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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der
DE 31 42 107 A1 bekannt. Die Kupplungsvorrichtung weist ein Gehäuse auf, das an einem Schwungrad befestigbar ist. In dem Gehäuse sind zur Ausbildung einer ersten und einer zweiten Kupplung zwei gegenüber dem Gehäuse drehfeste, jedoch in axialer Richtung begrenzt verlagerbare Anpressplatten aufgenommen, denen jeweils eine Kupplungsscheibe mit Reibbelagpaaren zugeordnet ist. Die Kupplungen sind mittels am Gehäuse verschwenkbar gelagerten Hebelanordnungen unabhängig voneinander betätigbar. Jeweils eine Hebelanordnung ist zum Öffnen und Schließen der entsprechenden Kupplung mit einer der Anpressplatten gekoppelt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Kupplungsvorrichtung anzugeben, die kostengünstig herstellbar ist.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 mit einem an einem Schwungrad befestigbaren Gehäuse, in dem zur Ausbildung einer ersten und einer zweiten Kupplung zwei gegenüber dem Gehäuse drehfeste, jedoch in axialer Richtung begrenzt verlagerbare Anpressplatten aufgenommen sind, denen jeweils eine Kupplungsscheibe mit Reibbelagpaaren zugeordnet ist, wobei die Kupplungen mittels am Gehäuse verschwenkbar gelagerten Hebelanordnungen unabhängig voneinander betätigbar sind, wobei jeweils eine Hebelanordnung zum Öffnen und Schließen der entsprechenden Kupplung mit einer der Anpressplatten gekoppelt ist. Da die beiden Kupplungsscheiben unterschiedliche Anzahlen von Reibbelagpaaren aufweisen, kann die Kupplungsvorrichtung kostengünstig hergestellt werden.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Vorzugsweise unterscheiden sich die Anzahlen der Reibbelagpaare der beiden Kupplungsscheiben durch eine ungerade Zahl. Beispielsweise kann die erste Kupplungsscheibe eine ungerade Anzahl von Reibbelagpaaren aufweisen, während die zweite Kupplungsscheibe eine gerade Anzahl von Reibbelagpaaren aufweist. Es ist jedoch auch möglich, dass die erste Kupplungsscheibe eine gerade Anzahl von Reibbelagpaaren aufweist, während die zweite Kupplungsscheibe eine ungerade Anzahl von Reibbelagpaaren aufweist.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste Kupplung als Fahrkupplung ausgebildet. Die zweite Kupplung ist als Nebenabtriebskupplung ausgebildet. Es ist möglich, dass die Fahrkupplung auf der dem Motor zugewandten Seite der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, während die Nebenabtriebskupplung auf der dem Getriebe zugewandten Seite der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Fahrkupplung auf der dem Getriebe zugewandten Seite der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, während die Nebenabtriebskupplung auf der dem Motor zugewandten Seite der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist. In beiden Fällen sind die Fahrkupplung und die Nebenabtriebskupplung in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung nebeneinander angeordnet.
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Vorzugsweise ist eine erste der beiden Kupplungsscheiben der ersten Kupplung bzw. der Fahrkupplung zugeordnet, während eine zweite der beiden Kupplungsscheiben der zweiten Kupplung bzw. der Nebenabtriebskupplung zugeordnet ist.
