DE4230324A1 - Kupplungsbetaetigungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsbetätigungseinrichtung, beispielsweise zur Anwendung bei einem Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges.

Eine bekannte Kupplungsbetätigungseinrichtung ist beispielsweise in JP 61-99 727 beschrieben.

Die bekannte Kupplungsbetätigungseinrichtung hat gemäß Fig. 18 ein zylindrisches Teil 2 in einem vorgegebenen Abstand auf der Hauptantriebswelle 1 eines Getriebes, einen auf dem äußeren Umfang des Teils 2 durch eine Hülse 3 axial ver­ schiebbaren Flansch 4, und einen Ausrückanschlag 6 in einer Abdeckung 5, welche an der äußeren Fläche des Flansches 4 befestigt ist. Der Ausrückanschlag 6 weist einen an der Abdeckung 5 befestigten äußeren Ring 9, einen drehbaren inneren Ring 10 und zwischen den Ringen 9, 10 mehrere Kugeln 8 auf, die von einem Halter 7 gehalten werden. An der äußeren Umfangsfläche des inneren Ringes 10 ist ein Obertragungsteil 12 befestigt, das mit der inneren Umfangs­ fläche 11a einer Tellerfeder 11 zum Ausüben eines Druckes auf eine Druckplatte (nicht dargestellt) in Kontakt kommt. Die Tellerfeder 11 ist über einen Kupplungsgehäuse (nicht dargestellt) mit einem Schwungrad (nicht dargestellt) verbunden.

Wenn ein Kupplungspedal zum Schalten betätigt wird, drückt eine Ausrückgabel 13 den Flansch 4 nach links, wie in der Darstellung gemäß Fig. 1 durch einen Ausrückzylinder u.ä. dargestellt. Dadurch gleiten der Ausrückanschlag 6 und das Übertragungsteil 12 in Fig. 18 mit der Hülse 3 nach links, und ein Punkt 12a des Übertragungsteils 12 drückt auf den inneren Teil 11a der Tellerfeder 11 und bewirkt an dieser eine Durchbiegung. Dies bewirkt ein Nachlassen des Druck­ kontaktes der Druckplatte mit der Kupplungsscheibe und der Kupplungsscheibe mit dem Schwungrad, wobei die Verbindung des Schwungrades mit der Hauptantriebswelle 1 gelöst wird.

Bei der bekannten Kupplungsbetätigungseinrichtung ist das Übertragungsteil 12 zwar durch den Ausrückanschlag 6 dreh­ bar, dagegen nicht in Betätigungsrichtung, d. h. relativ zu der Tellerfeder 11 schwenkbar. Wenn daher die innere Umfangsfläche 11a der Tellerfeder 11 gewellt ist oder Höhenunterschiede in Umfangsrichtung aufgrund von Ferti­ gungsungenauigkeiten aufweist o. dgl., kommt der Punkt 12a des Übertragungsteils 12 teilweise in Druckkontakt mit einem höheren Teil der inneren Umfangsfläche 11a der Tellerfeder 11 und bewirkt auf diese eine ungleichmäßige Belastung. Als Folge davon werden aus dem Motorlauf und aus Ungenauigkeiten des Kupplungsgehäuses resultierende Deformationsschwingungen des Schwungrades als Axialschwingungen oder Deformations- Schwingungen von der Tellerfeder 11 über das Übertragungs­ teil 12 auf den Ausrückanschlag 6 übertragen. Das bewirkt eine verhältnismäßig starke Vibration des Kupplungspedales und Beeinträchtigungen für den Fahrer.

Auf der anderen Seite wechselt die Andruckkraft des Über­ tragungsteils 12 auf die Tellerfeder 11 mit der Drehung der Tellerfeder 11 und erzeugt Schwingungen des Fahrzeugs.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kupplungsbetäti­ gungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Arbeits­ weise zur Verringerung von Vibrationen des Kupplungspedals und des Fahrzeugkörpers beiträgt.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst; die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestal­ tungen zum Gegenstand.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung zum Betätigen einer Kupplung vorgesehen, die eine Motorwelle mit der Antriebswelle eines Getriebes verbindet und davon löst, wobei die Kupplung eine Ausrückgabel, eine Hülse und eine Tellerfeder aufweist, und wobei die Betätigungseinrichtung enthält:

