DE1228868B

DE1228868B - Single-disc friction clutch, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1228868B
Application number: DEM43243A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Franke
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1959-10-30
Filing date: 1959-10-30
Publication date: 1966-11-17

Description

Einscheiben-Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Einscheiben-Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, deren axial verschiebliche, federbelastete Druckplatte in eingerückter Stellung eine axial verschieblich und drehfest auf der getriebenen Welle angeordnete Reibscheibe, die beiderseits mit einem in Normalebenen begrenzten, axial elastisch verformbaren Reibbelag versehen ist, gegen die axial feste Kupplungsscheibe auf der treibenden Welle drückt und bei der sich die miteinander im Eingriff stehenden Reibflächen von Druckplatte und Reibscheibe in Abhängigkeit von der axialen Einrückbewegung vergrößern.Single-disc friction clutch, especially for motor vehicles The invention relates to a single-disc friction clutch, in particular for motor vehicles, whose axially displaceable, spring-loaded pressure plate is in the engaged position an axially displaceable and rotationally fixed friction disc on the driven shaft, which are axially elastically deformable on both sides with a delimited in normal planes Friction lining is provided against the axially fixed clutch disc on the driving Shaft pushes and in which the mutually engaging friction surfaces of pressure plate and friction disc as a function of the axial engagement movement enlarge.

Fahrzeugkupplungen sind vielfach als Reibscheibenkupplungen ausgebildet. Auf jeder der miteinander zu kuppelnden Wellen sind eine oder mehrere Reibscheiben drehfest gelagert, wobei die Reibscheiben der einen Welle mit Hilfe einer als Druckplatte ausgebildeten Reibscheibe axial verschieblich sind. Bei eingerückter Kupplung drückt die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe die Reibscheiben der beiden Wellen aneinander, so daß über die Reibscheiben das erforderliche Drehmoment zwischen beiden Wellen übertragen werden kann. Bei gelöster Kupplung ist die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe von den übrigen Reibscheiben so weit entfernt, daß diese aneinander vorbeigleiten können und kein Drehmoment übertragen wird. Zur Erhöhung der Reibungskräfte sind Reibbeläge vorgesehen.Vehicle clutches are often designed as friction disk clutches. There are one or more friction disks on each of the shafts to be coupled with one another rotatably mounted, the friction disks of one shaft using a pressure plate trained friction disc are axially displaceable. When the clutch is engaged, pushes the friction disc, designed as a pressure plate, the friction discs of the two shafts to each other, so that the required torque between the two via the friction disks Waves can be transmitted. When the clutch is released, it is designed as a pressure plate The friction disk is so far removed from the remaining friction disks that they are against one another can slide past and no torque is transmitted. To increase the frictional forces friction linings are provided.

Bei bekannten Kupplungen sind alle Reibflächen der Reibscheiben ebene Flächen, die senkrecht zu den miteinander gekuppelten Wellen stehen. Hierdurch werden beim Einrücken der Kupplung die Reibscheiben schlagartig auf ihren ganzen Reibflächen zur Anlage aneinander gebracht. Das hat den Nachteil, daß bei Anfahren eines beladenen Fahrzeuges und beim Wechseln der unteren Gänge des Fahrzeuggetriebes, insbesondere auf Steigungen, das Drehmoment des Motors mit einer solchen Kupplung ruckartig auf die Antriebsteile der Räder übertragen wird und dadurch ein ruckartiges Anfahren stattfindet. Die Folgen hiervon sind ein geringer Fahrkomfort und ein erheblicher Verschleiß in den Triebwerksteilen. Diese Erscheinungen machen sich um so mehr bemerkbar, je gleichmäßiger die Verschiebe-und Anpreßkräfte über die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe aufgebracht werden. Ein gleichmäßiges Aufbringen dieser Kräfte über die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe ist aber mit Rücksicht auf eine gleichmäßige Kraftübertragung während des Dauerbetriebes erwünscht, weshalb die Verschiebe-und Anpreßkräfte üblicherweise über eine Veilzahl von Federn auf die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe aufgebracht werden, die gleichmäßig auf den Umfang dieser Reibscheibe verteilt sind. In gleichem Maße treten die geschilderten Nachteile auf, wenn die Verschiebe- und Anpreßkräfte nur an einer Stelle oder an wenigen Stellen auf die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe aufgebracht werden und diese so steif ist, daß sie in axialer Richtung starr ist und unter der Wirkung der Anpreßkräfte axial nicht nachgeben kann.In known clutches, all the friction surfaces of the friction disks are flat surfaces which are perpendicular to the shafts coupled to one another. As a result, when the clutch is engaged, the friction disks are abruptly brought into contact with one another over their entire friction surfaces. This has the disadvantage that when starting a loaded vehicle and when changing the lower gears of the vehicle transmission, especially on inclines, the torque of the motor with such a clutch is transferred jerkily to the drive parts of the wheels and thus a jerky start takes place. The consequences of this are poor driving comfort and considerable wear and tear in the engine parts. These phenomena become more noticeable, the more uniformly the displacement and pressing forces are applied via the friction disk designed as a pressure plate. A uniform application of these forces via the friction plate designed as a pressure plate is desirable with a view to uniform force transmission during continuous operation, which is why the displacement and pressure forces are usually applied to the friction plate designed as a pressure plate via a large number of springs, which are uniformly applied to the circumference this friction disc are distributed. The disadvantages described occur to the same extent when the displacement and contact forces are applied only at one point or at a few points on the friction plate designed as a pressure plate and this is so stiff that it is rigid in the axial direction and under the action of the contact forces cannot yield axially.

