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Die Erfindung betrifft eine Ausrückvorrichtung für eine über ein Pedal
ausrückbare Scheibenreibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit axial
federnder Abstützung der Reibringe der Kupplungsscheibe, einer die Kupplungsscheibe
und die Druckplatte im Kupplungseingriff haltenden Kupplungsfeder, die außerhalb
des Kupplungsgehäuses angeordnet ist, und einem Übertragungsgestänge mit einem am
Kupplungsgehäuse schwenkbar gelagerten mehrarmigen Hebel, an dem verteilt um dessen
Drehachse die Kupplungsfeder, das Pedal und ein Anschlußteil der Druckplatte angreifen,
wobei beim Ausrücken der wirksame Hebelarm der Kupplungsfeder verkürzt und der wirksame
Hebelarm des Anschlußteils der Druckplatte verändert wird.
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Bei bekannten Ausrückvorrichtungen dieser Bauart besteht die Nabe
des mehrarmigen Hebels aus einer Buchse, die senkrecht zu den Wirkungslinien der
am Hebel angreifenden Kräfte verläuft. Am einen Ende dieser Buchse ist eines der
drei am Hebel angreifenden Bauteile angelenkt, während die beiden anderen Bauteile
am anderen Ende der Buchse angreifen. Bei diesen Ausrückvorrichtungen ist das Anschlußteil
der Kupplungsplatte am mehrarmigen Hebel derart angelenkt, daß sich der Hebelarm
dieses Anschlußteils während des größten Abschnitts der Ausrückbewegung der Druckplatte,
abgesehen vom ersten sehr kleinen Teil der Ausrückbewegung, stetig verringert, so
daß der Hebelarm des Anschlußteils der Druckplatte am Ende seiner Ausrückbewegung
seine kleinste Länge hat. Ferner verliert die federnde Abstützung der Reibringe,
die die Ausrückbewegung der Druckplatte unterstützt und damit die aufzubringende
Pedalkraft entlasten soll, mit fortschreitender Ausrückbewegung zunehmend ihre Wirksamkeit,
bis sie bei vollständiger Trennung von Kupplungsscheibe und Druckplatte völlig wirkungslos
ist. Dies hat zur Folge, daß beim Ausrücken der Kupplung das von der federnden Abstützung
der Reibringe auf den mehrarmigen Hebel ausgeübte Rückstellmoment rasch verkleinert
und die aufzubringende Pedalkraft entsprechend vergrößert werden.
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Durch die Erfindung soll eine Ausrückvorrichtung der oben angegebenen
Bauart geschaffen werden, bei der der beim Ausrücken der Kupplung auftretende Verlust
der Rückstellkraft ausgeglichen wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht,
daß der wirksame Hebelarm des Anschlußteils der Druckplatte beim Ausrücken stetig
vergrößert wird und in der Ausrückstellung seine größte Länge hat.
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Zweckmäßigerweise wird der Hebelarm des Anschlußteils der Druckplatte
im gleichen Maß vergrößert, wie sich die von der federnden Abstützung der Reibringe
ausgeübte, am Hebel angreifende Rückstellkraft verringert.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung läßt sich geometrisch auch folgendermaßen
definieren: Im eingerückten Zustand der Kupplung schließen die Verbindungslinie
zwischen der Drehachse des Hebels und dem Angriffspunkt der Rückstellkraft einerseits
und die Wirkungslinie der am Hebel angreifenden Rückstellkraft einen stumpfen Winkel
ein, der bei zunehmender Ausrückbewegung weniger stumpf wird. In der Ausrückstellung
erreicht dieser Winkel 90°.
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Durch die gewählte Anordnung ergibt sich folgender Vorteil: Der Angriffspunkt
des Anschlußteils der Druckplatte bewegt sich in bekannter Weise während des Ausrückens
der Kupplung auf einer Kreisbahn um die Drehachse des Hebels, wobei jedoch der Angriffspunkt
am Anfang der Ausrückbewegung nahezu senkrecht zur Wirkungslinie des Anschlußteils
und in der zweiten Hälfte der Ausrückbewegung nahezu parallel zur Wirkungslinie
des Anschlußteils bewegt wird. Dies bedeutet, daß die Längsbewegung des Ausrückteils
und damit die Ausrückbewegung der Druckplatte, bezogen auf die Ausrückbewegung des
Pedals, im ersten Abschnitt des Ausrückens kleiner als im zweiten Abschnitt ist.