• - einen auf dem Außenumfang der Getriebeeingangswelle axial verschiebbaren Ausrückanschlag mit einem äußeren Ring und einem inneren Ring,
• - ein an einem Ende des Ausrückanschlages angeordnetes Übertragungsteil, welches unter der Einwirkung der Ausrückgabel die Tellerfeder gegen die Motorwelle drückt und gegenüber der Tellerfeder verschiebbar angeordnet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Kupplung mit einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung;

Fig. 2 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 1, mit einer ersten bevorzugten Kupplungsbetätigungsanordnung;

Fig. 3 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 2, mit einer zweiten bevorzugten Kupplungsbetätigungsanordnung;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch einen äußeren Ring entlang der Linie IV-IV in Fig. 5;

Fig. 5 ist eine Frontansicht des äußeren Ringes gemäß Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 4, eines Übertra­ gungsteils entlang der Linie VI-VI in Fig. 7;

Fig. 7 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 5 des Übertragungs­ teils gemäß Fig. 6;

Fig. 8 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 6, des Obertra­ gungsteils in Eingriff mit dem äußeren Ring;

Fig. 9 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 8, des Übertra­ gungsteils in Eingriff mit dem äußeren Ring;

Fig. 10 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 9, einer anderen Ausführung des äußeren Ringes entlang der Linie X-X in Fig. 11;

Fig. 11 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 7, des Ringes gemäß Fig. 10;

Fig. 12 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 10, einer anderen Ausführung des Übertragungsteils entlang der Linie XII-XII in Fig. 13;

Fig. 13 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 11, des Übertra­ gungsteils gemäß Fig. 12;

Fig. 14 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 13, des Übertra­ gungsteils in Eingriff mit dem äußeren Ring;

Fig. 15 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 14, des Übertra­ gungsteiles in Eingriff mit dem äußeren Ring;

Fig. 16 ist eine Darstellung, ähnlich Fig. 3, einer dritten Ausführung einer Kupplungsbetätigungseinrichtung;

Fig. 17 ist eine Darstellung ähnlich, Fig. 16, einer vierten Ausführung einer Kupplungsbetätigungseinrichtung; und

Fig. 18 ist ein Teillängsschnitt einer bekannten Kupplungsbetätigungseinrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungs­ form der Erfindung, worin 21 ein zylindrisches Teil bezeich­ net, welches auf dem äußeren Umfang einer Hauptwelle bzw. Antriebswelle 22 eines Getriebes 102 mit einem vorgegebenen Abstand angeordnet ist. Auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Teils 21 ist eine Hülse 23 mit einem Flansch 23a axial verschiebbar angeordnet. Auf dem äußeren Umfang der Hülse 23 ist ein Ausrückanschlag 24 des Hall-Typs sehen, mit axial verlaufenden, im wesentlichen zylindrischen Ringen 25, 26 und zahlreichen Kugeln 27, 28 vorgesehen, die zwischen den beiden Ringen in zwei axial beabstandeten Kränzen angeordnet sind. Der innere Ring hat eine innere Umfangsfläche, die nicht drehbar auf der äußeren Umfangs­ fläche der Hülse 23 befestigt ist, und eine äußere Umfangs­ fläche mit eingeformten Umfangsnuten 25a, 25b für die beiden Kränze der Kugeln 27, 28. Der äußere Ring 26 ist aufgrund der Kugeln 27, 28 in Umfangsrichtung drehbar und hat eine innere Umfangsfläche, die axial zu einem Bogen geformt ist und auf den Außenflächen der Kugeln 27, 28 nach Art eines Kugellagers in Längsrichtung schwenkbar ist.

An der Vorderseite des äußeren Ringes ist ein im wesent­ lichen ringförmiges Übertragungsteil 30 vorgesehen, welches mit einem inneren Umfangsbereich 29a einer Tellerfeder 29 in Berührung ist. Das Übertragungsteil 30 besteht aus einer ölimprägnierten Sinterlegierung o. dgl., um eine gute Schmierung zu der Tellerfeder 29 sicherzustellen, und besitzt einen Hauptteil 30a, der auf der äußeren Umfangs­ fläche des äußeren Ringes 26 befestigt ist, sowie einen Kontaktteil 30b, der sich von dem Hauptteil 30a aus entlang der Vorderseite des äußeren Ringes 26 erstreckt, so daß ein Ringbereich diese Teiles in Linienberührung mit einer Seitenfläche 29b an dem inneren Umfangsbereich 29a der Tellerfeder 29 kommt. Das Übertragungsteil 30 ist um die Achse X der Hauptantriebswelle 22 zusammen mit dem äußeren Ring 26 drehbar und um einen vorbestimmten Winkel R schwenk­ bar. Es ist anzumerken, daß in Fig. 1 Bezugsziffer 103 eine Kupplungsscheibe bezeichnet, 104 ein Schwungrad, 105 eine Motorwelle, 107 ein Kupplungsgehäuse und 108 eine Druckplatte.