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Es ist von Vorteil, wenn die erste Kupplungsscheibe eine größere Anzahl von Reibbelagpaaren als die zweite Kupplungsscheibe aufweist. Es ist möglich, dass beide Kupplungsscheiben im Wesentlichen denselben Durchmesser aufweisen. Jedoch ist es auch möglich, dass der Durchmesser der ersten Kupplungsscheibe größer als der Durchmesser der zweiten Kupplungsscheibe ist. Die erste Kupplungsscheibe, die vorzugsweise der Fahrkupplung zugeordnet ist, weist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Schwingungsdämpfer auf.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die erste Kupplungsscheibe sieben Reibbelagpaare und die zweite Kupplungsscheibe vier Reibbelagpaare auf. Insgesamt weist somit die erste Kupplung vierzehn Reibbeläge und die zweite Kupplung acht Reibbeläge auf. Die beiden Reibbeläge eines Reibbelagpaares der jeweiligen Kupplungsscheibe sind in axialer Richtung voneinander beabstandet, wobei ein Reibbelagträger der jeweiligen Kupplungsscheibe in axialer Richtung zwischen den beiden Reibbelägen angeordnet ist. Die beiden Reibbeläge sind vorzugsweise auf demselben Radialstrahl angeordnet und mit dem jeweiligen Reibbelagträger verbunden, vorzugsweise vernietet.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kupplungsvorrichtung mit einer Fahrkupplung und einer Nebenabtriebskupplung,
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2 eine Draufsicht auf die Kupplungsvorrichtung aus 1,
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3 ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsscheibe der Fahrkupplung der Kupplungsvorrichtung aus 1 in einer Draufsicht, und
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4 ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsscheibe der Nebenabtriebskupplung der Kupplungsvorrichtung aus 1 in einer Draufsicht.
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Die 1 bis 4 betreffen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung 1. Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung 1, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale aufweisen. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist insbesondere als Reibungskupplung ausgebildet und für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
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Die Kupplungsvorrichtung 1 bildet eine sogenannte Doppelkupplung 2, die zwei Kupplungsscheiben 3, 4 umfasst, die mit unterschiedlichen anzutreibenden Wellen verbindbar sind, und zwar jeweils über eine Nabeninnenverzahnung 3a, 4a. Die Kupplungsvorrichtung 1 umfasst eine erste Kupplung 5 und eine zweite Kupplung 6, die unabhängig voneinander mittels einer ersten Hebelanordnung 7 und einer zweiten Hebelanordnung 8 betätigbar sind. Vorzugsweise ist die erste Kupplung 5 als Fahrkupplung und die zweite Kupplung 6 als Nebenabtriebskupplung ausgebildet.
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Derartige Kupplungsvorrichtungen 1 finden unter anderem Verwendung bei Traktoren bzw. Arbeitsmaschinen für die Landwirtschaft. Dabei dient eine der Kupplungen, im dargestellten Ausführungsbeispiel die erste Kupplung 5, für den Fahrbetrieb und die andere Kupplung, im dargestellten Ausführungsbeispiel die zweite Kupplung 6, zum Zu- und Abschalten eines zusätzlichen Abtriebs, mittels dessen zusätzliche Aggregate antreibbar sind. Derartige Zusatzaggregate können beispielsweise Pumpen, Bodenbearbeitungsgeräte, Erntegeräte oder Weiterbearbeitungsgeräte für das geerntete Gut sein.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fahrkupplung, das heißt die Kupplung 5, auf der linken Seite von 1 dargestellt, das heißt motorseitig angeordnet, während die Nebenabtriebskupplung, das heißt die Kupplung 6, auf der rechten Seite von 1 dargestellt ist, das heißt getriebeseitig angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, beide Kupplungen 5, 6 in axialer Richtung A zu vertauschen, das heißt die Fahrkupplung getriebeseitig anzuordnen und die Nebenabtriebskupplung motorseitig anzuordnen.
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Wie aus 2 zu entnehmen ist, umfasst bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jede Hebelanordnung 7, 8 jeweils drei Hebel 9, 10. Die Hebel 10 sind als Blechformteile ausgebildet, wohingegen die Hebel 9 als Schmiede- oder Gussteile ausgebildet sind. Aus 2 ist ferner ersichtlich, dass die Hebel 9, 10 in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 abwechselnd angeordnet sind.
