DE3902360C2 - - Google Patents
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- DE3902360C2 DE3902360C2 DE3902360A DE3902360A DE3902360C2 DE 3902360 C2 DE3902360 C2 DE 3902360C2 DE 3902360 A DE3902360 A DE 3902360A DE 3902360 A DE3902360 A DE 3902360A DE 3902360 C2 DE3902360 C2 DE 3902360C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D13/00—Friction clutches
- F16D13/58—Details
- F16D13/583—Diaphragm-springs, e.g. Belleville
- F16D13/585—Arrangements or details relating to the mounting or support of the diaphragm on the clutch on the clutch cover or the pressure plate
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ringscheibe zur Ausübung
axialer Stellbewegungen auf ein Bauteil, insbesondere
auf den axial verschiebbaren Schaltring von Reibungs
kupplungen, wobei die Ringscheibe aus im wesentlichen
nach Art radialer Speichen angeordneten, im Bereich
des Außen- und Innenumfanges der Ringscheibe mitein
ander in Verbindung stehenden Elementen besteht, ent
lang ihrem Außen- und Innenumfang axial widergelagert
ist, durch axiale Verstellbarkeit wenigstens eines der
Widerlager zwischen einer kegelförmigen und einer im
wesentlichen ebenen Lage bewegbar ist, sich zwischen
den Widerlagern in Stelleingriff der Elemente mit dem
Bauteil befindet sowie radiale Schlitze zwischen den
Elementen aufweist.
Eine solche Ringscheibe ist durch die DE-PS 8 38 094
bekannt in Verbindung mit der Beschaltung einer Rei
bungskupplung. Auf einen derartigen Anwendungsfall
nimmt auch die nachfolgende Darstellung der Erfin
dung Bezug, ohne daß dadurch jedoch eine Einschrän
kung hinsichtlich ähnlich gelagerter Anwendungsfäl
le gegeben sein soll, wie sie sich im Bereich der
Technik, insbesondere im Maschinenbau vielfach er
geben.
Bei solchen Ringscheiben ist im bekannten Falle die
Ausbildung so getroffen, daß eine kegelförmige Ring
scheibe mit abwechselnd von ihrem Innenrand und ih
rem Außenrand ausgehenden Schlitzen versehen ist,
die länger als die halbe radiale Breite der Ring
scheibe sind. Dadurch entstehen radiale Hebelele
mente nach Art von zweiarmigen Hebeln oder Knie
hebeln, mit Hilfe derer eine verhältnismäßig nied
rige äußere, beispielsweise im Bereich des Innen
umfanges der Ringscheibe aufgebrachte axiale Be
tätigungskraft in eine hohe Anpreßkraft an den Reib
flächen umgewandelt werden kann. Wegen der weiteren,
an sich bekannten funktionellen Einzelheiten wird
auf den Inhalt der DE-PS 8 38 094 verwiesen.
Im Zuge moderner Leistungssteigerung sind auch die
Flächenpressungen, die an den Reibflächen der Rei
bungskupplungen gefordert werden, immer höher ge
worden, woraus sich bei der weiteren Forderung nach
Beibehaltung des Außendurchmessers der Kupplung eine
entsprechend hohe, aufzubringende Anpreßkraft ergibt.
Da diese Forderungen im Bereich der Kupplung gleich
zeitig eine Erhöhung der Reibflächenzahl bedingt, ist
mit der geschilderten modernen Entwicklung auch eine
Vergrößerung des Anpreßweges bzw. des Schaltweges ver
bunden, da die zwangsweise mehrlagigen Kupplungen im
ausgeschalteten Zustand einen gewissen Mindestabstand
zwischen den Reibflächenpaarungen erfordern.
Im Rahmen dieser Summe von Anforderungen ergeben sich
für die Anwendung der vorstehend geschilderten bekann
ten Ringscheiben Grenzen. Man kann zwar die Größe der
durch diese übertragbaren Kraft dadurch steigern, daß
man die Materialdicke bzw. Blechdicke der Ringscheiben
vergrößert. Das führt jedoch nicht zu einer proportio
nalen Steigerung der Kraftübertragungsfähigkeit. Dies
hat im wesentlichen seine Ursache darin, daß die ra
dial gerichteten Hebelelemente der bekannten Ring
scheiben durch ihre radial außen und innen gegebene
Anbindung an die jeweiligen Nachbarelemente einer
Torsionsbelastung um ihre radial gerichtete Mittel
achse unterworfen sind, wenn sie zwischen der kegel
förmigen und der im wesentlichen ebenen Lage der Ring
scheibe hin- und hergeschwenkt werden. Dieser betriebs
bedingten Torsionsbelastung überlagert sich außerdem
noch eine Belastungskomponente in Umfangsrichtung der
Ringscheibe, die dadurch entsteht, daß während des
Schaltvorganges bei der Überführung des Innenumfanges
der Ringscheibe von deren kegeliger Position in deren
ebene Position die Größe des Innenumfanges verringert
wird, wodurch sich eine Biegebelastung der radialen
Scheibenelemente in Umfangsrichtung ergibt.
Diese Umstände führen dazu, daß eine zur Leistungsstei
gerung vorgenommene Vergrößerung der Scheibendicke und
damit vorgenommene Verstärkung der radialen Scheiben
elemente nur zum Teil, und damit nicht proportional
tatsächlich in eine Leistungssteigerung umgesetzt wer
den kann. Dabei ergeben sich ohnehin natürliche Gren
zen dadurch, daß sich die Scheibendicke nicht belie
big steigern läßt.
