DE19547559A1

DE19547559A1 - Reibungskupplung mit Hilfsfeder zur Unterstützung der Ausrückkraft

Info

Publication number: DE19547559A1
Application number: DE19547559A
Authority: DE
Inventors: Achim Dipl Ing Link; Reinhold Dipl Ing Weidinger
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-12-24
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2015-12-21
Also published as: DE29508091U1; DE19547559C2; DE19547558C2; DE19547558A1; DE29508087U1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend
ein Kupplungsgehäuse, daß an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit diesem um eine Drehachse umlaufen kann, eine im Kupplungsgehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte,
eine Kupplungsscheibe zwischen Anpreßplatte und Schwungrad mit Reibbelägen,
eine Membranfeder, die sich einerseits an der Anpreßplatte und andererseits am Kupplungsgehäuse abstützt und die Anpreßplatte in Richtung Schwungrad belastet zur Erzeugung einer Anpreßkraft A,
ein auf den radial inneren Bereich der Membranfeder einwirkendes Ausrückelement eines Ausrücksystems.

Es ist aus der deutschen Patentschrift 39 91 022 bekannt, eine Membranfederkupplung mit einem zusätzlichen Federelement zu versehen, dessen Wirkung mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge einsetzt und welches der Federkraft der Membranfeder entgegengesetzt 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. Eine Absenkung der Betätigungskräfte ist durch diese Maßnahme nicht möglich, es ist lediglich dafür gesorgt, daß die Ausrückkräfte nicht ansteigen.

Aus der deutschen Patentschrift 9 44 050 ist ein Kupplungsbetätigungssystem bekannt, bei welchem über mehrere Zwischenhebel und Anlenkpunkte eine Hilfsfeder als Übertotpunktfeder derart eingesetzt werden kann, daß mit zunehmendem Betätigungsweg des Kupplungspedals eine Betätigungskraftentlastung stattfindet. Die Konstruktion ist ziemlich aufwendig, sowohl von der Herstellung her als auch von der Unterbringungsmöglichkeit.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit möglichst einfachen Mitteln bei einer Membranfederkupplung eine Absenkung der Betätigungskraft herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Hauptanspruch gelöst. Durch die Anordnung einer Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge wird einerseits die Einbaulage der Membranfeder und damit die von ihr ausgehende Anpreßkraft erhalten und durch die Anordnung einer Membran- oder Tellerfeder andererseits, die sich einerseits an einem festen bzw. axial festen Bauteil und andererseits an einem anderen Bauteil innerhalb der Betätigungskette-Anpreßplatte-Ausrücksystem abstützt und welche bei eingerückter Reibungskupplung keine oder nur eine geringe und mit zunehmendem Ausrückweg eine an steigende Lüftkraft ausübt wird erreicht, daß eine optimale Zuordnung der Kennlinie der Membran- oder Tellerfeder zu der Kennlinie der Membranfeder so getroffen werden kann, daß eine wirkungsvolle Absenkung der Betätigungskraft im Ausrückwegbereich möglich ist. Dabei kann die Membran- oder Tellerfeder an irgendeiner Stelle des gesamten Betätigungsmechanismus angeordnet werden.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die von der Membran- bzw. Tellerfeder ausgeübte Lüftkraft an keiner Stelle des Lüftweges größer ist als die von der Membranfeder auf das Ausrücksystem ausgeübte Kraft. Damit ist sichergestellt, daß im gesamten Bereich des Lüftweges und somit im gesamten Bereich des Betätigungsweges eine Rückstellkraft der Membranfeder erhalten bleibt und das Kupplungspedal ohne Hilfe von außen wieder in die eingerückte Stellung zurückkehrt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung sieht vor, daß die Membran- oder Tellerfeder einerseits am Kupplungsgehäuse und andererseits direkt an der Membranfeder abgestützt ist. Eine solche Konstruktion ermöglicht schon bei der Herstellung und Montage der Reibungskupplung eine optimale Abstimmung, ohne daß die Einflüsse der Hebelübersetzungen im Betätigungssystem berücksichtigt werden müßten.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder vorzugsweise im wesentlichen radial innerhalb der radial innen liegenden Abstützung der Membranfeder angeordnet ist. Es ist zwar prinzipiell auch eine Anordnung radial außerhalb möglich, jedoch sind dort meist umfangreichere Anpassungsmaßnahmen, beispielsweise am Kupplungsgehäuse, nötig.

Die Membran- oder Tellerfeder ist im Bereich ihrer beiden Auflagestellen sowohl in der von ihr ausgeübten Kraftrichtung abgestützt, als auch zusätzlich in entgegengesetzter Richtung gesichert. Diese Einrichtung sorgt dafür, daß bei unvermeidlichen Streuungen in der Serie auch bei ungünstigen Verhältnissen die Membran- oder Tellerfeder bei der Gefahr, im eingerückten Zustand in die entgegengesetzte Kraftrichtung umschnappen zu wollen, gesichert ist. Beim nächsten Ausrückvorgang wird sie somit zwangsweise wieder in ihre Betätigungslage zurückgeführt.

