DE1475308C3 - Federbelastete Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine federbelastete Reibungskupplung mit mindestens einem Hebel, der in einem Lager eines Antriebsteiles schwenkbar gelagert und mit einer axial verschiebbaren Druckplatte verbunden ist, die mit einer ein Abtriebsteil bildenden und einen Kupplungsbelag tragenden Kupplungsscheibe zusammenarbeitet, wobei bei Verschiebung des Hebels in der einen Richtung die Druckplatte und die Kupplungsscheibe außer Eingriff gebracht werden und wobei ferner mindestens eine Druckfeder zwischen dem Hebel und dem Antriebsteil angeordnet ist, die über ein Gelenklager mit ihrem einen Ende auf den Hebel einwirkt, ihn in entgegengesetzte Richtung drückt und hierbei die Druckplatte und die Kupplungsscheibe in kraftschlüssigen Eingriff bringt.

Es ist eine federbelastete Reibungskupplung bekannt (USA.-Patentschrift 2 727 612), bei der mehrere in Umfangsrichtung-verteilte Hebel vorgesehen sind, die in einem Lager eines Antriebsteiles schwenkbar gelagert und mit einer axial verschiebbaren Druckplatte verbunden sind. Die Druckplatte arbeitet hierbei mit einer ein Abtriebsteil bildenden und einen Kupplungsbelag tragenden Kupplungsscheibe zusammen. Bei Verschiebung des Hebels in der einen Richtung wird die Druckplatte und die Kupplungsscheibe außer Eingriff gebracht. Ein kraftschlüssiger Eingriff zwischen Druckplatte und Kupplungsscheibe findet hingegen dann statt, wenn die Hebel durch zugeordnete Druckfedern in die entgegengesetzte Richtung gedrückt werden. Die Druckfedern sind hierbei zwischen den Hebeln und dem Antriebsteil angeordnet.

Ein Nachteil der vorgenannten bekannten Kupplung besteht nun darin, daß sich bei einer Abnützung

ίο der Kupplungsbeläge der wirksame Federhebelarm verkleinert, was zur Folge hat, daß sich die Federvorspannkraft verringert. Dies bedeutet eine entsprechende Verringerung des durch die Kupplung übertragbaren Drehmomentes.

Ausgehend hiervon liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil abzuhelfen und eine verbesserte Reibungskupplung in Vorschlag zu bringen, die eine automatische Kompensation und Nachstellung aufweist, wodurch die durch die Abnut-

ao zung des Kupplungsbelages bedingte Reduzierung der Federvorspannkraft ausgeglichen wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gelenklager auf einer Geraden auf einem Aktionspunkt zwischen einem Reaktionspunkt im Bereich des anderen Federendes und einem Punkt liegt, in dem diese Gerade eine durch das Lager gehende weitere Gerade senkrecht schneidet, so daß sich der wirksame Hebelarm zwischen dem Aktionspunkt und dem Lager vergrößert, wenn der Hebel in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird.

Wie ohne weiteres ersichtlich, ergibt sich somit bei der erfindungsgemäßen Reibungskupplung eine automatische Nachstellung und Kompensierung bei einer Abnutzung des Kupplungsbelages, denn die hierdurch bedingte Reduzierung, der Federvorspannkraft wird durch eine entsprechende Vergrößerung des wirksamen Hebelarmes der Druckfedern ausgeglichen. Außerdem wird erfindungsgemäß noch zusätzlich der Vorteil erzielt, daß zum Ausrücken, d. h. zum Lösen der Kupplung, eine relativ geringe Kraft nur erforderlich ist, denn bei einer Verschiebung des Betätigungshebels zum Ausrücken der Kupplung verringert sich der wirksame Hebelarm der Federn. Die erfindungsgemäße Reibungskupplung ist somit bezüglich des wirksamen Hebelarmes der Druckfedern sowohl bei einer Kupplungsbelagabnutzung als auch beim Ausrücken prinzipiell unterschiedlich im Vergleich zu der vorgenannten bekannten Kupplung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Gelenklager aus einem kegelförmigen Aufsatz am Hebel und einem hiermit zusammenarbeitenden Federteller mit kegelförmiger Vertiefung. Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung des Gelenklagers zwecks Verschwen-

kung bzw. Änderung der Wirkungslinie der Druckfeder erreicht. Außerdem ergibt sich der Vorteil einer besonders reibungsarmen Abstützung der Druckfedern an den zugeordneten Hebeln.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles; welches in der Zeichnung schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ansicht der Rückseite der Kupplung, wobei bestimmte Teile der Einfachheit halber weggelassen und andere Teile aufgebrochen sind,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine Teilansicht im Schnitt längs der Linie

