DE19535712C1

DE19535712C1 - Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE19535712C1
Application number: DE19535712A
Authority: DE
Inventors: Michael Weiss; Reinhold Weidinger
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: GB2305698B; GB9619917D0; JP3010430B2; BR9603913A; FR2739160A1; FR2739160B1; JPH09112571A; US5758756A; GB2305698A8; GB2305698A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend
ein Kupplungsgehäuse, das an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit diesem an einer Drehachse umlaufen kann,
eine im Kupplungsgehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte,
eine Kupplungsscheibe zwischen Anpreßplatte und Schwungrad mit Reibbe lägen,
eine Membranfeder, die sich einerseits an der Anpreßplatte und andererseits am Kupplungsgehäuse abstützt und die Anpreßplatte in Richtung Schwung rad belastet zur Erzeugung einer Anpreßkraft (A),
ein auf die radial inneren Bereiche der Membranfeder einwirkendes Ausrück element eines Ausrücksystems,
eine Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reib beläge zur Erhaltung der Einbaulage der Membranfeder und der Anpreß kraft (A).

Eine Reibungskupplung der o. g. Bauart ist beispielsweise aus der DE 39 91 022 T1 bekannt. In dieser Schrift wird eine Membranfeder- Kupplung beschrieben, bei welcher ein zusätzliches Federelement vorgesehen ist, dessen Wirkung mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge einsetzt und dessen Federkraft der Federkraft der Membranfeder entgegengesetzt gerichtet ist. Auf diese Weise wird die bei einer Membranfeder typische Federkraftüberhöhung im Verschleißbereich gezielt derart beeinflußt, daß die von der Membranfeder ausgehende Anpreßkraft im wesentlichen gleichbleibend verläuft.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibungskupplung nach dem Stand der Technik dahingehend zu verbessern, daß die Ausrückkraft deutlich abgesenkt werden kann und eine Justierung der Reibungskupplung leicht durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Verwendung einer Membran- oder Tellerfeder zur Unterstützung der Lüftkraft mit vorzugsweise steil verlaufender Federkennlinie und durch das Anordnen von mindestens einem einstellbaren Anschlagelement, über welches die von der Membran- oder Tellerfeder ausgeübte Kraft in Höhe und/oder Verlauf festlegbar ist, ist es möglich, eine starke Absenkung der Betätigungskraft der Reibungskupplung herbeizuführen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Membran- oder Tellerfeder mit dem aufsteigenden Ast ihrer Federkennlinie den abfallenden Ast der Federkennlinie der Membranfeder kreuzt oder tangiert und so eine selbsttätige Einrückbewegung blockiert ist. Durch das einstellbare Anschlagelement ist es möglich, einerseits den Verlauf der Federkennlinie der Membran- oder Tellerfeder mit einer steilen Grundkennlinie zu versehen und andererseits die Kennlinie so weit beeinflussen zu können, daß sie einen Mindestabstand von der Kennlinie der Membranfeder nicht unterschreitet. Zudem können Streuungen der Kennlinien der Federn ausgeglichen werden.

Es wird weiter vorgeschlagen, daß das Anschlagelement an einem im wesentlichen festen bzw. axial festen Bauteil einstellbar angeordnet ist und in den Bewegungsraum der Membran- oder Tellerfeder hineinreicht. Dabei kann die Abstützung über das Anschlagelement federnd nachgiebig ausgebildet sein um den Übergang von der Grundkennlinie in die beeinflußte Kennlinie weich zu gestalten.

Bei einer Reibungskupplung, bei welcher die Membranfeder in einen mittleren Durchmesserbereich über Stützelemente am Kupplungsgehäuse gelagert ist zur Bildung eines Kippkreises, und die mit ihrem radial äußeren Bereich auf die Anpreßplatte einwirkt und nach radial innen mit Federzungen versehen ist zur Beaufschlagung durch ein Ausrücksystem wird vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder zwischen Membranfeder und Kupplungsgehäuse angeordnet ist und mit ihrem radial inneren Bereich, z. B. in Form von Federzungen, im eingerückten Zustand und zumindest über einen ersten Bereich des Ausrückweges auf die Federzungen radial zwischen Kippkreis und Angriffsbereich des Ausrücksystems einwirkt und in diesem Durchmesserbereich am Kupplungsgehäuse wenigstens ein einstellbares Anschlagelement angeordnet ist, welches die Membran- oder Tellerfeder in ihrem radial inneren Bereich in ihrer Axialkraftbeeinflussung in Richtung auf die Federzungen der Membranfeder zu begrenzen kann. Durch die vorgeschlagenen einstellbaren Anschlagelemente ist es möglich, die Wirkung der Membran- oder Tellerfeder im Bereich des ausgerückten Zustands der Reibungskupplung so zu beeinflussen, daß die Wirkung auf die Federzungen der Membranfeder stark abfallend ist bzw. komplett entfällt. Durch diese Maßnahme kann eine Feinabstimmung vorgenommen werden, bei welcher die Toleranzen sowohl der Membran- oder Tellerfeder als auch der Membranfeder berücksichtigt werden können. Es wird dadurch möglich, die ohnehin vorhandenen relativ großen Streuungen von Federn dieser Art mit geringem Aufwand auszugleichen.

Dabei ist es natürlich möglich, im Umfangsbereich der Membran- oder Tellerfeder lediglich ein Anschlagelement vorzusehen, welches zur Korrektur des Federkraftverlaufes in den meisten Fällen ausreichend ist.

Dabei kann der Bereich des Kupplungsgehäuses, in welchem das Anschlagelement angeordnet ist, federlappenartig nachgiebig ausgebildet sein, wodurch der Übergang von der ursprünglichen Federkennlinie zu der durch das Anschlagelement beeinflußten fließend ist.