Dies bewirkt, daß im ersten Bewegungsabschnitt, wenn die Druckplatte gegenüber der
Kupplungsscheibe noch nicht rutscht, die Kupplungsplatte nicht so empfindlich auf
eine Pedalbewegung reagiert, während im zweiten Abschnitt, in dem sich die Druckplatte
von der Kupplungsscheibe trennt, eine Pedalbewegung eine relativ größere Ausrückbewegung
der Druckplatte zur Folge hat. Dadurch wird eine rasche Trennung von Kupplungsscheibe
und Druckplatte, ohne zu langes Rutschen, erzielt. Vorteilhafterweise weitergebildet
ist der mehrarmige Hebel als Platte ausgeführt, so daß sämtliche Angriffspunkte
in einer Ebene liegen.
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An Hand der Zeichnungen werden mehrere Ausführungsformen der Erfindung
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Ausrückvorrichtung für eine Scheibenreibungskupplung,
F i g. 2 die mit der Scheibenreibungskupplung unmittelbar verbundenen Teile der
in F i g. 1 gezeigten Ausrückvorrichtung, F i g. 3 die geometrischen Beziehungen
des bei der Ausrückvorrichtung verwendeten mehrarmigen Hebels, F i g. 4 ein Diagramm,
in dem das von der federnden Abstützung der Reibringe auf den mehrarmigen Hebel
ausgeübte Rückstellmoment und das am Pedal aufzubringende Pedalmoment über der Ausrückbewegung
des Anschlußteils der Druckplatte aufgetragen sind, F i g. 5 eine andere Ausführungsform
des mehrarmigen Hebels, F i g. 6 eine weitere Ausführungsform des mehrarmigen Hebels,
F i g. 7 noch eine weitere Ausführungsform des mehrarmigen Hebels.
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Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Kupplung A weist ein Gehäuse
A-1, ein schwenkbar an einem Rahmen B-1 angelenktes Pedal B, eine außerhalb des
Kupplungsgehäuses befestigte Kupplungsfeder C und ein Übertragungsgestänge D mit
einem Bowdenzug D-1 auf. Die treibende .Kupplungsscheibe 20 ist als Schwungscheibe
21 ausgebildet, die mit der treibenden Welle 23 um die Drehachse
22 drehbar ist. An der Schwungscheibe ist ein Kupplungsdeckel 24
befestigt,
der einen Kupplungsraum 25 bildet. Mit dem Kupplungsdeckel ist eine Druckplatte
26 drehfest verbunden.
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Die getriebene Kupplungsscheibe 28 ist als Reibscheibe
29 ausgebildet, die zwischen der Szhwungscheibe und der Druckplatte angeordnet
und deren Nabe 29a mit der getriebenen Welle 30 drehfest verbunden ist. Auf der
Reibscheibe 28 sind axial federnd abgestützte Reibringe 31 angeordnet, die eine
die Ausrückbewegung der Druckplatte 26 unterstützende Rückstellkraft ausüben.
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Innerhalb des Kupplungsdeckels ist ein Hebelgestänge 40 mit mehreren
Hebeln 41 vorgesehen, die mit ihren inneren Enden 41 b an einem auf
der getriebenen
Welle 30 axial gleitbar angeordneten Drucklager
43 angreifen. Die Hebel 41 sind jeweils mittels einer Strebe 44; die
zwischen dem äußeren Ende 45 des betreffenden Hebels und einem Gegenlager 46 im
Kupplungsdeckel angeordnet ist, schwenkbar gelagert. Ein Zwischenabschnitt 47 der
Hebel 41 liegt zur Übertragung der Anpreßkraft an der Druckplatte an. Ein weiterer
Betätigungshebel 48 ist auf einer Strebe 49 schwenkbar gelagert, die zwischen dem
Betätigungshebel und dem Kupplungsgehäuse A-1 angeordnet ist. Das innere Ende 48a
des Betätigungshebels greift am Drucklager 43 an, während das äußere Ende 486 mit
dem Übertragungsgestänge D in Verbindung steht. Die Anlageflächen am inneren Ende
41b der Hebel 41 und am inneren und äußeren Ende 48a bzw. 48b des Betätigungshebels
48 sind als reibungsarme Abrollverbindungen ausgebildet. Zwischen dein Kupplungsgehäuse
und dem inneren Abschnitt des Betätigungshebels 48 ist eine Feder 48d angeordnet,
die über einen Stift 48e mit dem Drucklager 43 in Verbindung steht.
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Das Pedal B weist einen Pedalhebel 6® auf, der an seinem einen Ende
eine Fußplatte 61 trägt und an seinem anderen Ende am Übertragungsgestänge d9 befestigt
ist. Der Pedalhebel 60 ist auf einer Hülse 63 gelagert, die ihrerseits auf einer
Achse 64 gelagert ist. Zwischen einem Ansatz 67 des Rahmens B-1 und einem Abschnitt
60a des Pedalhebels ist eine Zugfeder 66 angeordnet.