2-2 in F i g. 1, in welcher gewisse Teile zwecks besserer Übersichtlichkeit weggelassen sind und in welcher andere Teile der Kupplung in der Einrückstellung bei stark abgenutzter Reibscheibe dargestellt sind,

Fig. 4 eine Fig. 3 ähnelnde Teilansicht mit der Deutlichkeit halber weggelassenen Teilen, während sich andere Teile der Kupplung in Ausrückstellung befinden, und

Fig. 5 eine Teilansicht im Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 mit der Deutlichkeit halber weggelassenen Teilen, welche den Ausrückhebel und die Andruckplatte in drei verschiedenen Arbeitsstellungen veranschaulicht.

Gemäß den F i g. 1 und 2, in welchen eine Kupplung in eingerücktem Zustand und bei nicht abgenutzten Reibscheiben dargestellt ist, weist ein allgemein mit 10 bezeichnetes Abtriebsglied eine mit Innenkeilverzahnung versehene Nabe 12, die in Antriebsverbindung mit einer nicht dargestellten keilverzahnten Welle gebracht werden kann, sowie eine radial von der Nabe 12 abgehende und mit dieser antriebsmäßig verbundene Scheibe 14 auf. Die Scheibe 14 trägt zwei ringförmige Reibflächen bzw. Reibbeläge 16, die einander gegenüberliegend an jeweils einer Axialseite der Scheibe auf passende Weise befestigt sind und radial auswärts Abstand von der Nabe 12 besitzen.

Ein allgemein mit 18 bezeichnetes Antriebsglied ist um eine Achse 20 relativ zum Abtriebsglied 10 drehfähig gelagert und weist ein durch eine nicht dargestellte Antriebsquelle angetriebenes Schwungrad 22, ein Gegendruckmittel bzw. Stützplatte 24, die mit Hilfe mehrerer Schrauben 26 fest mit dem Schwungrad 22 verschraubt ist, und eine Kupplungsdruckplatte bzw. Andruckplatte 28 auf. Die Andruckplatte 28 ist in Axialrichtung relativ zum Schwungrad 22 und zur Stützplatte 24 bewegbar und weist mehrere rückwärts abstehende, in Umfangsrichtung auf Abstände verteilte Treib- bzw. Mitnehmerlappen 30 auf, die in der Stützplatte 24 vorgesehene Öffnungen 32 durchsetzen. Die Andruckplatte 28 wird auf herkömmliche Weise über die in Antriebsberührung mit den Seitenkanten 34 der in der Stützplatte vorgesehenen Öffnungen 32 stehenden Ansätze bzw. Lappen 30 durch die Stützplatte 24 angetrieben. .

Die Lappen 30 stellen jeweils einen aus demselben Materialstück bestehenden Teil der Andruckplatte 28 dar und sind jeweils mit einer allgemein mit 36 bezeichneten Einstellschraube versehen, die in eine im Lappen vorgesehene Axialbohrung 38 eingeschraubt ist. Am Schaft jeder Schraube 36 ist je eine Kontermutter 40 und eine Scheibe 41 vorgesehen, um die Schraube festzulegen und somit ein von Hand einstellbares Mittel zu bilden, mit welchem die Axialstellung der Andruckplatte 28 auf herkömmliche Weise anfänglich eingestellt werden kann.

Zur axialen Verlagerung der Andruckplatte 28 in und außer Eingriff mit dem Abtriebsglied 10 ist eine Einrichtung vorgesehen, die vom Antriebsglied 18 getragen wird und mehrere Ausrückhebel 42 umfaßt, die jeweils eine' radiale Längsachse aufweisen, radial zur Andruckplatte 28 angeordnet sind und jeweils auf einem Schwenkzapfen 44 verschwenkbar gelagert sind. Die Schwenkzapfen 44 bilden Sehnen der Stützplatte, sind jeweils an ihren beiden Enden in der Stützplatte 24 vorgesehene Öffnungen 46 eingesetzt und mit Hilfe von an ihren Enden außerhalb der Öffnungen ausgebildeten Flanschen 48 in diesen Öffnungen befestigt und durchsetzen Abstand voneinander besitzende Öffnungen 49 im jeweiligen Ausrückhebel 42, so daß letztere schwenkfähig an der Stützplatte angelenkt sind.

