DE2836840B2

DE2836840B2 - Automatische Verschleißkompensationseinrichtung für eine mittels Membranfeder betätigte Reibungskupplung

Info

Publication number: DE2836840B2
Application number: DE2836840A
Authority: DE
Inventors: Terry Vincent Palatine Ill. Lindquist; W. Vincent Cave Creek Ariz. Thelander Sen.
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1977-09-06
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1980-10-16
Also published as: FR2402114B1; IT7827300A0; IT1098810B; JPS5452251A; SE434983B; AU3910478A; US4191285A; GB2004000B; DE2836840C3; GB2004000A; FR2402114A1; DE2836840A1; CA1100426A; BR7805748A; SE7808767L; AU522472B2; ES473088A1; AR214940A1

Description

is Die Erfindung betrifft eine automatische Verschleißkompensationseinrichtung für eine mittels Membranfeder betätigte Reibungskupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung.
Mittels Membranfeder betätigte Reibungskupplungen weisen normalerweise ein Schwungrad, eine auf einer angetriebenen Welle aufgekeilte Kupplungsscheibe, eine axial bewegliche Druckplatte, die zusammen mit dem Schwungrad drehbar ist, eine Stützfläche auf der Druckplatte oder wirksam damit verbunden, eine Kupplungsabdeckung, die am Schwungrad befestigt ist, eine Membranfeder, die mit der Stützfläche auf der Druckplatte und einer getrennten Stützfläche auf der Abdeckung in Eingriff tritt, und ein Ausrücklager auf, das auf der angetriebenen Welle axial verschieben ist und mit den sich radial einwärts erstreckenden Fingern der Membranfeder in Eingriff tritt Bei der Betätigung der Membranfeder durch das Ausrücklager zur Vor- und Rückbewegung der Druckplatte schwenkt die Feder um einen Lagerring aus Draht, wobei der

Außenrand der Feder mit der Stützfläche der Druckplatte in Eingriff tritt. Nach dem Ausrücken und Wiedereinrücken der Kupplung nehmen alle Teile

wieder die gleichen Stellungen relativ zueinander ein.

Aus der Kennnlinie einer Tellerfeder, die bei den

meisten Kupplungen Verwendung findet, resultiert eine Plattenbelastung von etwa 624 kp, wenn die Kupplungsteile neu und eingerückt sind. Beim Ausrücken der Kupplung wird durch ein Zurückziehen der Druckplatte um ca. 2 mm die Plattenbelastung auf 312 kp reduziert, woraus ein annehmbarer Pedaldruck für den Fahrzeuglenker resultiert. Wenn Verschleiß auftritt, bewegt sich die Druckplatte bei eingerückter Kupplung in Richtung auf das Schwungrad, so daß bei einem Verschleiß der Kupplungsbeläge von ca. 2 mm die Plattenbelastung auf 951 kp ansteigt. Bei einem Ausrücken über eine Strecke von ca. 2 mm wird dabei die Belastung auf 624 kp reduziert. Das führt zu einem Pedaldruck, der etwa doppelt so hoch ist wie der ursprünglich ausgeübte Druck, was für den Fahrzeuglenker höchst unerwünscht

Wenn Verschleiß im System vorhanden ist, insbesondere Verschleiß der Kupplungsbeläge, muß sich darüber hinaus die Membranfeder über eine größere Bogenbahn und das Ausrücklager über eine größere Strecke bewegen, um ein vollständiges Ausrücken der Kupplung zu bewirken. Infolge der Bewegung der Druckplatte in Richtung auf das Schwungrad nach einem Verschleiß des Kupplungsbelages werden durch die Änderung der Lage der Druckplatte die Finger der Membranfeder in

ho einen stärkeren Eingriff mit dem Ausrücklager gepreßt, wodurch das Ausrücklager an der AusrUckgabel festsitzen kann. Um dieses Problem zu beheben, muß die Kupplung gewartet werden, um das Ausrücklager

wieder richtig zu positionieren. Ein großer Prozentsatz von Kupplungsdefekten ist darauf zurückzuführen, daß die richtige Einstellung des Kupplungssystems vernachlässigt worden ist

