DE19545972A1 - Reibungskupplung mit Carbon-Anpreßplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung, insbesondere Lamellen- Reibungskupplung, umfassend eine Nabe mit Innenverzahnung zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebewelle, die eine Drehachse definiert, ein an der Nabe drehfest angeordnetes Reibelement, ein Kupplungsgehäuse, eine im Kupplungs­ gehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte, welche von einer Membranfeder kraftbeaufschlagbar ist und die Anpreßplatte unter Zwi­ schenschaltung des Reibelementes an die das Kupplungsgehäuse tragende Ge­ genanpreßplatte andrücken kann.

Eine Reibungskupplung der o. g. Bauart ist beispielsweise aus der US- Patentschrift 4 846 326 bekannt. Bei dieser bekannten Reibungskupplung, die für den Sporteinsatz konzipiert ist, sind innen Lamellen drehfest mit einer Nabe und Außenlamellen drehfest mit dem Kupplungsgehäuse verbunden, wobei diese Lamellen aus Carbon-Material bestehen. Die Anpreßplatte ist als separates Bauteil aus Metall gefertigt, und mit einer Außenlamelle kombiniert.

Es ist weiterhin aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 57 082 bekannt, bei Membranfederkupplungen zum Ausgleich von Maßänderungen durch Verschleiß Drahtringe zwischen Membranfeder und Anpreßplatte anzuordnen, um einen Ver­ schleißausgleich zu bewirken. Schließlich ist es aus dem deutschen Gebrauchs­ muster 19 48 990 bekannt, Anpreßplatten aus Aluminium herzustellen, die an ihrer Fläche zum Reibelement hin mit einer Metallbeschichtung versehen sind und die an der Auflagestelle zur Membranfeder hin mit einem Drahtring versehen sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibungskupplung insbesondere der Lamellenbauart im Bereich der Anpreßplatte dahingehend zu verbessern, daß trotz hoher thermischer Belastung eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst. Durch die Ausbildung der Anpreßplatte aus Carbon-Material und Verstärkung der Membran­ federauflagestelle durch Aufbringen eines gegen Verschleiß unempfindlichen Ma­ terials ist es möglich, die Funktion der Reibungskupplung erheblich zu verbessern. Zum Beispiel entfallen die beim Stand der Technik auftretenden Probleme des Wärmeverzugs des metallischen Teils der Anpreßplatte und der damit verbunde­ nen Klemmneigung im Verzahnungsbereich zur Drehmomentmitnahme gegenüber dem Gehäuse. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, das auch bei großer Temperatur verzugsfreie Carbon-Material mit nur einem geringen Spiel in seiner Drehmomentverzahnung zu versehen, da eine Klemmneigung auch bei hoher thermischer Belastung nicht gegeben ist.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Auflagewulst mit Silizium-Carbid (SiC) beschichtet ist. Die Beschichtung des Auflagewulstes mit Silizium-Carbid unter­ bindet an der Auflagestelle zwischen Anpreßplatte und Membranfeder einen vor­ zeitigen Verschleiß und ein Ausbröckeln des Carbon-Materials. Silizium-Carbid eignet sich besonders gut zur Beschichtung des Auflagewulstes, da es eine harte und verschleißfeste Oberfläche bildet - gegebenenfalls nach dem Aufbringen durch eine Schleifbearbeitung geglättet.

Es ist jedoch auch möglich, den Auflagewulst durch einen metallischen Drahtring zu bilden, der in eine umlaufende Nut der Anpreßplatte eingelegt ist. Ein solcher Drahtring läßt sich leicht herstellen und kann schon bei der Herstellung mit der gewünschten Oberflächenform versehen werden. Der Drahtring ist dabei um­ fangsmäßig offen ausgeführt und die beiden Drahtenden weisen einen Min­ destabstand auf. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, bei hoher thermischer Be­ lastung die unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen dem Carbon-Material auf der einen Seite und den Metallring auf der anderen Seite ausgleichen zu kön­ nen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Drahtenden des Drahtringes auf der der Anpreßplatte zugewandten Seite abgeschrägt sind. Durch diese Abschrä­ gung ist gewährleistet, daß sich der Drahtring in der Nut ungehindert bewegen und somit ausdehnen uns somit wieder zusammenziehen kann.

