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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Kupplungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug, und noch genauer eine Fahrzeugkupplungsvorrichtung, welche
einen abnutzungskompensierenden Mechanismus aufweist.
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Bei
dieser Art von Kupplungsvorrichtung wird die Abnutzung von Belägen einer
Kupplungsvorrichtung im Allgemeinen durch eine Änderung in der Position einer
Membranfeder begleitet, was eine Erhöhung in der Betriebskraft (Belastung
auf eine Kupplungsabdeckung) bewirkt, welche erforderlich ist, um eine
Kupplung auszukuppeln. Es ist daher notwendig, die Kupplungsscheibe
zu ersetzen, wenn die Abnutzungsmenge der Kupplungsbeläge einen
bestimmten Wert oder mehr annimmt. Eine Verlängerung der Zeit für den Ersatz
der Kupplungsscheibe, das heißt
eine Verlängerung
der Lebensdauer der Kupplung ist üblicherweise erwünscht gewesen. Beim
Erreichen einer langen Lebensdauer der Kupplung ist es wichtig,
eine effektive Arbeitsdicke der Kupplungsbeläge (Reibungselemente) zu erhöhen.
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In
vielen Patentdokumenten, wie beispielsweise Dokument
US 4640400 ist eine Kupplung vorgeschlagen
worden, welche einen abnutzungskompensierenden Mechanismus mit einer
geneigten Nockenstruktur in einer Drehrichtung zwischen einer Druckplatte
und einer Membranfeder aufweist. Bei dem konventionellen abnutzungskompensierenden Mechanismus
der oben erwähnten
Kupplung ist eine geneigte nockenpositionierende Struktur durch
eine abgestufte Einrichtung konfiguriert. Dementsprechend ist ein
Kupplungsausrückpunkt
nicht immer konstant. Weiterhin, da der abnutzungskompensierende
Mechanismus in der Drehrichtung angeordnet ist, ist eine Struktur
(bzw. Konstruktion) zum Konvertieren einer Drehbewegung in eine
axiale Bewegung erforderlich.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug vorzusehen, welche einen einfachen abnutzungskompensierenden
Mechanismus aufweist, welcher in der Anzahl von Teilen reduziert
ist. In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kupplungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug vorgesehen, welche ein Schwungrad, welches integral mit
einer Kurbelwelle eines Motors dreht, eine Reibscheibe, die gegenüberliegend
dem Schwungrad und mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden
ist, eine Druckplatte zum Drücken der
Reibscheibe gegen das Schwungrad und eine Membranfeder zum Aufbringen
einer Druckbelastung auf die Druckplatte umfasst. Die Druckplatte
ist aus einer ersten Druckplatte und einer zweiten Druckplatte zusammengesetzt,
welche voneinander getrennt sind. Die erste Druckplatte kommt mit
der Reibscheibe beim Einkuppeln einer Kupplung in Druckkontakt. Die
zweite Druckplatte stößt gegen
die Membranfeder an, um die Druckbelastung von der Membranfeder
aufzunehmen. Die Kupplungsvorrichtung umfasst einen ersten Abnutzungsfolgestift,
der in ein Loch des Schwungrads eingeführt ist und mit der ersten
Druckplatte in Eingriff steht, um so einen gegebenen axialen Hub
der ersten Druckplatte zu erlauben. Der erste Abnutzungsfolgestift
wird in Richtung des Schwungrads durch die erste Druckplatte beim
Einkuppeln der Kupplung gedrückt.
Die Kupplungsvorrichtung umfasst weiterhin einen zweiten Abnutzungsfolgestift,
der in Löcher
der ersten und zweiten Druckplatte eingeführt ist. Der zweite Abnutznutzungsfolgestift
wird in Richtung der ersten Druckplatte durch die zweite Druckplatte
beim Einrücken
der Kupplung gedrückt.
Der erste Abnutzungsfolgestift umfasst einen Einwegstift, dem erlaubt
ist, sich in Richtung des Schwungrads zu bewegen und gehindert wird,
sich vom Schwungrad wegzubewegen. Der zweite Abnutzungsfolgestift
umfasst einen Einwegstift, dem erlaubt ist, sich von der ersten
Druckplatte wegzubewegen und daran gehindert ist, sich in Richtung
der ersten Druckplatte zu bewegen.
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Gemäß der Kupplungsvorrichtung,
wie oben beschrieben, kann eine Abnutzungskompensation nur durch
die ersten und zweiten Abnutzungsfolgestifte direkt durchgeführt werden,
welche in der axialen Richtung arbeiten, wodurch die Anzahl der
Teile reduziert wird. Weiterhin kann eine Abnutzungskompensation
zu jeder Zeit durchgeführt
werden, so dass der Kupplungsausrückpunkt immer konstant ist.