Bei einer Reibungskupplung in Form einer gedrückten Kupplung mit Anordnung von Verstellelementen der Einrichtung zum automatischen Verschleißausgleich zwischen Anpreßplatte und Membranfeder wird vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder mit ihrem Außendurchmesser in Aussparungen der Distanzbolzen eingreift, die gegenüber der Innenwandung des Kupplungsgehäuses einen Spalt von zumindest der Materialstärke der Membran- oder Tellerfeder aufweisen. Bei dieser Konstruktion können somit die bereits vorhandenen Distanzbolzen eine Führung der Membran- oder Tellerfeder in diejenige Richtung übernehmen, die der normalerweise ausgeübten Kraftrichtung entgegengerichtet ist.

Die Membran- oder Tellerfeder ist weiterhin in ihrem radial inneren Bereich über einen Auflagebereich auf den Federzungen der Membranfeder abgestützt und zumindest einzelne Federzungen sind von separaten oder einteiligen Halteelementen umgriffen zur Sicherung in die entgegengesetzte Richtung. Die Membran- oder Tellerfeder liegt somit durch ihre eigene Auflagekraft sowohl an der Innenseite des Kupplungsgehäuses als auch auf den Federzungen der Membranfeder auf und ist gegen Umschnappen in die entgegengesetzte Richtung dadurch gesichert, daß sie sich einerseits an den Distanzbolzen abstützt und andererseits wenigstens einzelne Federzungen hintergreift.

Bei einer sogenannten gezogenen Kupplung mit Verstellelementen der Einrichtung zum automatischen Verschleißausgleich zwischen Membranfeder und Anpreßplatte wird vorgeschlagen, daß die Membran- oder Tellerfeder mit ihrem Außendurchmesser in einen Gehäusespalt eingreift, der zumindest der Materialstärke der Membran- oder Tellerfeder entspricht und die Membran- oder Tellerfeder in ihrem radial inneren Bereich mit zumindest einigen am Umfang verteilten Zungen versehen ist, die jeweils durch Zwischenräume zwischen den Federzungen der Membranfeder hindurchgreifen und auf der Rückseite der Federzungen an diesen abgestützt sind. Damit ist eine besonders platzsparende Form gefunden, da sich die Membran- oder Tellerfeder im wesentlichen radial innerhalb der Öffnung des Kupplungsgehäuses erstreckt.

Dabei sind die Zungen der Membran- oder Tellerfeder im Abstand zur Rückseite der Federzungen der Membranfeder hakenförmig nach radial innen abgebogen und über einen umlaufenden Stützring an den Federzungen abgestützt. Eine solche Konstruktion ist einfach im Aufbau, in der Montage und betriebssicher auch bei höheren Drehzahlen.

Die Membran- oder Tellerfeder ist weiterhin gegenüber der Außenseite der Federzungen über einen lediglich von den Zungen unterbrochenen Auflagebereich gesichert. Somit ist auch hier für den Fall vorgesorgt, daß die Membran- oder Tellerfeder nicht aus der vorgegebenen Einbaulage durch Umschnappen wirkungslos werden kann.

Der Gehäusespalt ist dabei vorteilhafterweise einerseits von dem um das Maß der Materialstärke der Membran- oder Tellerfeder reduzierten inneren Rand des Kupplungsgehäuses und andererseits von Köpfen von Sicherungsnieten gebildet, die derart angebracht sind, daß sie den Bereich der Materialstärkereduzierung nach radial innen überstehen. Eine solche Konstruktion ist einfach in der Herstellung und in der Montage.

Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, den Federkraftverlauf der Membran- oder Tellerfeder so zu gestalten, daß ein Nulldurchgang erfolgt und die Lüftkraft größer ist als die von der Membranfeder ausgeübte Kraft. In einem solchen Fall kann durch eine Zwangsführung, wie sie z. B. bei automatischen Kupplungsbetätigungen vorhanden ist, die Membranfeder wieder in ihre eingerückte Stellung gebracht werden.

Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Kennlinie der Membranfeder durch zusätzliche Maßnahmen im Endbereich des Ausrückweges so abzusenken, daß eine Überschneidung mit der Kennlinie der Membranfeder nicht möglich ist. Erfindungsgemäß liegt die Membranfeder mit ihrem Innendurchmesser an den Federzungen der Membranfeder auf und im Bereich ihres Außendurchmessers am Kupplungsgehäuse, wobei das Kupplungsgehäuse derart ausgebildet ist, daß beim Übergang vom ausgerückten Zustand in den eingerückten Zustand der Reibungskupplung die Auflage zwischen Membranfeder und Kupplungsgehäuse vom Außendurchmesser zu einem mittleren Durchmesser wandert, der kleiner ist als der Außendurchmesser. Durch diese einfache Maßnahme ist sichergestellt, daß beim Übergang vom eingerückten in den ausgerückten Zustand der Kraftverlauf der Membranfeder in dem gewünschten Bereich stark abgeflacht wird und eine Überschneidung nicht stattfinden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist weiterhin darin zu sehen, daß die Membranfeder mit ihrem Innendurchmesser an den Federzungen der Membranfeder aufliegt und mit ihrem Außendurchmesser am Kupplungsgehäuse und bei der Bewegung vom eingerückten Zustand in den ausgerückten Zustand der Reibungskupplung die Membranfeder mit einem mittleren Durchmesser am Kupplungsgehäuse zur Anlage kommt. Eine solche Konstruktion ist insbesondere dann besonders einfach herzustellen, wenn die Membranfeder mit ihrem Außendurchmesser von den konzentrisch zur Drehachse angeordneten Distanzbolzen fixiert ist und zumindest einer der Distanzbolzen eine nach radial innen weisende Verlängerung aufweist, an der sich die Membranfeder beim Ausrückvorgang anlegen kann.