Dies hängt im wesentlichen mit einem weiteren Faktor
zusammen, der darin besteht, daß die Radialschlitze
der bekannten Ringscheiben aus Gründen der Vermeidung
von Kerbspannungen an ihren Enden mit verhältnismäßig
reichhaltig bemessenen, kreisbogenförmigen Abschluß
konturen versehen sein müssen, deren Größe ebenfalls
von der für die Ringscheibe zu wählenden Blechdicke
abhängt. Je größer die Blechdicke ist, je größer wer
den die sich mit der Überführung der Ringscheibe zwi
schen kegelförmiger und ebener Stellung ergebenden
Biegebelastungen in den die radialen Scheibenelemente
verbindenden Stegen und je größer werden dort auch
die auftretenden Kerbspannungsgefahren, die, wie ge
sagt, durch entsprechend groß bemessene Abschlußkon
turen der Radialschlitze der Ringscheibe beherrscht
werden müssen.
Solche verhältnismäßig großen, abschließenden Kreis
bögen der Schlitze bedingen jedoch auch eine entspre
chend groß in Umfangsrichtung der Ringscheibe bemes
sene Breite der Schlitze. Dies wiederum geht zu Lasten
der über den Umfang der Ringscheibe verfügbaren, durch
die radialen Ringelemente gegebenen "Stellfläche", so
daß sich eine Steigerung der Kraftübertragungsfähig
keit der bekannten Ringscheiben durch deren Material
verdickung selbst ad absurdum führt.
Die vorstehend aufgezeigten Kriterien gelten aber auch
im Nachhinein gesehen allgemein für die Ringscheiben
der bekannten Art. Auch dort ist schon durch die ra
dialen Schlitze eine Verringerung der vorstehend so
genannten "Stellfläche" unabwendbar, wobei sich die
Breite der Schlitze nach deren endständig aus Kerb
spannungsgründen notwendigen Abrundung ergibt. Ferner
stehen auch im bekannten Falle die radialen Elemente
der Ringscheibe bereits unter der ihre Leistungsfähig
keit einschränkenden Torsions- und Biegebeanspruchung.
Eine wirtschaftliche Leistungssteigerung der bekannten
Ringscheibe steht also vor endgültigen Grenzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Ringscheibe der ein
gangs genannten Art so zu gestalten bzw. abzuändern,
daß sie bei im übrigen gleichbleibender Gestaltung
hinsichtlich Innen- und Außenumfang sowie Blechstärke
bereits eine Leistungssteigerung bzw. Erhöhung der
Kraftübertragungsfähigkeit erfährt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Elemente voneinander getrennte Teile sind, daß
die Elemente am Außenumfang der Ringscheibe beidsei
tig in Umfangsrichtung gegeneinander über alle Schalt
stellungen praktisch spielfrei abgestützt sind und
daß die Elemente untereinander eine Abstützung be
züglich gegenseitiger Radialbewegungen aufweisen.
Durch das erste erfindungsgemäße Merkmal ist zunächst
einmal dafür Sorge getragen, daß benachbarte radiale
Hebelelemente nicht mehr derartig anteilig bzw. un
mittelbar materialmäßig miteinander in Verbindung
stehen, daß sie aus dieser Materialverbindung resul
tierenden Biegekräften zwischen den verschiedenen
Schaltstellungen der Ringscheibe ausgesetzt sind.
Jedes der radialen Hebelelemente ist also ein für sich
eigenständiges und in soweit frei bewegliches Bau
teil, dem folglich auch die vorstehend geschilderten
Torsions- und Biegebelastungen nicht mehr aufgegeben
werden. Damit ist das Hebelelement vollkommen frei
zur ausschließlichen Aufnahme der aus seiner eigent
lichen Funktion als Hebel resultierenden Biegebela
stung, womit sich gegenüber der bekannten Bauform
bereits eine erhebliche Leistungssteigerung ergibt.
Darüber hinaus entfällt nunmehr am Ende der Radial
schlitze bzw. an einem Ende einer in Umfangsrichtung
zwischen benachbarten Elementen erforderlichen Beab
standung jedes Erfordernis einer Berücksichtigung von
Kerbspannungseinflüssen, so daß die Radialschlitze zwi
schen benachbarten Elementen bzw. die in Umfangsrich
tung gegebene Beabstandung benachbarter Elemente mini
mal so gewählt werden kann, daß die Elemente bei der
im wesentlichen ebenen Position der Ringscheibe gerade
nicht miteinander kollidieren. Dadurch können die Ele
mente in Umfangsrichtung der Ringscheibe gesehen we
sentlich breiter ausgeführt werden und entsprechend
selbstverständlich eine größere Kraftübertragungs
fähigkeit anbieten.
Damit sind also durch die einfache, erfindungsgemäße
Maßnahme der Trennung benachbarter Hebelelemente sämt
liche Probleme der bekannten Ringscheibe grundsätzlich
beseitigt und es ist dieser bekannten Ringscheibe aus
gehend von einer bestimmten Materialstärke bereits ohne
weiteres eine erheblich gesteigerte Leistungsübertragungs
fähigkeit gegeben.
Damit sich die nunmehr einzeln in Umfangsrichtung der
Ringscheibe nebeneinander befindlichen Hebelelemente
funktionell in ihrer notwendigen Position halten, ist
gemäß dem zweiten Merkmal der Erfindung vorgesehen,
daß die Elemente am Außenumfang der Ringscheibe beid
seitig in Umfangsrichtung gegeneinander über alle Schalt
stellungen praktisch spielfrei abgestützt sind.