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In Übereinstimmung
mit den Merkmalen des abhängigen
Anspruchs 2 umfasst der erste Abnutzungsfolgestift einen ersten
Stift, der vollständig
in dem Loch des Schwungrads eingeführt ist, einen zweiten Stift,
der teilweise in das Loch des Schwungrads eingeführt ist, und eine erste Schraubenfeder, welche
zwischen dem ersten Stift und dem zweiten Stift angeordnet ist.
Der erste Stift weist eine erste sich verjüngende Oberfläche auf,
welche sich von der ersten Druckplatte in Richtung des Schwungrads
verjüngt.
Der zweite Stift weist eine zweite sich verjüngende Oberfläche auf,
welche zu der ersten sich verjüngenden
Oberfläche
komplementär
ist. Die zweite sich verjüngende
Oberfläche
stößt gegen
die erste sich verjüngende
Oberfläche
an. Der zweite Abnutzungsfolgestift umfasst einen dritten Stift,
welcher vollständig
in das Loch der ersten Druckplatte eingeführt ist, einen vierten Stift,
welcher teilweise in das Loch der ersten Druckplatte eingeführt ist
und vollständig
in das Loch der zweiten Druckplatte eingeführt ist und eine zweite Schraubenfeder,
welche zwischen dem dritten Stift und dem vierten Stift angeordnet
ist. Der dritte Stift weist eine dritte sich verjüngende Oberfläche auf,
welche sich von der ersten Druckplatte in Richtung der zweiten Druckplatte
verjüngt. Der
vierte Stift weist eine vierte sich verjüngende Oberfläche auf,
welche komplementär
zu der dritten sich verjüngenden
Oberfläche
ist. Die vierte sich verjüngende
Oberfläche
stößt gegen
die dritte sich verjüngende
Oberfläche
an.
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Gemäß der Kupplungsvorrichtung,
wie oben definiert, sind die spezifischen Konfigurationen der ersten
und zweiten Abnutzungsfolgestifte geklärt, und Effekte, welche ähnlich denjenigen
der Kupplungsvorrichtung sind, wie in Anspruch 1 definiert ist, können dargestellt
werden.
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung und die Weise derer Realisierung wird offensichtlicher
werden und die Erfindung selbst wird am besten aus dem Studium der
folgenden Beschreibung und angehängten
Ansprüche
mit Bezug auf die angehängten
Zeichnungen verstanden werden, welche einige bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung zeigen.
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1 ist
eine Draufsicht eines Teils einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie A-A in 1;
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3 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie B-B in 1;
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4 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie X-O in 1;
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5 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie Y-O in 1;
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6 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie Z-O in 1;
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7 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie Y-O in 1 beim
Ausrücken
der Kupplung; und
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8 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie Z-O in 1 beim
Ausrücken
der Kupplung.
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Bezug
nehmend auf 1, ist dort eine Draufsicht
eines Teils einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. 2 ist ein
Querschnitt, aufgenommen entlang der Linie A-A in 1. 3 ist
ein Querschnitt, aufgenommen entlang der Linie B-B in 1. 4 ist
ein Querschnitt, aufgenommen entlang der Linie X-O in 1. 5 ist
ein Querschnitt aufgenommen entlang der Linie Y-O in 1. 6 ist
ein Querschnitt, aufgenommen entlang der Linie Z-O in 1.
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Bezug
nehmend auf 4 ist ein Schwungrad 4 einer
Kupplung 2 an einer Kurbelwelle eines Motors (nicht gezeigt)
mittels Bolzen 6 fixiert, so dass das Schwungrad 4 integral
mit der Kurbelwelle gedreht wird. Eine Kupplungsabdeckung 8 ist
an dem Schwungrad 4 durch Bolzen 10 fixiert. Wie
in 2 gezeigt, ist eine Streifenplatte 14 an
ihren gegenüberliegenden
Enden an der Kupplungsabdeckung 8 und einer zweiten Druckplatte 12 jeweilig
durch Nieten 16 und 18 fixiert, wodurch die zweite
Druckplatte 12 axial bewegbar an der Kupplungsabdeckung 8 montiert
ist.
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Wie
in 3 gezeigt, ist eine Streifenplatte 22 an
ihren gegenüberliegenden
Enden an der zweiten Druckplatte 12 und einer ersten Druckplatte 20 jeweilig
durch Nieten 24 und 26 fixiert, wodurch die erste
Druckplatte 20 axial bewegbar an der zweiten Druckplatte 12 montiert
ist. Wie in 5 gezeigt ist, ist die Kupplungsabdeckung 8 an
ihrem inneren Umfangsende mit einem ringförmigen gebogenen Abschnitt 8a ausgebildet.