Der Drahtring weist in vorteilhafter Weise einen etwa rechteckigen Querschnitt auf mit einem radial äußeren und radial inneren zylindrischen Wandbereich und daran anschließend in Achsrichtung weisende Ausrundungen. Diese Form ist in Verbindung mit einer entsprechenden Gegenform in der Anpreßplatte insofern besonders günstig, als der Drahtring auch bei hohen Fliehkraftbeanspruchungen und im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung durch den entsprechenden zylindrischen Wandbereich in der Anpreßplatte radial sicher geführt ist.

Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Reibungskupplung im Längsschnitt entsprechend dem Stand der Technik;

Fig. 2 Ansicht und Schnitt A-A durch eine Anpreßplatte mit zwei Ausfüh­ rungsvarianten für den Auflagewulst;

Fig. 3 Ansichten des Drahtringes von verschiedenen Seiten und vergrößert dargestellte Einzelheiten.

Fig. 1 zeigt den Schnitt durch eine Reibungskupplung 1 in Lamellenbauweise. Die Reibungskupplung ist von einem Kupplungsgehäuse 5 umgeben, welches an einer nicht näher dargestellten Gegenanpreßplatte in Form eines Schwungrades ange­ schraubt ist. Im zylindrischen Teil des Kupplungsgehäuses ist eine Innenverzah­ nung 9 angebracht, in welcher Außenlamellen 11 durch eine entsprechende Au­ ßenverzahnung 14 drehfest aber axial verschiebbar geführt sind. Zwischen den Außenlamellen 11 sind Innenlamellen 10 angeordnet, die mit einer Innenverzah­ nung drehfest aber ebenfalls axial verschiebbar auf eine Außenverzahnung 8 einer Nabe 2 angeordnet sind. Die Nabe 2 weist eine Innenverzahnung 3 zum drehfesten Aufsetzen auf eine nicht dargestellte Getriebewelle auf, welche eine Drehachse 4 für sämtlichen umlaufenden Teile definiert. Das Kupplungsgehäu­ se 5 weit in dem vom Schwungrad beabstandeten Bereich mehrere am Umfang verteilte Distanzbolzen 6 auf, welche den Kippkreis für eine Membranfeder 7 dar­ stellen. Die Membranfeder 7 ist im vorliegenden Fall aus zwei einzelnen Mem­ branfederscheiben zusammengesetzt. Die Membranfeder 7 ist auf einem mittle­ ren Bereich durch die Distanzbolzen 6 fixiert und liegt mit einem größeren Durchmesser unter Zwischenschaltung einer Anpreßplatte 12 auf der ersten Au­ ßenlamelle 11 auf, um die Anpreßkraft zu Kraftübertragung auf die Lamel­ len 10, 11 aufzubringen und um den Luftvorgang zu ermöglichen, indem auf die nach radial innen weisenden Bereiche der Membranfeder 7 ein Ausrücksystem einwirken kann, welches die Membranfeder 7 um ihre mittlere Einspannstelle derart schwenken läßt, daß der radial äußere Bereich von den Lamellen 10, 11 wegwandert und diese freigibt. Die Ausbildung der Anpreßplatte 12 mit dem Auflagewulst 16 für die Membranfeder 7 wird in den Fig. 2 und 3 näher er­ läutert.

Fig. 2 zeigt die Anpreßplatte 13 in Ansicht und Längsschnitt A-A, wobei in der Ansicht die Außenverzahnung 14 zu erkennen ist sowie der Auflagewulst 16. Im Längsschnitt A-A ist in der oberen Hälfte eine mögliche Ausführungsform darge­ stellt. Die Anpreßplatte 13 ist aus Carbon-Material hergestellt und weist eine Reibfläche 15 auf, mit der die direkt auf die ihr zugeordnete Innenlamelle 10 einwirken kann. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist hier die Anpreßplatte mit der entspre­ chenden Außenlamelle zu einem Bauteil vereinigt, wodurch sowohl in Achsrich­ tung Platz gespart werden kann als auch Gewicht und die Gefahr eines Verzugs der Anpreßplatte nicht gegeben ist. Zur Aufnahme der Einspannkraft der Mem­ branfeder 7 ist in die Anpreßplatte 13 eine Nut 19 eingebracht, in die ein Drahtring 18 eingesetzt ist, der in Umfangsrichtung mit einem Spalt 20 versehen ist. Einzelheiten der Ausbildung dieses Drahtringes 18 gehen aus der Fig. 3 her­ vor. Fig. 3 zeigt zwei Ansichten des Drahtringes 18 und zwar einmal die Drauf­ sicht und zum anderen die Seitenansicht. Der Drahtring 18 ist mit einem Spalt 20 versehen und die beiden Drahtenden 21 sind durch den Spalt 20 derart vonein­ ander beabstandet, daß auch bei großer thermischer Belastung und entsprechen­ der Ausdehnung des Drahtringes 18 keine Berührung stattfinden kann. Der Drah­ tring 18 weist eine etwa ovale Form auf, das heißt, er hat einen radial äußeren und einen radial inneren zylindrischen Wandbereich, bezogen auf die Drehachse 4 und axial schließen sich an die zylindrischen Wandbereiche 22 Ausrundungen an, die beispielsweise in Halbkreisform ausgebildet sein können. Die entsprechende Nut 19 in der Anpreßplatte 13 ist ebenfalls mit zylindrischen Wandbereichen ver­ sehen, so daß der Drahtring 18 auch bei ausgekuppelter Stellung der Membran­ feder 7 nicht-aus der Nut 19 herauswandern kann. Die Drahtenden 21 sind - wie die Einzelheit "X" zeigt - mit Abschrägungen 23 versehen, die auf der Seite der Nut 19 angeordnet sind, so daß sich der Drahtring bei Ausdehnung gegenüber der Anpreßplatte 13 ohne Widerstand frei bewegen kann.