Zur Behebung dieser Probleme ist bereits eine Reihe von Vorschlägen in bezug auf eine automatische Verschleißkompensation unterbreitet worden. Beispielsweise ist eine Verschleißkompensationseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung aus der DE-AS 23 03 618 bekannt geworden. ₎₀ Hierbei wf,«st die Reibungskupplung eine mit mehreren Druckfedern versehene Andrückvorrichtung auf, durch welche die inneren Enden von Betätigungshebeln und mit diesen der Druckring derart unter Druck gesetzt werden, daß die Kupplungsscheibe in fester Anlage am Schwungrad gehalten wird. Die Betätigungshebel sind an Lagerbolzen gelenkig gelagert Wenn Verschleiß bei der Kupplung auftritt, werden die Lagerbolzen in Richtung auf die Schwungscheibe bewegt, wodurch sich deren Winkelstellung im Vergleich zu der Winkelstellung ohne Kupplungsverschleiß ändert Da es sich jedoch bei den Betätigungshebeln der bekannten Einrichtung lediglich um Elemente zur Kraftübertragung handelt (zum Anpressen der Kupplungselemente dienen die erwähnten Druckfedern), wird durch diese Änderung der Winkelstellung die Funktionsweise der Kupplung kaum beeinträchtigt

Dies ist jedoch nicht der Fall bei einer mittels Membranfeder betätigten Reibungskupplung, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht und bei der die Betätigungshebel einen integralen Teil der Membranfeder selbst darstellen, die zum Anpressen der Kupplungselemente eingesetzt wird. Hierbei wirkt sich bereits eine geringfügige Änderung der Winkelstellung der Feder als relativ große Änderung der Belastungskenndaten derselben aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Verschleißkompensationseinrichtung für eine mittels Membranfeder betätigte Reibungskupplung zu schaffen, bei der während der gesamten nutzbaren Lebensdauer der Kupplung die ursprünglichen Belastungskenndaten der Membranfeder aufrechterhalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst

Während bei der Einrichtung nach der DE-AS 23 03 618 der Kupplungsverschleiß durch Nachstellung der Betätigungshebel selbst kompensiert wird, und zwar durch Änderung von deren Winkelstellung, findet bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform keine Verstellung der Membranfeder relativ zur Kupplungsabdeckung statt Statt dessen wird zur Verschleißkompensation der Abstand zwischen der Membranfeder und dem Schwungrad immer konstant gehalten, 30 daß die ursprünglichen Belastungskenndaten der Membranfeder aufrechterhalten werden können. Dies wird über einen Nockenring erreicht, durch den der Abstand zwischen der Druckplatte und dem an der Druckplatte geführten Druckring verändert wird, wobei der Nockenring durch eine Vielzahl von zweiarmigen eo Hebeln betätigt wird, die mit einem Ende am Schwungrad anstehen und mit dem gegenüberliegenden Ende in den Nockenring eingreifen.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch bemerkt, daß es bei den in Rede stehenden Kupplungen grundsätzlich bekannt ist, einen nachstellbaren Druckring an der Druckplatte anzuordnen (US-PS 16 31 235 und 40 86 995), um dadurch eine Nachstellung der Membranfeder zu erreichen. Dieser Druckring muß jedoch manuell eingestellt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Rückansicht einer Druckplatteneinheit, die mit einer automatischen Verschleißkompensationseinrichtung versehen ist, wobei die Kupplungsabdekkung weggelassen ist;

F i g. 2 eine Teilseitenansicht der Druckplatteneinheit, des Schwungrades und der Kupplungsabdeckung, die einen Hebel in Betriebsstellung zeigt;

Fig.3 einen Querschnitt entlang der linie 3-3 in Fig. 1;

Fig.4 eine Seitenansicht entlang der Linie 4-4 in Fig.1;

Fig.5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 1;

Fig.6 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 6-6 in F i g. 1 ;

F i g. 7 einen ähnlichen Querschnitt wie F i g. 6, wobei der Hebel jedoch in Stellstellung verschwenkt ist; und

F i g. 8 einen ähnlichen Querschnitt wie F i g. 6, in dem jedoch eine andere Ausführungsform eines Hebels dargestellt ist