Das Anschlagelement kann dabei als aus dem Kupplungsgehäuse ausgebogener Lappen gebildet sein, der durch plastische Verformung gegenüber der Membran- oder Tellerfeder einstellbar ist. Eine solche Ausbildung ist besonders einfach im Hinblick auf Herstellung und Lagerhaltung.

Bei einer Reibungskupplung der in Rede stehenden Art wird vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder zwischen Membranfeder und Kupplungsgehäuse angeordnet ist und in ihrem radial äußeren Durchmesserbereich über eine Auflage an der Innenwand des Kupplungsgehäuses zumindest in einem zweiten Bereich des Ausrückweges anliegen kann und auf einem Durchmesser kleiner als entsprechend der Auflage zumindest ein einstellbares Anschlagelement angeordnet ist, über welches die Anlage der Membran- oder Tellerfeder -zu mindest in einem umfangsmäßig begrenzten Bereich und zumindest in einem ersten Bereich des Ausrückweges - auf einen kleineren Durchmesser abgesenkt werden kann. Durch dieses Anschlagelement kann während der Bewegung der Membran- oder Tellerfeder ein Anlagewechsel am Gehäuse vorgenommen werden, der den wirksamen Durchmesser der Membran- oder Tellerfeder verändert. Dadurch kann die Steilheit der Kennlinie beeinflußt werden, um eine Anpassung an die in der Reibungskupplung vorherrschenden Verhältnisse vornehmen zu können. Durch ein solches Anschlagelement ist vor allem die Steilheit der Kennlinie der Membran- oder Tellerfeder in einem ersten Bereich des Ausrückweges beeinflußbar zur Einstellung einer niedrigen Ausrückkraft.

Bei einer Reibungskupplung der in Rede stehenden Art wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder zwischen Membranfeder und Kupplungsgehäuse angeordnet ist und in ihrem mittleren Durchmesserbereich an einer umlaufenden Sicke des Gehäuses abgestützt ist und mit einem größeren Durchmesserbereich, vorzugsweise mit ihrem äußeren Durchmesserbereich, mit einem einstellbaren Anschlagelement zusammenwirkt, welches im Kupplungsgehäuse angeordnet ist. Durch die Anordnung eines solchen Anschlagelementes ist es möglich, den Auflagedurchmesser der Membran- oder Tellerfeder während des Ausrückvorganges von einem kleineren auf einen größeren Durchmesser heraufzusetzen, wodurch mit zunehmendem Ausrückweg eine flachere Federkennlinie erzielbar ist. Dabei kann zur Realisierung eines weichen Überganges zwischen Anschlagelement und Membran- oder Tellerfeder ein Federelement, vorzugsweise in Form einer Wellfeder, vorgesehen sein.

Es ist hier wie in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten in vielen Fällen ausreichend, am Umfang ein Anschlagelement vorzusehen, wodurch schon aus diesem Grund ein relativ weicher Übergang in der Federkennlinie erzielt werden kann. Es kann sicherlich auch Anwendungsfälle geben; bei denen am Umfang verteilt mehrere Anschlagelemente vorzusehen sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Membran- oder Tellerfeder - ausgehend vom äußeren Durchmesserbereich - wenigstens eine radial verlaufende Federzunge aufweist, welche einerseits im eingerückten Zustand der Reibungskupplung verhindert, daß die Membran- oder Tellerfeder umschnappt und welche andererseits in einem zweiten Bereich des Ausrückweges mit wenigstens einem im Kupplungsgehäuse angeordneten einstellbaren Anschlagelement zusammenwirkt. Durch diese Anordnung kann der Verlauf der Federkennlinie vor allem im Endbereich des Ausrückweges, abgeflacht werden, um mit Sicherheit eine Überschneidung mit der Kennlinie der Membranfeder zu vermeiden. Gleichzeitig wirkt diese Anordnung als Sicherheit gegen Überschnappen der Membran- oder Tellerfeder in eingerückten Zustand.

Bei einer Reibungskupplung, bei welcher die Membranfeder in ihrem radial äußeren Bereich am Kupplungsgehäuse und in einem mittleren Bereich an der Anpreßplatte abgestützt ist und nach radial innen mit Federzungen versehen ist zur Beaufschlagung durch ein Ausrücksystem wird vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses, die von der Membranfeder wegweist, angeordnet ist und mit radial nach innen weisenden Federzungen zumindest über einen ersten Bereich des Ausrückweges auf die Federzungen der Membranfeder einwirkt in einen Bereich zwischen der Abstützung an der Anpreßplatte und dem Angriffsbereich des Ausrücksystems und in diesem Durchmesserbereich am Kupplungsgehäuse wenigstens ein einstellbares Anschlagelement angeordnet ist, welches die Membran- oder Tellerfeder im Bereich der Federzungen ihre Axialkraftbeeinflussung in Richtung auf die Federzungen begrenzen kann. Bei dieser Konstruktion entsprechend einer sogenannten gezogenen Reibungskupplung ist es möglich, mit dem oder den einstellbaren Anschlagelementen die Membran- oder Tellerfeder im Endbereich des Ausrückweges derart zu beeinflussen, daß ihre Einwirkung auf die Membranfeder abnimmt und die Gefahr einer Überschneidung der Kennlinien beider Federn gebannt ist. Dadurch ist es möglich, eine relativ steile Federkennlinie der Membran- oder Tellerfeder zu realisieren, wodurch die Reibungskupplung bereits mit einer geringen Ausrückkraft betätigt werden kann.