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Beim Ausrücken der Kupplung wird das Pedal zunächst in einem ersten
Bereich 1, in dem die federnd abgestützten Reibringe eine Rückstellkraft ausüben,
und anschließend in einem Bereich 2, in dem die Reibbeläge vollständig voneinander
getrennt sind, bewegt.
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Zum Übertragungsgestänge D gehört eine Konsole 70 aus gestanztem Blech,
die mit einem Abschnitt 71 am Kupplungsgehäuse befestigt ist. Der im wesentlichen
rechteckig ausgebildete Abschnitt 71 weist an gegenüberliegenden Seiten nach außen
ragende Lippen 73, 74 und einen nach außen ragenien Flansch 75 auf. Die Konsole
weist einen abgebogenen Abschnitt 77 mit zwei Bohrungen 78, die mr Befestigung der
Konsole am Kupplungsgehäuse iienen. Auf einer durch die Konsole 70 verlaufenden
ochse 79, die von einem Bolzen 86 gebildet wird, ist ;in plattenförmig ausgebildeter
Hebel 82 schwenkbar ;elagert. An dem Hebel 82 greifen, um die Drehachse rerteilt,
ein Anschlußteil der Druckplatte, der Bowden-;ug D-1 des Pedals und die Kupplungsfeder
C an. )er Bowdenzug D-1, der den Pedalhebel 60 mit dem nehrarmigen Hebel 82 verbindet,
ist mittels eines Stiftes 102 am Hebel 82 angelenkt.
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Die Kupplungsfeder C, die die Kupplung in ihrer ingerückten Stellung
hält, ist als Schraubenfeder 1615 usgebildet, die mit dem einen Ende an einem Rahmen
nd mit ihrem anderen Ende 105b an einem mit iehreren Öffnungen 106 versehenen
Ausgleichs-:ück 107 befestigt ist. Das Ausgleichsstück 107 ist iit einem
Stift 102 am Hebel 82 angelenkt.
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Zwischen dem äußeren Ende 48b des Betätigungsebels und einem Punkt
des mehrarmigen Hebels 82 t ein Verbindungsstück 111 angeordnet, das eine ;rstellbare
Schubstange 112 aufweist. Die Schubange 112 sitzt mit einem abgerundeten
Ende 113 i i einem am Ende 48b des Betätigungshebels aus-;bildeten'Sitz
114. Die Schubstange weist ein Kopfil 109 auf, das mit einem Schaft
115 in eine Bohrung 116 der Schubstange eingeschraubt ist. Durch diese Verbindung
läßt sich die Abnutzung der Reibbeläge ausgleichen. Das Kopfteil 100 wirkt mit einem
Stift 117 zusammen.
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Es wird nun auf die F i g. 3 Bezug genommen, in der die Geometrie
der am Hebel 82 angreifenden Kräfte bzw. Drehmomente veranschaulicht ist. Für die
Drehmomente, die am Hebel 82 bei eingerückter Kupplung angreifen, gilt: Ss
- Rr - Pp = Null. Hierin bedeutet S = Federkraft, s = Hebelarm
der Federkraft, R = Rückstellkraft, die von der federnden Abstützung der Reibringe
sowie den übrigen zwischen der Druckplatte 26 und der Schubstange lllll angeordneten
Federn ausgeübt wird, r = Hebelarm der Rückstellkraft, d' = Pedalkraft, p = Hebelarm
der Pedalkraft.
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Aus dieser Gleichung geht hervor, daß das Drehmoment der Pedwlkraft
immer gleich dem Unterschied zwischen dem Drehmoment der Federkraft und dem Drehmoment
der Rückstellkraft ist.
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Die Stelle, an der die Schubstange an dem mehrarmigen Hebel angreift,
ist derart gewählt, daß der Hebelarm r bei einer Ausrückbewegung des Pedals größer
wird; im dargestellten Ausführungsbeispiel erreicht der Hebelarm r sein Maximum,
wenn er zur Kraftwirkungslinie senkrecht steht. Der Hebelarm erreicht dann die Größe
r' (F i g. 3) bei voll ausgerückter Kupplung. Die geometrische Beziehung zwischen
der Schubstange und dem mehrarmigen Hebel kann auch anders ausgedrückt werden: Dar
Winkel, den die Verbindungslinie zwischen der Drehachse 86 und dem Angriffspunkt
der Schubstange mit der Wirkungslinie der Rückstellkraft (Längsrichtung der Schubstange)
einschließt, ist im eingerückten Zustand der Kupplung stumpf und wird während der
Ausrückbewegung der Kupplung weniger stumpf.