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Wie aus 1 erkennbar ist, besitzen die Kupplungen 5, 6 jeweils eine Anpressplatte 11, 12, die gegenüber einer Gegendruckplatte 13, 14 mittels der ihnen zugeordneten Hebel 10, 9 zum Öffnen und Schließen der Kupplungen 5, 6 in axialer Richtung A verlagerbar sind. Durch Verlagerung der Anpressplatten 11, 12 werden Reibbelagpaare 3d, 4c der Kupplungsscheiben 3, 4 entweder entlastet oder aber zur Drehmomentübertragung zwischen Reibflächen der ihnen jeweils zugeordneten Anpressplatte 11, 12 und Gegendruckplatte 13, 14 reibschlüssig verspannt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Anpressplatten 11, 12 in axialer Richtung A benachbart zueinander angeordnet.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner die Gegendruckplatte 13 der Reibungskupplung 5 durch ein Schwungrad 15 gebildet, das mit der Abtriebswelle eines Motors verbindbar ist. Die Gegendruckplatte 14 ist unmittelbar durch ein Gehäuse 16 gebildet, das mit dem Schwungrad 15 verbindbar ist, und zwar vorzugsweise mittels Verschraubungen. Hierfür besitzt das Gehäuse 16 mehrere in Umfangsrichtung U verteilt angeordnete, sich in axialer Richtung A erstreckende Verschraubungsöffnungen 17, die in 1 erkennbar sind.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die beiden Anpressplatten 11, 12 in axialer Richtung A benachbart im Gehäuse 16 aufgenommen, wobei die Anpressplatte 11 durch einen in axialer Richtung A zwischen den Anpressplatten 11, 12 angeordneten Energiespeicher in Form einer Tellerfeder 18 in Schließrichtung beaufschlagt wird. Die Kupplung 5 ist somit im unbetätigten Zustand geschlossen. Hierfür stützt sich die Tellerfeder 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel über ihren äußeren Rand 18a am Gehäuse 16 ab und beaufschlagt mit radial inneren Bereichen 18b die Anpressplatte 11 axial in Richtung der Gegendruckplatte 15. Die Verlagerung der Anpressplatte 11 in axialer Richtung A erfolgt mittels der Hebel 10, die jeweils über ein Zugelement in Form einer Zugstange 19 mit der Anpressplatte 11 in Wirkverbindung stehen.
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Die Zugstange 19 hat gegenüber dem zugeordneten Hebel 10 eine Schwenklagerung 20. In radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 innerhalb dieser Schwenklagerung 20 ist der Hebel 10 am Gehäuse 16 über eine Schwenklagerung 21 gelagert. In radialer Richtung R innen bilden die Hebel 10 Beaufschlagungsbereiche 22 für ein Betätigungselement, wie beispielsweise ein sogenanntes Ausrück- bzw. Betätigungslager. Aufgrund dieser Anordnung bilden die Hebel 10 jeweils einen sogenannten zweiarmigen Hebel, wobei ein erster Hebelarm durch den radialen Abstand zwischen den Schwenkachsen der Schwenklagerungen 20, 21 und ein zweiter Hebelarm durch die radiale Entfernung der Betätigungsbereiche 22 gegenüber der Achse der Schwenklagerung 21 gebildet sind.
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Zum Öffnen der Kupplung 5 werden die Betätigungsbereiche 22 mit Bezug auf 1 nach links beaufschlagt, wodurch die Anpressplatte 11 über die Zugstangen 19 in anderer Axialrichtung, das heißt mit Bezug auf 1 nach rechts, gezogen wird.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, besitzen die Hebel 9 ebenfalls in radialer Richtung R innen jeweils einen Betätigungsbereich 23, in radialer Richtung R außen eine Schwenklagerung 24 für ein Zugelement 25, sowie eine in radialer Richtung R dazwischen vorgesehenen Schwenklagerung 26, die vom Gehäuse 16 getragen wird. Die Hebel 9 bilden also in ähnlicher Weise wie die Hebel 10 sogenannte zweiarmige Hebel.
