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Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit mindestens einer durch eine
Tellerfeder belasteten Kupplungsscheibe, mindestens einer Anpressplatte sowie Ein- und Ausrückhebeln, die mit einem axial verschiebbaren Ausrücklager zusammenwirken, insbesondere Doppelreibungskupp- lung für Schlepper, Geräteträger od. dgl. mit einer am Schwungrad angeordneten Reibungskupplung zum
Ein- und Auskuppeln des Wechselgetriebes und einer zweiten Reibungskupplung für einen weiteren unab- hängigen Antrieb, u. zw. eine Zapfwelle.
Es hat sich gezeigt, dass bei den bekannten Kupplungen, hervorgerufen durch die ständig zunehmen- den Beanspruchungen im Kraftfahrzeug, die Lebensdauer der Kupplung stark absinkt und der Verschleiss der Reibringe der Kupplungsscheiben und deren Anpressplatten übermässig hoch wird. Dies gilt besonders für die bei Schleppern, Geräteträgern oder Sonderfahrzeugen verwendeten Doppelkupplungen, da diese in ständig wachsendem Masse zu mannigfachen Arbeiten, beispielsweise im Frontladebetrieb bei der Landwirtschaft eingesetzt werden.
Bei dem verstärkten Einsatz der Doppelkupplungen müssen diese häufig betätigt werden, wodurch erhebliche Mengen Reibungswärme frei werden, welche bei den bekannten Kupplungsanordnungen nur ungenügend abgeführt werden kann. Um die anfallende grosse Reibungswärme aufzufangen, hat man bei den bekannten Kupplungen bisher durch erhöhten Werkstoffaufwand versucht, eine bessere Wärmeaufnahmekapazität zu erzielen und dadurch die entstehende Reibungswärme von den Reibflächen abzuführen. Die Vergrösserung des Werkstoffaufwandes führt jedoch zu einer grösseren Dimensionierung der Kupplungsteile und damit der ganzen Kupplung, was zu einem vergrösserten Einbauraum führt und die Herstellung der Kupplung verteuert.
Durch die Erfindung soll eine Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine Doppelreibungskupplung für Schlepper, Geräteträger od. dgl. Spezialfahrzeuge geschaffen werden, welche ohne Vergrösserung der Abmessungen der einzelnen Kupplungsteile eine wesentlich verbesserte Wärmeabfuhr aufweist und dadurch eine bedeutende Erhöhung der Verschleissfestigkeit der Kupplung erzielt wird. Dabei soll die erfindungsgemässe Kupplung gleichzeitig einfach in ihrem Aufbau und von minimaler Bauhöhe sein.
Gemäss der Erfindung kennzeichnet sich die Reibungskupplung der eingangs erwähnten Art dadurch. dass einer Kupplungsscheibe Belüftungsschaufeln und Eintrittsöffnungen für eine nach den Innenteilen der Kupplung zu gerichtete Luftströmung zugeordnet sind.
Vorteilhaft ist bei einer Doppelreibungskupplung für Schlepper, Geräteträger od. dgl. Spezialfahrzeuge mit einer am Schwungrad angeordneten Reibungskupplung zum Ein- und Auskuppeln des Wechselgetriebes und einer zweiten Reibungskupplung für einen weiteren unabhängigen Antrieb, wie eine Zapfwelle, die getriebeseitig angeordnete Kupplungsscheibe mit Lufteintrittsöffnungen und in Drehrichtung weisenden Belüftungsschaufeln versehen. Bei einer vorteilhaft einfachen Ausführungsform einer solchen Kupplung sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Belüftungsschaufeln aus der Kupplungsscheibe herausgebogen.
Um einen solchen ungehinderten und freien Durchfluss der erzeugten Kühlluft durch die Kupplung zu ermöglichen, sind nach einem weiteren Merkmal-der Erfindung zwischen Tellerfeder und mindestens
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einer Anpressplatte Durchtrittsöffnungen für den Zwangsluftstrom vorgesehen. Solche Durchtrittsöffnungen können in einfacher und bevorzugter Weise gemäss der Erfindung durch Unterbrechungen der Auflagestellen der Tellerfeder an mindestens einer Anpressplatte gebildet sein.