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in F i g. 4 ist der Verlauf des Drehmoments der Rückstellkraft in
Abhängigkeit von der Schubtangenbewegung während eines Ausrückvorgangs für eine
vorbekannte Ausrückvorrichtung (Kurve a) und für eine erfindungsgemäße Ausrückvorrichtung
(Kurve b) dargestellt. Bei der vorbekannten Ausrückvorrichtung hat der Hebelarm
der Rückstellkraft sein Maximum, wenn die Kupplung voll eingerückt ist; bei der
erfindungsgemäßen Ausrückvorrichtung hat der Hebelarm r bei eingerückter Kupplung
sein Minimum, so daß das Drehmoment der Rückstellkraft der erfindungsgemäßen Ausrückvorrichtung
einen kleineren Wert als bei der vorbekannten Ausrückvorrichtung hat. leim Ausrücken
der Kupplung fällt jedoch das von der federnden Abstützung der Reibringe ausgeübte
Rückstelldrehmoment der vorbekannten Ausrückvorrichtung rascher ab als bzi der erfindungsgemäßen
Ausrückvorrichtung. Die beiden Kurven schneiden sich nach einer bestimmten Länge
der Schubstangenbewegung, und das Rückstelldrehmoment der erfindungsgemißen Ausrückvorrichtung
ist bei ausgerückter Kupplung etwas größer als bei der vorbekannten Ausrückvorrichtung.
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Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist
der Hebelarm s der Federkraft S im eingerückten Zustand des mehrarmigen Hebels größer
als der Hebelarm r der Rückstellkraft. Der Hebelarm s ist derart angeordnet, daß
er bei der Ausrückbewegung der Kupplung auf s' abnimmt, so daß die am Pedal aufzubringende
Kraft auf einem vernünftigen Wert bleibt, wenn die von der federnden Abstützung
der Reibringe ausgeübte Rückstellkraft nach Trennen der Druckplatte und Kupplungsscheibe
nicht mehr vorhanden ist. Es ist nicht zweckmäßig, die Richtung der Änderung des
Hebelarms der Federkraft umzukehren, um auf diese Weise zu versuchen, die durch
die Erfindung erzielte Wirkung herbeizuführen. Wenn der Hebelarm der Federkraft
nicht abnimmt, wird die Pedalbelastung am Ende der Ausrückbewegung zu groß.
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In F i g. 4 ist ferner der Verlauf des Drehmoments der Pedalkraft
für eine vorbekannte Ausrückvorrichtung (Kurve d) und für eine erfindungsgemäße
Ausrückvorrichtung (Kurve B) dargestellt. Wie die Kurven deutlich zeigen, ist der
Anstieg des Pedalmoments bei der vorbekannten Ausrückvorrichtung sehr viel größer
als bei der erfindungsgemäßen Ausrückvorrichtung; das maximale Pedalmoment der vorbekannten
Ausrückvorrichtung liegt um einen beträchtlichen Wert über dem der erfindungsgemäßen
Ausrückvorrichtung.
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Es ist wichtig, daß im ersten Bereich der Ausrückbewegung des
Kupplungspedals die Druckplatte auf die Pedalbewegung nicht so empfindlich reagiert,
so daß die Ausrückbewegung in diesem Bereich besser kontrollierbar als in
der zweiten Hälfte der Ausrückbewegung ist. Zu diesem Zweck ist der Hebelarm r der
Rückstellkraft R derart angeordnet, daß eine bestimmte Bewegung des mehrarmigen
Hebels im ersten Bereich der Ausrückbewegung des Kupplungspedals eine kleinere Längsbewegung
der Schubstange in Richtung der Schubstange hervorruft als im letzten Abschnitt
der Ausrückbewegung. Dies rührt daher, daß die Wirkungslinie der Rückstellkraft
B sich während der Ausrückbewegung des mehrarmigen Hebels in eine Stellung
bewegt, in der sie die Kreis-
bahn des Anlenkpunkts der Schubstange
am Hebel tangiert.
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Die Verwendung einer einstückigen Platte für den mehrarmigen Hebel
schafft die Möglichkeit, daß beispielsweise durch einen einfachen Stanzvorgang,
bei dem aus einem Blechteil die als Hebel dienende Platte gestanzt wird, sich die
Hebelarme der verschiedenen am Hebel angreifenden Kräfte sehr genau herstellen lassen.
