DE1625808A1

DE1625808A1 - Schaltvorrichtung fuer Membrankupplung

Info

Publication number: DE1625808A1
Application number: DE19671625808
Authority: DE
Inventors: Jean Maurice
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1966-11-17
Filing date: 1967-10-30
Publication date: 1972-04-13
Also published as: GB1197320A; FR1507307A

Description

"Schaltvorrichtung für Membrankupplung" Priorität: 17. November 1966 - FRANKREICH

Di© Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für eine Meatbrankuppiung, welch letztere eine Membran aufweist, die durch einen Federring gebildet wird,, welcher neigbar angeordnet ist und einerseits einen zusammenhängenden Umfangsteil aufweist_D der sich wie eine Tellerfeder verhalt» weiche zwischen einen sich drehenden, axial feststehenden Teil und einer Einspann« bzw» Preßplatte wirkt_e welch letztere drehbar und axial verschiebbar ist _B und anderen» seitas einen mit Schlitzen versehenen Mittelteile welche ScHitze eine Reihe Finger begrenzen_Ρ die für das Zusamaenvfirke« mit einsm .Ausrückanschlag bestimmt sind_£. derart_p daß wenw der letztere nicht auf die Finger einwirkt, der Umfangsteil der Membran die Preßplatte elastisch andrückt_p

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so daß die Kupplung eingerückt ist, während wenn der Anschlag auf die erwähnten Finge? wirkt„ die Membran geneigt wird, so daß die elastische Wirkung auf die Einspannplatte aufhört und die Kupplung daher ausgerückt wird.

Die Federkennlinie von Tellerfedern ist nicht so einfach wie beispielsweise diejenige von Schraubenfedern und der Kraft-Weg-Verlauf ist dann nicht mehr ständig zunehmend, sondern stellt eise Sinuskurve dar. Das elastische System einer Menbrankupplung kann daher zu Schwierigkeiten und insbesondere zu einer Instabilität führen.

Zur Beseitigung dieses Nachteils wurde bereits vorgeschlagen, die Elastizität der die Kupplung bildenden Teile zu erhöhen, beispielsweise der Reibscheibe, des Deckels usw. oder des Schaltgestänges der Kupplung, oder auch ein elastisches Hilfssystera in Reihenschaltung mit der Membran anzuordnen, jedoch haben sich diese Hilfsmittel nicht als völlig zufriedenstellend erwiesen und sind nicht inter in wirksamer Weise anwendbar, insbesondere wenn das Ausrücken der Kupplung hydraulisch geschieht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltvorrichtung für eine Membrankupplung, die von den erwähnten Nachteilen frei ist und bei einer sehr einfachen Bnuform unter allen

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Bedingungen eine stabile Wirkungsweise ermöglicht.

Erfindungsgemäß weist die Schaltvorrichtung eine Betätigungseinrichtung auf, die der Wirkung eines Bedienungsorgans unterliegt und die parallel einerseits auf den Ausrüeksnschlag und sndereraeits auf elastische Koirrekturorgane wirkt _t welche mit einen festen Punkt verbunden sind und welche so susgebildet und/oder angeordnet sind, daß sie zur Wirkung haben, nicht nur die Rückführung der Betätigungseinrichtung, »nn das Bedienungsorgan unwirksam ist» sondern auch infolge einer Kraft, die ausreichend hoch zumindest am Ende des Ausrückhubes vorgesehen ist - beispielsweise mehrere Io kg das Hereinbringen einer Korrektur der Federkennlinie in der Weise, daß, wenn der Anschlag im Ausrücksinn verschoben wird,, die Veränderung der für dieses Verschieben aufgewendeten Kraft eine ständig zunehmende Funktion des Weges bzw« Hubes des Anschlags ist· Infolge dieser Anordnung erhält man eine Folge von stabilen Gleichgewichtszuständen» die für den Betrieb günstig sind, sowohl während der Ausrückvorgänge a Is auch während der Vorgänge beim Wiedereinrücken.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die elastischen Korrekturorgane eine veränderliche Steifigkeit, vor allem eine grössere Steifigkeit am Ende des Ausrückhubes als an dessen Anfsng, auf., Bei einer solchen Anordnung wird

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insbesondere der Verlauf der Veränderung der Ausrückkraft in der instabilen Anwendungszone der Membran verändert«

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die elastischen Korrekturorgane₉ welche erst gegen Ende des Ausrückhubes in Wirkung treten, vorteilhaft mit an sich bekannten Rück«· Stellorganen von geringer Kraft verbunden_t welche eine Rückführung über die volle Länge des Ausrtickhubes ermöglichen.

