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Die
Erfindung betrifft eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 41 42 124 A1 ist
eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug mit einer Schwungscheibe,
einer Anpressplatte und einer Kupplungsscheibe bekannt. Die Kupplungsscheibe ist
axial zwischen der Schwungscheibe und der Anpressplatte angeordnet.
Die Schwungscheibe, die Kupplungsscheibe und die Anpressplatte sind
koaxial zu einander angeordnet und die Kupplungsscheibe und die
Anpressplatte sind axial verschieblich. Durch Aufbringen einer Kraft
auf die Anpressplatte in Richtung der Schwungscheibe ist eine reibschlüssige Verbindung
zwischen der Schwungscheibe, der Anpressplatte und der Kupplungsscheibe
herstellbar, so dass ein Drehmoment einer Antriebsmaschine in Form
einer Brennkraftmaschine, welche mit der Schwungscheibe antriebsverbunden
ist, auf ein Getriebe, welches mit der Kupplungsscheibe in Wirkverbindung
steht, übertragen werden kann. Die Reibungskupplung gemäß der
DE 41 42 124 A1 weist außerdem
eine so genannte Gegenanpressplatte auf, die zwischen Schwungrad
und Kupplungsscheibe angeordnet und mit dem Schwungrad drehfest verbunden
ist. Zwischen Schwungrad und Gegenanpressplatte ist ein Federelement
angeordnet, das eine Kraft auf die Gegenanpressplatte in Richtung Anpressplatte
aufbringt. Damit soll ein möglichst optimaler Verlauf der
Betätigungskraft der Reibungskupplung einstellbar sein.
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Beim Öffnen
einer Reibungskupplung, also beim Auftrennen der Wirkverbindung
zwischen Schwungscheibe und Kupplungsscheibe kann es durch die Eigendynamik
des Systems und axialen Verspannungen dazu kommen, dass auch nachdem keine
Kraft mehr auf die Anpressplatte in Richtung Schwungscheibe wirkt,
ein Restschleppmoment von der Schwungscheibe auf die Kupplungsscheibe übertragen
und damit in ein nach der Reibungskupplung angeordnetes Getriebe
eingespeist wird. Die Verspannungen können insbesondere
von Belagsfedern der Kupplungsscheibe hervorgerufen werden. Das
Getriebe ist insbesondere als ein Zahnräderwechselgetriebe
ausgeführt. Dies kann zu qualitativ schlechten Schaltungen
im Getriebe führen.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Reibungskupplung vorzuschlagen,
mit welcher komfortable Schaltungen in einem nachgeordneten Getriebe
ermöglicht werden.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch eine Reibungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Erfindungsgemäß weist die Reibungskupplung
ein Federelement auf, das auf die Kupplungsscheibe eine Kraft aufbringt.
Die Kraft wirkt axial von der Schwungscheibe in Richtung Anpressplatte,
wobei es ausreichend ist, wenn eine Kraftkomponente, insbesondere
die betragsmäßig größte, in
die genannte Richtung wirkt. Das Federelement stützt sich
dabei insbesondere direkt oder indirekt an der Schwungscheibe ab.
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Das
Federelement kann beispielsweise eine Blattfeder, eine Schraubenfeder
oder einen anderen, dem Fachmann als geeignet erscheinenden Energiespeicher
aufweisen. Die Reibungskupplung ist insbesondere als eine fußkraftbetätigte
Einscheibenkupplung ausgeführt. Es ist aber auch möglich,
dass die Reibungskupplung elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch
betätigbar ist und/oder über mehr als eine Kupplungsscheibe
verfügt und/oder als Doppelkupplung ausgeführt
ist.
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Die
Anfahrkupplung dient insbesondere als Anfahrkupplung in einem Antriebsstrang,
der neben einer Antriebsmaschine ein Zahnräderwechselgetriebe
aufweist, das von Hand oder automatisiert betätigt werden
kann.
