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Die Erfindung betrifft eine Doppelreibungskupplung für Schlepper,
Geräteträger und ähnliche Fahrzeuge mit einer Reibungskupplung zum Ein- und Ausschalten
des Wechselgetriebes, die von einer Tellerfeder beaufschlagt ist, und einer weiteren
Kupplung für einen zusätzlichen Antrieb, wie einen Zapfwellenantrieb, wobei die
Kupplung durch einen axial eintretenden und radial austretenden Luftstrom gekühlt
sein kann.
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Derartige Doppelreibungskupplungen werden für Spezialfahrzeuge, wie
Schlepper, Geräteträger, Baumaschinen u. dgl., verwendet, die mit einem zusätzlichen
Antrieb, z. B. einem Zapfwellenantrieb, versehen sind, an welchen Zusatzgeräte angeschlossen
werden können.
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Bei einer derartigen, durch das deutsche Gebrauchsmuster 1780 482
bekanntgewordenen Doppelreibungskupplung besteht die Zapfwellenkupplung aus der
durch das Schwungrad gebildeten Gegendruckplatte, einer Kupplungsscheibe, einer
axial verschiebbaren Druckplatte und die weitere Kupplung für das Wechselgetriebe
aus einer axial unverschiebbaren Gegendruckplatte, einer Kupplungsscheibe und einer
axial verschiebbaren Druckplatte. Dabei ist die Druckplatte für die Zapfwellenkupplung
von mehreren über den Umfang der Druckplatte verteilten Schraubendruckfedern beaufschlagt
und die Druckplatte für das Wechselgetriebe von einer Tellerfeder. Diese Doppelkupplung
ist derart ausgebildet, daß bei der Betätigung derselben zunächst die Kupplung für
das Wechselgetriebe, also für den Fahrantrieb, gelöst und bei weiterem Durchdrücken
des Kupplungspedals die Kupplung für den Zapfwellenantrieb gelüftet wird.
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Es ist mit einer solchen Kupplung jedoch nicht möglich, während der
Fahrt z. B. den Zapfwellenantrieb auszuschalten, ohne daß der Fahrantrieb unterbrochen
wird. Dies bedeutet, daß z. B. bei Fräsarbeiten oder Mähdrescharbeiten auf Feldern
zum Betätigen des Zapfwellenantriebes, also zum Ausschalten des entsprechenden zusätzlichen
Gerätes, immer zwangläufig der Fahrantrieb zuerst gelöst werden muß, wodurch der
Schlepper oder ein ähnliches Fahrzeug zum Stillstand kommt. Nach Betätigung der
Zapfwellenkupplung muß dann der Schlepper mit dem gezogenen Gerät jeweils wieder
neu in Bewegung gesetzt werden. Ein weiterer Nachteil einer derartigen Kupplung
besteht darin, daß zum Lüften beider Kupplungen eine hohe Betätigungskraft erforderlich
ist, obwohl für die eine Kupplung eine Tellerfeder vorgesehen ist, da die zweite
Kupplung mit Schraubenfedern beaufschlagt ist und diese über den Ausrückweg im Gegensatz
zur Tellerfeder einen linearen Druckanstieg aufweisen. Des weiteren haben Schraubenfedern
den Nachteil, daß sich - bedingt durch die beim Betrieb der Kupplung auftretenden
Zentrifugalkräfte - diese nach außen durchbiegen und durch Berührung mit ihren Führungen
ein Reibungsverlust entsteht, der zur Verminderung der Anpreßkraft bzw. Erhöhung
der Ausrückkraft führt. Durch diese Deformation der Schraubenfedern wird außerdem
noch die Unwucht der Kupplung vergrößert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bisher
bekanntgewordenen Doppelkupplungen zu vermeiden und eine Doppelreibungskupplung
zu schaffen, bei der die Kupplung für das Wechselgetriebe und diejenige für den
Zapfwellenantrieb wahlweise unabhängig voneinander oder nacheinander betätigt werden
können und die sich durch eine erhebliche bauliche Vereinfachung, eine Verringerung
der Bauhöhe auf ein Mindestmaß sowie durch eine optimale Kühlung der den thermischen
Einwirkungen besonders ausgesetzten Teile der Kupplung auszeichnet.