Dieser Außenumfang stellt für die Elemente den Bereich
dar, an dem sich eine Änderung in der Größe des Umfan
ges zwischen den Schaltstellungen der Ringscheibe nicht
ergibt. Wenn hier die Elemente gegenseitig über alle
Schaltstellungen praktisch spielfrei gegeneinander abge
stützt sind, kann sich hier eine Verlagerung der Elemen
te nicht ergeben.
Eine solche Verlagerung wäre jedoch noch über die radia
le Länge der Elemente gesehen denkbar. Um dem zu begeg
nen, ist gemäß dem dritten Merkmal der Erfindung hier
eine gegenseitige Abstützung der Elemente bezüglich Ra
dialbewegungen vorgesehen, die einmal dafür sorgt, daß
die an sich einzelständigen Elemente in einer Ringschei
be ggf. unter Zuhilfenahme der an sich bekannten äußeren
Radialabstützung durch ein Bauteil der Kupplung zusammen
bleiben und zum anderen sich nicht in Umfangsrichtung
gesehen gegeneinander schräg stellen können.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen ersicht
lich in einer gegenüber dem bekannten Falle keine zu
sätzlichen Kosten erfordernden Weise eine erhebliche
Leistungssteigerung, ohne daß dadurch an einer beispiel
halber als Anwendungsfall angenommenen Kupplung konstruk
tiv irgendwelche Änderungen vorgenommen werden müßten. Vielmehr
kann die erfindungsgemäße Ringscheibe auch bei vorhan
denen Kupplungen ohne weiteres zur Leistungssteigerung
hinsichtlich der auszuübenden Schaltkraft oder aber
auch zur Änderung bzw. Vergrößerung des Schaltweges im
nachhinein eingebaut werden.
Was die äußere Umfangsabstützung der Elemente gegenein
ander betrifft, so kann hierfür vorgesehen sein, daß die
se stets zumindest an der Außenseite des Kegels gegeben
ist, den die Elemente bei ihrer kegelförmigen Lage der
Ringscheibe einnehmen.
Ferner kann als praktische Lösung vorgesehen sein, daß
die Elemente zur Freilassung des Schlitzes im Bereich
des Außenumfanges in Umfangsrichtung weisende Nasen
zur gegenseitigen Abstützung aufweisen.
Im Hinblick auf die Materialdicke der Ringscheibe muß
im Hinblick auf das vorstehend festgelegte sicherge
stellt werden, daß benachbarte Elemente bei der Kipp
bewegung bedingt durch die Umschaltung der Ringscheibe
zwischen kegeliger und ebener Stellung im Bereich der
Nasen nicht miteinander kollidieren. Hierzu ist es vor
teilhaft, daß wenigstens eine der in Umfangsrichtung
weisenden Stirnflächen benachbarter Nasen ausgehend
von der diese Stirnflächen im wesentlichen bildenden Axialebene
bei ebener Lage der Ringscheibe derart hinterschnit
ten ist, daß diese Stirnfläche unter Aufrechterhaltung der äußeren
Umfangsabstützung benachbarter Elemente der Ringscheibe frei in die der kegelförmigen Lage der
Ringscheibe entsprechende Position schwenkbar ist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Stirnflächen be
nachbarter Nasen bei kegelförmiger Lage der Ringschei
be flächig aneinander in Anlage sind. Dadurch ist die
vorerwähnte Hinterschneidung auf ein Minimum begrenzt,
wodurch sich für den flachgedrückten Zustand der Ring
scheibe an der dann noch verbleibenden Stelle der äu
ßeren Umfangsabstützung möglichst günstige Berührungsver
hältnisse ergeben.
Was das Merkmal der gegenseitigen Radialabstützung be
nachbarter Elemente betrifft, so ist es hierzu zweck
mäßig, daß diese über den mit der Bewegung der Ring
scheibe zwischen deren kegelförmiger und deren ebener
Lage verbundenen Schwenkwinkel praktisch spielfrei
bleibend ausgebildet ist.
Hier kann außerdem vorteilhafter Weise zusätzlich vor
gesehen sein, daß die gegenseitige Radialabstützung be
nachbarter Elemente eine gegenseitige Fixierung dieser
Elemente in Axialrichtung aufweist, damit auch dort
keine gegenseitige Verschiebung und eventuelle Beein
trächtigung des die Ringscheibe bildenden Verbundes
gegeben ist.
Bezüglich der Radialabstützung benachbarter Hebelele
mente sind äußerst vielfältige Möglichkeiten denkbar,
weshalb nachfolgend lediglich einige besonders zweck
mäßig erscheinende Bauformen hervorgehoben werden sol
len, ohne dadurch den Umfang des erfindungsgemäßen
Lösungsprinzips zu beschränken.
So besteht die Möglichkeit, daß die gegenseitige Radial
abstützung benachbarter Elemente im Radialbereich zwi
schen Innenumfang der Ringscheibe und Stelleingriff
der Elemente mit dem Bauteil (z. B. dem Schaltring einer Reibungskupplung) angeordnet ist, was sich
fußend auf dem der Darstellung der Erfindung gemäß
Beschreibungseinleitung zugrundegelegten Gegenstand
aus praktischen Gründen sowohl hinsichtlich des zur
Verfügung stehenden Platzes als auch hinsichtlich
geringster Biegebelastung der Hebelelemente empfiehlt.
Auf dieser Grundlage kann dann andererseits vorgesehen
sein, daß benachbarte Elemente über den Eingriff einer
in Umfangsrichtung weisenden Nase des einen Elementes
in eine sich im wesentlichen in Umfangsrichtung er
streckende, in Richtung auf die Nase hin offene Aus
nehmung des anderen Elementes gegenseitig radial ab
gestützt sind. Hier sind also benachbarte Hebelele
mente in Umfangsrichtung nicht blockiert, andererseits
jedoch in Radialrichtung fixiert, wobei durch den Ein
griff zwischen Nase und Ausnehmung über die zwischen
diesen in Umfangsrichtung gegebene Eingriffstrecke
gleichzeitig aber auch eine gegenseitige Kippbewe
gung benachbarter Hebelelemente in der Ebene der
Ringscheibe verhindert ist.