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In
Ausgestaltung der Erfindung sind an der Kupplungsscheibe Reibbeläge
so angeordnet, dass ein Kontakt mit der Schwungsscheibe und der
Anpressplatte über die Reibbeläge hergestellt
wird. Das Federelement bringt dann die genannte Kraft auf die Kupplungsscheibe
in einem Bereich ohne Reibbeläge auf. Der Bereich liegt
insbesondere in einem radial inneren Bereich der Kupplungsscheibe.
Der Bereich ist insbesondere konzentrisch um die Drehachse der Kupplungsscheibe
angeordnet. Damit werden Beschädigungen der Kupplungsbeläge
und erhöhte Reibung zwischen Federelement und Kupplungsscheibe
vermieden.
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In
Ausgestaltung der Erfindung weist das Federelement ein Lager auf,
welches so angeordnet ist, dass auftretende Drehzahldifferenzen
zwischen Schwungscheibe und Kupplungsscheibe im Lager ausgeglichen
werden. Bei geöffneter Reibungskupplung besteht eine Drehzahldifferenz
zwischen Schwungscheibe und Kupplungsscheibe. Durch das Lager kann
die Drehzahldifferenz reibungs- und verschleißarm ausgeglichen
werden. Das Lager ist insbesondere als ein so genanntes Kompaktlager
ausgeführt. Das Lager ist insbesondere an der Schwungscheibe
angeordnet, so dass eine Feder des Federelements sich über
das Lager an der Schwungscheibe abstützt und über
ein an der Kupplungsscheibe angeordnetes Aufnahmeelement auf die
Kupplungsscheibe drückt. Damit ist ein besonders kompakter
und kostengünstiger Aufbau des Federelements möglich.
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Die
Feder ist insbesondere als eine Blatt- oder Schraubenfeder ausgeführt.
Die Abstützung des Lagers muss nicht direkt an der Schwungscheibe erfolgen,
sondern kann auch an einem drehfest mit der Schwungscheibe verbundenen Bauteil
erfolgen. Die Abstützung erfolgt damit indirekt an der Schwungscheibe.
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In
Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibbeläge mittels
Belagsfedern mit der Kupplungsscheibe verbunden. Das Federelement
ist so ausgeführt, dass der durch die genannte Kraft verursachte Verschiebeweg
der Kupplungsscheibe einerseits größer ist als
ein erster maximaler Federweg der Belagsfeder in Richtung Schwungscheibe.
Damit wird gewährleistet, dass beim öffnen der
Reibungskupplung die Kupplungsscheibe so weit von der Schwungscheibe
weggedrückt wird, dass kein Kontakt mehr besteht. Andererseits
ist der Verschiebeweg der Kupplungsscheibe kleiner als ein Verschiebeweg
der Druckplatte beim öffnen der Kupplung abzüglich
eines zweiten maximalen Federwegs der Belagsfeder in Richtung Druckplatte.
Damit wird gewährleistet, dass beim öffnen der
Kupplung die Kupplungsplatte nicht so weit in Richtung Anpressplatte verschoben
wird, dass es zu einem Kontakt zwischen Kupplungsscheibe und Anpressplatte
kommt und über diesen Weg Drehmoment auf die Kupplungsscheibe übertragen
wird. Dies kann beispielsweise durch einen mechanischen Anschlag
innerhalb des Federelements oder durch eine geeignete Wahl der Feder,
insbesondere einer Blattfeder, erreicht werden. Dabei muss auch
ein etwaiger Verschleiß der Reibbeläge berücksichtigt
werden.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der
Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
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Dabei
zeigt die einzige Figur eine fußkraftbetätigte
Reibungskupplung mit einem Federelement.