Wenn demnach bei dieser Ausführung das Kupplungspedal zum Schalten getreten wird, so daß eine Ausrückgabel 31 den Ausrückanschlag 24 in Fig. 1 nach links drückt, d. h. über den Flansch 23a in Richtung des Schwungrades 104, wird die Hülse 23 auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Teils 21 gleitend nach links bewegt. Dadurch drückt der Kontaktteil 30b des Übertragungsteils 30 auf die Seiten­ fläche 29b des inneren Umfangsbereiches 29a der Tellerfeder 29 und verursacht eine Durchbiegung. Selbst wenn dabei der innere Umfangsbereich 29a der Tellerfeder 29 in Umfangs­ richtung Höhenunterschiede aufgrund von Fertigungsungenauig­ keiten o. dgl. aufweist, wird das Übertragungsteil über den äußeren Ring 26 schwenkend geneigt, d. h. der äußere Ring 26 wird durch Abrollen der Kugeln 27, 28 auf der inneren Umfangsfläche 26a schwenkend geneigt, so daß die Kante des Kontaktteils 30b vollständig in Berührung mit der gesamten Seitenfläche 29b des inneren Umfangsbereiches 29a kommt. Das bewirkt einen Ausgleich von Höhenunterschieden auf der Seitenfläche 29b und einen gleichmäßigen Druck auf die Tellerfeder 29. Dadurch werden Schwingungen des Kupplungs­ gehäuses 107 und der Tellerfeder 29 effektiv durch die Drehung der Kugeln 27, 28 des Ausrückanschlages 24 absorbiert und Schwingungen des Kupplungspedals vermieden. Andererseits werden wechselnde Druckkräfte des Übertragungs­ teils 30 auf die Tellerfeder 29 unterdrückt und dadurch das Auftreten von Schwingungen des Fahrzeugkörpers vermieden. Darüber hinaus können aus Schwingungen eines solchen Zahn­ radgetriebes resultierende Geräusche vermieden werden.

Fig. 3 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführung der Erfin­ dung. Der Ausrückanschlag 24 enthält einen Kranz von Kugeln 35 zwischen einem inneren Ring 32 und einem äußeren Ring 33 mit einem Halter 34. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, hat ein Grundteil 36 des äußeren Ringes 33 eine innere Umfangs­ fläche mit einer ringförmigen Vertiefung 36a für die Kugeln 35 und einen sich zu der Tellerfeder 29 erstreckenden Teil 37. Der Teil 37 weist an seinem Innenumfang eine Eingriffs- Vertiefung 38 mit einer gekrümmten Gleitfläche 38a von großem Radius auf. Wie ferner in Fig. 4 und 5 gezeigt, hat der Teil 37 einen vorderen Umfangsrand mit einer recht­ eckigen Ausnehmung 37a. Wie andererseits in Fig. 3, 6 und 7 gezeigt, ist ein Obertragungsteil 39 ringförmig und hat ein Grundteil 40 mit einem äußeren Umfang 40a in Form eines Bogens und in Eingriff mit der Eingriffsvertiefung 38 des Teils 37, wobei der äußere Umfang 40a in Gleitkontakt mit der Gleitfläche 38a ist. Demzufolge ist das Übertragungsteil 39 insgesamt schwenkbar. Das Übertragungsteil 39 hat zusätz­ lich einen mit dem Grundteil 40 einheitlichen Kontaktbereich 41 mit einem bogenförmigen Rand zur Linienberührung mit einer Seitenfläche 29b des inneren Umfangsteils 29a der Tellerfeder 29. Auf dem Außenumfang des Grundteils 40 ist ein Vorsprung 42 zur Drehverhinderung angeordnet, welcher zum Halten des Grundteils 40 über die Ausnehmung 37a in Eingriff mit der Vertiefung 38 ist. Zu Fig. 3 ist anzu­ merken, daß 43 eine Abdeckung für den äußeren Ring 33 bezeichnet, um Schmiermittel wie z. B. Fett darin zu halten.