Was die spielfreie Radialabstützung benachbarter Hebel
elemente betrifft, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
daß die sich in Radialrichtung der Ringscheibe gegen
überstehenden Flanken von Nase und Ausnehmung einen Hinterschnitt aufweisen,
der deren gegenseitige Schwenkung um eine im wesentlichen
in Umfangsrichtung der Ringscheibe gelegene, Nase und Ausnehmung mit
tig durchquerende Achse zuläßt.
Eine andere Möglichkeit der Radialabstützung kann da
durch gegeben sein, daß die Elemente auf einer Seite
ein angesetztes, in eine zum Element parallele Ebene
abgekröpftes Ohr mit einem sich in Umfangsrichtung
der Ringscheibe erstreckenden Langloch und auf der an
deren Seite einen eingesetzten Stift zum axialen Ein
griff in das Langloch des Ohres des benachbarten Ele
mentes aufweisen. Dabei kann der Stift endständig ei
ne kopfförmige, in Radialrichtung der Ringscheibe über
den Querschnitt des Langloches hinausgehende Verbrei
terung aufweisen, um bei eingebautem Zustand im Lang
loch unverlierbar zu sitzen, in dem benachbarte Hebel
elemente nur in einer gegenüber dem Betriebszustand
um 90° verschwenkten Lage miteinander montiert werden
können.
Eine weitere Möglichkeit der Radialabstützung besteht
darin, daß die Elemente auf einer Seite ein angesetztes,
in eine zum Element senkrechte und damit zur Ringscheibe im wesentlichen
axiale Richtung abgebogenes Ohr mit einem sich in diese
Richtung erstreckenden Langloch auf der anderen
Seite einen aus dem Material des Elementes abgebogenen,
das Langloch des benachbarten Elementes durch- und hin
tergreifenden Haken aufweisen. Auch hier ist sowohl
Radialabstützung als auch Axialabstützung benachbarter
Hebelelemente durch eine einzige bauliche Maßnahme ga
rantiert.
Schließlich kann vorgesehen sein, daß die Elemente an
beiden radial gerichteten Seiten ein angesetztes, in
eine zum Element senkrechte und damit zur Ringscheibe im wesentlichen
axiale Richtung abgebogenes Ohr mit einer in Umfangs
richtung der Ringscheibe orientierten Bohrung aufwei
sen, und daß alle Bohrungen der die Ringscheibe bilden
den Elemente von einer geschlossenen umlaufenden Wurm
feder durchquert und die Elemente dadurch radial und
axial zusammengehalten sind.
Die vorstehenden Maßnahmen haben im wesentlichen den
Vorteil, daß sie bei der Herstellung der Hebelelemente
unmittelbar getroffen, beispielsweise in einem Stanz-
und Biegevorgang verwirklicht werden können, so daß
sich damit praktisch keine nennenswerten Gestehungs
kosten im Hinblick auf die Erstellung der erfindungs
gemäßen Ringscheibe ergeben.
Die Erfindung ist
nachfolgend anhand von Aus
führungsformen näher erläutert, die auf der Zeichnung dargestellt sind.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine ein- und ausrückbare Reibungskupplung
im Halbschnitt;
Fig. 2 eine bekannte Ringscheibe in perspektivischer
Ansicht;
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Ringscheibenelement in
axialer Draufsicht;
Fig. 4 eine ausschnittweise Radialansicht einer er
findungsgemäßen Ringscheibe in ihrer kegeligen
Stellung;
Fig. 5 einen axialen Teilschnitt durch die Anordnung
gemäß Fig. 4;
Fig. 6 eine Schnittansicht gemäß Fig. 5 bei flach
gedrückter Ringscheibe;
Fig. 7 eine Radialansicht der Anordnung gemäß Fig. 6;
Fig. 8 eine vergrößerte Teilansicht aus Fig. 6 als
Prinzipskizze und
Fig. 9-11
geänderte Ausführungsformen eines Scheiben
elementes in axialer Draufsicht und verschie
denen Seitenansichten.
Fig. 1 zeigt eine ein- und ausrückbare Reibungskupplung
in ausgeschaltetem Zustand. Hier sind zwei miteinander
fluchtende Wellenenden 1, 2 ersichtlich, wobei das Wel
lenende 1 eine Reihe von Reibscheiben 3 über ein äuße
res Vielkeilprofil 4 in axial verschiebbarer Weise trägt,
zwischen die von außen Reibscheiben 5 eingreifen, die
axial verschiebbar auf einem inneren Vielkeilprofil 6
sitzen, das an einem Flansch 7 ausgebildet ist, der ent
ständig an das Wellenende 2 angeformt ist. Der Flansch
7 ist stirnseits durch einen lösbar befestigten Deck
ring 8 abgeschlossen, der sich nach radial innen über
den Bereich erstreckt, über den die Reibscheiben 3, 5
ineinandergreifen.
Im Flansch 7 sind über dem Umfang verteilt mehrere Druck
stifte 9 parallel zur Kupplungsachse 10 axial verschieb
bar gelagert auf einer solchen Radialposition gegenüber
der Achse 10, die dem gegenseitigen Überdeckungsbereich
der Reibscheiben 3, 5 entspricht.