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Wie
in der Figur dargestellt verfügt eine Reibungskupplung 13 eines
Kraftfahrzeugs über eine Reibeinheit 40 und eine
Betätigungsvorrichtung 41. Die Reibeinheit 40 besitzt
eine Schwungscheibe 42 und eine Anpressplatte 43,
die drehfest miteinander verbunden und um eine Achse drehbar gelagert
sind. Die Schwungscheibe 42 wiederum ist mit einer nicht dargestellten
Ausgangswelle einer nicht dargestellten Antriebsmaschine drehfest
verbunden. Zwischen der Schwungscheibe 42 und der Anpressplatte 43 ist eine
Kupplungsscheibe 44 mit Reibbelägen 11a, 11b angeordnet,
die mit einer Eingangswelle 14 eines nicht dargestellten,
manuell betätigbaren Zahnräderwechselgetriebes
drehfest verbunden ist. Der Reibbelag 11a in Richtung Schwungscheibe 42 ist
mittels einer Belagsfeder 12a und der Reibbelag 11b in Richtung
Anpressplatte mittels einer Belagfeder 12b mit der Kupplungsscheibe 44 verbunden.
Die Belagsfedern 12a, 12b sind als Tellerfedern
ausgeführt.
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Die
Reibeinheit 40 wird über eine Kupplungsfeder 45 geschlossen
und über die Betätigungsvorrichtung 41 geöffnet.
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Die
Kupplungsfeder 45 ist als eine Tellerfeder ausgeführt,
die an einem Kupplungsdeckel 46, der drehfest mit der Schwungscheibe 42 verbunden ist,
kippbar gelagert ist. An einem axial außen liegenden Rand 47 kann
die Kupplungsfeder 45 eine axiale Kraft auf die Anpressplatte 43 ausüben.
In Richtung Zahnräderwechselgetriebe ist an die Kupplungsfeder 45 anschließend
ein zur Eingangswelle 14 konzentrisches Ausrücklager 48 angeordnet, über
welches am axial innen liegenden Rand 49 eine axiale Kraft
auf die Kupplungsfeder 45 ausgeübt werden kann.
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Die
Betätigungsvorrichtung 41 verfügt über einen
zur Eingangswelle 14 konzentrischen Ausrücker 50,
der auf der der Kupplungsfeder 45 gegenüberliegenden
Seite des Ausrücklagers 48 angeordnet ist. Der
Ausrücker 50 verfügt über ein
Gehäuse 51 und ein im Gehäuse 51 geführten,
zur Eingangswelle 14 konzentrischen Ausrückkolben 52.
Auf der dem Ausrücklager 48 abgewandten Seite
des Ausrückkolbens 52 verfügt der Ausrücker 50 über
einen ersten Druckraum 53, welcher über eine Druckleitung 54 mit einem
zweiten Druckraum 55 verbunden ist. Am zweiten Druckraum 55 ist
ein Betätigungskolben 56 angeordnet, der in Wirkverbindung
mit einem von einem Fahrer betätigbaren Kupplungspedal 39 steht. Zusätzlich
ist der zweite Druckraum 55 mittels eines Nachlaufschlauchs 57 mit
einem Ausgleichsbehälter 58 verbunden. Die Druckräume 53 und 55,
die Druckleitung 54, der Nachlaufschlauch 57 und
der Ausgleichsbehälter 58 sind mit einem Hydraulikfluid
gefüllt.
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Im
geschlossenen Zustand der Reibungskupplung 13 drückt
die Kupplungsfeder 45 die Schwungscheibe 42, die
Anpressplatte 43 und die Kupplungsscheibe 44 axial
zusammen, so dass sie durch Reibschluss drehfest verbunden sind.
Dadurch wird die Übertragung des Drehmoments der Antriebsmaschine
auf die Eingangswelle 14 des Zahnräderwechselgetriebes
ermöglicht.