In F i g. 1 ist eine Kupplung 10 dargestellt die eine Kupplungsscheibe 11, ein Schwungrad 12 (F i g. 3 und 5) und eine Druckplatteneinheit 13 aufweist Das Schwungrad 12 ist in geeigneter Weise an einer Motorausgangswelle (nicht gezeigt) befestigt und weist eine Reibfläche 14 auf, die einem der Reibbeläge 15,15 gegenüberliegt die auf dem äußeren Abschnitt der Kupplungsscheibe 11 montiert sind. Darüber hinaus kann die Kupplungsscheibe 11 auch einen geeigneten Vibrationsdämpfer zwischen der Kupplungsscheibe und der Nabe an der Ausgangswelle zum Getriebe (nicht gezeigt) aufweisen, der teilweise bei 16 dargestellt ist Eine Abdeckplatte 17 weist eine äußere Einfassung 18 auf, die in einem radialen Flansch 19 endet der in geeigneter Weise am Schwungrad befestigt ist, so daß er mit diesem zusammen rotiert

Eine Membranfeder 21 ist zwischen der Abdeckplatte 17 und einer Druckplatteneinheit 13 angeordnet und durch Schulterniete (nicht gezeigt), die auch zur Halterung eines Drahtringes 22 dienen, der sich mit der Feder in üblicher Weise in Berührung befindet in geeigneter Weise an der Abdeckplatte befestigt In ähnlicher Weise ist ein zweiter Drahtring 23 zwischen der Feder und der Abdeckplatte angeordnet Die beiden Drahtringe 22, 23 sind in der Kupplung allgemein axial ausgerichtet und dienen dazu, Lagerflächen für die Feder zwischen deren Innen- und Außenumfang vorzusehen. Radial innerhalb der Drahtringe ist die Feder mit einer Reihe von Fingern 24 versehen, die an ihren inneren Enden mit einem Kupplungsausrücklager (nicht gezeigt) in Eingriff treten können. In der Nähe ihres Außenrandes 25 tritt die Feder mit der Stützfläche 37 der Druckplatteneinheit 13 in Eingriff, wie im folgenden beschrieben wird.

Die Druckplatteneinheit 13 umfaßt eine allgemein ringförmige Druckplatte 26, die an einer Seite eine Kupplungskontaktfläche 27 und an der gegenüberliegenden Seite eine Nockenfläche 28 aufweist Bei der Nockenfläche 28 handelt es sich um eine bearbeitete ebene Fläche, die an ihrem Innenrand zur Aufnahme eines Nockenringes 3J eine Führungsschulter 29 besitzt. Der Nockenring ist ein allgemein ringförmiger flacher

Metallring, der einen mit der Schulter 29 in Eingriff befindlichen Innenumfang 32 und eine Vielzahl (vorzugsweise drei oder sechs) von gleichmäßig beabstandeten geneigten Nockenflächen 33 am Innenumfang 32 aufweist (sh. Fig.4). Der Ring 31 befindet sich in beträchtlichem Eingriff mit der Nockenfläche 28 auf der Druckplatte und ist mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichen Abstand aufweisenden, aufgebogenen Vorsprüngen oder Ohren 34 am Außenumfang zu einem im folgenden beschriebenen Zweck ι ο versehen. Jedes Ohr weist entweder eine Basis 35 auf, die in geeigneter Weise am Nockenring 31 befestigt ist, oder es ist einstöckig mit dem Ring ausgebildet

Ein allgemein flacher Druckring 36 befindet sich mit dem Nockenring 31 in Eingriff und ist mit einem kontinuierlich aufgebogenen Außenrand 37 versehen, der die Stützfläche oder -kante bildet, mit der sich die Membranfeder 21 in der Nähe ihres Außenumfangs 25 in Eingriff befindet Der Innenrand 38 des Druckringes erstreckt sich vom Innenumfang 39 der Druckplatte 26 geringfügig einwärts und ist mit einer Vielzahl von Ohren 41 versehen, mit denen über Niete 42 eine Vielzahl von gebogenen Federklammern 43 verbunden ist, die jeweils einen freien Rand 44 aufweisen, der sich mit einem am Innenumfang 39 der Druckplatte 26 ausgebildeten Ohr 45 in Eingriff befindet Die Federklammern 43 erzeugen eine ausreichende Federspannung, um den Druckring 36 und den Nockenring 31 elastisch gegen die Druckplatte 26 zu pressen.

Der Druckring weist desweiteren eine Vielzahl von in Umfangsrichtung gleiche Abstände aufweisenden Nokkenflächen 46 auf, die in ihrer Zahl der der Nockenflächen 33 auf dem Nockenring 31 entsprechen und so ausgebildet sind, daß sie mit den Nockenflächen 33 in Eingriff treten und mit diesen zusammenwirken können, zu einem Zweck, der im folgenden beschrieben wird. An einigen, gleichen Abstand in Umfangsrichtung aufweisenden Stellen auf der Druckplatte 26 sind nach oben vorspringende Ansätze 47 in der Nähe des Innenumfangs 39 ausgebildet, die durch komplementär ausgebildete öffnungen 48 des Druckringes 36 vorstehen.

