise durch die voreingestellte Last F der Druckfeder J>k in der erfindungsgemäßen Kupplung beseitigt wird, ist der in der Kupplung nach Fig. 4 ausgeübte Druck Q beträchtlich kleiner als der in der Kupplung nach Fig. 3 ausgeübte Druck P, so daß sich Q^P ergibt. Besitzt dabei die Kupplungsscheibe 18 in der die Druckfeder 3^ aufweisenden Kupplung eine Federkonstante k, dann ist der Druck Q = k^'j wobei «4' eine Größe der Krümmung der Kupplungsscheibe 18 oder nach einem anderen Gesichtspunkt die Größe der Verschiebung der Getriebeeingangswelle 12 ist.

Ist ferner die anfänglich mit der Vorspannung F belastete Druckfeder l>k mit einer Federkonstanten k¹ ausgestattet, dann ist die Getriebeeingangswelle 12 in Axialrich-

209853/0553

tung ausbalanciert, wenn eine durch die folgende Gleichung gegebene Bedingung erfüllt ist:

F_m -P-K' ^ ' = k<£ ' Daher ist ^¹= (P_m- P)/(k + k')

Dies bedeutet, daß der Druck Q durch geeignete Wahl der Werte P und k in der erfindungsgemäßen Kupplung beträchtlich verringert werden kann.

Fig. 5 veranschaulicht eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibungskupplung mit den zuvor angegebenen hervorragenden Eigenschaften. Die in der Kupplung eingebaute Federeinrichtung besitzt nun, wie dies in Fig. 6 in vergrößertem Maßstab klar dargestellt ist, ein Druckkugellager 36, das auf einem verengten oder Stufenabschnitt 12c der Getriebeeingangswelle 12 an das Motorschwungrad angrenzend sitzt. Eine Druckscheibe 37 ist um den Steuerendabschnitt 12a der Getriebeeingangswelle 12 und zwischen der Motorkurbelwelle 11 und dem Druckkugellager 36 angeordnet. Konische Tellerfedern 38 und 38' sind einander zugewandt an beiden Enden der Druckscheibe 37 angeordnet. Die konischen Tellerfedern 38 und 38' drücken somit das Druckkugellager axial gegen die Getriebeeingangswelle 12 weg von der Motorkurbelwelle 11, nämlich in Richtung des Getriebes. Diese konischen Tellerfedern 38 und 38' sitzen in der dargestellten Weise auf geeigneten Einsatzelementen, wie Zapfenringen 39 und 39^f. Das Druckkugellager 36, die Druckscheibe 37» die

209853/05S3

Tellerfedern 38 und 3Ö' und die Zapfenringe 39 und 39' sind alle in einem allgemein zylindrischen Behälter ¹IO eingeschlos sen; das Druckkugellager 36 wird somit axial beweglich zur Getriebeeingangswelle 12 gehalten.

Die Druckscheibe 37 und die Zapfenringe 39 und 39' sollen zur Größe der Verschiebung oder Verformung der konischen Tellerfedern 38 und 38' beitragen und somit eine Kompensation für mögliche Abmessungsfehler der Motorkurbelvslls it und/oder der Getriebeeingangswelle 12 ermöglichen und gleichseitig ein geeignetes Anlegen des Federdrucks an die Getriebeeii'.-gangswelle 12 von den konischen Tellerfedern 38 und 38' gew":rleisten« Treten d?be5. beträchtliche Abmes^ringisfehier b&i -.sr Kurbelwelle 11 u;. .;/··; o er der Oütriebeeinga^g'swelle 12 auf, ocL;.r iat ein relativ reichlicher Ha>nü f";r ά-.ιζ Einsetzen der F'ede ceinri chtung verfügt" iir, !cc" η η cn ar ^i ode·* vier oder sogar λ ehr komische Tellerfedern im Bedarfsfall eingesetzt werden· Fig. is *,eigt ein Beispiel, bei dem drei Tellerfedern in Seile verwendet werden, die die auf der Druckscheibe 37 sitzenden Tellerfedern 38 und 38^f und eine dritte Tellerfeder hl umfassen, die- unmittelbar auf dem Steuerendabschnitt 12a der Getrisbeeingangswelle 12 sitzt. Gemäß Darstellung sitzt diese dritte Tellerfeder 41 auf dem Zapfenring 39, auf dem die Tellerfeder 38 ebenfalls sitzt. Fig. 7B zeigt ein anderes Beispiel, bei dem eine vierte konische Tellerfeder hl¹ zusätzlich zu den Tellerfedern 38, 38' und kl verwendet wird. Die Tellerfedern ¹Il und 41* werden auf einer zweiten Druckscheibe 37^f getragen, die gemäß Darstellung neben der Druckscheibe 37 angeordnet ist.

209853/0553

Die Federeinrichtung zur Verwendung in der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 kann auch wie jedes andere Federelement oder -elemente nach Fig. 7C, 7D oder 7E aufgebaut sein; bei diesen Elementen sitzt ein Gummiring 42, eine konische Spiralfeder 43 bzw. eine Schraubenfeder 44 an einem Ende auf dem Drucklager 36 und am anderen Ende auf einer radialen Wand des Behälters 40, wie dies dargestellt ist. Im Bedarfsfall können der Gummiring 42, die konische Spiralfeder 43 oder die Schraubenfeder 44 unmittelbar auf dem Steuerendabschnitt 12a der Getriebeeingangswelle 12 sitzen (nicht gezeigt).