Eine allgemein mit 50 bezeichnete Federklammer dient zur federnden Verbindung des Kopfes 37 der zugeordneten Schraube 36 mit dem hakenförmigen Außenende 52 des zugeordneten Ausrückhebels 42. Jede Federklammer 50 weist einen den Kopf 37 der Schraube 36 untergreifenden Abschnitt 51 sowie einen zweiten Abschnitt 53 auf, der sich axial von der Schraube wegerstreckt und, wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist, über das Außenende 52 des Ausrückhebels 42 herumgehakt ist.

Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Ausrückhebel 42 um die Schwenkzapfen 44 herum zu verschwenken, so daß das Ende 52 des betreffenden Hebels 42 gemäß F i g. 2 beim Verschwenken des Hebels im Uhrzeigersinn um den Zapfen 44 gegen die Fläche des Kopfs 37 der Schraube 36 drückt und die Andruckplatte 28 nach links in Eingriff mit dem Abtriebsglied 10 drängt. Wenn der Hebel 42 um den Zapfen 44 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, zieht das Hebelende 52 infolge seiner Verbindung mit der Schraube 36 über die Federklammer 50 die Andruckplatte 28 nach rechts und verlagert diese somit in die vom Abtriebsglied 10 getrennte Ausrückstellung.

Genauer gesagt, erstreckt sich jeder Ausrückhebel 42 vom betreffenden Schwenkzapfen 44 radial einwärts und läuft in einem radialen inneren Ende 56 aus, das an seiner rechten Seite mit dem üblichen Ausrücklager in Berührung zu gelangen vermag und durch dieses entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt werden kann.

Zwischen dem Innenende 56 und dem Schwenkzapfen 44 jedes Ausrückhebels 42 stützen sich zwei Druckfedern 54 betrieblich an ihm ab und drängen ihn um den Schwenkzapfen 44 im Uhrzeigersinn, so daß die Federn die Andruckplatte 28 über die zusammenwirkenden Hebel 42 gegen das Abtriebsglied 10 drängen.

Die Stützplatte 24 weist mehrere in Umfangsrichtung auf Abstände verteilte und längliche Öffnungen 57 auf, von denen jede einen allgemein mit 58 bezeichneten Andrucksitz aufnimmt, welcher eine sich über seinen ganzen Umfang erstreckende Schulter 59, die gemäß Fig. 2 an der rechten Seite der Stützplatte 24 an der Öffnung 57 anstößt, sowie eine Basis bzw. Boden 61 aufweist, welche die Öffnung 57 nach links durchsetzt und unter einem Winkel zur Stützplatte 24 angeordnet ist. Die Basis 61 ist mit zwei im wesentlichen nach rechts von ihr abstehenden Ringflanschen 63 versehen, deren Außendurchmesser jeweils kleiner ist als der Innendurchmesser der Federn 54 und die sich jeweils in die zugeordnete Feder hineinerstrekken. An jeder Basis 61 sind jeweils zwei zu beiden Seiten jedes Flansches 63 angeordnete Vorsprünge 60 vorgesehen, die sich in Richtung des Durchmessers des betreffenden Flansches 63 und parallel zum Schwenkzapfen 44 gegenüberliegen, konkav aus der Basis 61 ausgebildet sind und sich im wesentlichen in Richtung auf die Rückseite der Stützplatte 24 erstrecken.

Die beiden Druckfedern 54 jedes Ausrückhebels erstrecken sich mit ihren Andruckenden 62 jeweils in einen Andrucksitz 58 hinein und liegen an den Vorsprüngen 60 an, wobei sie sich in geringem Ausmaß radial relativ zur Achse 20 frei um diese Vorsprünge

zu verschwenken vermögen.

Das Wirkende 66 jeder Feder 54 nimmt einen allgemein mit 64 bezeichneten Federsitz auf, der im wesentlichen die Form eines Kegels mit abgerundeter Spitze besitzt, sich konvex zur Feder 54 in diese hineinerstreckt und einen aus demselben Materialstück bestehenden Umfangs-Schulterflansch 68 aufweist, welcher die rechte Seite des Wirkendes 66 der Feder 54 übergreift und an diesem Ende anliegt.

Jeder Ausrückhebel 42 weist zwei im wesentlichen dreieckige, einstückig mit ihm ausgebildete Vorsprünge 70 mit abgerundeter Spitze auf, die im wesentlichen nach links von ihm abstehen, in verschwenkbarer Berührung mit jeweils einem Federsitz 64 stehen und zusammen mit letzterem ein Ausgleichmittel in Form eines Schwenklagers 72 bilden. Die von jedem Vorsprung 70 festgelegte Ebene steht senkrecht zum betreffenden Schwenkzapfen 44.