Die Druckplatte 26 ist mit drei, in Umfangsrichtung gleiche Abstände aufweisenden, auswärts vorstehenden Ohren 51 versehen, die jeweils eine öffnung 52 für ein Niet 53 aufweisen, um ein Ende eines Zuggliedes 54 am Ohr zu befestigen. Das gegenüberliegende Ende jedes Zuggliedes ist beispielsweise durch ein Niet 55, an auf der Abdeckplatte 17 (sh. F i g. 2) ausgebildeten Ohren 56 befestigt. Auf diese Weise rotiert während des Betriebes der Kupplung die Druckplatte 26 mit der Abdeckplatte 17 und dem Schwungrad 12, und die Zugglieder 54 wirken neben ihrer Funktion als Verbindungselement zwischen der Druckplatte und der Abdeckplatte auch als Rückholfedern für die Druckplatte 26, wenn die Kupplung ausgerückt ist

Benachbart zu jedem Ohr 51 ist ein Ansatz 57 auf der Druckplatte als Fortsetzung des Ohres ausgebildet und mit einem Schlitz 58 versehen, der sich durch den Ansatz erstreckt und einen schwenkbaren Hebel 59 aufnimmt Der Hebel ist an einem Gelenkzapfen 61, der im Ansatz 57 befestigt ist schwenkbar gelagert und weist ein geringfügig vergrößertes rückwärtiges Ende 62 auf, das eine gekrümmte Oberfläche besitzt die mit der benachbarten Fläche des Ohres 34 in Eingriff treten kann. Das vordere Ende 63 des Hebels weist einen abgerundeten Rand auf, der in unmittelbarer Nähe der Kupplungskontaktfläche 14 des Schwungrades angeordnet ist

Was die Wirkungsweise der Erfindung anbetrifft, so wird der Ausrück- und Einrückvorgang der Kupplung vom Fahrzcuglenker in üblicher Weise durchgeführt d.h. durch die unterschiedliche Ausgestaltung der Druckplatteneinheit 13 tritt keine Änderung ein. Bezüglich der automatischen Einstellung der Kupplung 10 ist zu bemerken, daß die Druckplatte 26, der Nockenring 31 und der Druckring 36 durch die Membranfeder 21 belastet sind und sich die Hebel 59 in Kontakt mit dem Schwungrad 12 und den Vorsprüngen 34 am Nockenring befinden, wenn die Kupplung neu installiert und eingerückt ist Die Seite 27 der Druckplatte 26 weist von dem aufgebogenen Rand 37 des Druckringes 36 einen Abstand auf, der in F i g. 3 mit »A« bezeichnet ist Beim Ausrücken der Kupplung behalten alle Teile, indem sie sich zusammen nach rückwärts bewegen, die gleiche Beziehung zueinander aufrecht Dies trifft auch auf den Zustand nach dem Wiedereinrücken zu, wenn kein Verschleiß aufgetreten ist.

Wenn ein Verschleiß der Kupplungsbeläge 15, 15 auftritt, nimmt der Abstand »B« zwischen dem Schwungrad 12 und der Druckplatte 26 ab. Wenn daher die Kupplung ausgerückt ist verbleiben die Teile wieder in der gleichen Beziehung zueinander. Nach dem Wiedereinrücken treten jedoch die Enden 63 der Hebel 59 mit der Schwungradfläche 14 in Kontakt bevor ein vollständiger Eingriff der Kupplungsscheibe 11 stattfindet Dadurch werden die Hebel in Uhrzeigerrichtung verschwenkt wie in F i g. 2 gezeigt und treten mit den Vorsprüngen 34 in Eingriff, so daß der Nockenring 31 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wie in F i g. 1 dargestellt Diese Rotation verursacht einen Eingriff der geneigten Nockenflächen 33, 46 und damit eine Bewegung des Druckringes 36 in Axialrichtung von der Druckplatte 26 fort, so daß damit der Abstand »A« durch den Betrag des auf den Kupplungsbelägen stattgefundenen Verschleißes vergrößert wird. Folglich wird bei zunehmendem Verschleiß der Abstand »A« durch jedes nachfolgende Wiedereinrücken der Kupplung vergrößert und damit die ursprüngliche Federgeometrie mit ihren Belastungskenndaten optimal aufrechterhalten. Ein unerwünschtes Ansteigen der Plattenbelastung und des Pedaldruckes wird dadurch vermieden.