Die Abmessungen und die Anzahl der konischen Tellerfedern und der zugehörigen Einsatzelemente, wie die zuvor erwähnten Zapfenringe, können derart gewählt werden, daß ein Federdruck geliefert wird, der den Axialdruck überwindet_a der der Getriebeeingangswelle beim ausgekuppelten Zustand der Kupplung mitgeteilt wird. Die axiale Verschiebung der Getriebeeingangswelle in Richtung der Motorkurbelwelle kann somit zuverlässig beseitigt oder zumindest minimal gemacht werden, so daß das Problem des verzögerten oder unvollständigen Ausrückens der Kupplungsscheibe von dem Schwungrad zufriedenstellend gelöst werden kann. Abgesehen von diesem besonderen Vorteil haben die in den Fig. 5 ff. gezeigten Ausführungsformen zusätzliche Vorteile darin, daß die Verwendung des Druckkugellagers in Verbindung mit der Getriebeeingangswelle zur Verlängerung der Lebensdauer der Federeinrichtung insgesamt beiträgt und daß die Federeinrichtung einfach geschmiert werden kann, da sie zwischen der Kurbelwelle und der Kupplungsnabe angeordnet ist.

209853/0553

Mit der Bezugsziffer 45 ist ein Schwingungsdämpfer bezeichnet, der eine Schraubenfeder 45a enthält, die in der radialen Ausladung 16a der Kupplungsnabe 16 enthalten ist und in öffnungen in den Kupplungsscheibenträgern 19 und 19' angeordnet ist. Der in gestrichelten Linien dargestellte Rückziehhebel ist mit dem Kupplungsausrücklager 28 verbunden, wie dies zuvor bei der Reibungskupplung nach Fig. 1 erwähnt wurde.

Die dargestellten Ausführungsformen sind zur Erläuterung beschrieben worden und können in verschiedenen Weisen abgeändert werden. Beispielsweise kann die Getriebeeingangswelle einem hydraulichen Fluiddruck ausgesetzt werden, der auf ihren Steuerendabschnitt wirken kann. Die Erfindung wurde zwar bei einer Einscheibenkupplung erläutert; die Merkmale der erfindungsgemäßen Kupplung sind jedoch auch bei Mehrscheibenkupplungen anwendbar.

2098 5 3/0553

Claims

Patentansprüche

_ν 1. Ttfockenscheibenreibungskupplung für ein Kraftfahrzeug-Kr-aixübertragungssystem mit einem nach links echrägverzahnten Hauptantriebszahnrad und einem nach rechts schrägverzahnten Gegenantriebszahnrad, das mit dem Hauptantriebszahnrad kämmt, gekennzeichnet durch eine mit der Motorkurbelwelle (11) und einer Eingangswelle (12) des Kraftübertragungssystems verbundene Druckeinrichtung, die einen Federdruck auf die Eingangswelle (12) ausübt, um diese von der Kurbelwelle (11) wegzudrücken,

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung eine Druckfeder (3⁴I) besitzt, die in einer axialen Bohrung (Ha) sitzt, die einem Pührungsendabschnitt der Kurbelwelle (11) gebildet ist, in die die Eingangswelle (12) mit ihrem Steuerendabschnitt (12a) ragt, wobei die Druckfeder (34) die Eingangswelle (12) in Richtung des Übertragungssystems drückt.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiebnet, daP· aie Druckeinrichtung ein in einer Axialbohrung (lla) einpeschlossenes unter Druck stehendes Fluid aufweist, die in einem Führunps· enaabschnitt der Kurbelwelle (11) gebildet ist, in die die Finßanfcswelle (12) mit ihrem Steuerendabschnitt (12a) raf.t.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung ein Druckkugellager (36) aufweist,

209853/0553

das auf einem verengten Abschnitt der Eingangswelle (12) an ein Schwungrad (1*1) der Kupplung angrenzend und zwischen der Kurbelwelle (11) und einer mit der Eingangswelle (12) verkeilten Kupplungsnabe (16) sitzt, zumindest eine Druckscheibe (37)» die auf einem Steuerendabschnitt (12a) der Eingangswelle (12) sitzt und zwischen der Kurbelwelle (11) und dem Truckkugellager (36) angeordnet ist, eine Pedereinrichtung, die an beiden Enden der Druckscheibe (37) angeordnet ist und das Druckkugellager (36) axial gegen die Eingangswelle (12) weg von dar Kurbelwelle (11) drückt, und eine Halteeinrichtung (¹IO) _s die das Druckkugellager (36), die Druckscheibe (37) und die Pedereinrichtung axial beweglich einschließt und das DruckkugeHager (36) gegenüber der Eingan^swelle (12) hält»

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pederein.richtu.ng konische Te Her federn (38, 3ö^f) aufweist, die einander zugewandt angeordnet sind,

6. Kupplung nach Anspruch 5» ds.dureh gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung ferner Einsatzelemente (39, 39^!) aufweist, auf denen die konischen Tellerfedern (38, 3Ö^S) sitzen und durch die diese Tellerfedern (38, 33^?) in Abstand voneinander gehalten werden.

7. Kupplung nach Anspruch ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung einen Gummiring (42) aufweist.

ö. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 209853/0553

daß die Pedereinrichtung eine konische Spiralfeder (43) aufweist.

9. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine Schraubenfeder (M) aufweist.

10. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedereinrichtung zwischen dem Druckkugellager (36) und einem Steuerendabschnitt (12a) der Eingangswelle (12) angeordnet ist.