Bei einer Reibungskupplung, bei welcher die Betätigung der Membranfeder über ein hydraulisches/pneumatisches Ausrücksystem erfolgt, welches ein axial festes Gehäuse und einen axial verschiebbaren Kolben mit einem Ausrücklager aufweist, kann in besonders vorteilhafter Weise die Membranfeder mit ihrem Außendurchmesser am Gehäuse und mit ihrem Innendurchmesser am Kolben anliegen. Eine solche Konstruktion ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Unterbringung der Membranfeder in der Reibungskupplung selbst - aus welchen Gründen auch immer - nicht praktikabel erscheint.

Die Erfindung wird anschließend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Reibungskupplung;

Fig. 2 den Längsschnitt durch die obere Hälfte einer weiteren Reibungskupplung;

Fig. 3 ein Detail von Fig. 2;

Fig. 4 die Federkräfte der verschiedenen Bauteile über dem Federweg;

Fig. 5 den Längsschnitt durch die obere Hälfte einer Reibungskupplung mit Anordnung der Feder im Ausrücksystem;

Fig. 6 u. 7 die Längsschnitte durch die obere Hälfte einer Reibungskupplung im eingerückten und im ausgerückten Zustand;

Fig. 8 den Längsschnitt durch die Oberhälfte einer weiteren Reibungskupplung;

Fig. 9 die Federkräfte über den Federweg entsprechend den Fig. 5 bis 8.