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Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe bei einer Doppelreibungskupplung
der eingangs erwähnten Art durch die Anordnung einer einerseits an der axial verschiebbaren
Druckplatte der einen Kupplung für das Wechselgetriebe und andererseits an der ebenfalls
axial verschiebbaren Druckplatte der anderen Kupplung für den Zapfwellenantrieb
abgestützten Tellerfeder gelöst.
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Durch die gemeinsame Beaufschlagung der beiden unabhängig voneinander
axial verschiebbaren Druckplatten, sowohl der Fahrkupplung als auch der Kupplung
für den Zapfwellenantrieb, durch eine gemeinsame Tellerfeder ergibt sich zunächst
ein gegenüber den bisher bekanntgewordenen Doppelkupplungen bedeutend vereinfachter
Aufbau, eine Einsparung von Bauteilen sowie eine geringere Bauhöhe der Kupplung
und damit ein geringerer Platzbedarf. Des weiteren ist der Anpreßdruck für beide
Anpreßplatten und damit auch für beide Kupplungen in jedem Falle gleich groß, außerdem
können die bei Schraubenfedern durch die Fliehkraft bedingten Nachteile nicht auftreten.
Ein ganz wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kupplung liegt auch darin, daß
die durch die Bedienungsperson des entsprechenden Fahrzeuges aufzubringenden Kräfte
zum Auskuppeln beider Kupplungen bedeutend geringer sind als bei den bisher bekanntgewordenen
Doppelkupplungen, da Tellerfedern derart ausgebildet werden können, daß die Kennlinie
derselben über ihren Ausrückweg einen degressiven Kraftverlauf aufweist. Bei Doppelreibungskupplungen
gemäß der Erfindung bedeutet dies, daß bei Verwendung geeigneter Tellerfedern die
aufzubringende Pedalkraft zum Lüften beider Kupplungen beträchtlich geringer ist
als bei den bekannten Doppelreibungskupplungen.
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Als Tellerfeder wird vorteilhafterweise eine solche mit nach innen
gerichteten Zungen verwendet, wie sie im Prinzip ganz allgemein beispielsweise durch
das deutsche Gebrauchsmuster 1840 717 bekannt ist. Es ist vorteilhaft, wenn mindestens
eine der Druckplatten in bekannter Weise mit Stollen versehen ist, auf denen die
Tellerfeder auflagert, wobei gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Stollen
gleiche Abstände voneinander aufweisen.
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Es ist zwar durch das deutsche Gebrauchsmuster 1848 037 eine Kupplung
mit einer Druckplatte bekanntgeworden, bei der der für die Tellerfederauflage vorgesehene
ringförmige Wulst an vereinzelten Stellen unterbrochen ist, so daß elastische Blattfedern,
welche einerseits radial innerhalb der wulstartigen Auflage und andererseits radial
außerhalb dieser Auflage befestigt sind, durch diese Ausnehmungen in der wulstförmigen
Tellerfederauflage hindurchragen können.
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Durch eine solche Ausbildung mindestens einer der Druckplatten, bei
der die Stollen gleiche Abstände voneinander aufweisen, wird zunächst eine besonders
günstige Federwirkung durch die gleichmäßige Abstützung der Tellerfeder erzielt
und des weiteren eine geringe Wärmeübertragung von der Druckplatte auf die Tellerfeder.