Weiterhin wird bei einer Reibungskupplung der in Rede stehenden Art vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses, die von der Membranfeder wegweist, angeordnet ist und etwa im radial äußeren Durchmesserbereich über eine Auflage auf dem Kupplungsgehäuse zumindest in einem zweiten Bereich des Ausrückweges an liegen kann und auf einem Durchmesser kleiner als der radial äußere Durchmesserbereich zumindest ein einstellbares Anschlagelement angeordnet ist, über welches die Anlage der Membran- oder Tellerfeder - zumindest in einem umfangsmäßig begrenzten Bereich und zumindest in einem ersten Bereich des Ausrückweges - auf einen kleineren Durchmesser abgesenkt werden kann. Durch diese Maßnahme kann die Federkennlinie der Membran- oder Tellerfeder derart beeinflußt werden, daß mit zunehmendem Ausrückweg die Kennlinie zunehmend flacher verläuft.

Eine andere Möglichkeit, den Verlauf der Federkennlinie festzulegen, besteht bei einer außenliegenden Membran- oder Tellerfeder darin, diese über einen mittleren Durchmesserbereich über eine Auflage an einer umlaufenden Sicke des Kupplungsgehäuses abzustützen und in einem größeren Durchmesserbereich zumindest ein einstellbares Anschlagelement vorzusehen, welches zumindest in einem zweiten Bereich des Ausrückweges und zumindest in einem umfangsmäßig begrenzten Bereich eine einstellbare Abstützung für die Membran- und Tellerfeder darstellt. Dabei kann die Membran- oder Tellerfeder zusätzlich wenigstens eine nach radial außen weisende Federzunge aufweisen, die in einem zweiten Bereich des Ausrückweges mit einem im Gehäuse angeordneten einstellbaren Anschlagelement zusammenwirkt, um auf diese Weise den Auslauf der Federkennlinie zu beeinflussen.

Die bei den gezogenen Reibungskupplungen auf der Außenseite des Gehäuses angeordnete Membran- oder Tellerfeder weist erfindungsgemäß zwei unterschiedliche Arten von nach radial innen verlaufenden Federzungen auf, wobei die erster Art jeweils Zwischenräume zwischen den einzelnen Federzungen der Membranfeder durchdringen und auf der der Anpreßplatte zugekehrten Seite der Membranfeder über eine Verriegelungseinrichtung auf den Federzungen aufliegen und die zweiter Art umfangsseitig versetzt sind und auf der
entgegengesetzten Seite der Membranfeder auf einer oder mehreren Federzungen aufliegen. Durch diese zweite Art von Federzungen ist es möglich, eine einfache Sicherung gegen Überschnappen der Membran- oder Tellerfeder im eingerückten Zustand der Reibungskupplung zu erstellen.

Bei einer gedrückten Reibungskupplung mit Membranfeder, die von einem Ausrücker mit umlaufendem, axial beweglichen, nicht umlaufenden und axial beweglichen sowie nicht umlaufenden und axial festen Elementen betätigt wird, wird vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder im Bereich ihres Außendurchmessers an einem nicht umlaufenden und axial festen Element des Ausrückers abgestützt ist, im Bereich ihres Innendurchmessers - vorzugsweise mit Federzungen - an einem nicht umlaufenden axial beweglichen Element abgestützt ist und am nicht umlaufenden, axial festen Element zumindest ein Anschlagelement vorgesehen ist, welches die Membran- oder Tellerfeder mit einem Kopf durchdringt zur justierbaren Wegbegrenzung. Eine solche Anordnung kann leicht justiert werden und sie dient gleichzeitig dazu, die umlaufenden Teile des Ausrücklagers im ständigen Kontakt mit der Membranfeder zu halten.

Die Erfindung wird anschließend anhand mehrere Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch die obere Hälfte einer Reibungskupplung mit einem Ausrücksystem;

Fig. 2-6 verschiedene Ausführungsformen von gedrückten Membranfeder kupplungen;

Fig. 7 u. 8 Ausführungsbeispiele von gezogenen Membranfederkupplungen;

Fig. 9 u. 10 Federkennlinie von Membranfeder und Membran- oder Tellerfeder sowie die Auswirkung der Anschlagelemente.