Es ist eine lösbare Reibscheibenkupplung bekanntgeworden (deutsche Patentschrift 706 719), bei der der Reibbelag des Kupplungsgliedes beiderseitig mit kalottenartigen Erhöhungen versehen ist. Der Reibbelag muß demzufolge nach einem besonderen Modell gefertigt werden. Eine Umarbeitung handelsüblicher Kupplungen ist deshalb nicht oder allenfalls sehr schlecht möglich, vor allem aber nicht ohne Zuhilfenahme von Austauschbauteilen.A releasable friction disc clutch has become known (German patent specification 706 719) in which the friction lining of the clutch member is provided with dome-like elevations on both sides. The friction lining must therefore be manufactured according to a special model. A reworking of commercially available couplings is therefore not possible, or at best very difficult, but above all not without the aid of replacement components.

Ferner ist eine Scheibenkupplung bekannt (deutsche Patentanmeldung S 28858), bei der ein axial verschieblicher Druckring aus zwei Teilringen besteht, die mit Hilfe einer komplizierten Vorrichtung nacheinander zum Anliegen an der Reibscheibe gebracht werden. Dabei erfolgt aber kein kontinuierliches Einrücken der Kupplung. Die Einrückcharakteristik der bekannten Scheibenkupplung weist durch das stufenweise Einkuppeln eine Unstetigkeit in dem Punkt auf, wenn zum ersten wirksamen Druckring der zweite Druckring dazugeschaltet wird.Furthermore, a disk clutch is known (German patent application S 28858) in which an axially displaceable pressure ring consists of two partial rings which are brought into contact with the friction disk one after the other with the aid of a complicated device. However, there is no continuous engagement of the clutch. The engagement characteristic of the known disk clutch has a discontinuity due to the gradual engagement at the point when the second pressure ring is connected to the first effective pressure ring.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Reibscheibenkupplung zu schaffen, die in der Weise ausgestaltet ist, daß beim Einrücken der Kupplung die Kraftübertragung zwischen der formgünstig als Druckplatte ausgebildeten Reibscheibe und den übrigen Reibscheiben nicht schlagartig, sondern allmählich zunehmend auf deren jeweiliger gesamter Reibfläche einsetzt, daß aber trotzdem während des bauerbetriebes die Reibscheiben auf ihrer gesamten Reibfläche gleichmäßig zur Kraftübertragung herangezogen sind.The invention is therefore based on the object of a friction disk clutch to create, which is designed in such a way that when the clutch is engaged the power transmission between the friction disc, which is designed as a pressure plate, in a favorable shape and the rest of the friction disks not suddenly, but gradually increasing their respective total Friction surface sets in, but that anyway The friction disks are evenly applied over their entire friction surface during the farmer's operation are used for power transmission.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Reibfläche der Druckplatte kegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei die Spitze des Kegelstumpfes auf die Reibscheibe zeigt.This is achieved according to the invention in that the friction surface the pressure plate is frustoconical, the tip of the truncated cone points to the friction disc.