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Zur Bildung der Schwenklagerungen 21, 26 trägt das Gehäuse 16 sogenannte Lagerböcke 27, 28, die in 2 erkennbar sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lagerböcke 27, 28 jeweils durch zwei in axialer Richtung A hervorstehende Gehäusewangen bzw. Gehäusenocken 27a, 27b bzw. 28a, 28b gebildet, die parallel zueinander beabstandet sind und jeweils einen der Hebel 9, 10 aufnehmen. Die Gehäusenocken 27a, 27b, 28a, 28b und die entsprechenden zugeordneten Hebel 9, 10 besitzen Ausnehmungen zur Aufnahme einer Verschwenkachse 29, 30.
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Zwischen den Hebeln 9, 10 und dem Gehäuse 16 sind Schenkelfedern bzw. Federbügel 31, 32 verspannt, die die Hebel 9, 10 in Richtung einer definierten Lage drängen.
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Die ebenfalls durch Zugstangen gebildeten Zugelemente 25 tragen einen in axialer Richtung A wirkenden Anschlag 33, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einstellbare Muttern gebildet ist. Der Anschlag 33 befindet sich auf der der Gegendruckplatte 14 zugewandten Seite der Anpressplatte 12. Auf der dem Anschlag 33 abgewandten Seite der Anpressplatte 12 tragen die Zugelemente 25 einen Zweitanschlag bzw. eine Abstützung 34, die im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Mutter umfasst. Zwischen dem zweiten Anschlag 34 und der Anpressplatte 12 ist ein Energiespeicher, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch mindestens eine Schraubenfeder 35 gebildet ist, verspannt.
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Die Kupplung 6 ist aufgrund ihres kinematischen Aufbaus bei unbetätigten Hebeln 9 geöffnet. Dies bedeutet, dass die Kupplung 6 durch eine über die Betätigungsbereiche 23 in die Kupplung 6 eingeleitete Kraft zwangsweise geschlossen wird. Im geöffneten Zustand der Kupplung 6 wird die auf einen bestimmten Wert eingestellte Vorspannkraft der Schraubenfedern 35 über die Anschläge 33 abgestützt, wodurch die in 1 dargestellte, definierte Lage zwischen den einzelnen Bauteilen der Kupplung 6 gewährleistet wird. Zum Schließen der Kupplung 6 werden die Betätigungsbereiche 23 mit Bezug auf 1 nach links beaufschlagt, wodurch die Hebel 9 um die Verschwenklagerungen 26 verschwenkt werden, so dass über die Zugstangen 25 die Anpressplatte 12 mit Bezug auf 1 nach rechts gezogen wird.
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Sobald die Reibbelagpaare 4c der Kupplungsscheibe 4 zwischen den Reibflächen der Anpressplatte 12 und der Gegendruckplatte 14 verspannt werden und die Betätigungsbereiche 23 weiterhin um einen bestimmten Betrag mit Bezug auf 1 nach links verlagert werden, werden auch die Schraubenfedern 35 zwischen dem zweiten Anschlag 34 und der Anpressplatte 12 verspannt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zugstangen 25 durch die Hebel 9 mit Bezug auf 1 nach rechts gezogen werden. Die Schließkraft der Kupplung 6 wird also durch die Vorspannung und die zusätzlich beim Schließen der Kupplung 6 bewirkte weitere, verhältnismäßig geringe Komprimierung der Schraubenfedern 35 bestimmt.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Kupplungsscheibe 3 der Fahrkupplung, das heißt der Kupplung 5, dargestellt. Die Kupplungsscheibe 3 weist in radialer Richtung R innen die Nabeninnenverzahnung 3a auf. In radialer Richtung R weiter außen ist ein Schwingungsdämpfer 3b vorgesehen. Die Reibbelagpaare 3d sind in axialer Richtung A auf beiden Seiten eines Belagträgers 3c der Kupplungsscheibe 3 angeordnet und mit dem Belagträger 3c verbunden, vorzugsweise vernietet. Benachbarte Reibbelagpaare 3d sind in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Kupplungsscheibe 4 der Nebenabtriebskupplung, das heißt der Kupplung 6, dargestellt. Die Kupplungsscheibe 4 weist in radialer Richtung R innen die Nabeninnverzahnung 4a auf. Die Reibbelagpaare 4c sind in axialer Richtung A auf beiden Seiten eines Belagträgers 4b der Kupplungsscheibe 4 angeordnet und mit dem Belagträger 4b verbunden, vorzugsweise vernietet. Benachbarte Reibbelagpaare 4c sind in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet.