Fig. 1 zeigt den Prinzipaufbau einer Membranfederkupplung in gedrückter Bauweise. Konzentrisch zu einer Drehachse 6 ist eine Kupplungsscheibe 8 drehfest aber axial verschiebbar auf einer nicht dargestellten Getriebewelle gelagert. Die Kupplungsscheibe 8 wird von einer Anpreßeinrichtung beaufschlagt, die aus einem Kupplungsgehäuse 1 besteht, aus einer Anpreßplatte 7 und einer Membranfeder 9. Dabei ist das Kupplungsgehäuse 1 an einer nicht dargestellten Gegenanpreßplatte befestigt, die von der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Diese Gegenanpreßplatte weist ebenso wie die Anpreßplatte 7 eine Reibfläche auf zum Einspannen der Reibbeläge der Kupplungsscheibe 8. Die Membranfeder 9 ist auf einem mittleren Durchmesser durch Distanzbolzen 32 am Kupplungsgehäuse 1 festgelegt, wobei sämtliche Distanzbolzen 32 einen Kreisring konzentrisch zur Drehachse 6 bilden, um den die Membranfeder 9 bei Betätigung schwenkbar ist. Die Membranfeder 9 wirkt über eine Einrichtung 24 zum Verschleißausgleich auf die Anpreßplatte 7 ein. Die Einrichtung 24 bewirkt, daß entsprechend dem Verschleiß an den Reibbelägen der Kupplungsscheibe 8 der Abstand zwischen Membranfeder 9 und Anpreßplatte 7 derart nachgestellt wird, daß die Membranfeder 9 ihre Lage im Kupplungsgehäuse 1 über den gesamten Verschleißweg bei behält. Dadurch ist die von der Membranfeder 9 auf die Anpreßplatte 7 ausgeübte Anpreßkraft A immer konstant. Die Reibungskupplung wird durch einen Ausrücker 11 betätigt, der konzentrisch zur Drehachse 6 angeordnet ist und ein Gehäuse 13 aufweist, welches beispielsweise fest am nicht dargestellten Getriebegehäuse angeschraubt ist. Im Gehäuse 13 ist ein Kolben 36 axial verschiebbar gelagert, der beispielsweise durch ein hydraulisches Ausrücksystem betätigt wird. Der Kolben 36 trägt das Ausrücklager 12 derart, daß der nicht umlaufende Lagerring fest mit dem Kolben 36 verbunden ist und der umlaufende Lagerring auf die Federzungen 14 der Membranfeder 9 einwirken kann. Zur Betätigung der Reibungskupplung wird der Kolben 36 in Richtung des Pfeiles A bewegt, wodurch die Federzungen 14 in die gleiche Richtung ausgelenkt werden und der radial äußere Bereich der Membranfeder 9 in Folge des Kippkreises im Bereich der Distanzbolzen 32 in die entgegengesetzte Richtung wandert. Dadurch wird die Anpreßplatte 7 frei von Kraftbeaufschlagung und die Kupplungsscheibe 8 kann gegenüber dem Schwungrad bzw. der Druckplatte frei verdreht werden. Im Bereich des Ausrückers 11 ist eine zusätzliche Feder angeordnet in Form einer Membran- oder Tellerfeder 15, die im eingerückten Zustand der Reibungskupplung keine oder nur eine geringe Kraft ausübt und zwar in Lüftrichtung auf die Federzungen 14 der Membranfeder 9 und die im voll ausgerückten Zustand der Reibungskupplung eine große Lüftkraft ausübt, wodurch die von dem Fahrer aufzubringende Betätigungskraft der Reibungskupplung stark abgesenkt werden kann. Die Membran- oder Tellerfeder 15 stützt sich dabei im Bereich ihres Außendurchmessers an einer Auflage 33 des Gehäuses 13 ab und sie wirkt in ihrem radial inneren Bereich - vorzugsweise über Federzungen 19 - auf den Kolben 36 ein. Zu diesem Zweck ist am Kolben 36 eine Auflage 34 für die Federzungen 19 vorgesehen. Im Gehäuse 13 ist weiterhin zumindest ein Anschlagelement 25 vorgesehen, welches einstellbar ausgebildet ist und die Membran- oder Tellerfeder in einem mittleren Bereich durchdringt, wobei der Kopf des Anschlagelements 25 auf der der Membranfeder 9 zugewandten Seite angeordnet ist.

Die Wirkungsweise der Reibungskupplung nach Fig. i wird in Verbindung mit Fig. 9 näher erläutert. Fig. 9 zeigt die Federkennlinien der verschiedenen Federn entsprechend Fig. 1. Dabei ist die Federkraft über den Federweg aufgetragen, wobei mit zunehmendem Ausrückweg des Ausrücklagers 12 in Fig. 1 nach links ein zunehmender Federweg gleichzusetzen ist. Mit EB ist die Einbaulage der Membranfeder 9 gekennzeichnet, die ja mit Hilfe der Einrichtung 24 zum Verschleißausgleich immer konstant gehalten wird. Diese Einbaulage ist im absteigenden Ast der Federkennlinie B der Membranfeder 9 angeordnet. Diese Federkennlinie B ist typisch für Membranfedern, wobei zu niedrigen Federwegen hin eine Überhöhung stattfindet und zu höheren Federwegen eine Absenkung mit einem Minimum. Die Membran- und Tellerfeder 15 ist nun mit ihrer Federkennlinie C so ausgelegt und angeordnet, daß sie im eingerückten Zustand der Reibungskupplung entsprechend EB eine möglichst geringe Lüftkraft auf die Membranfeder 9 ausübt und mit zunehmendem Ausrückweg von EB nach rechts einen steilen Anstieg aufweist. Dieser steile Anstieg sorgt prinzipiell dafür, daß der Fahrer nur noch die Differenzkraft zwischen B und C selbst aufbringen muß. Nun muß jedoch dafür gesorgt werden, daß sich die Linien B und C nicht schneiden, da ab diesem Schnittpunkt die Kraft der Membran- oder Tellerfeder 15 größer wäre als die Kraft der Tellerfeder 9, so daß die Kupplung im ausgerückten Zustand stehen bleiben würde und der nachfolgende Einrückvorgang nicht durchgeführt werden könnte. Zu diesem Zweck ist das Anschlagelement 25 vorgesehen, welches einzeln oder zu mehreren am Umfang verteilt so angeordnet ist, daß die Federkennlinie der Membran- oder Tellerfeder 15 im Bereich größerer Ausrückwege so beeinflußt werden kann, daß die Federkennlinie C₁ entsteht und ein Schnittpunkt mit der Kennlinie B vermieden wird. Dabei ist es durchaus möglich, mit einem einzigen Anschlagelement 25 auszukommen, welches dafür sorgt, daß die ursprünglich steile Kennlinie C in einem Bogen entsprechend C₁ übergeht, wie er in Fig. 9 dargestellt ist. Die übrigen Kennlinien in Fig. 9 werden anschließend beschrieben. Werden die Werte der Kennlinie C₁ von den Werten der Kennlinie B abgezogen, so ergibt sich die Kennlinie D₁. Dies ist die vom Fahrer aufzubringende Ausrückkraft, wenn das gesamte Kupplungssystem als starr anzusehen ist. Da jedoch z. B. das Kupplungsgehäuse Elastizitäten in Achsrichtung aufweist und auch in den meisten Fällen Kupplungsscheiben mit Belagfederungen verwendet werden, ergibt sich folgende Situation:
Die primär in den Kupplungsscheiben zur Belagfederung vorgesehenen Elastizitäten sind durch die Kennlinie E dargestellt. Sie beginnen zusammen mit der Kennlinie D im Einbaupunkt EB etwas unterhalb der Kennlinie B und zwar entsprechend der Restkraft der Membran- oder Tellerfeder 15 im Einbaupunkt. Die Kräfte der Kennlinie E wirken der Anpreßkraft A entgegen und unterstützen auf diese Weise den Fahrer, indem vom Fahrer lediglich die Differenzkraft aufgebracht werden muß zwischen den Kennlinien E und D. Somit ergibt sich als Betätigungskraft für die Reibungskupplung die Kennlinie F. Diese beginnt im Einbaupunkt mit 0 und geht nach der völligen Entspannung der Belagfederung direkt in D₁ über.