Eine weitere wesentliche Vereinfachung ergibt sich bei einer Doppelreibungskupplung,. wenn die beiden Anpressplatten der Doppelkupplung nur von einer einzigen, gemeinsamen Tellerfeder beaufschlagt sind. Bei einer solchen Doppelkupplung mit nur einer einzigen die Federkraft für beide Kupplungen aufbringenden Tellerfeder kennzeichnet sich eine bevorzugte einfache konstruktive Ausbildung darin, dass die innere und äussere ringförmige Auflagerung der Tellerfeder an den Anpressplatten von mit Abstand nebeneinander liegenden, erhabenen Auflagerstollen gebildet ist, wobei die zwischen den Auflagerstollen freien Zwischenräume Durchtrittsöffnungen für die Zwangskühlluft bilden.
Um den ungehinderten Kühlluftdurchtritt zu verbessern, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die gemeinsame Tellerfeder für die beiden Anpressplatten mit Durchtrittsöffnungen für die Zwangs- kühlluftströmung versehen, die vorzugsweise in einfacher Weise dadurch gebildet werden, dass die Tellerfeder mit radial vorstehenden Zungen versehen ist und mit diesen radialen Zungen auf den Auflagerstollen auflagert. Die Tellerfeder selbst kann durch mindestens einen axialen Stift gegen Abrutschen von den Auflagerstollen in ihrer Lage fixiert sein. Weiterhin empfiehlt es sich, in der Gehäuseglocke der Doppelkupplung gleichmässig verteilte Luftein-und-austrittsöffnungen vorzusehen.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass ohne Vergrösserung der Baumasse der Kupplung ständig ein zur Kühlung der Kupplungsteile ausreichender Kühlluftstrom erzeugt wird, der den gesamten Innenraum der Kupplung und damit die wichtigsten wärmeaufnehmenden Einzelteile der Kupplung beaufschlagt und somit die entstehende Reibungswärme unmittelbar und ständig abführt. Besonders vorteilhaft ist, dass beide Anpressplatten durch den kontinuierlichen Luftstrom beaufschlagt und dadurch die in diese Anpressplatten einfliessende Reibungswärme unverzüglich abgeführt wird. Durch die erhebliche Senkung der Temperatur an diesen Anpressplatten wird der Verschleiss des Kupplungsbelages der Kupplungsscheiben vermindert, und es wird vor allem vermieden, dass sich in den Reibflächen der Anpressplatten selbst Risse bilden.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das Kupplungsgehäuse, welches die Verbindung zwischen Motor- und Getriebegehäuse darstellt, selbst ohne die üblichen Öffnungen hergestellt werden kann, da durch die erfindungsgemässe Zwangsbelüftung eine zusätzliche Belüftung der Kupplung von aussen unnötig ist und so das Eindringen von Schmutz, Staub, Öl usw. durch diese üblichen Öffnungen im Kupplungsgehäuse unmittelbar in die Kupplung vermieden ist, wodurch weiterhin der Verschleiss der Kupplungsteile, insbesondere der Reibbeläge herabgesetzt wird. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird gleichzeitig eine günstige Kühlung der Tellerfeder erreicht, so dass diese frei von den schädlichen Wärmestauungen bleibt und daher die Federspannung der Tellerfeder nicht nachteilig vermindert wird.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen : Fig. l einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Doppelkupplung ; Fig. 2, 2a in Ansicht und im Querschnitt die Anpressplatte für die zwischen Motor und Wechselgetriebe geschaltete Kupplung ; Fig. 3, 3a in Ansicht und Querschnitt die Anpressplatte für die zweite Kupplung zum Einschalten der Zapfwelle od. dgl. ; Fig. 4 die in der zweiten Kupplung befindliche Kupplungsscheibe und Fig. 5 einen TeiIausschnitt der zwischen den beiden Anpressplatten der Kupplungen angeordneten einzigen Tellerfeder.
An der Schwungscheibe l des Motors (die in, den Zeichnungen nur teilweise dargestellt ist) ist die Gehäuseglocke 2 befestigt, welche die Fahrkupplung A zwischen Motor und Wechselgetriebe und die Zapfwellenkupplung B derart umfasst, dass ein in sich geschlossenes Aggregat gebildet ist. Die Kupplungsscheibe 3 der Fahrkupplung mit den Reibbelägen 4,5 wirkt mit ihrer Reibfläche direkt auf die Gegenreibfläche 6 der Schwungscheibe 1 des Motors. Die Kupplungsscheibe 7 der Zapfwellenkupplung mit Reibbelägen 8,9 wirkt mit ihrer Reibfläche auf eine entsprechende Reibfläche 10 der Gehäuseglocke 2. Die Kupplungsscheibe 3 ist mittels Niets 11 an der Nabe 12 befestigt, die mittels Keilverzahnung auf der Abtriebswelle 13. axial verschiebbar sitzt.