Fig. 1 zeigt eine Reibungskupplung 1, deren prinzipieller Aufbau bekannt ist. So ist ein Kupplungsgehäuse 3 an einem nicht dargestellten Schwungrad einer Brennkraftmaschine fest angeordnet und kann mit diesem mit der Drehachse 5 umlaufen. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 3 ist eine Membranfeder 9 abgestützt, welche im eingerückten Zustand eine Anpreßkraft A auf die Anpreßplatte 6 ausübt, so daß die Kupplungsscheibe 8 mit ihren Reibbelägen zwischen das Schwungrad und die Anpreßplatte 6 mit der Anpreßkraft A eingespannt wird. Die Anpreßplatte 6 ist dabei in nicht näher dargestellter Weise drehfest aber axial verlagerbar gegenüber dem Kupplungsgehäuse 3 angeordnet. Die Reibungskupplung 1 ist als sogenannte gedrückte Kupplung ausgebildet, das heißt, die Membranfeder 9 stützt sich im Bereich ihres Außenumfangs an der Anpreßplatte 6 ab und im Bereich eines mittleren Durchmessers stützt sie sich über mehrere am Umfang verteilte Distanzbolzen 16 am Kupplungsgehäuse 3 ab. Nach radial innen hin ist die Membranfeder 9 mit einzelnen am Umfang verteilten Federzungen 11 versehen, an welchen ein nicht dargestelltes Ausrücksystem angreift. Zwischen dem Außendurchmesserbereich der Membranfeder 9 und der Anpreßplatte 6 ist eine Einrichtung 12 zum automatischen Verschleißausgleich angeordnet, die unter anderem Verstellelemente 13 aufweist, die bei auftretendem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe 8 dafür sorgen, daß trotz Verlagerung der Anpreßplatte 6 in Richtung des Pfeils A bei auftretendem Verschleiß der Abstand zwischen der Anpreßplatte und dem radial äußeren Bereich der Membranfeder 9 verschleißabhängig vergrößert wird, so daß die Membranfeder 9 über die gesamte Lebensdauer der Reibbeläge der Kupplungsscheibe 8 eine gleichbleibende Anpreßkraft A auf die Anpreßplatte 6 ausüben kann. Eine nähere Beschreibung der Einrichtung 12 erübrigt sich, da es hierfür verschiedene Ausführungsformen gibt, wie zum Beispiel aus der deutschen Offenlegungsschrift 35 18 781 ersichtlich. In der Reibungskupplung 1 ist weiterhin eine Membran- oder Tellerfeder 14 angeordnet, die in noch näher zu beschreibender Weise eine Absenkung der aufzubringenden Ausrückkräfte bewirkt. Diese Membran- oder Tellerfeder 14 ist so ausgelegt und angeordnet, daß sie in der dargestellten eingerückten Position der Reibungskupplung 1 keine oder nur eine geringe Lüftkraft auf die Membranfeder 9 ausübt. Mit zunehmender Ausrückbewegung - das ist eine Bewegung der Federzungen 11 der Membranfeder 9 in Richtung des Pfeiles A bzw. eine Bewegung des radial äußeren Randes der Membranfeder 9 in die entgegengesetzte Richtung - übt die Membran- oder Tellerfeder 14 eine zunehmend größere Ausrückkraft auf die Membranfeder 9 aus, so daß die Betätigungskräfte für die Reibungskupplung 1 deutlich abgesenkt werden können. In diesem Zusammenhang ist auf Fig. 4 zu verweisen. Hier sind mehrere Federkennlinien in Abhängigkeit vom Federweg dargestellt. Die Kennlinie B gehört zur Membranfeder 9 und zeigt über dem Federweg die Federkraft. Es ist eine typische Membranfederkennlinie mit einer Federkraftüberhöhung im Bereich geringer Federwege und einem Abfall der Federkraft mit zunehmendem Federweg. Dabei bedeutet E B die Einbaulage der Membranfeder in die Reibungskupplung in Betriebszustand bei eingerückter Kupplung. Diese Einbaulage wird durch die Einrichtung 12 konstant gehalten. Die Einbaulage wird so gewählt, daß die hier von der Membranfeder 9 erzeugte Anpreßkraft die vorgeschriebene Einspannkraft für die Kupplungsscheibe ergibt und das vorgeschriebene Drehmoment zu übertragen. Die Ausrückbewegung findet statt von der Einbaulage in Richtung zu größeren Federwegen. In Fig. 4 kann davon ausgegangen werden, daß die Lüftbewegung zwischen der Ziffer 5 und etwa 6, 7 stattfindet. In diesem Bereich hat die Federkennlinie B bereits ihr Minimum erreicht und steigt wieder geringfügig an. Die Membran- oder Tellerfeder 14, welche die Ausrückkraft absenken soll, erzeugt eine Federkennlinie C. Sie ist vom Verlauf her prinzipiell gleich der Federkennlinie B, verläuft allerdings in entgegengesetzter Richtung und die Feder 14 ist dabei so eingebaut, daß in Einbaulage keine oder nur eine geringe Lüftkraft auf die Membranfeder 9 ausgeübt wird. Mit zunehmender Ausrückbewegung steigt die Kraft entsprechend der Federkennlinie C stark an und um das gleiche Maß verringert sich die vom Ausrücksystem auf die Federzungen 11 aufzubringende Betätigungskraft. Durch Subtraktion der Kennlinie C von der Kennlinie B wird die Kennlinie D erzielt, welche die vom Ausrücksystem aufzubringende Kraft darstellt. Dabei kann zusätzlich berücksichtigt werden, daß Elastizitäten beispielsweise im nicht absolut steifen Kupplungsgehäuse 3 und/oder eine Federung zwischen den Reibbelägen der Kupplungsscheibe 8 unterstützend eingreifen. So ist beispielsweise mit der Federkennlinie E die Wirkung der Belagfederung der Kupplungsscheibe 8 eingezeichnet, welche eine Gegenkraft zur Federkennlinie B darstellt und daher im Bereich ihrer Wirksamkeit zwischen der Einbaulage und der Ziffer 6 von der Federkennlinie D abgezogen werden kann und so die Federkennlinie F erzeugt. Diese Federkennlinie F ist die tatsächliche von Ausrücksystem bzw. vom Fahrer aufzubringende Ausrückkraft. Die Federkennlinie F geht etwa in im Bereich der Ziffer 6 des Federweges in die Kennlinie D über und verläuft dann mit dieser weiter nach unten. Es ist deutlich zu erkennen, daß zwischen der Federkennlinie D der Membranfeder 9 und der Federkennlinie F, die zum Ausrücken der Reibungskupplung aufzubringen ist, eine große Differenz besteht. Die entsprechend den Fig. 1 und 4 ausgeführte Reibungskupplung kann mit sehr geringen Kräften betätigt werden. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Abstimmung der Einbaulage der Membran- oder Tellerfeder 14 so erfolgt, daß sie in Einbaulage eine möglichst geringe Lüftkraft ausübt, so daß die Membranfeder 9 in diesem Betriebspunkt nur geringfügig belastet ist. Dies ist aus Fig. 4 dadurch ersichtlich, daß die Kennlinien E bzw. D etwas unterhalb der Kennlinien B beginnen und zwar um das gleiche Maß um welches in dieser Einbaulage E, B die Kennlinie C oberhalb der Nullinie der Federkraft verläuft. Da nun jedoch bei serienmäßiger Herstellung von Federn dieser Art Streuungen auftreten, und die Bestrebung da ist, den Nulldurchgang der Federkennlinie C möglichst nahe an der Einbaulage zu halten, ist es nicht auszuschließen, daß auch Federkombinationen zustande kommen können, bei denen der Nulldurchgang der Federkennlinie C nach rechts zu höheren Federwegen verschoben sein kann. In einem solchen Fall würde die Membran- oder Tellerfeder 14 im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 1 umschnappen und außer Funktion gesetzt. Zu diesem Zweck ist entsprechend Fig. 1 die Feder 14 so angeordnet, daß sie nicht in ihre unwirksame Stellung hinüber schnappen kann, da sie im Bereich ihres radial äußeren und radial inneren Durchmessers formschlüssig einerseits mit den Federzungen 11 der Membranfeder 9 und andererseits mit dem Gehäuse 3 gehalten ist. Zu diesem Zweck ist die Feder 14 im Bereich ihres Außendurchmessers an einer Aussparung 19 abgestützt, die zwischen der Innenseite des Kupplungsgehäuses 3 und einer entsprechenden Kante der einzelnen Distanzbolzen 16 gebildet ist. Die Aussparung 19 entspricht im wesentlichen der Materialstärke der Feder 14. Im Innendurchmesser der Feder 14 liegt diese normalerweise durch Eigenspannung über einen umlaufenden Auflagebereich 20 auf der Außenseite der Federzungen 11 auf und es sind einzelnen Halteelemente 21 vorgesehen, die separat oder einteilig mit der Feder 14 ausgebildet sind und die in die Spalte umfangsmäßig zwischen zwei Federzungen 11 hindurchgreifen und jeweils eine Federzunge hintergreifen. Dadurch kann die Feder 14 nicht in ihre unwirksame Stellung gelangen und sie wird bei jedem Ausrückvorgang mit ihrer ansteigenden Federkraft eine Ausrückkraftunterstützung leisten.