Die untere Hälfte des Schnittes A-A entsprechend Fig. 2 zeigt eine andere Lö­ sungsmöglichkeit des Auflageproblems zwischen der Membranfeder 7 und der Anpreßplatte 13, Hierbei ist der Auflagewulst 16 an seiner der Membranfeder 7 zugewandten Seite mit einer Beschichtung 17 versehen, die aus Silizium-Carbid besteht. Diese Beschichtung weist eine harte Oberfläche auf und verhindert eine Beschädigung des spröden Carbon-Material durch die Auflagekraft der Membran­ feder 7. Das Silizium-Carbid wird dabei vorzugsweise nach dem Aufbringen an der Oberfläche nachbehandelt, beispielsweise durch einen Schleifvorgang, so daß eine glatte Oberfläche entsteht.

Die beschriebene Ausbildung einer Carbon-Anpreßplatte ist nicht auf die Verwen­ dung in einer Lamellenkupplung beschränkt, sondern kann prinzipiell bei jeder Art von Reibungskupplung eingesetzt werden.

Claims (7)

1. Reibungskupplung, insbesondere Lamellenreibungskupplung, umfassend eine Nabe mit Innenverzahnung zum drehfesten Aufsetzen auf eine Getriebewelle, die eine Drehachse definiert, ein an der Nabe drehfest angeordnetes Reibele­ ment, ein Kupplungsgehäuse, eine im Kupplungsgehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte, welche von einer Membranfeder kraft­ beaufschlagbar ist und die Anpreßplatte unter Zwischenschaltung des Reibe­ lementes an die das Kupplungsgehäuse tragende Gegenanpreßplatte andrücken kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßplatte (13) aus Carbon-Material gefertigt ist mit einer Reibflä­ che (15) zur direkten Anlage an einer Reibfläche des Reibelementes (10) der Kupplungsscheibe (1) sowie einem auf der der Reibfläche (15) entgegenge­ setzt gerichteten Seite angeordneten konzentrisch zur Drehachse (4) verlau­ fenden Anlagewulst (16) für die Membranfeder (7), der zumindest in dem mit der Membranfeder (7) in Berührung stehenden Bereich durch Aufbringen eines gegen Verschleiß unempfindlichen Materials (17, 18) verstärkt ist.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagewulst (16) mit Silizium-Carbid (SiC) beschichtet ist (Beschichtung 17).

3. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagwulst von einem metallischen Drahtring (18) gebildet ist, der in einer umlaufenden Nut (19) der Anpreßplatte (13) angeordnet ist.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (18) offen (Spalt 20) ausgeführt ist mit einem Mindestab­ stand der Drahtenden (21) voneinander.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtenden (21) auf der der Anpreßplatte (13) zugewandten Seite ab­ geschrägt (Abschrägung 23) sind.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (18) im Querschnitt etwa rechteckig ausgeführt ist mit ei­ nem radial äußeren und radial inneren zylindrischen Wandbereich (22) und in Achsrichtung weisenden Ausrundungen.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (19) entsprechend der Außenkontur des Drahtringes (18) mit einer Ausrundung und daran anschließenden zylindrischen Wandbereichen ausgebil­ det ist.