Der Abstand des Schwenklagers 72 vom Schwenkzapfen 44 ist größer als der Abstand zwischen letzterem und der Oberfläche des Schraubenkopfes 37, an welchem sich das Außenende 52 des betreffenden Ausrückhebels 42 abstützt. Hierdurch sowie durch die gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn wirkende, durch die Federn 54 auf den Hebel 42 ausgeübte Kraft ergibt sich ein mechanischer Vorteil gegenüber den durch die Andruckplatte 28 entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Hebel 42 ausgeübten Abstützbelastungen. Außerdem wird auch beim Ausrücken der Kupplung ein merklicher mechanischer Vorteil geboten, da sich das Schwenklager 72 näher am Schwenkzapfen 44 befindet als das radiale Innenende 56 des mit dem Ausrücklager in Berührung gelangenden Ausrückhebels 42.

In Fig. 3 ist die Kupplung in Einrückstellung dargestellt, nachdem an den Reibflächen 16a des Abtriebsglieds 10 bereits beträchtlicher Verschleiß aufgetreten ist. Um in Andruckberührung mit dem Abtriebsglied zu gelangen, mußte sich die Andruckplatte 28 in Axialrichtung weiter von der Stützplatte 24 gegen das Schwungrad 22 verlagern; diese Bewegung wurde durch eine Ausdehnung der Federn 54 und ein im Uhrzeigersinn erfolgendes weiteres Verschwenken des Ausrückhebels 42 um seinen Schwenkzapfen 44 aus der in Fi g. 2 bei A angedeuteten Einrückstellung bei nicht abgenutzter Kupplung in die in Fig. 3 bei B angedeutete Stellung hervorgebracht, wobei sich die Feder 54 radial in Richtung auf die Achse 20 verschwenkt hat.

In Fi g. 4 ist die Kupplung in ihrer Ausrückstellung dargestellt, in welcher die Andruckplatte 28 axial gegen die Stützplatte 24 und vom Abtriebsglied 10 sowie vom Schwungrad 22 weg verlagert worden ist. Diese Bewegung wird dadurch hervorgebracht, daß das nicht dargestellte Ausrücklager gegen die radialen Innenenden der Ausrückhebel 42 drückt und diese Hebel entgegen dem Uhrzeigersinn um ihren jeweiligen Schwenkzapfen 44 aus der Stellung A oder B in die bei C angedeutete.Stellung verschwenkt. Bei dieser Bewegung drückt der Ausrückhebel 42 die Feder 54 zusammen und letztere verschwenkt sich in Radialrichtung von der Achse 20 weg.

In Fig. 5, in welcher der Hebel 42 in seinen drei vorstehend beschriebenen Stellungen A, B und C veranschaulicht ist, sind drei Linien vom Ansatz 60 des Andrucksitzes 58 durch das Schwenklager 72 gezogen. Die Linie D verläuft durch das Schwenklager 72, wenn sich der Hebel in seiner »Verschleiße-Stellung B befindet, die Linie E schneidet das Schwenklager bei in Einrückstellung A mit nicht abgenutzten Belägen stehendem Ausrückhebel, während die Linie F bei in der mit C bezeichneten Ausrückstellung

S stehendem Hebel durch das Schwenklager 72 gezogen ist. Diese Linien D, E und F entsprechen außerdem der Aphse der Feder 54 bei ihrer radialen Verschwenkbewegung um die Ansätze 60, wenn der Ausrückhebel 42 um den Schwenkzapfen 14 verschwenkt

ίο wird.

Durch den Mittelpunkt des Schwenkzapfens 44 sind entsprechende, parallel zu den Linien D, E und F verlaufende Linien G, H bzw. J bezogen; der Abstand zwischen den parallelen Linien D-G, E-H und F-J ist durch die Linien K, L bzw. M angedeutet und entspricht dem effektiven Abstand vom Schwenkzapfen 44 zu dem Punkt, an welchem die Kraft der Feder 54 am Hebel 42 angreift.