Weiterhin wird dadurch
eine besonders günstige Kühlung der die
einzige Feder der Kupplung darstellenden Tellerfeder und der Druckplatten ermöglicht,
wenn, wie an sich bekannt, ein Kühlluftstrom durch die Kupplung geführt wird, der
bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Kupplung sowohl an beiden Druckplatten
als auch an der zwischen ihnen liegenden Tellerfeder vorbeistreicht. Eine Veränderung
der Federkennlinie infolge thermischer Einflüsse kann daher nicht auftreten.
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Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Tellerfeder durch
mindestens einen axialen Stift auf mindestens einem der Stollen fixiert ist. Dadurch
wird ein Verrutschen der Tellerfeder mit Sicherheit vermieden.
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Um eine intensive Kühlung der Kupplungsteile zu erzielen, ist eine
der Kupplungsscheiben mit öffnungen versehen. Derartige, mit Öffnungen versehene
Kupplungsscheiben sind an sich durch die deutsche Patentschrift 703 083 bekanntgeworden.
Die mit Öffnungen versehene Kupplungsscheibe zeichnet sich gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung jedoch dadurch aus, daß die Kupplungsscheibe radial innerhalb der
Reibbeläge Belüftungsschaufeln für eine auf die Innenseite der Kupplung gerichtete
Luftströmung trägt. Die Belüftungsschaufeln können in bekannter Weise radial verlaufen
und gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung mit der Kupplungsscheibenebene spitze
Winkel bilden, die in Drehrichtung geöffnet sind, wobei diese Belüftungsschaufeln
in an sich bekannter Weise aus der Kupplungsscheibe herausgebogen sind.
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Durch das deutsche Gebrauchsmuster 1791881 ist eine Doppelreibungskupplung
bekanntgeworden, bei der die beiden Kupplungen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht
sind, welches Luftaustrittsöffnungen aufweist. Das Gehäuse einer in dem angeführten
Gebrauchsmuster beschriebenen Kupplung übergreift jedoch die Kupplung in ihrer Gesamten
axialen Baulänge, und die Luftaustrittsöffnungen schließen sich axial außerhalb
der vom Gehäuse eingeschlossenen Doppelkupplung an. Eine intensive Belüftung bei
einer derartigen Kupplung ist nicht möglich. Im Gegensatz dazu bildet gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung die der Schwungscheibe abgewandte Gegendruckplatte
mit der Schwungscheibe ein Gehäuse, welches beide Kupplungen umfaßt und am Außenumfang
öffnungen aufweist, durch die der zwischen den beiden axial beweglichen Druckplatten
und der Tellerfeder hindurchströmende Luftstrom aus der Kupplung radial austreten
kann.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch die Doppelkupplung,
F i g. 2 die Druckplatte für die zwischen Motor und Wechselgetriebe geschaltete
Kupplung in der Ansicht.
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F i g. 2 a die Druckplatte nach F i g. 2 im Schnitt, F i @@. 3 die
Druckplatte für die zweite Kupplung in der Ansicht, F i g. 3 a die Druckplatte nach
F i g. 3 im Schnitt, F i g. 4 die Kupplungsscheibe der zweiten Kupplung in der Ansicht,
F i g. 5 einen Ausschnitt aus der zwischen den beiden Druckplatten der Kupplung
angeordneten Tellerfeder. Wie F i g.1 zeigt, bildet die der - nur teilweise dargestellten
- Schwungscheibe 1 des Motors abgewandte Gegendruckplatte 2 mit der Schwungscheibe
1 ein Gehäuse, welches die zwischen Motor und Wechselgetriebe befindliche Fahrkupplung
A und die Zapfwellenkupplung B umfaßt. Die Kupplungsscheibe 3 der Fahrkupplung A
mit den Reibbelägen 4 und 5 wirkt mit ihrer Reibfläche direkt auf die Gegenreibscheibe
6 der Schwungscheibe 1 des Motors. Die Kupplungsscheibe 7 der Zapfwellenkupplung
B mit den Reibbelägen 8 und 9 wirkt mit ihrer Reibfläche auf eine entsprechende
Reibfläche 10 der Gegendruckplatte 2. Die Kupplungsscheibe 3 ist mit Nieten 11 an
einer Nabe 12 befestigt, die durch Keilverzahnung auf der Abtriebswelle 13 der Fahrkupplung
A axial verschiebbar gelagert ist.