Die Druckstifte 9 gehen einerseits gegen das Reibschei
benpaket und befinden sich anderenseits in Anlage an
einem Schaltring 11, der konzentrisch zur Achse 10 auf
einer Schulter 12 des Flansches 7 axial verschiebbar
ist. Durch entsprechende Verschiebung des Schaltringes
11 läßt sich über die Druckstifte 9 das Paket aus Reib
scheiben 3 und 5 zum Einschalten der Kupplung zusammen
pressen oder zum Ausschalten der Kupplung lösen.
Zur Erzeugung der Verschiebung des Schaltringes 11
dient ein Hebelelement in Form einer Ringscheibe 13,
die mit ihrem äußeren Umfang gegen einen Runddraht
14 auf der dem Schaltring 11 gegenüberliegenden Seite
widergelagert ist, wobei der Runddraht 14 selbst ent
sprechend durch eine Schulter 15 eines Bundes 16 ge
halten ist, der auf den Flansch 7 aufgeschraubt ist
und gegen dessen Innenflächen 16 a die Ringscheibe 13
radial abgestützt ist.
Am Innenumfang ist die Ringscheibe 13 auf der dem
Schaltring 11 gegenüberliegenden Seite gegen den In
nenring 17 eines auf dem Wellenende 2 axial verschieb
baren Kugellagers 18 widergelagert, dem die durch den
Pfeil F angedeutete Verschiebebewegung bzw. Verschiebe
kraft über den Kugellager Außenring 19 aufgegeben wird.
Wird also beim Beispiel gemäß Fig. 1 entsprechend dem
Pfeil F das Kugellager 18 nach links verschoben, so
erfährt die Ringscheibe 13 bei unveränderter Position
ihres Außenumfanges an dem Runddraht 14 eine Schwenk
bewegung, durch die der Schaltring 11 ebenfalls nach
links mit einer axialen Stellgröße beaufschlagt wird,
durch die über die Druckstifte 9 das Paket der Reib
scheiben 3, 5 zusammengedrückt und damit die Kupplung
eingeschaltet wird. Zum Ausschalten findet der Vorgang
in umgekehrter Reihenfolge statt. Diese Arbeitsweise
der dargestellten Kupplung ist im übrigen bekannt und
soll daher nicht weiter im einzelnen erläutert werden.
Ersichtlich wirkt also die Ringscheibe 13 zwischen ih
rem Außen- und Innenumfang beim Schalten der Kupplung
nach Art eines zweiarmigen Hebels, der am Schaltring
11 sein Schwenklager hat, wozu der Schaltring 11 an
der entsprechenden Berührungsstelle mit der Ringschei
be 13 eine schneidenförmige Kippkante 20 aufweist.
Die aus Fig. 1 lediglich im Axialschnitt ersichtliche
Ringscheibe 13 ist in Fig. 2 in perspektivischer An
sicht dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die
Ringscheibe 13 symmetrisch über den Umfang verteilt
eine Reihe von Einschlitzungen 21, 22 aufweist, die
sich abwechselnd vom Innenrand 23 und vom Außenrand 24
erstrecken und länger als die halbe radiale Breite der
Ringscheibe 13 sind. Dadurch bildet die Ringscheibe 13
über den Umfang verteilt eine Reihe radialer Elemente
25, durch die die Kipphebel zur Betätigung des Schalt
ringes 11 im einzelnen gebildet sind.
Die in Fig. 2 dargestellte Ringscheibe entspricht deren
bekannter Bauform. Nur der Ordnung halber sei darauf
hingewiesen, daß die radialen Schlitze 21, 22 über den
ganzen Umfang der Ringscheibe verteilt angeordnet sind,
wozu Fig. 2 nur eine ausschnittsweise Darstellung ent
hält.
Wie bereits in der Beschreibungseinleitung ausführlich
erläutert, werden die Elemente 25 der bekannten Ring
scheibe in erheblichem Maße auf Torsion um ihre einen
Radius der Ringscheibe entsprechende Mittellängsachse
ausgesetzt, wenn die Ringscheibe zwischen ihrer darge
stellten kegeligen und der dem eingeschalteten Zustand
der in Fig. 1 dargestellten Kupplung entsprechenden
ebenen Lage hin- und herbewegt wird. Das hat seine Ur
sache in den sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Brücken, durch die die Elemente 25 abwechselnd innen
und außen mit dem jeweiligen Nachbarelement verbunden
sind.
Die mit der Bewegung der Ringscheibe zwischen der kege
ligen und der flachen Stellung einhergehenden Biegebe
lastungen dieser Brücken macht außerdem eine starke
Abrundung der Enden der Schlitze 21, 22 neben diesen
Brücken erforderlich, um kerbspannungsbedingte Brüche
der Ringscheibe zu verhindern. Diese Abrundungen machen
jedoch eine entsprechende Breite der Schlitze 21, 22 er
forderlich, wodurch in Umfangsrichtung der Ringscheibe
13 gesehen eine erhebliche Materialmenge entfällt, folg
lich nicht zur Übertragung der Kräfte zum Einschalten
der Kupplung bzw. zur Aufrechterhaltung deren Einschalt
stellung zur Verfügung steht.
Um dem zu begegnen erhält die Ringscheibe nunmehr einen
geänderten Aufbau aus Einzelelementen, wie er anhand
der weiteren Figuren nachfolgend im einzelnen beschrie
ben ist.
Wie zunächst anhand der Fig. 3 und 4 ersichtlich,
weist die in Fig. 4 ausschnittweise in Radialan
sicht dargestellte und sich in ihrer konischen La
ge befindende Ringscheibe 26 Einzelelemente 27 auf,
die bei der Darstellung in Fig. 4 zwischen dem Rund
draht 14 und dem Schaltring 11 (siehe Fig. 1) sitzen.