Beim Ausdehnen und Zusammendrücken der Druckfeder 54 während des Ein- bzw. Ausrückens der Kupplung werden der Federsitz 64 und der Vorsprung 70 veranlaßt, miteinander zusammenzuwirken, so daß sich die Feder in Radialrichtung etwas um dem Ansatz 60 verschwenkt und dabei die Angriffsrichtung der von ihr ausgeübten Federkraft ändert, während sich das Schwenklager 72 längs eines Bogens 74 relativ zum Schwenkzapfen 44 verlagert. Bei der Schwenkbewegung des Hebels 42 im Uhrzeigersinn wird der effektive Abstand zwischen dem Schwenkzapfen 44 und dem Punkt, an welchem die Kraft der Feder 54 am Hebel 42 angreift, vergrößert, so daß der Abstand K gemäß Fig. 5 größer ist als der Abstand L, der seinerseits größer ist als der Abstand M.
Der effektive Abstand zwischen dem Außenende 52 des Hebels 42, mit welchem sich der Hebel an der Fläche des Schraubenkopfs 37 abstützt, und dem Schwenkzapfen 44 bleibt praktisch konstant, da die Gegenkraft der Andruckplatte 28 stets in derselben Richtung wirkt und sich das Außenende des Hebels über einen Kreisbogen von wesentlich kleinerem Radius bewegt als demjenigen des Bogens 74, so daß der mechanische Vorteil der Feder 54 entsprechend der Verschwenkstellung des Hebels 42 und der entsprechenden Stellung der Feder 54 geändert wird.

Wenn sich also der Hebel 42 im Uhrzeigersinn aus der Stellung C in die Stellung B verschwenkt, wird der mechanische Vorteil der Kraft der Feder 54 gegenüber der Gegenkraft der Andruckplatte 28 erhöht.

Bei sich abnutzenden Reibungsflächen 16 muß sich der Ausrückhebel 42 weiter im Uhrzeigersinn verschwenken, um die Andruckplatte 28 mit der Scheibe 14 in Berührung zu bringen, wobei sich die Feder 54 weiter ausdehnen muß und einen Verlust an Druckkraft erleidet. Als Ausgleich für diese verringerte Druckwirkung wird der mechanische Vorteil der Feder 54 durch die Vergrößerung des Abstands vom Schwenklager 72 zum Schwenkzapfen 44 erhöht. Durch Auswahl entsprechender Abmessungen und Federn kann.diese Anordnung so ausgelegt werden, daß der Ausgleichfaktor dem Verlust an Druckwirkung der Federn 54 unmittelbar proportional ist, so daß der Einrückdruck zwischen dem Abtriebsglied 10 und dem Antriebsglied 18 während der gesamten Betriebslebensdauer der Reibflächen bzw. Reibbeläge 16 praktisch gleichmäßig bleibt.

Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß weniger Kraft zum Aus-

rücken der Kupplung erforderlich ist, da der effektive Abstand zwischen dem Schwenkpunkt 72 und dem Schwenkzapfen 44 beim Zusammendrücken der Federn 54 verkleinert wird, während sich der Abstand zwischen dem radialen Innenende 56 und dem Schwenkzapfen 44 in wesentlich langsamerem Ausmaß ändert, da die Bewegung des Ausrücklagers stets in derselben Richtung erfolgt. Hierdurch wird ein weiterer mechanischer Vorteil für das Ausrücken der Kupplung gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Federbelastete Reibungskupplung mit mindestens einem Hebel, der in einem Lager eines Antriebsteiles schwenkbar gelagert und mit einer axial verschiebbaren Druckplatte verbunden ist, die mit einer ein Abtriebsteil bildenden und einen Kupplungsbelag tragenden Kupplungsscheibe zusammenarbeitet, wobei bei Verschiebung des Hebels in der einen Richtung die Druckplatte und die Kupplungsscheibe außer Eingriff gebracht werden und wobei ferner mindestens eine Druckfeder zwischen dem Hebel und dem Antriebsteil angeordnet ist, die über ein Gelenklager mit ihrem einen Ende auf den Hebel einwirkt, ihn in entgegengesetzte Richtung drückt und hierbei die Druckplatte und die Kupplungsscheibe in kraftschlüssigen Eingriff bringt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenklager (64, 70) auf einer Geraden auf einem Aktionspunkt (72) zwischen einem Reaktionspunkt (60) im Bereich des anderen Federendes (62) und einem Punkt liegt, in dem diese Gerade eine durch das Lager (74) gehende weitere Gerade senkrecht schneidet, so daß sich der wirksame Hebelarm zwischen dem Aktionspunkt und dem Lager vergrößert, wenn der Hebel (42) in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird.

2. Federbelastete Reibungskupplung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenklager (64, 70) aus einem kegelförmigen Aufsatz (70) am Hebel (42) und einem hiermit zusammenarbeitenden Federteller (64) mit kegelförmiger Vertiefung besteht.