Bei einer anderen Ausführungsform wirken die elastischen Korrekturorgane während des ganzen Ausrückhubes, haben jedoch eine veränderliche Steifigkeit₉ die am Ende des Hubes stärker als zu Beginn des Ausrückhubes ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Bedienungsorgan eine hydraulische Kammer auf, die durch einen Kolben in einem Zylinder begrenzt wird, und die Betätigungseinrichtung besitzt eine Stange, die mit diesem Kolben und mit einer schwenkbaren Gabel verbunden ist, deren Enden mit dieser Stange und mit dem Ausrückanschlag zusammen« wirken.

Vorzugsweise wird das elastische Korrekturorgan durch eine Schraubenfeder gebildet_s die sich gegen einen festen Anschlag am Zylinder abstützt und sich im Ruhezustand von

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einer Abstützfläche des Kolbens um ein bestimmtes Spiel in Abstand befindet, welche Schraubenfeder die Stange umgibt und sich gegen die erwähnte Abstützfläche des Kolbens abstützen kann, wenn das bestimmte Spiel durchlaufen worden ist.

Das elastische Korrekturorgan kann ferner durch eine kegelige Schraubenfeder gebildet werden„ die zwischen dem Kolben und dem Zylinder angeordnet ist und am Hubende eine grössere Steifigkeit als zu Beginn des' Ausrückhubes besitzt.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht im Längsschnitt einer Membrankupplung' mit einer erfindungsgemässen Schaltvorrichtung;

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht einer Abänderungsform der Schaltvorrichtung;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, welche die Veränderungen der Kraft in Abhängigkeit vom Hub des Ausrückenschlags zeigt.

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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausftthrungsfom besitzt die Membrankupplung eine Gegendruckplatte Io, die axial fest· stehend ist und ein Schwungrad bildet, das alt einer Motorwelle 11 drehfest verbunden ist» Eine Anpreßplatte 12 ist axial verschiablich und mit der Platte Io durch geeignete, nicht dargestellte Mittel drehfest verbunden. Die Platten und 12 dienen dazu, zwischen sich eine Reibscheibe 13 einzuspannen, welche mit einer Abtriebswelle 14 gekuppelt ist. Bei 15 ist ein «it der Platte Io fest verbundener Deckel dargestellt.

Die Platte 12 wirkt mit einer Membran 16 zusammen, die durch einen Federring gebildet wird. Die Membran 16 ist auf dem Deckel IS mittels Bolzen 17 und Ringen 18 neigbar angeordnet .

Der Umfangsteil 19 der Membran 16 ist zusammenhängend und verhttlt sich wie «ine Tellerfeder, die zwischen den Teilen 15 und 12 wirkt, wlhrend der Mittelteil der Membran so geschlitzt ist, daß er elna Reihe von Fingern 2o aufweist, die für das Zusammenwirken Mit einem Ausrückanschlag 21 bestimmt sind.

Wenn der Anschlag 21 nicht auf die Pinger 2o wirkt, preßt der Umfangsteil 19 der Membran 16 die Platte 12 elastisch

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gegen die Platte Io„ so daß die Scheibe 13 eingespannt ist. Die Kupplung ist daher eingerückt.

Wenn der Anschlag 21 auf die Finger 2o₉ gesehen in Fig» I₉ nach links wiarkt, wird die Membran 16 rait Bezug auf den Deckel 15 geneigt, so daß die elastische Druckwirkung auf die Platte 12 aufhört, die Scheibe 13 freigegeben und dadurch die Kupplung ausgerückt wird.

Der Anschlag 21 wird durch eine Betätigungs« bzw* Obertrag«· ungseinrichtung betätigt, die eine Gabel 22 aufweist, welche bei 23 schwenkbar gelagert ist und der Wirkung eines Bedienungsorgans unterliegt, welches bei der dargestellten Ausführungsform durch eine hydraulische Kammer 24 gebildet wird.

Die Kameer 24, die «it einer ölzufuhrleitung 25 verbunden ist, wird durch einen Kolben 26 begrenzt, welcher in einen feststehenden Zylinder 27 gleitbar angeordnet istc Der Kolben 26 ist durch eine Stange 28 »it der Gabel 22 verbunden.