Die Einzelelemente, von denen eines in Fig. 3 in
Axialansicht dargestellt ist, stoßen entlang ihrem
Außenumfang beidseits über Nasen 28 aneinander, sind
also entlang dem Umfang der Ringscheibe 26 lücken
los aneinandergereiht, wobei hier Spielfreiheit in
Umfangsrichtung herrscht.
Andererseits sind im dargestellten Falle die Elemente
27 radial innerhalb der Stelle, an der sie bezogen auf die Ausführungsform gem. Fig. 1 mit dem
Schaltring 11 in Berührung kommen, auf der einen Sei
te mit einer Nase 29 und auf der anderen Seite mit
einer Ausnehmung 30 versehen, wobei bezüglich be
nachbarter Elemente 27 jeweils eine Nase 29 in die
Ausnehmung 30 des benachbarten Elementes eingreift.
Dadurch sind die Elemente 27 gegenseitig in Radial
richtung der Ringscheibe 26 abgestützt, so daß sie
sich in dieser Richtung nicht gegeneinander verschie
ben können. Bei jeweils benachbarten Elementen 27
müssen andererseits Nase 29 und Ausnehmung 30 in Um
fangsrichtung der Ringscheibe gesehen so ausgebildet
sein, daß sie sich ineinander zumindest solange ver
schieben können, bis die Ringscheibe sich in ihrer
ebenen Stellung befindet. Jeweils Nase 29 und Aus
nehmung 30 sind bezüglich der Kanten, entlang derer sie
sich in Radialrichtung der Ringscheibe 26 in gegensei
tiger Anlage befinden, derart hinterschnitten, daß
sie sich bei der gegenseitigen Schwenkbewegung nicht be
hindern, die mit dem Wechsel der Ringscheibe 26 zwischen
kegeliger und ebener Lage einhergeht.
Wie bereits aus dieser Darstellung der neuen Ringscheibe
ersichtlich, können nunmehr die anhand der bekannten
Ringscheibe geschilderten Torsions- und Biegebelastungen
nicht mehr auftreten, da die einzelnen Elemente der Ring
scheibe materialmäßig voneinander getrennt sind. Dadurch
entfällt auch die geschilderte Kerbspannungsproblematik,
so daß nunmehr der Schlitz 31 zwischen benachbarten Ele
menten 27 so schmal gehalten werden kann, daß er bei
flachgedrückter Ringscheibe im Bereich deren Innenumfan
ges auf den Wert Null zurückgehen kann. Dadurch geht
über den Umfang der Ringscheibe für die mit dem Einschalt
zustand der Kupplung übereinstimmende Lage praktisch kein
Material mehr verloren, das der Übertragung der Schalt
kraft dienen könnte.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen noch einmal zur Verdeutlichung
verschiedene Ansichten der in Fig. 4 veranschaulichten
Ringscheibe. So zeigt Fig. 5 im Halbschnitt bezüglich
der Drehachse 32 eine Ansicht V-V aus Fig. 4, also die
Ringscheibe 26 in ihrer kegeligen Lage, während Fig. 6
die gleiche Darstellung mit der Ringscheibe 26 in ihrer
flachgedrückten Lage veranschaulicht.
Demgegenüber zeigt Fig. 7 eine Radialansicht etwa gemäß
der Pfeilrichtung VII in Fig. 6. Hier ist auch ersicht
lich, daß die Nasen 28 bezüglich ihrer aufeinander zu
gerichteten bzw. aneinanderliegenden Stirnflächen einen
Hinterschnitt aufweisen müssen, um sich bei Aufrechter
haltung der Spielfreiheit der gegenseitigen Anlage in
Umfangsrichtung der Ringscheibe 26 nicht zu behindern,
wenn die Ringscheibe aus der kegeligen Lage in die
ebene Lage überführt wird. In Fig. 7 stellt sich der
Hinterschnitt als ein V-förmiger Einschnitt 33 zwi
schen benachbarten Nasen dar, dessen Wurzel am Außen
mantel des Kegels liegt, den die Ringscheibe bei ihrer
kegeligen Lage bildet. Diese Stelle liegt, wie aus der
Skizze gemäß Fig. 8 besser ersichtlich, unmittelbar
neben dem durch den Runddraht 14 gebildeten Widerlager.
Fig. 8 verdeutlicht auch im einzelnen ein Element 27
bei ebener Lage der Ringscheibe einerseits und bei
kegeliger Lage der Ringscheibe andererseits. Daraus
wird deutlich, daß beim Übergang eines Elementes aus
der ebenen Lage der Ringscheibe in deren kegelige La
ge die schraffiert dargestellte Stirnfläche einer Nase
28 bezogen auf die Drehachse der Ringscheibe nach ra
dial innen wandert, was bedeutet, daß sie sich auf
einen kleineren Umfangsbogen um die Drehachse der Ring
scheibe begibt, auf dem entsprechend in Umfangsrichtung
natürlich auch weniger Platz zur Verfügung steht. Hier
ist für die kegelige Lage der Ringscheibe der Umfangs
bogen umso kleiner, je weiter sich das einzelne Flächen
element der schraffiert dargestellten Fläche im Abstand
gegenüber dem Runddraht 14 befindet. Je weiter dieser
Abstand vom Runddraht 14 wird, je mehr müssen also die
Stirnflächen der Nasen 28 hinterschnitten sein. Nur un
mittelbar neben dem Runddraht 14, der hier also quasi
das Schwenklager für die Außenkontur der einzelnen Ele
mente 27 bildet, findet keine Änderung der Umfangsgröße
der Ringscheibe 26 statt, so daß nur und gerade hier die
Spielfreiheit der einzelnen Elemente untereinander in
Umfangsrichtung der Ringscheibe 26 gewährleistet werden
kann. Diese Stelle liegt aber gerade in der bereits er
wähnten Weise auf der Außenseite des Kegels, den die
Ringscheibe 26 bei ihrer kegeligen Lage bildet.