Ein Paar von Ringen 28 ist an dem ringförmigen gebogenen Abschnitt 8a der
Kupplungsabdeckung 8 montiert. Eine Membranfeder 30 ist
auf der Kupplungsabdeckung 8 auf solch eine Weise montiert,
dass ein intermediärer
Abschnitt 30a der Membranfeder 30 zwischen dem
Paar von Ringen 28 zwischengelagert ist.
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Die
zweite Druckplatte 12 weist einen ringförmigen Vorsprung 12a auf
und ein äußerer umfänglicher
Abschnitt 30b der Membranfeder 30 stößt unter Druck
gegen den ringförmigen
Vorsprung 12a der zweiten Druckplatte 12 an. Noch
genauer wird in einem normalen Zustand die Membranfeder 30 auf solch
eine Weise vorgespannt, dass der äußere umfängliche Abschnitt 30b der
Membranfeder 30 unter Druck gegen den ringförmigen Vorsprung 12a der zweiten
Druckplatte 12 durch Hebelwirkung um den Hebelpunkt 30a herum
anstößt, welcher
zwischen dem Paar von Ringen 28 angeordnet ist.
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Eine
Klemme 32 ist an ihrem unteren Ende an der zweiten Druckplatte 12 durch
eine Niete 34 fixiert und der äußere umfängliche Abschnitt 30b der Membranfeder 30 wird
durch die Klemme 32 gehalten. Eine Nabe 38 einer
Kupplungsscheibe (Reibscheibe) 36 ist keilverzahnt mit
der Umgebung eines vorderen Endabschnitts der Antriebswelle des
Getriebes (nicht gezeigt), um axial verschiebbar und relativ nicht-drehbar
zu sein. 2 bis 6 zeigen
einen Kupplungs-EIN-Zustand (einen eingerückten Zustand der Kupplung 2).
Obwohl nicht gezeigt, sind Beläge
(Reibelemente) an beiden Oberflächen
der Kupplungsscheibe 36 fixiert.
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Wie
in 5 gezeigt, ist ein erster Abnutzungsfolgestift 40 teilweise
in ein Loch 5 eingeführt, welches
durch das Schwungrad 4 gebildet ist. Der erste Abnutzungsfolgestift 40 ist
aus einem ersten Stift 42 und einem zweiten Stift 44,
welche voneinander getrennt sind, aufgebaut. Der erste Stift 40 weist eine
erste sich verjüngende
Oberfläche 43 auf,
welche sich von der ersten Druckplatte 20 in Richtung des
Schwungrads 4 verjüngt.
Der zweite Stift 44 weist eine zweite sich verjüngende Oberfläche 45 auf,
welche komplementär
zu der ersten sich verjüngenden
Oberfläche 43 des
ersten Stifts 42 ist. Der zweite Stift 44 ist
teilweise in das Loch 5 des Schwungrads 4 auf
solch eine Art und Weise eingeführt,
dass die zweite sich verjüngende
Oberfläche 45 des
zweiten Stifts 44 gegen die erste sich verjüngende Oberfläche 43 des
ersten Stifts 42 anstößt.
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Eine
Schraubenfeder 46 zum Ausüben einer Vorspannkraft in
der axialen Richtung des ersten Abnutzungsfolgestifts 40 ist
zwischen dem ersten Stift 42 und dem zweiten Stift 44 des
ersten Abnutzungsfolgestifts 40 angeordnet. Ein Paar von
ringförmigen Vorsprüngen 44a und 44b sind
auf einem Endabschnitt des zweiten Stifts 44 gebildet,
um so axial voneinander beabstandet zu sein. Ein äußerer umfänglicher
Abschnitt der ersten Druckplatte 20 ist zwischen den ringförmigen Vorsprüngen 44a und 44b des
zweiten Stifts 44 mit einem gegebenen axialen Spiel eingeführt. Dementsprechend
wird der ersten Druckplatte 20 erlaubt, sich axial durch
einen gegebenen Hub zu bewegen, welcher durch den Abstand zwischen
den ringförmigen
Vorsprüngen 44a und 44b des
zweiten Stifts 44 definiert wird.