Die Kupplungsscheibe 7 ist ihrerseits mittels Nieten 14 an der Nabe 15 befestigt, die ebenfalls durch Keilverzahnung auf der mit der Zapfwelle verbundenen Hohl-Welle 16 axial verschiebbar ist. Die zwischen den Naben 12 und 15 und den Wellen 13 und 16 vorgesehene Keilverzahnung stellt eine Verdrehsicherung für die Kupplungsscheiben 3 bzw. 7 dar, ermöglicht jedoch zugleich deren axiale Verschiebbarkeit.
Zwischen den beiden Kupplungsscheiben 3,7 sind zwei Druck-Anpressplatten 17 und 18 angeordnet. Beide Anpressplatten 17,18 werden durch die Vorspannung einer einzigen Tellerfeder 19 gegen die ihnen zugehörigen Kupplungsscheiben 3 und 7 gepresst. Die Anpressplatte 17 ist in den Fig. 2, 2a und die Anpressplatte 18 in den Fig. 3, 3a im einzelnen dargestellt. Beide Anpressplat-
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ten 17, 18 sind durch drei oder mehr Nocken 20,20a, 20b bzw. 21,21a, 21b in entsprechend an- gebrachten axial liegenden Schlitzen der Gehäuseglocke 2 geführt. Die Führung der beiden Anpress- platten 17,18 kann entweder in gleichliegenden Schlitzen der Gehäuseglocke 2 oder in getrennt angeordneten Schlitzen der Gehäuseglocke vorgesehen sein.
Durch die Führung der Anpressplatten 17 und 18 mittels der Nocken 20 und 21 in entsprechenden Schlitzen der Gehäuseglocke 2 sind die
Anpressplatten gegen Verdrehung in Umfangsrichtung gesichert, während sie in axialer Richtung beweg- lich sind.
Die Betätigung der Kupplung, also das Ein- und Auskuppeln, erfolgt über zwei Hebelsätze, die in
Fig. 1 mit 22,23 bezeichnet sind. Der Hebelsatz 22 besteht aus Zugstangen 22a mit je einem zugehörigen Betätigungshebel 22b, während der Hebelsatz 23 aus Druckfingern 23a mit je einem zugehörigen Betätigungshebel 23b besteht. Von jedem Hebelsatz 22 und 23 sind über den Umfang der Kupplung mindestens je drei Stück wechselweise versetzt angeordnet. Der Winkelabstand zwischen gleichwirkenden Hebeln 22 bzw. 23 beträgt demnach je 1200, während er zwischen den Hebelsätzen
22 und 23 600 beträgt. Der Hebelsatz 22 dient zum Ausrücken der Fahrkupplung, während der Hebel- satz 23 zum Ausrücken der Zapfwellenkupplung vorgesehen ist.
Dabei wird die am Schwungrad anlie- gendeFahrkupplung mit den Zugstangen 22a und die an der Gehäuseglocke 2 anliegende Zapfwellenkupplung mit Druckfingern 23a durch Hebelwirkung axial bewegt.
Die Kupplungen A und B können auch so angeordnet sein, dass die getriebeseitig liegende Kupplung B zum Schalten des Fahrgetriebes, die motorseitig liegende Kupplung A für den Zusatzantrieb eingesetzt ist.
Es ist auch ohne weiteres möglich, beide Kupplungen A, B durch einen einzigen Hebelsatz zu betätigen, wobei dann allerdings beide Kupplungen nicht mehr unabhängig voneinander betätigt werden können, sondern nacheinander geschaltet werden müssen. Den Betätigungshebeln 22b und 23b der beiden Hebelsätze 22 bzw. 23 sind entsprechend axial verschiebbare Ausrücklager 24 und 25 zugeordnet. Gemäss der Erfindung ist nun die getriebeseitig angeordnete Kupplungsscheibe 7 der Zapfwellenkupplung B mit Belüftungsschaufeln 26 versehen, die in Drehrichtung angeordnet sind und eine zwangsweise Belüftung der Kupplungsinnenteile bewirken. Den Belüftungsschaufeln 26 sind Eintrittsöffnungen 27 für die nach den Innenteilen der Kupplung gerichtete Luftströmung zugeordnet.