Beim Einrücken einer Kupplung gemäß der Erfindung kommt die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe zunächst nur mit einem kleinen Teil ihrer den übrigen Reibscheiben zugekehrten Fläche zur Wirkung. Erst mit zunehmendem Einrücken, d. h. mit zeitlicher Verzögerung, kommt nach und nach die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe mit ihrer gesamten Reibfläche ' zur Wirkung. Die Kupplung gemäß der Erfindung w'lrd also erst allmählich instand gesetzt, das maximale Drehmoment zwischen den beiden miteinander gekuppelten Wellen zu übertragen. Das Anfahren des Fahrzeuges ist dadurch ruckfrei möglich, und die Triebwerksteile werden -geschont. Versuche haben -gezeigt, daß bei den üblichen Ab- messungen von Fahrzeugkupplungen bereits eine Konizität der als Druckplatte ausgebildeten Reibscheibe von 0,1 bis 0,2 mm für die im Fahrzeugbau zu erwartenden Betriebsfälle genügt, um ein befriedigendes Ergebnis zu-erzielen.When a clutch according to the invention is engaged, the friction disk, which is designed as a pressure plate, initially only comes into effect with a small part of its surface facing the other friction disks. Only with increasing indentation, i. H. with a time delay, is gradually formed as a printing plate friction disc with its entire friction surface 'for the effect. The coupling according to the invention is therefore only gradually being repaired to transmit the maximum torque between the two shafts coupled to one another. This enables the vehicle to start up without jolts and the engine parts are protected. Experiments have -gezeigt that in the normal gap measurements of vehicle couplings already a conicity of the printing plate formed as a friction of 0.1 to 0.2 mm for satisfying in vehicle anticipated operating cases achieve a satisfactory result to-order.

Mit der erfindungsgemäßen - Ausgestaltung einer Einscheiben-Reibungskupplung wird in vorteilhafter Weise ein überraschend einfacher Aufbau erreicht, wobei eine allmähliche stufenlose Vergrößerung del Eingriffsflächen zwischen Druckscheibe und Reibscheibe erfolgt und , schließlich in einfacher Weise eine mögliche Umstellung vorhandener Kupplungen mit planer Reibfläche der Druckplatte durch konisches überdrehen durchführbar ist.With the design of a single-disc friction clutch according to the invention , a surprisingly simple structure is advantageously achieved, with a gradual, stepless enlargement of the engagement surfaces between the pressure disc and friction disc and, finally, a possible conversion of existing clutches with a flat friction surface of the pressure plate by conical overturning in a simple manner is feasible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

Das der Motorwelle 1 zugekehrte Ende der Getriebewelle 2 ist mit 'Längsnuten 3 versehen. Auf diesen Teil der Getriebewelle 2 ist mit entsprechenden Längszähnen in- der Nabe 4 drehfest, aber axial verschieblich die als Kupplungsscheibe wirkende Reibscheibe 5 gelagert. Die Kupplungsscheibe 5 ist beiderseits mit einem reibungserhöhenden Belag 6, 7 versehen, wobei zumindest der der Reibscheibe 8 zue zekehrte Belag 7 in axialer Richtung elastisch verformbar ist. Die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe 8 ist in axialer Richtung verschieblich. Die Verschiebe- und Anpreßkräfte werden mit Hilfe der Kupplungsdruckfedern 9 auf die Druckplatte 8 auf-.gebracht. - Die Kupplungsdruckfedern sind gleichmäßig und mit geringem Abstand auf den gesamten Umfang der Druckplatte verteilt. Mit ihrem der Welle 1 zugekehrten. Reibbelag 6 arbeitet die Kupplungsscheibe 5 mit der an der Welle 1- befestigten Reibscheibe 10 zusammen, die als Schwungscheibe ausgebildet ist.The end of the gear shaft 2 facing the motor shaft 1 is provided with longitudinal grooves 3 . The friction disk 5, which acts as a clutch disk, is mounted on this part of the transmission shaft 2 with corresponding longitudinal teeth in the hub 4 in a rotationally fixed but axially displaceable manner. The clutch disc 5 is provided on both sides with a friction- increasing lining 6, 7 , at least the lining 7 facing the friction disc 8 being elastically deformable in the axial direction. The friction disk 8 , designed as a pressure plate, is displaceable in the axial direction. The displacement and pressure forces are .gebracht-on by means of the clutch pressure springs 9 on the pressure plate. 8 - The clutch pressure springs are evenly distributed over the entire circumference of the pressure plate with a small spacing. With her facing wave 1. Friction lining 6 , the clutch disc 5 cooperates with the friction disc 10 which is attached to the shaft 1 and which is designed as a flywheel.