Wenn die Leitung 25 «it Drucköl beliefert wird, wird der Kolben 26, gesehen in Fig. 1, nach rechts verlagert, wobei er Ober die Stange 28 auf die Gabel 22 wirkt, die ihrer-

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seits den Anschlag 21_e gesehen in Fig. 1, nach links drückt, wodurch die Kupplung ausgerückt wird.

Es wird nunmehr auf die graphische Darstellung der Figo 3 Bezug genommen_s in weicher in der Abszisse Ox der Hub des Anschlages 21 aufgetragen ist, wobei der Koordinatennullpunkt 0 der noch eingerückten Stellung entspricht, jedoch der Anschlag auf die Finger 2o im Ausrücksinn einzuwirken beginnt, während in der Ordinate Oy die Kraft aufgetragen ist, die zum Verschieben des Anschlags 21 in Ausrücksinn aufgewendet wird.

Die strichpunktierte Kurve A ist die Kennlinie der Membran 16. Diese Kurve zeigt keinen ständigen Anstieg„ wie dies bei Schraubenfedern dar Fall ist, sondern einen sinusförmigen Verlauf„ wie dies bei Tellerfedern der Fall ist_o Mit B ist der Punkt bezeichnet, an welche» die Kurven A die Achse Oy schneidet„ während mit C der Punkt bezeichnet ist, an welchem sie die Achse Dz schneidet und der dem Ende des Ausrückhubes entspricht. Die Kurve A weist daher in ihrem nutzbaren Teil den Abschnitt BC auf, der absteigend ist.

Wenn der Aufbau streng genommen starr wäre, wür.de die den Ausrückvorgang darstellende Kurve durch einen vertikalen Abschnitt OB gebildet„ auf den der absteigende Abschnitt BC

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folgtο Da jedoch die Starrheit des Aufbaus nicht absolut ist und da ausserden die Reibscheibe 13 bis zu einen gewissen Grad kompressibel und dekompressibel ist, ist de? scharfe Winkel OB-BC ziemlich abgerundet und die darstellende Kurve ist OEC mit einen zwischanliegenden Maximum E. Der ansteigende Teil OE ermöglicht eine stabile Arbeitsweise» Durch den absteigenden Teil EC wird dagegen eine unstabile Arbeitsweise hereingebracht.

In der Tat entspricht, wenn nan zum Ausrücken öl von zunehmenden Druck in die Kameer 24 eintreten läßt_e der Ort der Gleichgewichtsstellungen der Menbran zuerst den verschiedenen Punkten des ansteigenden Astes OE der Kurve OEC. Dieser Ast verläuft von Punkt 0 bis zum Punkt E. Wenn von Punkt E ab der Druck etwas über denjenigen erhöht wird, der den Gleichgewicht bei E entspricht, gellt die Menbran ruckartig in die den Punkt C entsprechende Stellung über, was einen aechanisehen Stofi verursacht, wobei der Hub der Menbran auf die Abszisse OD begrenzt wird, was den Anschlag des Kolbens 26 bei 32 an festen Stopfen So entspricht. Das Ausrücken ist daher ruckartig. Wenn der Hub der Menbran nicht nechanisch begrenzt sein würde, würde nan bei E* die stabile Gleichgewichtsstellung wiederfinden, die einen Druck entspricht, der etwas höher als derjenige sat Punkt E ist.

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Diese Schwierigkeit tritt auch bei» Wiedereinrücken auf» Zum erneuten Einrücken wird in der Kammer 24 ein abnehmender Druck ausgeübt» Wenn dieser Druck einen Wert erreicht, der geringfügig, niedriger als derjenige ist, welcher am Punkt C die Belastung der Membran ausgleichen würde, wird ein ruckartiger Obergang zum Punkt C* erhalten. Das erneute Einrücken hat keine Progressivitat und geschieht unter schlechten Bedingungen _B

Erfindungsgemäß sind Mittel zur Vermeidung der vorerwähnten Schwierigkeiten vorgesehen, welche Mittel derart sind, daß die Kurve OEC in eine stlndig ansteigende Kurve OFG umgewandelt wird, doh. in eine Kurve₀ welche eine Folge von stabilen Gleichgewichtszuständen ergibt»

Erfindungsgemäß wirkt die Übertragung««- bzw« Betätigungsvorrichtung, welche den Kolben 26, «Sie Stange 28 und die Gabel 22 umfaßt, und dem Druck der Setätigungskamner 24 ausgesetzt ist, parallel einerseits auf den Anschlag 21 und andererseits auf elastische Mittel 29, die dem festen Punkt So zugeordnet sind»