Fig. 2 zeigt den Schnitt durch die obere Hälfte einer sogenannten gezogenen Reibungskupplung 2. Hierbei ist die Membranfeder 10 im Bereich ihres Außendurchmessers am Kupplungsgehäuse 4 abgestützt und auf einem kleineren Durchmesser an der Anpreßplatte 7. Nach radial innen setzt sich die Membranfeder 10 mit einzelnen Federzungen 11 fort, an denen ein nicht dargestelltes Ausrücksystem angreift. Im Kupplungsgehäuse 4 ist die Anpreßplatte 7 drehfest aber axial verlagerbar geführt und sie wird von der Membranfeder 10 mit einer Anpreßkraft A beaufschlagt, welche die nicht dargestellte Kupplungsscheibe zwischen der Anpreßplatte 7 und dem nicht dargestellten Schwungrad einspannt. Sämtliche Bauteile der Reibungskupplung 2 können mit dem Schwungrad um die Drehachse umlaufen. Zwischen der Membranfeder 10 und der Anpreßplatte 7 sind Verstellelemente 13 angeordnet, welche Teil einer Einrichtung zum Verschleißausgleich sind, wie bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Im vorliegenden Fall werden die Federzungen 11 der Membranfeder 10 zum Zweck des Ausrückvorgangs entgegen dem Pfeil A nach recht verschwenkt und die Membran- oder Tellerfeder 15, welche die Ausrückkraft unterstützt, ist mit ihrem Außendurchmesser am Kupplungsgehäuse 4 angeordnet und reicht im Bereich ihres Innendurchmessers mit mehreren am Umfang verteilten Zungen 23 auf die Rückseite der Federzungen 11 und stützt sich dort über einen Stützring 24 ab. Die Abstützung auf der Rückseite der Membranfeder 10 ist deshalb notwendig, weil die Feder 15 auf die Federzungen 11 eine Lüftkraft ausüben muß, die entgegengesetzt zu dem Pfeil A gerichtet ist. Die entgegengesetzte Stützkraft am Außendurchmesser der Feder 15 erfolgt am Kupplungsgehäuse 4 im Bereich dessen inneren Randes 26. Dabei ist der innere Rand 26 des Kupplungsgehäuses 4 in seiner Materialstärke geschwächt und zwar von der Außenseite her um das Maß der Materialstärke der Feder 15. Die Feder 15 ist dabei in die entgegengesetzte Richtung ebenso fixiert und zwar durch die Köpfe 18 von Sicherungsnieten 17, die am Kupplungsgehäuse 4 entsprechend Fig. 3 nach radial innen etwas überstehen. Weiterhin ist die Feder 15 auch im Bereich ihrer Zungen 23 durch einen Auflagebereich 25 an der Außenseite der Federzungen 11 fixiert. Die Kraftverhältnisse der Konstruktion gemäß den Fig. 2 und 3 ist identisch mit den Kraftverhältnissen der Konstruktion gemäß Fig. 1 und somit aus Fig. 4 herleitbar. Mit zunehmendem Ausrückweg übt die Feder 15 eine zunehmende Kraft entsprechend der Federkennlinie C auf die Membranfeder 10 aus und zwar im Sinne einer Betätigungskraftabsenkung. Dabei stützt sie sich mit ihrem Außenumfang am inneren Rand 26 des Kupplungsgehäuses 4 ab und mit ihrem Innenumfang über die Zungen 23 und den Stützring 24 auf der Rückseite der Federzungen 11 ab. Um auch hier eine Sicherung gegen Umschnappen in die nicht wirksame Stellung zu verhindern, sind einerseits am Kupplungsgehäuse 4 die Sicherungsniete 17 mit ihren Köpfen 18 angebracht und andererseits der Auflagebereich 25 auf der Vorderseite der Federzungen 11.