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Wie
in 6 gezeigt, ist ein zweiter Abnutzungsfolgestift 48 in
ein Loch 21 eingeführt,
welches auf der ersten Druckplatte 20 gebildet ist und
ein Loch 13, welches durch die zweite Druckplatte 12 gebildet
ist. Der zweite Abnutzungsfolgestift 48 ist aus einem dritten
Stift 50 und einem vierten Stift 54 aufgebaut,
welche voneinander getrennt sind. Der dritte Stift 50 weist
eine dritte sich verjüngende
Oberfläche 52 auf,
welche sich von der ersten Druckplatte 20 in Richtung der
zweiten Druckplatte 12 verjüngt. Der vierte Stift 54 weist
eine vierte sich verjüngende Oberfläche 56 auf,
welche komplementär
zu der dritten sich verjüngenden
Oberfläche 52 des
dritten Stiftes 50 ist. Der vierte Stift 54 ist
teilweise in das Loch 21 der ersten Druckplatte 20 auf
solch eine Weise eingeführt,
dass die vierte sich verjüngende
Oberfläche 56 des
vierten Stifts 54 gegen die dritte sich verjüngende Oberfläche 52 des
dritten Stifts 50 anstößt.
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Eine
Schraubenfeder 58 zum Ausüben einer Vorspannkraft in
der axialen Richtung des zweiten Abnutzungsfolgestifts 48 ist
zwischen den dritten Stift 50 und den vierten Stift 54 des
zweiten Abnutzungsfolgestifts 48 eingefügt. Der vierte Stift 54 weist
einen ringförmigen
Vorsprung 54a auf. In dem Kupplungs-EIN-Zustand, welcher
in 6 gezeigt ist, wird die zweite Druckplatte 12 in
Druckkontakt mit dem ringförmigen
Vorsprung 54a des vierten Stifts 54 durch die
vorspannende Kraft der Membranfeder 30 gehalten. Der vierte
Stift 54 weist weiterhin eine Klemme 60 auf, welche
als Stopper funktioniert, zum Vermeiden des Freigebens des Stifts 54 aus
dem Loch 13 der zweiten Druckplatte 12.
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Der
Betrieb der bevorzugten Ausführungsform,
welche oben erwähnt
ist, wird nun beschrieben werden. In dem Kupplungs-EIN-Zustand,
wo die Kupplung 2 eingerückt ist, wie in 6 gezeigt,
stößt der äußere umfängliche
Abschnitt 30b der Membranfeder 30 unter Druck
gegen die zweite Druckplatte 12 nach links, wie in 6 gesehen,
an. Der Druck des Anstoßes
der Membranfeder 30 gegen die zweite Druckplatte 12 wird
durch den zweiten Abnutzungsfolgestift 48 zu der ersten
Druckplatte 20 übertragen. Zu
diesem Zeitpunkt wird der vierte Stift 54 durch die zweite
Druckplatte 12 gedrängt,
so dass der äußere Durchmesser
des zweiten Abnutzungsfolgestifts 48 dazu tendiert, durch
den Keileffekt erhöht
zu werden, welcher durch die dritte sich verjüngende Oberfläche 52 und
die vierte sich verjüngende
Oberfläche 56 erhalten
wird.
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Jedoch
kann der äußere Durchmesser
des zweiten Abnutzungsfolgestifts 48 nicht erhöht werden,
weil der zweite Abnutzungsfolgestift 48 in das Loch 21 der
ersten Druckplatte 20 eingeführt ist. Weiterhin wird ein
Reibungswiderstand zwischen dem zweiten Abnutzungsfolgestift 48 und
dem Loch 21 durch eine normale Reaktion erzeugt, welche
durch den Keileffekt erzeugt wird, so dass die Positionsbeziehung
zwischen der zweiten Druckplatte 12 und der ersten Druckplatte 20 aufrechterhalten
wird. Dementsprechend arbeitet die erste Druckplatte 20,
um die Kupplungsscheibe (Reibscheibe) 36 gegen das Schwungrad 4 zu
drücken,
wodurch die Kupplung 2 eingerückt wird. Obwohl nicht gezeigt,
sind Beläge (Reibelemente),
die im Stand der Technik bekannt sind, an beiden Oberflächen der
Kupplungsscheibe 36 fixiert.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird der zweite Stift 44 des ersten Abnutzungsfolgestifts 40 in
Richtung des Schwungrads 4 durch die erste Druckplatte 20,
wie in 5 gezeigt, gedrückt, so dass der äußere Durchmesser
des ersten Abnutzungsfolgestifts 40 dazu tendiert, durch
den Keileffekt verringert zu werden, welcher durch die erste sich
verjüngende
Oberfläche 43 und
die zweite sich verjüngende
Oberfläche 45 erhalten
wird. Jedoch wird eine Verringerung in dem äußeren Durchmesser des ersten
Abnutzungsfolgestifts 40 durch die Schraubenfeder 46 unterdrückt. Dementsprechend
wird die Gesamtheit des ersten Abnutzungsfolgestifts 40 in
Richtung des Schwungrads 4 bewegt. Dies bedeutet, dass,
wenn die Beläge der
Kupplungsscheibe 36 abgenutzt sind, der erste Abnutzungsfolgestift 40 automatisch
in Richtung des Schwungrads 4 bewegt wird.