Durch die nachträgliche Einstellmöglichkeit der Membran- oder Tellerfeder 15 über Anschlagelemente 25 ist es möglich, einerseits die relativ großen Toleranzen von Membranfedern auszugleichen und andererseits eine im Einbaupunkt steile Kennlinie C₁ zu verwirklichen, die mit Hilfe der Anschlagelemente so abgewandelt wird, daß eine einwandfreie Funktion der Kupplung mit niedriger Betätigungskraft realisierbar ist.

Ausführungsvarianten von Fig. 1 sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Dabei sind die Membran- und Tellerfedern 16 in beiden Fällen direkt in der Kupplung angeordnet und zwar zwischen der Membranfeder 9 und dem Kupplungsgehäuse 2. Die Federn 16 sind dabei mit ihrem Außendurchmesser etwa im Bereich der Distanzbolzen 32 angeordnet und sie reichen nach radial innen bis auf die Federzungen 14 der Membranfeder 9. In diesem Bereich sind sie ebenfalls mit Federzungen 20 ausgestattet, die gegenüber den Federzungen 14 eine Auflage 34 bilden. Zur Beeinflussung der Kennlinie entsprechend C₁ von Fig. 9 ist im Fall der Fig. 2 ein Anschlagelement 25 vorgesehen, welches im Kupplungsgehäuse 2 axial verlagerbar und einstellbar angeordnet ist. Es weist einen Kopf auf der der Anpreßplatte 7 zugewandten Seite der Feder 16 auf und kann so die Feder 16 im Endbereich des Ausrückweges in ihrer Kraftentfaltung begrenzen. Weiterhin ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß die mit dem Anschlagelement 25 versehenen Bereiche des Kupplungsgehäuses 2 durch radial verlaufende Freistellungsschnitte 31 als Federlappen 30 ausgebildet sind, wodurch die Wirkung des Anschlagelementes 25 nicht schlagartig einsetzt, sondern allmählich. Die Feder 16 liegt im Bereich ihres Außendurchmessers über eine Auflage 33 an der Innenseite des Kupplungsgehäuses 2 auf und die Konstruktion weist zumindest ein weiteres Anschlagelement 27 auf, welches ebenfalls im Kupplungsgehäuse 2 axial verstellbar angeordnet ist und auf die Feder 16 in einem Bereich einwirken kann, der auf einem kleineren Durchmesser liegt als der Außendurchmesser. Mit diesem Anschlagelement 27 ist es möglich, die Steilheit der Kennlinie C von Fig. 9 zu beeinflussen. Im eingerückten Zustand der Reibungskupplung kann die Auflage der Feder 16 durch ein oder mehrere Anschlagelemente 27 auf einen kleineren Durchmesser abgesenkt werden, so daß in diesem Bereich die Feder 16 eine steilere Kennlinie aufweist. Während der Betätigung und während des zunehmenden Ausrückweges wandert dann die Auflage der Feder 16 in ihrem Außendurchmesserbereich vom Anschlagelement 27 weg zur Auflage 33 auf einen größeren Durchmesser. In den meisten Fällen wird es reichen, wenn ein Anschlagelement 27 angeordnet ist, wodurch auch dieser Übergang durch exzentrische Belastung der Feder 16 allmählich erfolgt.

In Fig. 3 ist das Anschlagelement 26 derart ausgebildet, daß es als umgebogener Lappen des Kupplungsgehäuses 2 dargestellt ist, wobei die Einstellung dieses Anschlags 26 durch plastische Verformung erfolgt. Eine solche Konstruktion ist besonders einfach im Aufbau und nachträglich - z. B. durch Unbefugte - nicht mehr beeinflußbar.