In Einzelfällen ist es denkbar, daß die Ringscheibe über
die in Fig. 8 links gezeigte ebene Lage nach weiter links
bewegt wird. Um dies gegenüber der äußeren Radialabstüt
zung durch die Innenfläche 16 a des Bundes 16 zu ermög
lichen, ist es zweckmäßig, die Außenkante der Elemente
27 in Richtung von der Axialabstützung durch den Rund
draht 14 fort nach radial innen hinterschnitten auszu
führen, wie dies durch die Linie 27 a bei der strich
punktierten Darstellung des Elementes 27 veranschaulicht
ist.
Anhand der Fig. 3 bis 6 ist durch die Nase 29 einerseits
und die Ausnehmung 30 andererseits eine Möglichkeit der
gegenseitigen Fixierung benachbarter Elemente in Radial
richtung der Ringscheibe veranschaulicht.
Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 9 dargestellt. Die
se zeigt wiederum ein Element 34 mit äußeren Nasen 28.
Daneben weist das Element im radialen Innenbereich ei
ner mit solchen Elementen gebildeten Ringscheibe auf
der einen Seite ein in Umfangsrichtung vorstehendes Ohr
35 und auf der anderen Seite einen mit dem Element 34
fest verbundenen Stift 36 auf, der im wesentlichen in Axialrichtung der
Ringscheibe vorstehend in ein Langloch 37 des jeweils
benachbarten Elementes 34 eingesteckt werden kann, um
benachbarte Elemente 34 gegenseitig in Radialrichtung
abzustützen. Hierzu ist, wie aus der Unteransicht des
Elementes 34 ersichtlich, das Ohr 35 gegenüber der Ebe
ne des Elementes 34 bei 38 abgekröpft um einen Betrag,
der der Blechdicke des Elementes 34 entspricht.
Um mit der so geschilderten Radialabstützung zusätz
lich auch eine gegenseitige Abstützung benachbarter
Elemente 34 im wesentlichen in Axialrichtung zu ermöglichen, kann
außerdem der Stift 36 mit einem Kopf 39 versehen sein,
der, wie aus der in Fig. 9 links dargestellten Einzel
heit ersichtlich, in Umfangsrichtung der Ringscheibe
Abflachungen 40 aufweist, so daß er nur in einer ent
sprechend auf die Richtung des Langloches 37 geschwenk
ten Stellung durch das Langloch geschoben werden kann,
um dieses dann in der Stellung, die der Normallage
zweier benachbarter Elemente 34 entspricht, zu hinter
greifen. Hier versteht es sich von selbst, daß bei der
artiger Montage einer Ringscheibe bei einem letzten
zu montierenden Element 34 der Kopf 39 fortgelassen
sein muß.
Eine weitere Variante der Radialabstützung ist in Fig.
10 veranschaulicht anhand eines Ringscheibenelementes
41, das in axialer Draufsicht, beiden Seitenansichten
und einer ausschnittsweisen Unteransicht dargestellt
ist. Hier ist ersichtlich, daß das Element 41 auf ei
ner Seite ein angesetztes, in eine zum Element senk
rechte und damit zur Ringscheibe im wesentlichen axiale Richtung ab
gebogenes Ohr 42 mit einem sich in diese Richtung
erstreckenden Langloch 43 und auf der
anderen Seite einen aus dem Material des Elementes ab
gebogenen, das Langloch des benachbarten Elementes
durch- und hintergreifenden Haken 44 aufweist. Durch
die Gestalt der Ausbildung des Hakens 44 ist also
auch hier zusätzlich eine gegenseitige Fixierung be
nachbarter Elemente 41 im wesentlichen in Axialrichtung gegeben.
Ebenso wie beim Beispiel gemäß Fig. 9 dient auch hier
die Ausbildung des Langloches 37 bzw. 43 im wesentli
chen dazu, benachbarten Elementen 34 bzw. 41 gegen
seitig Bewegungsfreiheit zu lassen für die Größen
änderung des Umfanges zwischen kegeliger und ebener
Lage der Ringscheibe.
Schließlich zeigt. Fig. 11 eine weitere Variante sehr
günstiger Bauweise mit Axialansicht eines Elementes 45
und einer Seitenansicht eines solchen Elementes. Da
raus ist ersichtlich, daß die Elemente an beiden ra
dial gerichteten Seiten ein angesetztes, in eine zum
Element 45 senkrechte und damit zur Ringscheibe im wesentlichen axiale
Richtung abgebogenes Ohr 46 mit einer in Umfangsrich
tung der Ringscheibe orientierten Bohrung 47 aufweisen,
wobei alle Bohrungen der die Ringscheibe bildenden Ele
mente von einer geschlossen umlaufenden Wurmfeder 48
durchquert und die Elemente dadurch radial und axial
zusammengehalten sind.
Wie die sehr verschiedenartigen Beispiele für eine ge
genseitige Radial- und gegebenenfalls auch Axialabstüt
zung benachbarter Elemente zeigen, gibt es hier prak
tisch eine unbegrenzte Zahl von Möglichkeiten, weshalb
die anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsfor
men nur als stellvertretend ausgewählt angesehen wer
den können.