In Fig. 5 ist eine Reibungskupplung wiedergegeben, bei welcher zum Unterschied zu den Fig. 1 bis 3 die Membran-/Tellerfeder 29 außerhalb der Reibungskupplung untergebracht ist. Im vorliegenden Fall wird die Reibungskupplung durch ein Ausrücksystem 27 betätigt, welches pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt ist. Das Gehäuse 33 ist ortsfest angebracht, zum Beispiel an der Getriebewand, und es weist einen Kolben 34 auf, der - wie das Gehäuse 33 - konzentrisch zur Drehachse 5 angeordnet ist. Der Kolben 34 trägt das Ausrücklager 28, welches direkt auf die radial inneren Enden der Federzungen 11 der Membranfeder 9 einwirkt. Durch Beaufschlagung des Raumes zwischen dem Gehäuse 33 und dem Kolben 34 mit einem Druckmedium ist der Kolben 34 in der Lage, über das Ausrücklager 28 die Membranfeder 9 zu betätigen. Zwischen dem Gehäuse 33 und dem Kolben 34 ist die Membran- /Tellerfeder 29 angeordnet. Sie stützt sich an dem axial festen Gehäuse 29 ab und wirkt mit ihrer Lüftkraft über das Ausrücklager 28 auf die Membranfeder 9 ein. In dieser Konstruktion ist dafür Sorge getragen, daß der Federkraftverlauf der Membran-/Tellerfeder 29 entsprechend der Federkennlinie C gemäß Fig. 4 im Bereich E, B einen positiven Wert aufweist, es sei den, es ist eine Maßnahme entsprechend den Fig. 1 und 2 zur Sicherung gegen Überschnappen getroffen worden. Bei der vorliegenden Konstruktion wird die Feder 29 im Ausrücksystem 27 angeordnet, wodurch entsprechender Platz in der Reibungskupplung selbst eingespart werden kann.

In den Fig. 6 und 7 ist der eingerückte und der ausgerückte Zustand einer Reibungskupplung dargestellt. In bekannter Weise besteht diese Reibungskupplung aus einem Kupplungsgehäuse 4 mit einer axial verlagerbaren und umfangsmäßig fest angeordneten Anpreßplatte 7, die von einer Membranfeder 9 in Richtung A kraftbeaufschlagt wird. Zwischen der Anpreßplatte 7 und - der Membranfeder 9 ist eine bereits beschriebene Einrichtung 12 zum Verschleißausgleich angeordnet. Die Membranfeder 9 ist in bekannter Weise über Distanzbolzen 16, die konzentrisch zur Drehachse 5 angeordnet sind, im Kupplungsgehäuse 4 gelagert, wobei die Distanzbolzen 16 den Kippkreis bei der Kupplungsbetätigung vorgeben. Zwischen dem Kupplungsgehäuse 4 und der Membranfeder 9 ist radial innerhalb der Distanzbolzen 16 eine Membranfeder 30 angeordnet, die prinzipiell in der bisher bekannten Weise mit ihrem Innendurchmesser D_i auf die Außenseite der Federzungen 11 der Membranfeder 9 einwirkt und sich im Bereich ihres Außendurchmessers am Kupplungsgehäuse abgestützt. Die Membranfeder 30 ist dabei in radialer Richtung durch die Distanzbolzen 16 zentriert. Im Bereich zwischen dem Außendurchmesser D_a der Membranfeder 30 und einem mittleren Durchmesser D - der kleiner ist als der Durchmesser D_a - ist eine Schräge im Kupplungsgehäuse 4 derart vorgesehen, daß die Membranfeder 30 im eingerückten Zustand der Reibungskupplung entsprechend Fig. 6 mit ihrem Durchmesser D am Kupplungsgehäuse 4 aufliegt und im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung gemäß Fig. 7 mit ihrem Außendurchmesser D_a. In Verbindung mit Fig. 9 wird damit folgende Wirkung erzielt:
Die Federkennlinie B entspricht derjenigen von Fig. 4. Dies gilt auch für die Federkennlinie E der Belagfederung der Kupplungsscheibe. Der Verlauf der Federkennlinie C′ ist im Bereich zwischen der Einbaulage E, B und dem ausgerückten Zustand sehr steil, wodurch sich eine sehr geringe Betätigungskraftkennlinie F′ ergibt. Dadurch besteht einerseits die Gefahr, daß die Federkennlinie C′ im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung oberhalb der Federkennlinie B der Membranfeder 9 verläuft. Eine solche Auslegung kann vorteilhafterweise bei einer automatisierten Kupplungsbetätigung eingesetzt werden, bei welcher die Kupplungsbetätigung in beiden Bewegungsrichtungen der Membranfeder Kraft auf diese ausüben kann (z.- B. durch Hintergreifen der Membranfeder 9). Im vorliegenden Fall ist jedoch trotz Beibehaltung der steilen Federkennlinie C′ durch den Auflagewechsel von D_a zu D während des Einrückvorgangs dafür Sorge zu tragen, daß entsprechend dem Kennlinienverlauf C′′ ein Schnittpunkt mit der Kennlinie B vermieden wird. Dadurch wechselt die Federkennlinie F′ - ausgehend von der Einbaulage E, B - in den Verlauf der Federkennlinie D′′ hinein, und bleibt immer im positiven Bereich der Federkraft.