In den Fig. 4-6 ist eine weitere Variante einer Membran- oder Tellerfeder 17 dargestellt und zwar in verschiedenen Positionen. Dabei entspricht Fig. 4 der eingerückten Stellung entsprechend EB von Fig. 10, Fig. 5 entspricht etwa dem halben Ausrückweg und Fig. 6 entspricht der voll ausgekuppelten Stellung mit maximalem Ausrückweg. Bei dieser Konstruktion ist die Feder 17 derart angeordnet, daß sie in einem mittleren Durchmesserbereich an der Innenseite des Kupplungsgehäuses 3 an einer Auflage 33 abgestützt ist. Nach radial innen hin ist die Feder 17 mit Federzungen 20 versehen, die auf der Außenseite der Federzungen 14 der Membranfeder 9 aufliegen. Im Kupplungsgehäuse 3 sind radial übereinander zwei verschiedene Anschlagelemente 27 und 28 verstellbar angeordnet, wobei von jeder Art zumindest ein Exemplar vorgesehen ist. Die Verstellelemente 27 sind dabei im Bereich des Außendurchmessers der Feder 17 angeordnet und die Feder 17 weist von diesem Außendurchmesser ausgehend nach radial außen weisende Federzungen 23 auf. Diese Federzungen 23 sorgen im eingerückten Zustand entsprechend Fig. 4 dafür, daß die Feder 17 nicht versehentlich in ihre unwirksamen Stellung umschnappen kann, indem diese Federzungen 23 ebenfalls auf der Membranfeder 9 aufliegen. Während des Ausrückvorganges bewegt sich die Feder 17 in ihrem äußeren Durchmesserbereich in Richtung auf das Anschlagelement 27 zu und kann durch entsprechende Einstellung dieses Anschlagelementes 27 im Bereich größerer Ausrückwege dort zur Anlage kommen, wodurch die ursprünglich steile Federkennlinie in einen flacheren Verlauf übergeht. Dabei kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn zwischen dem Anschlagelement 27 und der Feder 17 ein weiteres federndes Element vorgesehen ist, z. B. in Form einer konzentrisch umlaufenden Wellfeder 29. Die Wirkungsweise dieses Anlagewechsels von der Auflage 33 zur Feder 29 ist in Fig. 10 dargestellt. Die ursprünglich steile Federkennlinie der Feder 17 entsprechend C ist so ausgelegt, daß sie im Bereich EB einen möglichst geringeren positiven Wert aufweist und ansonsten recht steil verläuft. Durch den Anlagewechsel von 33 auf 29 geht die Kennlinie C in die Kennlinie C₁ über, welche flacher verläuft. Um einen Schnittpunkt mit der Kennlinie B zu vermeiden sind weitere Anschlagelemente 28 vorgesehen, die ebenfalls verstellbar im Kupplungsgehäuse 3 angeordnet sind und die mit den nach radial nach außen weisenden Federzungen 23 zusammenwirken. Durch diese Anschlagelemente 28 ist es möglich, die Federkennlinie in den Verlauf C₂ zu bringen. Dadurch ergibt sich bei sonst unveränderten Verhältnissen eine Betätigungskraft F durch den Fahrer, die sehr niedrig ausfällt.

Fig. 7 zeigt eine Reibungskupplung, welche als sogenannte gezogene Kupplung ausgebildet ist. Bei dieser Konstruktion stützt sich die Membranfeder 10 im Bereich ihres Außendurchmessers am Kupplungsgehäuse 4 ab und auf einem kleineren Durchmesser über die Bauteile der Einrichtung 24 zum Verschleißausgleich an der Anpreßplatte 7. Die radial nach innen weisenden Federzungen 14 werden von einem Ausrücksystem beaufschlagt, welches die Federzungen entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles A bewegt. Auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses 4 ist eine Membran- oder Tellerfeder 18 angeordnet, die im Bereich ihres Außendurchmessers über eine Auflage 33 am Kupplungsgehäuse anliegt und die mit radial nach innen weisenden Federzungen 21 durch Zwischenräume der Federzungen 14 der Membranfeder 10 hindurch reicht und auf der Rückseite verankert ist, beispielsweise durch einen konzentrisch umlaufenden Ring 35. Dieser bildet dann die Auflage 34 der Feder 18 gegenüber der Membranfeder 10. Die Feder 18 ist ebenfalls so vorgespannt, daß sie im eingerückten Zustand der Reibungskupplung keine oder nur eine geringe Lüftkraft entgegengesetzt zu dem Pfeil A auf die Membranfeder 10 ausübt und mit zunehmendem Ausrückweg diese Kraft erhöht. Damit im eingerückten Zustand nicht die Gefahr des Umschnappens der Feder 18 besteht-sind am Umfang verteilt weitere Federzungen 22 angeordnet, die sich auf der Außenseite der Federzungen 14 der Membranfeder 10 abstützen und so die Feder 18 gegenüber der Membranfeder 10 auch im eingerückten Zustand fixieren. Im Kupplungsgehäuse 4 sind radial übereinander zwei Anschlagelemente 25 bzw. 27 angeordnet, mit welchen Einfluß auf die Federkennlinie der Feder 18 genommen werden kann. Das Anschlagelement 27 ist dabei auf einen kleineren Durchmesser angeordnet als die Auflage 33 am Kupplungsgehäuse 4 des Außendurchmessers der Feder 18. Durch dieses Anschlagelement 27 kann ein Anlagewechsel der Feder 18 durchgeführt werden und zwar von einem kleineren auf einen größeren Durchmesser, so daß die Federkennlinie von ursprünglich steil in einen flacheren Verlauf gebracht werden kann. Durch das Anschlagelement 25 radial innerhalb des Anschlagelementes 27 ist es möglich, die Feder 18 im Endbereich des Ausrückweges abzustützen, so daß mit Sicherheit ein Schnittpunkt zwischen den Kennlinien B und C gemäß Fig. 9 vermieden wird.

Fig. 8 zeigt eine Variante von Fig. 7, wobei hier die Membran- oder Tellerfeder 18 mit einem mittleren Durchmesser über die Auflage 33 am Kupplungsgehäuse 5 aufliegt und Anschlagelemente 27 bzw. 28 radial außerhalb angeordnet sind. Dabei kann über das oder die Anschlagelemente 27 ein Anlagewechsel der Feder 18 während des Ausrückvorganges zu einem größeren Durchmesser hin vorgenommen werden, wodurch die Federkennlinie der Feder 18 abgeflacht wird. Weiterhin ist die Feder 18 mit wenigsten einer nach radial außen weisenden Federzunge 23 versehen, die mit einem Anschlagelement 28 im Kupplungsgehäuse 5 zusammenwirken kann. Dabei bewirkt das Anschlagelement 28 im Endbereich der Federkennlinie der Feder 18, also im nahezu ausgerückten Zustand, daß sich die Kennlinien B und C₁ gemäß Fig. 9 nicht zu nahe kommen oder gar überschneiden. Die übrigen Elemente der Reibungskupplung gemäß Fig. 8 stimmen mit denjenigen von Fig. 7 überein. So ist zwischen der Membranfeder 10 und der Anpreßplatte 7 eine Einrichtung 24 zum Verschleißausgleich vorgesehen. Des weiteren ist die Feder 18 nach radial innen hin mit zwei Arten von Federzungen 21 bzw. 22 versehen, die eine sichere Verbindung mit den Federzungen 14 der Membranfeder 10 herstellen.