Claims (14)
1. Ringscheibe zur Ausübung axialer Stellbewegungen
auf ein Bauteil, insbesondere auf den axial verschieb
baren Schaltring von Reibungskupplungen, wobei die
Ringscheibe aus im wesentlichen nach Art radialer
Speichen angeordneten, im Bereich des Außen- und In
nenumfanges der Ringscheibe miteinander in Verbin
dung stehenden Elementen besteht, entlang ihrem Au
ßen- und Innenumfang axial widergelagert ist, durch
axiale Verstellbarkeit wenigstens eines der Wider
lager zwischen einer kegelförmigen und einer im we
sentlichen ebenen Lage bewegbar ist, sich zwischen
den Widerlagern in Stelleingriff der Elemente mit
dem Bauteil befindet sowie radiale Schlitze zwi
schen den Elementen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (27, 34, 41, 45) voneinander getrennte
Teile sind, daß die Elemente am Außenumfang der Ring
scheibe (26) beidseitig in Umfangsrichtung gegeneinan
der über alle Schaltstellungen praktisch spielfrei ab
gestützt sind und daß die Elemente untereinander eine
Abstützung bezüglich gegenseitiger Radialbewegungen
aufweisen.
2. Ringscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Umfangsabstützung der Elemente (27, 34,
41, 45) gegeneinander stets zumindest an der Außenseite
des Kegels gegeben ist, den die Elemente bei ihrer ke
gelförmigen Lage der Ringscheibe (26) einnehmen.
3. Ringscheibe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (27, 34, 41, 45) zur Freilassung des
Schlitzes im Bereich des Außenumfanges in Umfangsrich
tung weisende Nasen (28) zur gegenseitigen Abstützung
aufweisen.
4. Ringscheibe nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine der in Umfangsrichtung weisenden
Stirnflächen benachbarter Nasen (28) ausgehend von der diese Stirnflächen
im wesentlichen bildenden Axialebene
bei ebener Lage der Ringscheibe (26) derart hinterschnitten ist,
daß diese Stirnfläche unter Aufrechterhaltung der äußeren Umfangsab
stützung benachbarter Elemente der Ringscheibe frei in die der kegelförmigen Lage der Ring
scheibe entsprechende Position schwenkbar ist.
5. Ringscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnflächen benachbarter Nasen (28) bei kegel
förmiger Lage der Ringscheibe (26) flächig aneinander in
Anlage sind.
6. Ringscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenseitige Radialabstützung benachbarter Ele
mente (27, 34, 41, 45) über den mit der Bewegung der
Ringscheibe (26) zwischen deren kegelförmiger und deren
ebener Lage verbundenen Schwenkwinkel praktisch spiel
frei bleibend ausgebildet ist.
7. Ringscheibe nach Anspruch 1 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenseitige Radialabstützung benachbarter Ele
mente (34, 41, 45) zusätzlich eine gegenseitige Fixierung
dieser Elemente in Axialrichtung aufweist.
8. Ringscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenseitige Radialabstützung benachbarter Ele
mente (27, 34, 41, 45) im Radialbereich zwischen Innen
umfang der Ringscheibe (26) und Stelleingriff der Ele
mente mit dem Bauteil (11) angeordnet ist.
9. Ringscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß benachbarte Elemente (27) über den Eingriff einer
in Umfangsrichtung weisenden Nase (29) des einen Ele
mentes in eine sich im wesentlichen in Umfangsrichtung
erstreckende, in Richtung auf die Nase hin offene Aus
nehmung des anderen Elementes gegenseitig radial abge
stützt sind.
10. Ringscheibe nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur spielfreien Radialabstützung der Elemente (27)
die sich in Radialrichtung der Ringscheibe gegenüber
stehenden Flanken von Nase (29) und Ausnehmung (30)
einen Hinterschnitt aufweisen, der deren gegenseitige Schwenkung um eine im wesent
lichen in Umfangsrichtung der Ringscheibe gelegene,
Nase und Ausnehmung mittig durchquerende Achse zuläßt.
11. Ringscheibe nach Anspruch 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (34) auf einer Seite ein angesetztes,
in eine zum Element parallele Ebene abgekröpftes (38)
Ohr (35) mit einem sich in Umfangsrichtung der Ring
scheibe erstreckenden Langloch (37) und auf der ande
ren Seite einen eingesetzten Stift (36) zum axialen
Eingriff in das Langloch des Ohres des benachbarten
Elementes aufweisen.
12. Ringscheibe nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stift (36) endständig eine kopfförmige, in Radi
alrichtung der Ringscheibe über den Querschnitt des Lang
loches (37) hinausgehende Verbreiterung (39) aufweist.
13. Ringscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (41) auf einer Seite ein angesetztes,
in eine zum Element senkrechte und damit zur Ringscheibe im
wesentlichen axiale Richtung abgebogenes Ohr (42) mit einem sich in
diese Richtung erstreckenden Langloch (43) und auf
der anderen Seite einen aus dem Material des Elementes
abgebogenen, das Langloch des benachbarten Elementes
durch- und hintergreifenden Haken (44) aufweisen.
14. Ringscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (45) an beiden radial gerichteten Sei
ten ein angesetztes, in eine zum Element senkrechte und
damit zur Ringscheibe im wesentlichen axiale Richtung abgebogenes Ohr
(46) mit einer in Umfangsrichtung der Ringscheibe orien
tierten Bohrung (47) aufweisen, und daß alle Bohrungen
der die Ringscheibe bildenden Elemente von einer ge
schlossen umlaufenden Wurmfeder (48) durchquert und die
Elemente dadurch radial und axial zusammengehalten sind.
Priority Applications (4)
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