In Fig. 8 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, den Federkraftverlauf C′ der Membranfeder 30 so zu beeinflussen, daß es entsprechend C′′ mit zunehmendem Ausrückweg stark abgeflacht wird und dadurch ein Überschneiden mit der Federkennlinie B vermieden wird. Die aus den bisherigen Konstruktionen bekannte Reibungskupplung ist mit einer Membranfeder 30 versehen, die in radialer Richtung durch die konzentrisch zur Drehachse 5 angeordneten Distanzbolzen 31 fixiert ist. Zumindest einer dieser Distanzbolzen 31 weist auf der der Anpreßplatte 7 zugewandten Seite der Membranfeder 30 eine nach radial innen verlaufende Verlängerung 32 auf, die im eingerückten Zustand der Reibungskupplung einen Abstand von der Membranfeder 30 aufweist. Die Darstellung zeigt den eingerückten Zustand, bei welchem die Membranfeder 30 mit ihrem Außendurchmesser D_a am Kupplungsgehäuse 4 anliegt und mit ihrem Innendurchmesser D_i auf den Federzungen 11 der Membranfeder 9 aufliegt. Wird die Reibungskupplung nun in den ausgerückten Zustand überführt - durch Bewegen der Federzungen 11 nach links - so kommt die Membranfeder 30 nach einem Teil der Ausrückbewegung an der Verlängerung 32 zur Anlage, wodurch sich ihre Wirkung auf die Membranfeder 9 von diesem Moment an abschwächt. Es wird damit ein Federkennlinienverlauf entsprechend C′′ erzielt und die Ausrückkraft bleibt im positiven Bereich. Die Abstimmung des Kennlinienverlaufs kann dabei über den Anlagedurchmesser D und den Abstand zwischen der Verlängerung 32 und der Membranfeder 30 erfolgen.

Die in den Fig. 6 bis 9 beschriebenen Maßnahmen zur Beeinflussung der Federkennlinie der Membranfeder 30 kann selbstverständlich auf eine Konstruktion gemäß Fig. 5 übertragen werden. Auch bei dieser Konstruktion ist es dann möglich, den Verlauf der Federkennlinie C′ in ihrem Bereich nahe der Einbaulage steil zu gestalten, wodurch die Höhe der Ausrückkräfte abgesenkt wird, um weiterhin dafür Sorge zu tragen, daß eine Überschneidung mit der Federkennlinie B der Membranfeder 9 vermieden wird.

Claims

1. Reibungskupplung (1, 2) im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend
ein Kupplungsgehäuse (3, 4) das an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit diesem um eine Drehachse (5) umlaufen kann,
eine im Kupplungsgehäuse (3, 4) drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte (6, 7),
eine Kupplungsscheibe (8) zwischen Anpreßplatte (6, 7) und Schwungrad mit Reibbelägen,
eine Membranfeder (9, 10) die sich einerseits an der Anpreßplatte (6, 7) und andererseits am Kupplungsgehäuse (3, 4) abstützt und die Anpreßplatte (6, 7) in Richtung Schwungrad belastet zur Erzeugung einer Anpreßkraft (A),
ein auf den radial inneren Bereiche der Membranfeder (9, 10) einwirkendes Ausrückelement eines Ausrücksystems,
eine Einrichtung (12) zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge zur Erhaltung der Einbaulage der Membranfeder (9, 10) und der Anpreßkraft (A),
eine Membran- oder Tellerfeder (14, 15, 29, 36, 37), die sich einerseits an einem festen bzw. axial festen Bauteil (3, 4) und andererseits an einem anderen Bauteil (9, 10) innerhalb der Betätigungskette Anpreßplatte- Ausrücksystem abstützt und welche bei eingerückter Reibungskupplung keine oder nur eine geringe und mit zunehmendem Ausrückweg eine ansteigende Lüftkraft ausübt.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Membran- bzw. Tellerfeder (14, 15, 19) ausgeübte Lüftkraft an keiner Stelle des Lüftweges größer ist als die von der Membranfeder (9, 10) auf das Ausrücksystem ausgeübte Kraft.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (14, 15) einerseits am Kupplungsgehäuse (3, 4) und andererseits direkt an der Membranfeder (9, 10) abgestützt ist.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (14, 15) vorzugsweise im wesentlichen radial innerhalb der radial innen liegenden Abstützung der Membranfeder (9, 10) angeordnet ist.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (14, 15) im Bereich ihrer beiden Auflagestellen sowohl in die von ihr ausgeübten Kraftrichtung abgestützt als auch in entgegengesetzter Richtung gesichert ist.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 5, wobei die Membranfeder im Bereich ihres Außendurchmessers an der Anpreßplatte - unter Zwischenschaltung von Verstellelementen der Einrichtung zum automatischen Verschleißausgleich - anliegt und in einem mittleren Durchmesserbereich über Distanzbolzen schwenkbar am Kupplungsgehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet daß die Membran- oder Tellerfeder (14,) mit ihrem Außendurchmesser in Aussparungen (19) der Distanzbolzen (16) eingreift, die gegenüber der Innenwandung des Kupplungsgehäuses (3) einen Spalt von zumindest der Materialstärke der Membran- oder Tellerfeder (14) aufweisen.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (14) in ihrem radial inneren Bereich über einen Auflagebereich (20) auf den Federzungen (11) der Membranfedern (9) abgestützt ist und zumindest einzelne Federzungen (11) von separaten oder einteiligen Halteelementen (21) umgriffen sind zur Sicherung in die entgegengesetzte Richtung.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 5, wobei die Membranfeder im Bereich ihres Außendurchmessers am Kupplungsgehäuse abgestützt ist und im Bereich eines mittleren Durchmesser - unter Zwischenschaltung von Verstellelementen der Einrichtung zum automatischen Verschleißausgleich - an der Anpreßplatte abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (15) mit ihrem Außendurchmesser in einen Gehäusespalt (22) eingreift, der zumindest der Materialstärke der Membran- oder Tellerfeder (15) entspricht.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (15) in ihrem radial inneren Bereich mit zumindest einigen am Umfang verteilten Zungen (23) versehen ist, die jeweils durch Zwischenräumen zwischen den Federzungen (11) der Membranfeder (10) hindurchgreifen und auf der Rückseite der Federzungen (11) an diesen abgestützt sind.

10. Reibungskupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (23) im Abstand zur Rückseite der Federzungen (11) hakenförmig nach radial innen abgebogen sind und über einen umlaufenden Stützring (24) an den Federzungen (11) abgestützt sind.

11. Reibungskupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (15) gegenüber der Außenseite der Federzungen (11) über einen lediglich von den Zungen (23) unterbrochenen Auflagebereich (25) gesichert ist.

12. Reibungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusespalt (22) einerseits von dem um das Maß der Materialstärke der Membran- oder Tellerfeder (15) reduzierten inneren Rand (26) des Kupplungsgehäuses (4) und andererseits von Köpfen (18) von Sicherungsnieten (17) gebildet ist, die derart angebracht sind, daß sie den Bereich der Materialstärkereduzierung nach radial innen überstehen.

13. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Membran- bzw. Tellerfeder (14, 15, 29, 30) ausgeübte Lüftkraft im Endbereich des Lüftweges gleich oder größer ist als die von der Membranfeder (9, 19) auf das Ausrücksystem ausgeübte Kraft.

14. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie der Membranfeder bzw. Tellerfeder (30) durch zusätzliche Maßnahmen im Endbereich des Ausrückweges abgesenkt wird zur Vermeidung einer Überschneidung mit der Kennlinie der Membranfeder (9).

15. Reibungskupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (30) mit ihrem Innendurchmesser (D_i) an den Federzungen (11) der Membranfeder (9) aufliegt und im Bereich ihres Außendurchmessers (D_a) am Kupplungsgehäuse (4), wobei das Kupplungsgehäuse (4) derart ausgebildet ist, daß beim Übergang vom ausgerückten Zustand in den eingerückten Zustand der Reibungskupplung die Auflage zwischen Membranfeder (30) und- Kupplungsgehäuse (4) vom Außendurchmesser (D_a) zu einem mittleren Durchmesser (D) wandert, der kleiner ist als der Außendurchmesser (D_a).

16. Reibungskupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (30) mit ihrem Innendurchmesser (D_i) an den Federzungen (11) der Membranfeder (9) aufliegt und mit ihrem Außendurchmesser (D_a) am Kupplungsgehäuse (4) und bei der Bewegung vom eingerückten Zustand in den ausgerückten Zustand der Reibungskupplung die Membranfeder (30) mit einem mittleren Durchmesser (D) am Kupplungsgehäuse (4) zur Anlage kommt.

17. Reibungskupplung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder 30) mit ihrem Außendurchmesser (D_a) von dem konzentrisch zur Drehachse (5) im Kupplungsgehäuse (4) angeordneten Distanzbolzen (31) fixiert ist und zumindest einer der Distanzbolzen (31) eine nach radial innen weisende Verlängerung (32) aufweist, an der sich die Membranfeder (30) beim Ausrückvorgang anlegt.

18. Reibungskupplung nach Anspruch 1, wobei die Betätigung der Membranfeder über ein hydraulisches/pneumatisches Ausrücksystem erfolgt, welches ein axial festes Gehäuse und einen axial verschiebbaren Kolben mit einem Ausrücklager aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (29) mit ihrem Außendurchmesser am Gehäuse (33) und mit ihrem Innendurchmesser am Kolben (34) anliegt.