Die elastischen Mittel 29 sind so gestaltet und/oder angeordnet, daß sie zur Wirkung haben, nicht nur die Rückführung der Einrichtung 26 ₉ 28, 22, wenn die Kammer 24 .entlastet wird, sondern auch infolge einer Kraft, die ausreichend hoch

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zumindest an Ende des Ausrilckhubes vorgesehen ist - beispielsweise mehrere Io kg - das Hereinbringen einer Korrektur der Federkennlinie derart, daß, wenn der Anschlag 21 im AusrUcksinn verschoben wird, die Veränderung der bei 26 für diese Verschiebung ausgeübten Kraft eine ständig zunehmende Funktion des Hubes des Anschlages 21 ist (Kurve OFG in Fig« 3).

Bei den in Fig. 1 dargestellten Beispiel werden die elastischen Korrekturmittel durch eine zylindrische Schraubenfeder 29 gebildete welche die Stange 28 uagibt und sich gegen einen Ringstopfec abstützt, welcher in das Ende des Zylinders 27 eingeschraubt ist und den festen Anschlag 3o bildet» Wenn in der Kammer 24 kein Druck herrscht und sich der Kolben 26 era Grund des Zylinders 27 befindet, befindet sich die Feder 29 la Kuhezustand_e in welches sie einen Abstand üb ein Spiel J von einer zu ihrer Aufnahme bestimmten Abstützfliehe 31 des Kolbens 26 hat.

Wenn die Kamer 24 progressiv unter Druck gesetzt wird, verlagert sich der Kolben 26, gesehen in Fig. 2, nach recht»_v wobei er die Gabel 22 betätigt. Während eines ersten,Teil· des Hubes des Kolbens 26, der dem Spiel J entspricht, tritt die Feder 29 nicht in Wirkung, jedoch wird sie während eines zweiten Teils dieses Hubes fortschreitend zusammengedrückt.

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In der graphischen Barsteilung der Fig, 3 ist in der Abszisse der Punkt H aufgetragen, von dem sb die Feder 29 zusammengedrückt wird» Der Punkt II trägt dem Spiel J und der möglichen Belastung (garde evesmelle) Rechnung. Die Kurve HK entspricht der Wirkung der Feder 29₀

Um die resultierende Kurve zu erhalten, muß die Ordinate jedes Punkt©s der Kurve OEC durch die entsprechende Ordinate der Kurve HK ergänzt worden» was die Kurve OFG ergibt» Da der Punkt F₁, de? dem Punkt H entspricht _p sich vor dem Maximum E befindet ρ u»d die Steifigkeit der elastischen Mittel 2S höher als der absolute Wert der Steifigkeit der Membran an jedem Punkt des Bogens FEC gewählt ist,* ist die Kurve OFG ständig ansteigend, wodurch die Stabilität der Arbeitsweise sichergestellt wird·

Wie dargestellt;, ist die Einrichtung 26, 28, 22 vorteilhaft mit einen zusatzlichen elastischen Rückführorgan 33 von geringer Kraft ausgerüstet» welches eine Rückführung über die volle Länge des Hubes ermöglicht. Die elastischen Korrekturmittel haben statt zuerst einen Widerstand Null und dann einen hohen Widerstand aufzuweisen, in ihrer Gesamtheit zuerst einen geringen und dann einen höheren Widerstand.

Wie dem auch sei, es läßt sich feststellen, daß die elastischen

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Korrekturmittel rait einer veränderlichen Steifigkeit wirken₀ die am finde des Ausrückhubes stärker eis zum Beginn des Ausrückhubes ist.

Bei der in Fig« 2 dargestellten Abänderungsform sind die Federn 29 und 33 durch eine kegelige Schraubenfeder 29a ersetzt, die über die volle Länge des Ausrückhubes wirksam ist und am Ende des Hubes eine höhere Steifigkeit als 2Un Beginn des Ausrückhubes aufweist« Als Kurven werden dann in Fig. 3 CKa anstelle von HK und OGa anstelle von OG erhalten.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt^ sondern kann verschiedene Abänderungen erfahren«

Es ist leicht verständlich, daß, da die Belastung beim Anschlag im wesentlichen konstant gehalten werden muß, die ■ erfiodungsgemässe Anordnung geeignet ist unabhängig von dem Abnutzungszustand der Reibscheibe im Falle der Fig. Das Gleiche gilt im Falle der Fig. 1 von dem Augenblick an, an welchem das Spiel J derart ist, daß der Punkt H sich vor der Abszisse des Punktes E um einen Betrag befindet, der zumindest gleich dem Wert der Belastung beim Anschlag ist.