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Zum Öffnen
der Reibungskupplung 13 wird mittels des Kupplungspedals 39 und
des Betätigungskolbens 56 im Druckraum 55,
in der Druckleitung 54 und im Druckraum 53 ein
Druck aufgebaut, durch den eine axiale Kraft in Richtung Reibeinheit 40 auf
den Ausrückkolben 52 ausgeübt wird. Dies führt
dazu, dass sich der Ausrückkolben 52 axial in Richtung
Reibeinheit 40 bewegt. Dadurch wird über das Ausrücklager 48 eine
axiale Kraft in Richtung Reibeinheit 40 auf den radial
innen liegenden Rand 49 der Kupplungsfeder 45 aufgebracht,
wodurch die Anpressplatte 43 axial entlastet und in Richtung
Ausrücklager 48 verschoben wird und sich die Kupplungsscheibe 44 von
der Schwungscheibe 42 löst. Damit ist die Antriebsmaschine
vom Zahnräderwechselgetriebe entkoppelt. Beim öffnen
der Kupplung 13 werden auch die Belagsfedern 12a, 12b entlastet,
so dass die Reibbeläge 11a, 11b von den
Belagsfedern 12a, 12b von der Kupplungsscheibe 44 in
axialer Richtung jeweils um ein Stück weggedrückt
werden.
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Damit
beim öffnen der Reibungskupplung 13 kein Restmoment über
die Kupplungsscheibe 44 zum Zahnräderwechselgetriebe übertragen
wird, ist in einem radial innen liegenden Teil der Schwungscheibe 42 ein
Federelement 60 angeordnet. Das Federelement 60 weist
ein Lager 62 auf, das in einer konzentrischen Ausnehmung 64 der Schwungscheibe 42 angeordnet
ist. Das Lager 62 ist als ein so genanntes Kompaktlager
ausgeführt, wie es bereits in Getrieben für Kraftfahrzeuge
eingesetzt wird. Das Lager 62 ist so ausgeführt
und angeordnet, dass ein der Schwungscheibe 42 zugewandter
Teil 65 und ein der Kupplungsscheibe 44 zugewandter Teil 66 unabhängig
voneinander rotieren kann.
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Am
Lager 62 stützt sich in Richtung Kupplungsscheibe 44 eine
Feder 61 in Form einer Tellerfeder ab, die über
ein im Wesentlichen ringfömriges Aufnahmeelement 63 gegen
die Kupplungsscheibe 44 drückt. In diesem Bereich
der Kupplungsscheibe, in dem das Aufnahmeelement 63 an
der Kupplungsscheibe 44 angeordnet ist, weist diese keine
Reibbeläge 11a auf. Im Falle einer Drehzahldifferenz
zwischen Schwungscheibe 42 und Kupplungsscheibe 44 rotieren
in diesem Fall der der Schwungscheibe 42 zugewandte Teil 65 des
Lagers 62 mit der Drehzahl der Schwungscheibe 42 und
der der Kupplungsscheibe 44 zugewandte Teil 66 des
Lagers 62, die Feder 61 und das Aufnahmeelement 63 mit
der Drehzahl der Kupplungsscheibe 44.
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Das
Aufnahmeelement 63 kann mit der Kupplungsscheibe 44 verklebt,
vernietet oder verschweißt sein oder auch einstücktig
mit der Kupplungsscheibe 44 ausgeführt sein.
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Sobald
beim Öffnen der Reibungskupplung 13 die Kraft
der Kupplungsfeder 45 kleiner wird als die entgegen gesetzt
wirkende Kraft der Feder 61, hebt die Kupplungsscheibe 42 von
der Schwungscheibe 42 ab, so dass kein Drehmoment mehr
von der Schwungscheibe 42 auf die Kupplungsscheibe 44 und
damit auf das Zahnräderwechselgetriebe übertragen
werden kann. Die Feder 61 ist so ausgelegt, dass der durch
sie verursachte Verschiebeweg der Kupplungsscheibe 44 einerseits
größer ist als ein maximaler Federweg der Belagsfeder 12a in Richtung Schwungscheibe 42.
Andererseits ist der Verschiebeweg der Kupplungsscheibe 44 kleiner
als ein Verschiebeweg der Druckplatte 43 beim Öffnen der
Kupplung 13 abzüglich eines maximalen Federwegs
der Belagsfeder 12b in Richtung Druckplatte 43.
Der Verschiebeweg kann beispielsweise mit dem maximalen Federweg
der Feder 61 gleichgesetzt werden.
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Der
Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs kann statt einem einfachen Schwungrad
auch ein so genanntes Zwei-Massen-Schwungrad aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4142124
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