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Die Kupplungsscheibe 7 ist mit Nieten 14 an einer Nabe 15 befestigt,
die ebenfalls durch Keilverzahnung auf der mit der Zapfwelle verbundenen Hohlwelle
16 axial verschiebbar gelagert ist. Die zwischen den Naben 12 und 15 und den Wellen
13 und 16 vorgesehenen Keilverzahnungen sichern die Kupplungsscheibe 3 bzw.7 gegen
Verdrehung, ermöglichen jedoch deren axiale Verschiebbarkeit.
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Zwischen den beiden Kupplungsscheiben 3 und 7 sind zwei Druckplatten
17 und 18 angeordnet, welche durch die Vorspannung einer Tellerfeder 19 gegen die
ihnen zugeordneten Kupplungsscheiben 3 bzw. 7 gedrückt werden. In den F i g. 2 und
2 a ist die Druckplatte 17 und in den F i g. 3 und 3 a die Druckplatte 18 im einzelnen
dargestellt. Beide Druckplatten 17 und 18 sind durch drei oder mehr Nocken 20, 20
a und 20 b bzw. 21, 21 a und 21 b in entsprechend angebrachten axial liegenden Schlitzen
der Gegendruckplatte 2 geführt. Die Führungsschlitze für die beiden Druckplatten
17 und 18 können fluchtend, aber auch gegeneinander versetzt in der Gegendruckplatte
2 angeordnet sein. Die Führung der Druckplatten 17 und 18 mit den Nocken 20 und
21 in Schlitzen der Gehäuseglocke sichert die Druckplatten gegen Verdrehung in Umfangsrichtung,
ermöglicht jedoch deren axiale Verschiebung.
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Die beiden Kupplungen A und B werden über zwei Hebelsätze
22 bzw. 23 ein- und ausgerückt. Der Hebelsatz 22 besteht aus dem Zuganker 22 a und
dem zugehörigen Bedienungshebel 22 b, während der Hebelsatz 23 aus dem Arm 23 a
und dem Bedienungshebel 23 b besteht. Es sind jeweils für jede Kupplung A bzw. B
mindestens drei Hebelsätze 22 und 23 über den Umfang der Kupplung wechselweise versetzt
angeordnet. Die drei Hebelsätze 22 haben also einen gegenseitigen Winkelabstand
von je 120°, ebenso wie die drei Hebelsätze 23. Zwischen einem Hebelsatz 22 und
dem benachbarten Hebelsatz 23 beträgt der Winkelabstand 60°. Die Hebelsätze 22 dienen
zum Ausrücken der Fahrkupplung A, während die Hebelsätze 23 zum Ausrücken der Zapfwellenkupplung
B vorgesehen sind. Die über die Kupplungsscheibe 3 am Schwungrad 1 anliegende Druckplatte
17 der Fahrkupplung A wird mit den Zugankern 22 a axial bewegt, während die über
die Kupplungsscheibe 7 an der Gegendruckplatte 2 anliegende Druckplatte 18 der Zapfwellenkupplung
B mit Druckarmen 23 a durch Hebelwirkung axial bewegt wird. Den Bedienungshebeln
22 b und 23 b der beiden Hebelsätze 22 bzw. 23 sind entsprechend axial verschiebbare
Ausrücklager 24 bzw. 25 zugeordnet.
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Die Doppelkupplung kann auch umgekehrt angeordnet
werden,
so daß die Kupplung B zum Schalten des Wechselgetriebes und die Kupplung A für den
Zapfwellenantrieb eingesetzt ist. Wenn die beiden Kupplungen nicht unabhängig voneinander
betätigt werden müssen, so kann ein einziger Hebelsatz vorgesehen werden, über den
dann beide Kupplungen A und B nacheinander geschaltet werden.