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Beide Kupplungsscheiben 3, 4 weisen unterschiedliche Anzahlen von Reibbelagpaaren 3d, 4c auf. Die Anzahl der Reibbelagpaare 3d, 4c der beiden Kupplungsscheiben 3, 4 unterscheiden sich um eine ungerade Zahl, im dargestellten Ausführungsbeispiel um drei. Beispielsweise können sie sich jedoch auch um eins oder um fünf unterscheiden.
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Die Kupplungsscheibe 3 der Fahrkupplung, das heißt der Kupplung 5, weist eine größere Anzahl von Reibbelagpaaren 3d, 4c als die Kupplungsscheibe 4 der Nebenabtriebskupplung, das heißt der Kupplung 6, auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kupplungsscheibe 3 sieben Reibbelagpaare 3d auf, während die Kupplungsscheibe 4 vier Reibbelagpaare 4c aufweist.
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Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine Kupplungsvorrichtung 1 mit einem an einem Schwungrad 15 befestigbaren Gehäuse 16, in dem zur Ausbildung einer ersten und einer zweiten Kupplung 5, 6 zwei gegenüber dem Gehäuse drehfeste, jedoch in axialer Richtung A begrenzt verlagerbare Anpressplatten 11, 12 aufgenommen sind, denen jeweils eine Kupplungsscheibe 3, 4 mit Reibbelagpaaren 3d, 4c zugeordnet ist, wobei die Kupplungen 5, 6 mittels am Gehäuse 16 verschwenkbar gelagerten Hebelanordnungen 7, 8 unabhängig voneinander betätigbar sind, wobei jeweils eine Hebelanordnung 7, 8 zum Öffnen und Schließen der entsprechenden Kupplung 5, 6 mit einer der Anpressplatten 11, 12 gekoppelt ist, wobei die beiden Kupplungsscheiben 3, 4 unterschiedliche Anzahlen von Reibbelagpaaren 3d, 4c aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsvorrichtung
- 2
- Doppelkupplung
- 3
- Kupplungsscheibe
- 3a
- Nabeninnenverzahnung
- 3b
- Schwingungsdämpfer
- 3c
- Belagträger
- 3d
- Reibbelagpaar
- 4
- Kupplungsscheibe
- 4a
- Nabeninnenverzahnung
- 4b
- Belagträger
- 4c
- Reibbelagpaar
- 5
- erste Kupplung / Fahrkupplung
- 6
- zweite Kupplung / Nebenabtriebskupplung
- 7
- erste Hebelanordnung
- 8
- zweite Hebelanordnung
- 9
- Hebel
- 10
- Hebel
- 11
- Anpressplatte
- 12
- Anpressplatte
- 13
- Gegendruckplatte
- 14
- Gegendruckplatte
- 15
- Schwungrad
- 16
- Gehäuse
- 17
- Verschraubungsöffnungen
- 18
- Tellerfeder
- 18a
- äußerer Rand
- 18b
- innerer Bereich
- 19
- Zugstange
- 20
- Schwenklagerung
- 21
- Schwenklagerung
- 22
- Betätigungsbereich
- 23
- Betätigungsbereich
- 24
- Schwenklagerung
- 25
- Zugelement
- 26
- Schwenklagerung
- 27
- Lagerböcke
- 27a
- hervorstehende Gehäusewangen
- 27b
- hervorstehende Gehäusewangen
- 28
- Lagerböcke
- 28a
- hervorstehende Gehäusewangen
- 28b
- hervorstehende Gehäusewangen
- 29
- Verschwenkachse
- 30
- Verschwenkachse
- 31
- Federbügel
- 32
- Federbügel
- 33
- Anschlag
- 34
- zweiter Anschlag / Abstützung
- 35
- Schraubenfeder
- A
- axiale Richtung
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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