Die Reibflächen der Kupplungsscheibe 5 und der Schwungscheibe 10 liegen in zu den Wellen 1, 2 senkrechten Drehebenen. Die den Reibscheiben 5, 10 zugekehrte Fläche 11 der Druckplatte 8 hat die Form eines Kegelstumpfes, dessen Symmetrieachse in der Drehachse der Welle 2 liegt und dessen Spitze in dem der Welle 1 zugekehrten Teil der Drehachse der Welle 2 liegt. Die der Fläche 11 abgekehrte Fläche der Druckplatte .8 liegt- wieder in einer zur Welle 2 senkrechten Drehebene, so daß die Druckplatte 8 sich nach - ihrem äußeren -Umfang hin konisch verj.Üngt. Sie soll im Bereich ihrer Nabe etwa 1 bis 2 mm dicker sein als am Umfang, wenn die Abmessungen üblicher Kraftfahrzeugkupplungen zugrunde gelegt werden.The friction surfaces of the clutch disc 5 and the flywheel 10 lie in planes of rotation perpendicular to the shafts 1, 2. The surface 11 of the pressure plate 8 facing the friction disks 5, 10 has the shape of a truncated cone, the axis of symmetry of which lies in the axis of rotation of the shaft 2 and the tip of which lies in the part of the axis of rotation of the shaft 2 facing the shaft 1. The surface 11 facing away from the surface of the printing plate .8 liegt- again in a direction perpendicular to the plane of rotation shaft 2, so that the pressure plate 8 by - verj.Üngt conically peripheral - its outer. It should be about 1 to 2 mm thicker in the area of its hub than on the circumference, based on the dimensions of conventional motor vehicle clutches.

Die Kupplung ist in der in der Zeichnung dargestellten Stellung gelöst. Die Schwungscheibe 10, die Kupplungsscheibe 5 und die Diuckplatte 8 haben einen solchen, Abstand voneinander, daß die Schwungscheibe 10 und die Kupplungsscheibe 5 aneinander vorbeigleiten können und kein Drehmoment zwischen den Wellen 1, 2 übertragen wird. Beim Einrücken der Kupplung nähert die über die Kupplungsdruckfedern 9 wirkende Einrückkraft die Druckplatte 8 der Schwungscheibe 10 und der Kupplungsscheibe 5 und drückt diese beiden Scheiben aneinander an. Hierbei kommt zunächst der dem Bund der Druckplatte 8 näher liegende Teil ihrer Fläche 11 in Berührung mit dem Reibbelag 7. Die Druckplatte drückt sich von innen nach außen zunehmend in- den Reibbelag ein und drückt demzufolge die Kupplungsscheibe 5 und die Schwungscheibe 10 zunehmend aneinander, so daß die Kupplung erst allmählich das maximale Drehmoment zwischen den Wellen 1, 2 übertragen kann. In voll eingerücktem Zustand werden auf den ganzen Reibflächen aller Reibscheiben 5, 8, 10 zwischen den Wellen 1, 2 Drehmomente übertragen. Die Druckplatte umgibt dabei mit ihrer Nabe die Nahe der Kupplungsscheibe 5.. The clutch is released in the position shown in the drawing. The flywheel 10, the clutch disc 5 and the pressure plate 8 are spaced apart from one another such that the flywheel 10 and the clutch disc 5 can slide past one another and no torque is transmitted between the shafts 1, 2. When the clutch is engaged, the engaging force acting via the clutch pressure springs 9 approaches the pressure plate 8 of the flywheel 10 and the clutch disk 5 and presses these two disks against one another. Here, first, the collar of the pressure plate 8 closer part meets its surface 11 in contact with the friction lining 7. The pressure plate presses from the inside to the outside increasingly domestic the friction lining and the clutch plate 5 and the flywheel 10 presses consequently increasingly each other so that the coupling can only gradually transfer the maximum torque between the shafts 1, 2. When fully engaged, torques are transmitted to the entire friction surfaces of all friction disks 5, 8, 10 between the shafts 1, 2. The hub of the pressure plate surrounds the vicinity of the clutch disc 5 ..