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Wie die F i g. 2 und 2 a zeigen, ist die Druckplatte 17 an ihrem äußeren
Rand mit höckerartigen Stollen 29 versehen, die in Richtung auf die Tellerfeder
19 aus der Ebene der Druckplatte 17 vorstehen. Wie aus den F i g. 3 und 3 a hervorgeht,
trägt die Anpreßplatte 18, mit radialem Abstand von ihrem Umfang, ebenfalls höckerartige
Stollen 30. Die Tellerfeder 19 ist mit radial nach innen gerichteten Zungen 33 versehen
(F i g. 5), die auf den Stollen 30 der Anpreßplatte 18 aufliegen und auf diesen
durch einen axialen Stift 36 (F i g. 1) gehalten werden, der durch eine Bohrung
37 (F i g. 5) geführt ist. Mit ihrem äußeren Rand liegt die Tellerfeder 19 an den
Auflagerstollen 29 der Druckplatte 17 an.
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Die Ausbildung der Tellerfeder 19 mit den radial nach innen gerichteten
Zungen 33 ergibt eine besonders günstige, nämlich gestreckte Federcharakteristik,
wodurch der Verschleißbereich der Reibbeläge 4 und 5 bzw. 8 und 9 vergrößert wird.
Infolge der Auflagerung der Tellerfeder 19 auf den Auflagerstollen 29 bzw. 30 wird
auch eine geringere Wärmeübertragung von den Druckplatten 17 und 18 auf die Tellerfeder
19 erreicht. Außerdem ergeben die zwischen den radial nach innen gerichteten Zungen
33 befindlichen Zwischenräume 34 eine gute Belüftungsmöglichkeit, weil ein Kühlluftstrom
28 durch diese Zwischenräume geführt werden kann. Die Kühlluft 28 kann weiterhin
durch die zwischen den Druckplatten 17 und 18 und der Tellerfeder 19 im Bereich
der Stollen 29 und 30 gebildeten Zwischenräume 31 und 32 beiderseits der Tellerfeder
19 durchströmen.
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Zur Erzeugung des Kühlluftstromes 28 ist die getriebeseitig angeordnete
Kupplungsscheibe 7 der Zapfwellenkupplung B mit Belüftungsschaufeln 26 versehen
(F i g. 4), die im Drehsinn der Kupplungsscheibe 7 gerichtet sind und eine zwangsweise
Belüftung der Kupplungsinnenteile bewirken. Den Belüftungsschaufeln 26 sind Eintrittsöffnungen
27 für , die auf die Innenteile der Kupplung gerichtete Luftströmung 28 zugeordnet.
Die Belüftungsschaufeln 26 sind in einfacher Weise aus der Kupplungsscheibe 7 herausgebogen.
Wie F i g. 1 zeigt, wird durch die Belüftungsschaufeln 26 ein Kühlluftstrom 28 in
der angegebenen Pfeilrichtung erzeugt, der an den beiden Druckplatten 17 und 18
sowie der Tellerfeder 19 entlanggeführt ist und die dort entstehende Reibungswärme
direkt abführt. Der Kühlluftstrom 28 kann durch in der Gehäuseglocke befindliche,
über den Umfang verteilte größere Öffnungen 35 austreten.
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Die Doppelkupplung hat infolge der Verwendung einer für beide Druckplatten
17 und 18 gemeinsamen Tellerfeder 19 nur eine geringe Bauhöhe. Die Ausbildung der
Tellerfeder 19 sowie der Druckplatten 17 und 18 ermöglicht eine intensive Kühlung
des Kupplungsinnenraumes, wobei beide Druckplatten 17 und 18 und die Tellerfeder
19 von dem kontinuierlichen Luftstrom 28 beaufschlagt werden und dadurch die entstehende
Reibungswärme unverzüglich abgeführt wird.