Wenn das Übertragungsteil 39 an dem äußeren Ring 33 ange­ bracht wird, wird das Übertragungsteil zunächst horizontal in den äußeren Ring 33 eingepaßt wie in Fig. 8 gezeigt, und dann in Richtung der Pfeile A gemäß Fig. 8 gedreht, so daß die Ausnehmung 37a mit dem Vorsprung 42 übereinstimmt, worauf der Grundteil 40 mit der Eingriffsvertiefung 38 in Eingriff kommt.

Wenn daher bei dieser Ausführung die Ausrückgabel 31 die Tellerfeder 29 über das Übertragungsteil 39 beaufschlagt, wird das Übertragungsteil 39 schwenkend geneigt, wobei der äußere Umfang 40a in Gleitkontakt mit der Gleitfläche 38a ist zum Ausgleich von Höhenunterschieden des inneren Um­ fangsbereiches 29a der Tellerfeder 29. Dadurch kommt die Kante des Kontaktbereichs 41 insgesamt mit der einen Seiten­ fläche 29b des inneren Umfangsteils 29a in Kontakt und beaufschlagt sie mit einem gleichmäßigen Druck. Demzufolge hat diese Ausführungsform nicht nur dieselbe Wirkung wie die erste bevorzugte Ausführung, sondern gewährleistet eine hervorragende Schwenkbarkeit des Übertragungsteils 39 wegen seiner Verschwenkung gegenüber dem äußeren Ring 33.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen ein anderes Beispiel für den äußeren Ring 33 und das Übertragungsteil 39. Wie in Fig. 10 und 11 gezeigt, hat der Teil 37 des äußeren Ringes einen vorderen Umfangsrand mit vier gleichmäßig über den Umfang verteilten Ausnehmungen 43, während das Grundteil 40 des Übertragungsteiles 39 vier entsprechend den Ausnehmungen 43 verteilte Vorsprünge aufweist.

Beim Verbinden des Übertragungsteils 39 mit dem äußeren Ring 33 wird zunächst jedes Grundteil 40 mit der Eingriffsver­ tiefung 38 durch axiales Ausrichten jedes Grundteils 40 zu jeder Ausnehmung 43 verbunden, wie in Fig. 14 gezeigt. Dann wird das Übertragungsteil 39 gedreht, so daß jedes Grundteil 40 an einen gebogenen Umfangsrand 37b zwischen den Ausneh­ mungen 43 anschlägt und ein Lösen des Betätigungsteils 39 verhindert.

Fig. 16 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführung der Erfin­ dung. Der Rand 37 des äußeren Ringes 33 hat einen Innen­ umfang mit einem Ringvorsprung 44, welcher seinerseits eine bogenförmige Innenseite 44a aufweist. Das Betätigungsteil 39 ist andererseits zylindrisch geformt, und der Grundteil 40 hat einen Außenumfang mit einer Eingriffsvertiefung 45, welche in den Ringvorsprung 44 eingreift. Die Eingriffsver­ tiefung 45 hat eine bogenförmige Grundfläche 45a, welche in Gleitkontakt mit der bogenförmigen Innenseite 44a steht. Dadurch ist das Übertragungsteil 39 gegenüber dem äußeren Ring 39 durch Gleitbewegung des Ringvorsprungs 44 und der Eingriffsvertiefung 45 drehbar.

Diese Ausführung wirkt demnach nicht nur in gleicher Weise wie die erste bevorzugte Ausführung, sondern erlaubt eine einfache Herstellung des Übertragungsteils 39, da der Grund­ teil 40 und der Kontaktbereich horizontal, d. h. einstückig als Zylinder ausgebildet sind.