Claims

1. Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend
ein Kupplungsgehäuse (1-5), das an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit diesem um eine Drehachse (6) umlaufen kann,
eine im Kupplungsgehäuse (1-5) drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte (7),
eine Kupplungsscheibe (8) zwischen Anpreßplatte (7) und Schwungrad mit Reibbelägen,
eine Membranfeder (9, 10), die sich einerseits an der Anpreßplatte (7) und andererseits am Kupplungsgehäuse (1-5) abstützt und die Anpreßplatte (7) in Richtung Schwungrad belastet zur Erzeugung einer Anpreßkraft (A),
ein auf die radial inneren Bereiche der Membranfeder (9, 10) einwirkendes Ausrückelement (12) eines Ausrücksystems (11),
eine Einrichtung (24) zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge zur Erhaltung der Einbaulage der Membranfeder (9, 10) und der Anpreßkraft (A),
eine Membran oder Tellerfeder (15-18) mit vorzugsweise steil verlaufender Federkennlinie, die sich einerseits an einem festen bzw. axial festen Bauteil (2-5, 13) und andererseits an einem anderen Bauteil (9, 10, 12) innerhalb der Betätigungskette Anpreßplatte - Ausrücksystem abstützt und welche bei eingerückter Reibungskupplung keine oder nur eine geringe und mit zunehmendem Ausrückweg eine ansteigende Lüftkraft ausübt, wobei mindestens ein einstellbares Anschlagelement (25-28) vorgesehen ist, über welches die von der Membran- oder Tellerfeder (15-18) ausgeübte Kraft in Höhe und/oder Verlauf festlegbar ist.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement an einem im wesentlichen festen bzw. axial festen Bauteil (2, 3, 4, 13) einstellbar angeordnet ist und in den Bewegungsraum der Membran- oder Tellerfeder (15-18) hineinreicht.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Membran- oder Tellerfeder (16, 17) über das Anschlagelement (25, 27) federnd nachgiebig (28, 30) ausgebildet ist.

4. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 2 oder 3, wobei die Membranfeder in einen mittleren Durchmesserbereich über Stützelemente am Kupplungsgehäuse gelagert ist zur Bildung eines Kippkreises, mit ihrem radial äußeren Bereich auf die Anpreßplatte einwirkt und nach radial innen mit Federzungen versehen ist zur Beaufschlagung durch ein Ausrücksystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (16) zwischen Membranfeder (9) und Kupplungsgehäuse (2) angeordnet ist und mit ihrem radial inneren Bereich, z. B. in Form von Federzungen (19, 20), im eingerückten Zustand und zumindest über einen ersten Bereich des Ausrückweges auf die Federzungen (14) radial zwischen Kippkreis (32) und Angriffsbereich des Ausrücksystems einwirkt und in diesem Durchmesserbereich am Kupplungsgehäuse (2) wenigstens ein einstellbares Anschlagelement (25, 26) angeordnet ist, welches die Membran- oder Tellerfeder (16) in ihrem radial inneren Bereich in ihrer Axialkraftbeeinflussung in Richtung auf die Federzungen (14) der Membran feder (9) zu begrenzen kann.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Kupplungsgehäuses (2), in welchem das Anschlagelement (25) angeordnet ist, federlappenartig (30) nachgiebig ausgebildet ist, vorzugsweise durch beidseits des Anschlagelements (25) angeordnete vom radial inneren Rand des Kupplungsgehäuses (2) nach radial außen verlaufende Freistellungsschnitte (31).

6. Reibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (26) als aus dem Kupplungsgehäuse (2) ausgebogener Lappen gebildet ist, der durch plastische Verformung gegenüber der Membran- oder Tellerfeder (16) einstellbar ist.

7. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 2 und 3, wobei die Membranfeder in einem mittleren Durchmesserbereich über Stützelemente am Kupplungsgehäuse gelagert ist zur Bildung eines Kippkreises, mit ihrem radial äußeren Bereich auf die Anpreßplatte einwirkt und nach radial innen mit Federzungen versehen ist zur Beaufschlagung durch ein Ausrücksystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (16) zwischen Membranfeder (9) und Kupplungsgehäuse (2) angeordnet ist und in ihrem radial äußeren Durchmesserbereich über eine Auflage (33) an der Innenwand des Kupplungsgehäuses (2) zumindest in einem zweiten Bereich des Ausrückweges anliegen kann und auf einem Durchmesser kleiner als entsprechend der Auflage (33) zumindest ein einstellbares Anschlagelement (27) angeordnet ist, über welches die Anlage der Membran- oder Tellerfeder (16) - zumindest in einem umfangsmäßig begrenzten Bereich und zumindest in einem ersten Bereich des Ausrückweges - auf einen kleineren Durchmesser abgesenkt werden kann.

8. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 2 oder 3, wobei die Membranfeder in einem mittleren Durchmesserbereich über Stützelemente am Kupplungsgehäuse gelagert ist zur Bildung eines Kippkreises, mit ihrem radial äußeren Bereich auf die Anpreßplatte einwirkt und nach radial innen mit Federzungen versehen ist zur Beaufschlagung durch ein Ausrücksystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (17) zwischen Membranfeder (9) und Kupplungsgehäuse (3) angeordnet ist und in ihrem mittleren Durchmesserbereich an einer umlaufenden Sicke (Anlage 33) des Kupplungsgehäuses (3) abgestützt ist und mit einem größeren Durchmesserbereich, vorzugsweise mit ihrem äußeren Durchmesserbereich, mit einem einstellbaren Anschlagelement (27) zusammenwirkt, welches im Kupplungsgehäuse (3) angeordnet ist.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Membran- oder Tellerfeder (17) und Anschlagelement (27) ein Federelement (29), vorzugsweise als Wellfeder ausgebildet, angeordnet ist. 10. Reibungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (17) - ausgehend vom äußeren Durchmesserbereich - wenigstens eine radial verlaufende Federzunge (23) aufweist, welche einerseits im eingerückten Zustand der Reibungskupplung verhindert, daß die Membran- oder Tellerfeder (17) umschnappt und welche andererseits in einem zweiten Bereich des Ausrückweges mit wenigstens einem im Kupplungsgehäuse (3) angeordneten einstellbaren Anschlagelement (28) zusammenwirkt.

11. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 2 oder 3, wobei die Membranfeder in ihrem radial äußeren Bereich am Kupplungsgehäuse und in einem mittleren Bereich an der Anpreßplatte abgestützt ist und nach radial innen mit Federzungen versehen ist zur Beaufschlagung durch ein Ausrücksystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (18) auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses (4), die von der Membranfeder (10) wegweist, angeordnet ist und mit radial nach innen weisenden Federzungen (21) zumindest über einen ersten Bereich des Ausrückweges auf die Federzungen (14) der Membranfeder (10) einwirkt in einen Bereich zwischen der Abstützung an der Anpreßplatte (7) und dem Angriffsbereich des Ausrücksystems und in diesem Durchmesserbereich am Kupplungsgehäuse (4) wenigsten ein einstellbares Anschlagelement (25) angeordnet ist, welches die Membran- oder Tellerfeder (18) im Bereich der Federzungen (21) in ihrer Axialkraftbeeinflussung in Richtung auf die Federzungen (14) begrenzen kann.

12. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 2 oder 3, wobei die Membranfeder in ihrem radial äußeren Bereich am Kupplungsgehäuse und in einem mittleren Bereich an der Anpreßplatte abgestützt ist und nach radial innen mit Federzungen versehen ist zur Beaufschlagung durch ein Ausrücksystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (18) auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses (4), die von der Membranfeder (10) wegweist, angeordnet ist und etwa mit ihrem radial äußeren Durchmesserbereich über eine Auflage (33) auf dem Kupplungsgehäuse (4) zumindest in einem zweiten Bereich des Ausrückweges anliegen kann und auf einem Durchmesser kleiner als der radial äußere Durchmesserbereich zumindest ein einstellbares Anschlagelement (27) angeordnet ist, über welches die Anlage der Membran- oder Tellerfeder (18) - zumindest in einem umfangsmäßig begrenzten Bereich und zumindest in einem ersten Bereich des Ausrückweges - auf einen kleineren Durchmesser abgesenkt werden kann.

13. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 2 oder 3, wobei die Membranfeder in ihrem radial äußeren Bereich am Kupplungsgehäuse und in einem mittleren Bereich an der Anpreßplatte abgestützt ist und nach radial innen mit Federzungen versehen ist zur Beaufschlagung durch ein Ausrücksystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (18) auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses (5), die von der Membranfeder (10) wegweist, angeordnet ist und über einen mittleren Durchmesserbereich über eine Auflage (33) an einer umlaufenden Sicke des Kupplungsgehäuses (5) abgestützt ist und in einem größeren Durchmesserbereich mit zumindest einem einstellbaren Anschlagelement (27) - zumindest in einem zweiten Bereich des Ausrückweges und zumindest in einem umfangsmäßig begrenzten Bereich - zusammenwirkt.

14. Reibungskupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Membran- oder Tellerfeder (18) wenigstens eine nach radial außen weisende Federzunge (23) angeordnet ist, die in einem zweiten Bereich des Ausrückweges mit einem im Gehäuse (5) angeordneten einstellbaren Anschlagelement (28) zusammenwirkt.

15. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach innen weisenden Federzungen der Membran- oder Tellerfeder (18) aus zwei unterschiedlichen Arten bestehen, wobei die erster Art (21) jeweils Zwischenräume zwischen den einzelnen Federzungen (14) der Membranfeder (10) durchdringen und auf der der Anpreßplatte (7) zugekehrten Seite der Membranfeder (10) über eine Verriegelungseinrichtung (Ring 35) auf den Federzungen (14) aufliegen und die zweiter Art (22) umfangsmäßig versetzt sind und auf der entgegengesetzten Seite der Membranfeder (10) auf einer oder mehreren Federzungen (14) aufliegen zur Sicherung gegen Überschnappen.

16. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 2 oder 3 in gedrückter Bauweise der Membranfeder, die von einem Ausrücker mit umlaufenden und axial beweglichen, nicht umlaufenden und axial beweglichen, sowie nicht umlaufenden und axial festen Elementen betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (15) im Bereich ihres Außendurchmessers an einem nicht umlaufenden und axial festen Element (13) des Ausrückers (11) abgestützt ist, im Bereich ihres Innendurchmessers - vorzugsweise mit Federzungen (19) - an einem nicht umlaufenden und axial beweglichen Element (36) abgestützt ist und am nicht umlaufenden, axial festen Element (13) zumindest ein Anschlagelement (25) vorgesehen ist, welches die Membran- oder Tellerfeder (15) mit einem Kopf durchdringt zur justierbaren Wegbegrenzung.