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Der
Betrieb dieser bevorzugten Ausführungsform
im Ausrücken
der Kupplung 2 wird nun mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben
werden. 7 ist ein Querschnitt, aufgenommen
entlang der Linie Y-O in 1 beim Ausrücken der Kupplung 2 und 8 ist
ein Querschnitt, aufgenommen entlang der Linie Z-O in 1 beim
Ausrücken
der Kupplung 2. Wenn ein Kupplungsausrücklager (nicht gezeigt) geschoben
wird, wird der innere umfängliche
Abschnitt 30c der Membranfeder 30 nach links gedrückt, wie
in 7 und 8 gesehen, so dass die Membranfeder 30 zentral
um den Drehpunkt in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht
wird, wie in 8 gezeigt. Im Ergebnis wird
die Vorspannkraft der Membranfeder 30 auf die zweite Druckplatte 12 entfernt
und die zweite Druckplatte 12 wird nach rechts bewegt,
wie in 7 und 8 gesehen.
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Wie
in 3 gezeigt, ist die erste Druckplatte 20 durch
die Streifenplatte 22 mit der zweiten Druckplatte 12 verbunden.
Dementsprechend, wenn die zweite Druckplatte 12 nach rechts,
wie in 7 und 8 gesehen, bewegt wird, wird
die erste Druckplatte 20 durch die Streifenplatte 22 gezogen, um
sich nach rechts, wie in 7 und 8 gesehen,
zu bewegen, so dass die erste Druckplatte 20 von der Kupplungsscheibe 36 getrennt
wird, somit die Kupplung 2 ausrückend. Jedoch ist der äußere umfängliche
Abschnitt der ersten Druckplatte 20 zwischen dem Paar von
ringförmigen
Vorsprüngen 44a und 44b des
ersten Abnutzungsfolgestifts 40 mit dem gegebenen axialen
Spiel eingeführt.
Dementsprechend ist die axiale Bewegung der ersten Druckplatte 20 innerhalb
des Bereichs beschränkt,
welcher zwischen dem Paar von ringförmigen Vorsprüngen 44a und 44b definiert
ist.
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Mit
anderen Worten, wenn die erste Druckplatte 20 nach rechts
bewegt wird, wie in 7 gesehen, tendiert der äußere Durchmesser
des ersten Abnutzungsfolgestifts 40 dazu, durch den Keileffekt
der ersten und zweiten sich verjüngenden
Oberflächen 43 und 45 des
ersten Abnutzungsfolgestifts 40 erhöht zu werden. Jedoch wird solch
eine Erhöhung
im äußeren Durchmesser
des ersten Abnutzungsfolgestifts 40 durch das Schwungrad 4 blockiert,
so dass der erste Abnutzungsfolgestift 40 nicht in Richtung der
Kupplungsabdeckung 8 bewegt werden kann. Falls die zweite
Druckplatte 12 weiter nach rechts von der Position, welche
in 7 gezeigt ist, bewegt wird, tendiert der äußere Durchmesser
des zweiten Abnutzungsfolgestifts 48 dazu, durch den Keileffekt der
dritten und vierten sich verjüngenden
Oberflächen 52 und 56 des
zweiten Abnutzungsfolgestifts 48 verringert zu werden.
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Jedoch
tritt solch eine Verringerung im äußeren Durchmesser nicht auf,
sondern die Gesamtheit des zweiten Abnutzungsfolgestifts 48 wird
nach rechts durch die Schraubenfeder 58 dazu gedrängt, sich
teilweise aus dem Loch 21 der ersten Druckplatte 20,
wie in 8 gezeigt, herauszubewegen. Mit dieser Anordnung
kann der Abstand zwischen der Reibscheibe 36 und der ersten
Druckplatte 20 in dem vollständig gedrehten Zustand der
Membranfeder 30 bei einem konstanten Wert aufrechterhalten
werden, ungeachtet der Dicke der Reibscheibe 36, das heißt ungeachtet
des Grades der Abnutzung der Beläge, welche
auf beiden Oberflächen
der Reibscheibe 36 vorgesehen sind, wodurch ein abnutzungskompensierender
Mechanismus realisiert wird.