Fig. 17 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführung der Er­ findung. Ein Ausrückanschlag 52 ist einstückig mit einer Hülse 51 an deren Vorderteil ausgebildet, welches axial auf den Außenumfang eines zylindrischen Teils 50 geschoben ist, ebenso wie ein Übertragungsteil 54 einstückig mit einem inneren Ring 53 des Ausrückanschlages 52 ausgebildet ist. Im einzelnen hat der Ausrückanschlag 52 einen in das Vorderende der Hülse 51 einbezogenen schräg verlaufenden äußeren Ring 55, und einen in das Übertragungsteil 54 über einen zylin­ drischen Teil 56 einbezogenen inneren Ring 53, sowie Kugeln 57 zwischen den inneren und äußeren Ringen 53, 55. Der äußere Ring ist durch die Hülse 51 nur axial bewegbar und hat an seiner Innenfläche ein Membranfeder 58, auf der die Kugeln 57 rollen. Der innere Ring 53 ist andererseits durch die Kugeln 57 drehbar und schwenkbar durch Abrollen der Kugeln 57 an einer geneigten bogenförmig gekrümmten Umfangs­ fläche 53a. Dadurch ist das Übertragungsteil 54 ebenfalls schwenkbar gelagert. Zusätzlich hat das Vorderende des äußeren Ringes 55 einen nach innen geneigten Rückhalteteil 59, um ein Ausweichen der Kugeln 57 zu verhindern, und die Hülse 51 hat am äußeren Umfang einen Flansch 60 zum Angriff der Ausrückgabel 31. Das Übertragungsteil 54 ist zylindrisch und besteht aus einem einstückig mit dem inneren Ring 53 über den zylindrischen Teil 56 verbundenen Grundteil 61 sowie aus einem Kontaktteil 62 am Ende des Grundteils 61.

Wenn demnach bei dieser Ausführung das Übertragungsteil 54 auf die Tellerfeder drückt, werden Höhenunterschiede in der Tellerfeder 29 durch Schwenkbewegungen des Betätigungsteils 54 unterdrückt, so daß der Kontaktteil 62 insgesamt mit dem inneren Umfangsbereich 29a in Berührung bleibt. Wenn daher Deformationsschwingungen von dem Kupplungsgehäuse 107 o. dgl. auftreten, rollen die Kugeln 57 ab und verhindern ein Über­ tragen der Schwingungen auf die Hülse 51.

Falls ferner eine Biegebelastung zwischen dem Übertragungs­ teil 54 und der Hülse 51 auftritt, wenn das Übertragungsteil 54 von der Tellerfeder 29 abgehoben wird, werden die Kugeln 57 durch die Rückstellkraft der Membranfeder 58 in einen gekrümmten Bereich 58a davon zurückbewegt.

Zusätzlich trägt der Dämpfungseffekt der Membranfeder 58 zu einem noch wirkungsvolleren Vermeiden der erläuterten Schwingungsübertragung bei.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Eine Kupplungs­ betätigungseinrichtung besitzt ein Übertragungsteil, welches an einem Ende eines Ausrückanschlages vorgesehen ist, um auf die Tellerfeder an einer Motorwelle eine Druckkraft auszu­ üben. Das Übertragungsteil ist verschiebbar gegenüber der Tellerfeder angeordnet.

Claims (6)

1. Kupplungsbetätigungseinrichtung zum Verbinden und Lösen einer Motorwelle (105) mit bzw. von einer Getriebeeingangs­ welle (22), wobei die Kupplung eine Ausrückgabel (31), eine Hülse (23, 51) und eine Tellerfeder (29) aufweist, gekennzeichnet durch

• - einen auf dem Außenumfang der Getriebeeingangswelle (22) axial verschiebbaren Ausrückanschlag (24, 52) mit einem äußeren Ring (26, 33, 55) und einem inneren Ring (25, 32, 53),
• - ein an einem Ende des Ausrückanschlages (24, 52) angeord­ netes Übertragungsteil (30, 39, 54), welches unter der Einwirkung der Ausrückgabel (31) die Tellerfeder (29) gegen die Motorwelle (105) drückt und gegenüber der Tellerfeder verschiebbar angeordnet ist.

2. Kupplungsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ausrückanschlag zwei Kränze von Kugeln (27, 28) aufweist, die zwischen dem äußeren und dem inneren Ring (26, 25) angeordnet sind.

3. Kupplungsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ausrückanschlag (24) einen Kranz von Kugeln (35), aufweist, die zwischen dem äußeren und dem inneren Ring (33, 32) angeordnet sind.

4. Kupplungsbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertra­ gungsteil (30) an dem äußeren Ring (26) des Ausrückan­ schlages (24) an dessen Außenumfang vorgesehen ist.

5. Kupplungsbetätigungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertra­ gungsteil (39) verschiebbar an dem äußeren Ring (33) des Ausrückanschlages (24) an dessen Innenseite angeordnet ist.

6. Kupplungsbetätigungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertra­ gungsteil (54) einteilig mit dem inneren Ring (53) des Ausrückanschlages (52) ausgebildet ist und der äußere Ring (55) des Ausrückanschlages (52) einstückig mit der Hülse (51) ausgebildet ist.