Die Zahl der Reibscheiben der Kupplung kann in bekannter Weise. variiert werden. Beispielsweise kann auf die Kupplungsscheibe 5 mit dem Reibbelag 6 verzichtet werden, so daß die Druckplatte 8 unmittelbar mit der dann den Reibbelag 7 tragenden Schwungscheibe 10 zusammenarbeitet. Eine solche Kupplungsbauart kann in der Weise abgewandelt werden, daß die der Schwungscheibe 10 zugekehrte Reibfläche der Druckplatte in einer zur Welle 2 senkrechten Drehebene liegt und den Reibbelag 7 trägt, während die der Druckplatte 8 zu-gekehrte Reibfläche der Schwunascheibe 10 die Form eines Kegelstumpfes hat, dessen Spitze in der Drehachse der Welle 2 liegt. Die Kupplung kann aber auch so ausgestaltet sein, daß eine Druckplatte 8 vorgesehen ist und mehrere weitere, der Schwungscheibe 10 und der Kupplungsscheibe 5 entsprechende Reibscheibenpaare auf den Wellen 1, 2 vorgesehen sind. Allen Ausführungsformen muß aber gemeinsam sein, daß eine Reibscheibe der Welle 1 und eine Reibscheibe der Welle 2 vorgesehen sind und eine Reibfläche dieser Reib' scheibe entsprechend der Reibfläche 11 ausgebildet ist. Die oben aufgezeigten weiteren Ausbildungen der Kupplung stellen Ver.v ' ielfältigungen dieser Anordaune, dar. Besonders bei einer. größeren Anzahl von Reibscheibenpaaren 5, 10 ist es zweckmäßig, die als Druckplatte ausgebildete Reibscheibe in der beschriebenen Weise konisch auszubilden, da sonst die eine Seite aller Reibscheiben der einen oder anderen Welle 1, 2 konisch ausgebildet sein müßte.The number of friction disks of the clutch can be determined in a known manner. can be varied. For example, the clutch disk 5 with the friction lining 6 can be dispensed with, so that the pressure plate 8 cooperates directly with the flywheel 10 , which then carries the friction lining 7. Such a type of coupling can be modified in such a way that the friction surface of the pressure plate facing the flywheel 10 lies in a plane of rotation perpendicular to the shaft 2 and carries the friction lining 7 , while the friction surface of the Schwuna disc 10 facing the pressure plate 8 has the shape of a truncated cone whose tip lies in the axis of rotation of shaft 2. The clutch can, however, also be designed in such a way that a pressure plate 8 is provided and several further pairs of friction disks corresponding to the flywheel 10 and the clutch disk 5 are provided on the shafts 1, 2. However, all embodiments must have in common that a friction washer of shaft 1 and a friction washer of shaft 2 are provided and a friction surface of this friction 'washer corresponding to friction surface 11 is formed. The above-identified further embodiments of the coupling filters Ver.v 'ielfältigungen this Anordaune,. Particularly at a. If there is a larger number of pairs of friction disks 5, 10 , it is expedient to make the friction disk, which is designed as a pressure plate, conical in the manner described, since otherwise one side of all the friction disks of one or the other shaft 1, 2 would have to be conical.

Claims

Claim: Single-disc friction clutch, in particular for motor vehicles, the axially displaceable, spring-loaded pressure plate of which in the engaged position is an axially displaceable and rotationally fixed friction disc arranged on the driven shaft, which is provided on both sides with a friction lining that is limited in normal planes, axially elastically deformable, against which axially fixed clutch plate on the drive shaft suppressed and in which the mutually engaging friction surfaces of the pressure plate and the friction disc in dependence larger of the axial engagement movement, characterized in that the friction surface is formed (11) of the pressure plate (8) frusto-conical, with the tip of the truncated cone pointing to the friction disc (5) . Considered publications: German Patent Nos. 392 583, 706 719, 814 546; German patent application S 28858 11/63 c (b & - made known on September 9, 1954).