In Fig.8 ist eine andere Ausfuhrungsform eines Schwenkhebels 59a gezeigt, der an einem Gelenkzapfen 61a in einem Schlitz 58a des Ansatzes 57a auf der Druckplatte 26a montiert ist Der Hebel weist einen sich nach rückwärts erstreckenden Arm auf, der in einem abgerundeten Ende 62a endet das sich mit dem Vorsprung 34a des Nockenringes 130a in Kontakt befindet sowie ein nach vorne vorstehendes gegabeltes Ende 64, das eine reibungsmindernde Rolle 65 an einem Zapfen 66, der in der Gabelung montiert ist, aufnehmen kann. Die Rolle 65 kann mit der Schwungradfläche 14a in Eingriff treten, um eine Einstellung der Kupplung zu bewirken, wie in Verbindung mit dem Hebel 59 beschrieben worden ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Automatische Verschleißkompensationseinrichtung für eine mittels Membranfeder betätigte Reibungskupplung, die ein Schwungrad, eine Kupplungsscheibe, eine Druckplatteneinheit und eine am Schwungrad befestigte Kupplungsabdeckung umfaßt, wobei die Druckplatteneinheit eine mit der Kupplungsabdeckung verbundene Druckplatte und einen Druckring aufweist, die Membranfeder am Druckring anliegt und die Verschleißkompensationseinrichtung eine durch Relativdrehung bedingte axiale Nachstellung des Druckringes in bezug auf das Schwungrad bewirkt, wenn der Reibbelag der Kupplungsscheibe abgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstandsänderung zwischen der Druckplatte (26) und dem an der Druckplatte geführten Druckring (36) ein Nockenring (31) angeordnet ist und daß in der Druckplatte (26) in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen verteilt eine Vielzahl von zweiarmigen Hebeln (59, 59a) um eine radiale Achse schwenkbar gelagert ist, wobei ein Hebelarmende (63) am Schwungrad (12) ansteht und das gegenüberliegende Hebelarmende (62,62a) in den Nockenring eingreift, um diesen bei einem Verschwenken der Hebel (59, 59a) im Nachstellsinn zu drehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (26) eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen versehenen, axial vorstehenden Ansätzen (47) aufweist und daß der Druckring (36) eine entsprechende Zahl von Öffnungen (48) besitzt, die die Ansätze aufnehmen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenring (31) eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordneten geneigten Nockenflächen (33) aufweist und daß der Druckring (36) eine entsprechende Zahl von komplementär ausgebildeten Nockenflächen (46) besitzt, die mit den anderen Nockeiiflächen (33) zusammenwirken.

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen versehenen Federklammern (43) am Innenumfang des Druckringes (36) befestigt ist und eine entsprechende Anzahl von Ohren (45), die sich mit den Federklammern (43) in Eingriff befinden, am Innenumfang der Druckplatte (26) vorgesehen ist, wobei jede Federklammer (43) allgemein C-förmig ausgebildet ist und ein Ende aufweist, das am Druckring befestigt ist, sowie ein freies Ende (44), das unter ein Ohr (45) der Druckplatte greift und die Platte und den Ring zusammenpreßt.

5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (26) an ihrem Umfang zur Lagerung der Hebel (59, 59a) eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit gleichem Abstand verteilten Ansätzen (57, 57a^ aufweist, durch die sich jeweils ein länglicher Schlitz (58, 5Sa) erstreckt und jeweils einen der Hebel (59, 59a) aufnimmt, wobei im Ansatz ein Gelenkzapfen (61,6Ia^fUr den Hebel geführt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sich mit dem Nockenring (31) in Eingriff befindende Hebelarmende (62) eine gekrümmte Oberfläche und das gegenüberliegende.

mit dem Schwungrad (12) in Eingriff bringbare Ende (62) einen abgerundeten Rand aufweist

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel (59a; ein Ende (62a) mit einer gekrümmten Oberfläche aufweist, die sich mit dem Nockenring (3IaJ in Eingriff befindet, und ein gegenüberliegendes gegabeltes Ende (64) sowie eme Rolle (65), die mit dem Schwungrad (i2a) in Eingriff bringbar ist und von dem gegabelten Ende

ίο aufgenommen ist