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Bei dem in F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der mehrarmige
Hebel aus einem aus Blech gestanzten Bauteil S163, das mit eingeprägten,
gekrümmten Sitzflächen zur Aufnahme von suft- oaer kugelförmigen Gelenkteilen versehen
ist. Der Hebel, der im wesentlichen becherförmig ausgebildet ist, weist eine Umfangslippe
und einen Hauptabschnitt S165 auf, auf dessen gegenüberliegenden Seiten die erwähnten
Sitzflächen gebildet sind. Der Arm ist auf einem Bügel S166 schwenkbar gelagert,
der am Gehäuse befestigt ist. Der Bügel weist einen ebenen Abschnitt S167
mit . einem rechtwinklig dazu verlaufenden Flansch S168, einen nach auhen
ragenden Abschnitt S169, an dem das Anschlußteil S96 des Bowdenzuges D-1
befestigt ist, und eine nach unten ragende Lippe S170, an der ein flacher
Stift S171
befestigt ist, auf. Der Stift S171 besitzt ein abgerundetes Ende
S171 a, das in Art eines Kugelgelenks in eine auf der linken Seite des mehrarmigen
Hebels gebildete Sitzfläche S171b greift. Der Stift bildet die Schwenkachse für
den mehrarmigen Hebel.
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Der Bowdenzug D-1 ist an dem mehrarmigen Hebel in der Weise angelenkt,
daß sein Seil S91, das sich durch eine kleine Öffnung S172 am oberen Ende des Hebels
erstreckt, mittels einer an seinem Ende befestigten Kugel S173 in eine auf der rechten
Seite des mehrarmigen Hebels gebildete Sitzfläche S174 greift. Die Schubstange ist
mit dem mehrarmigen Hebel mittels eines abgerundeten Abschnitts S175 verbunden,
der in eine auf der rechten Seite des Hebels gebildete, zwischen dem Anlenkpunkt
des Bowdenzugs D-1 und der Schwenkachse S171 angeordnete Sitzfläche greift.
Die Feder S105 ist am unteren Ende des mehrarmigen Hebels angelenkt, und zwar mittels
.eines Stiftes S177, der sich quer zum Hebel erstreckt und in einer
bogenförmigen Ausnehmung S178 sitzt und an dem das Federende S105a mit einem
flachen Abschnitt S1056 eingehakt ist.
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In F i g. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines mehrarmigen
Hebels dargestellt. Der mehrarmige Hebel besteht wie im Ausführungsbeispiel nach
der F i g. 3 aus einer im wesentlichen ebenen Platte T82, die auf einem Verankerungsteil
T70 schwenkbar gelagert ist. Die in F i g. 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet
sich jedoch von der Ausführungsform nach F i g. 3 in der Geometrie der Anlenkpunkte
des Bowdenzuges D-1, der Kupplungsfeder C und des Anschlußteils T111 der
Druckplatte. Die Kupplungsfeder C greift am unteren Ende des Hebels T82 derart an,
daß die Federkraft im wesentlichen nach rechts (in F i g. 6) gerichtet ist. Der
Bowdenzug D-1 ist bezüglich des Hebels T82 derart angeordnet, daß die Wirkungslinie
der Pedalkraft im wesentlichen rechtwinklig zur Wirkungslinie der Kraft der Kupplungsfeder
verläuft. Die von der federnden Abstützung der Reibringe ausgeübte Rückstellkraft
greift über die verstellbare Schubstange TIII an dem Hebel T82 an. Die Verbindung
der Schubstange mit dem Hebel erfolgt über ein Gabelstück T191, das einstückig
an einem Gewindeabschnitt T192 angeformt ist. Die Schubstange sitzt gelenkig in
einer schlitzförmigen Sitzfläche T193 am Rand des Hebels T82. Diese Anordnung hat
den Vorteil, daß die Schubstange einfach ausgebaut werden kann, indem das
Betätigungselement T48 der Kupplung nach rechts gedrückt und das Gabelstück
aus der schlitzförmigen Sitzfläche herausgenommen wird.
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In F i g. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
bei dem das Anschlußteil der Druckplatte aus einer Rolle V195 besteht, die mit einer
auf dem Betätigungselement der Kupplung gebildeten Nockenfläche V197 zusammenwirkt.
Die Geometrie der an dem mehrarmigen Hebel V82 angreifenden Kräfte ist im wesentlichen
genau so wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 3. Die Rolle V195 ist an
einem Abschnitt V196 des Hebels V82 derart drehbar angebracht, daß der Hebelarm
r der über die Nockenfläche V197 an der Rolle V195
angreifenden Reaktionskraft
bei zunehmender Aus-. rückbewegung der Kupplung größer wird.