Patentansprüche:

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Claims

ten t a η s ρ r ü c h__e_-I

1_D Schaltvorrichtung für Membrankupplung,, welch letztere eine Membran besitzt, die durch einen Federring gebildet wird, welcher neigbar angeordnet ist und einerseits einen zusammenhängenden Umfangsteil,, welcher sich wie eine Tellerfeder verhält und zwischen einem drehbaren jedoch axM feststehenden Teil und einer Anpreßplatte wirkt ρ die drehbar und axial verschieblich ist,, und andererseits einen Mittelteil aufweist,, der mit Schlitzen versehen ist, welche eine Reihe von Fingern begrenzen, die für das Zusammenwirken mit einem Ausrückanschlag bestimmt sind, derart, daß,» wenn dieser .ohne Wirkung auf die erwähnten Finger ist, der Umfangsteil der Membran elastisch gegen die Anpreßplatte drückt und das Einrücken der Kupplung herbeiführt, und daß, wenn der erwähnte Anschlag auf die Finger wirkt, die Membran geneigt wird, so daß die elastische Wirkung auf die Anpreßplatte^jauf*. hurt und die Kupplung ausgerückt wird» welche Schaltvorrichtung umfaßt eine Übertragung*- bzw. Betätigungsvorrichtung, die einem Bedienungsorgan unterliegt, da-

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dur.ch gekennzeichnet₈ daß die Übertragung*- bzw« Betätigungseinrichtung (26, 28 j, 22) parallel einerseits auf den erwähnten Anschlag (21) und andererseits auf elastische Mittel (29 bzw, 29a) wirkt, die einem festen Punkt (3o) zugeordnet sind und die so ausgebildet und/ oder angeordnet sind, daß sie zur Wirkung haben, nicht nur die Rückführung der erwähnten Einrichtung (26, 28, 22), wenn dss Bedienungsorgan unwirksam ist, sondern auch zumindest an Ende des Ausrückhubes das Hereinbringen einer elastischen Korrekturcharakteristik derart* daß wenn der* Anschlag ie Ausrücksinn verschobt« wird_p die Veränderung der für dieses Wrschieben aufgewendeten Kraft eise ständig zunehsaend© Funktion des Hubes des Anschlages ist,

Ζ» Verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausreichend vorgesehene Kraft der elastischen Korrekturmittel zumindest an Ende des Ausrückhubes etwa aehrere Io kg beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Korrekturmittel mit einer veränderlichen Steifigkeit vorgesehen sind«

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnete daß diese Steifigkeit am Ende des Ausrückhubes grosser als zu Beginn des Ausrückhubes ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnete daß die elastischen Korrekturmittel erst am Ende des Ausrückhubes in Wirkung treten.

6. Vorrichtung nach Anspruch l_p dadurch gekennzeichnet_s daß den elastischen Korrekturmitteln Rückführmittel von ge» ringer Kraft zugeordnet sind» welche eine Rückführung über die Lfinge des Ausrückhubes ermöglichen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungsorgan eine hydraulische Kammer aufweist, welche durch einen Kolben in einem Zylinder begrenzt wird₅ und die Obertragungs- bzw. Betätigungseinrichtung eine mit diesem Kolben verbundene Stange und eine schwenkbare Gabel aufweist, deren Enden mit der erwähnten Stange und mit dem Ausrü*-ckanschlag zusammenwirken_c

8. Vorrichtung nach Anspruch I₆ dadurch gekennzeichnet, daß

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die elastischen Korrekturmittel durch eine zylindrische Schraubenfeder gebildet werden_r die sich gegen einen festen Anschlag des Zylinders abstützt und sich von dem Kolben im Ruhezustand mit einem bestimmten Spiel in Abstand befindet.

9c Vorrichtung nach Anspruch 8_e dadurch gekennzeichnet,, daß die Schraubenfeder die Stenge umgibt und sich gegen eine Abstüfsfläche des Kolbens nach de» Durchlaufen des. erwähnten bestimmten Spiels abstützen kanne

• ,

lö. Vorrichtung nach Anspruch 8_P dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder kegelig ist und über die volle Lflnge des Ausrückhubes wirkt.

Far SOCIETB ANONYME FRANCAISE DU FERODO

FATMTANWXLTE < -UM». H. FINOOlDiPL-ING

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