Die Be- lüftungsschaufeln 26 sind in einfacher Weise aus der Kupplungsscheibe 7 herausgebogen. Durch die in Drehrichtung liegenden Belüftungsschaufeln 26 wird ein Kühlluftstrom entsprechend den Pfeilen 28 erzeugt, der die beiden Anpressplatten 17 und 18 sowie die Tellerfeder 19 intensiv belüftet und die dort. entstehende Reibungswärme unmittelbar abführt.
Zu diesem Zweck sind die ringförmigen Auflagen der Tellerfeder 19 am Innen- und Aussendurchmesser der Tellerfeder unterbrochen ausgeführt. Dies erfolgt in einfacher Weise durch Anordnung einer Vielzahl dicht nebeneinanderliegender Auflagerstollen als Auflagerung für den äusseren und inneren Rand der Tellerfeder 19. Die Auflagerstollen werden am äusseren Ring der Tellerfeder bei der Anpressplatte 17 (vgl. Fig. 2, 2a) durch im Abstand nebeneinanderliegende, aus der Ebene der Anpressplatte hervor- stehende höckerartige Stollen 29 gebildet.
Bei der Anpressplatte 18 sind im Bereich der inneren Auflagefläche der Tellerfeder 19 entsprechende Auflagerstollen 30 angeordnet (vgl. Fig. 3, 3a). Die im Abstand nebeneinanderliegenden erhabenen Auflagerstollen 29,30 lassen Zwischenräume frei, so dass durch diese Zwischenräume 31,32 der Kühlluftstrom 28 beiderseits der Tellerfeder 19 durchströmen kann. Die Anordnung der Auflagerstollen 29,30 hat den weiteren Vorteil, dass durch sie ein geringerer Wärmeübergang von den Anpressplatten 17,18 auf die Tellerfeder 19 erfolgt.
Um die Belüftungsmöglichkeit und damit den Durchtritt für den Kühlluftstrom 28 weiter zu erhöhen, ist ferner die Tellerfeder 19 selbst mit radial liegenden Zungen 33 versehen. Die durch diese Zungen 33 gebildeten Zwischenräume 34 ergeben eine weitere Belüftungsmöglichkeit der Tellerfeder. Darüber hinaushat eine in dieser Weise geschlitzte Tellerfeder eine günstige, nämlich gestreckte Federcharakteristik, was zu einer Vergrösserung des Verschleissbereiches der Reibbeläge beiträgt. Die Tellerfeder 19 mit den Zungen 33 und ihrer äusseren Auflage auf den Stollen 29 der Anpressplatte 17 ist in Fig. 5 ausschnittsweise dargestellt.
In der Gehäuseglocke 2 befinden sich über den Umfang verteilt grössere Öffnungen 35, durch welche der Kühlluftstrom 28 ungehindert austreten kann. Die erfindungsgemässe Anordnung einer einzigen Tellerfeder 19 zum Anpressen der beiden Anpressplatten 17 und 18 sowohl für die Fahrkupp- lung A als auch für die Zapfwellenkupplung B stellt eine erhebliche bauliche Vereinfachung dar, wobei ferner die Bauhöhe der Kupplung auf ein Mindestmass verkleinert werden kann. Die Tellerfeder 19 ist mittels Stiften 36, die in Bohrungen 37 der Zungen 33 einpassen, in ihrer Lage gegen
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Verdrehung und gegen Abrutschen der Federzungen 33 von ihren Auflagerstollen 30 fixiert.
PATENTANSPRÜCHE.
1. Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit mindestens einer durch eine Tellerfeder belasteten Kupp- lungsscheibe, mindestens einer Anpressplatte sowie Ein- und Ausrückhebeln, die mit einem axial verschiebbaren Drucklager zusammenwirken, insbesondere Doppelreibungskupplung für Schlepper, Geräteträger, mit einer am Schwungrad angeordneten Reibungskupplung zum Ein- und Auskuppeln des Wechsel-
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ten Kupplungsscheibe (7), in Drehrichtung der Kupplung weisende Belüftungsschaufeln (26) mit Luftein- trittsöffhungen (27) für eine nach den Innenteilen der Kupplung zu gerichtete Kühlluftströmung (28) zugeordnet sind, wobei die Belüftungsschaufeln (26) aus der Kupplungsscheibe (7) herausgebogen sein können.