DE19645409C2 - Ausrückeinheit für eine Kupplung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausrückeinheit für eine Kupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Pull-Type-Kupplung bzw. durch Zug betätigbare Kupplung weist eine Kupplungsscheibenanordnung und eine Kupplungsdeckelanordnung auf. Eine Membran- bzw. Diaphragmafeder drückt eine Druckplatte zu einem Schwungrad, so daß eine Kupplungsscheibe zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad gehalten wird. Wenn eine Ausrückeinheit einen inneren Umfangsbereich der Membranfeder zum Getriebe zieht, wird die Kupplungsscheibe ausgerückt, so daß sie bezüglich der Druckplatte und dem Schwungrad frei rotieren kann.

Eine oben beschriebene, bei einer durch Zug betätigbaren Kupplung eingesetzte Ausrückeinheit weist im allgemeinen ein zylindrisches Element auf, welches um die Antriebswelle des Getriebes axial bewegbar angeordnet ist. Zudem ist eine Hebelplatte vorgesehen, welche an einem Ende des zylindrischen Elements befestigt und mit der Fläche des inneren Umfangsbereiches der Membranfeder zwischen dem Schwungrad und der Membranfeder in Kontakt ist. Schließlich weist die Ausrückeinheit ein Ausrücklager auf, welches an einem Bereich des zylindrischen Elementes befestigt ist. Wenn sich das Ausrücklager zum Getriebe bewegt, wird gleichzeitig das zylindrische Element und die Hebelplatte axial zusammen mit dem zylindrischen Element bewegt, so daß Hebelbereiche der Membranfeder zum Getriebe gezogen werden. Hierdurch wird die Kupplung ausgerückt.

Bei der bekannten Ausrückeinheit für die durch Zug betätigbare Kupplung wirkt eine lokale oder Versatzlast auf die Hebelplatte und die Membranfeder, wenn ein Versatz an einer Stelle auftritt, an welcher die Getriebeantriebswelle zur Kupplung und/oder zum Schwungrad geneigt ist, so daß die Haltbarkeit dieser Elemente verringert wird. Somit kann an einer Stelle eine Spannungskonzentration auftreten, an welcher durch die Hebelplatte eine höhere Last auf die Membranfeder als durch andere Bereiche der Hebelplatte aufgebracht wird. Ein derartiger Versatz kann zu einer Pedalschwingung bzw. - vibration und zu einer ungleichmäßigen Abnutzung des Kupplungsmechanismus führen.

Die gattungsbildende DE 37 13 102 A1 beschreibt einen Ausrücklagermechanismus einer Kupplung, der ein Ausrücklager aufweist, das mit einem Betätigungsmechanismus zur Beaufschlagung des Lagers mit einer Betätigungskraft in axialer Richtung nach außen verbunden ist und einen inneren Laufring besitzt, der mit einer sich in axialer Richtung nach innen erstreckenden Verlängerung versehen ist. Eine zylindrische, keilförmig ausgebildete Lagerschale ist rund um die Verlängerung angeordnet. Eine Hebelplatte ist mit einer Membran der Kupplung verbunden und rund um die Lagerschale angeordnet. Die Lagerschale und die Hebelplatte sind über einen vorgegebenen axialen Weg relativ zueinander beweglich. Die Lagerschale weist einen inneren Eingriffsbereich, der starr bzw. unbeweglich in die flügelförmige Verlängerung eingreift, einen äußeren Eingriffsbereich, der in die Hebelplatte eingreift, und einen in radialer Richtung elastisch biegsamen Bereich derart auf, daß eine Biegung des biegsamen Bereichs in radialer Richtung nach außen eine radiale Bewegung des inneren Eingriffsbereichs in eine ausgerückte Lage erlaubt und daß eine Biegung in radialer Richtung nach innen eine radiale Bewegung des äußeren Eingriffsbereichs in eine ausgerückte Lage erlaubt.

Aus dem US-Patent 3,948,371 ist eine selbstzentrierende Ausrücklageranordnung bekannt, welche einen Versatz zwischen dem Ausrücklager und einer Welle kompensiert. Hierzu weist das auf die Welle gesetzte Ausrücklager eine innere Spur, mehrere Kugeln und eine äußere drehfeste Spur auf. Die innere Spur ist zusätzlich mit einer sphärischen konvexen Oberfläche ausgebildet, in welche eine sphärische konkave Oberfläche des Ausrückhebels eingreift. Hierbei liegt der Krümmungsmittelpunkt der sphärisch konkaven und sphärisch konvexen Oberflächen auf der Mittelline der Welle, sowie im Bereich der äußeren Spur.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ausrückeinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einen Versatz zwischen der Ausrückeinheit und der Kupplung vermindert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist eine Ausrückeinheit für eine Kupplung ein axial bewegbares zylindrisches Element mit ersten und zweiten Enden und eine erste ringförmige Hebelplatte auf, welche an einer Axialbewegung relativ zum Außenumfang des ersten Endes des zylindrischen Elementes gehindert wird, wobei die erste ringförmige Hebelplatte eine sphärisch konvexe Fläche umfaßt. Eine zweite ringförmige Hebelplatte mit einer sphärisch konkaven Fläche befindet sich mit der sphärisch konvexen Fläche in Gleitkontakt, wobei die zweite ringförmige Hebelplatte an einer Axialbewegung nahe dem ersten Ende des zylindrischen Elmentes gehindert wird. Die Ausrückeinheit wird bei einem eine Mittelachse festlegenden Schwungrad verwendet. Ein Kupplungsdeckel mit einer Membranfeder ist mit dem Schwungrad verbunden. Das zylindrische Element verläuft durch einen Mittelbereich der Membranfeder und die ersten und zweiten ringförmigen Hebelplatten werden an einer Axialbewegung zwischen dem ersten Ende des zylindrischen Elementes und der Membranfeder gehindert, wobei die ersten und zweiten ringförmigen Hebelplatten zwischen dem Schwungrad und der Membranfeder angeordnet sind. Die sphärisch konkave Fläche und die sphärisch konvexe Flä­ che haben einen Mittelpunkt, welcher entlang der Mittelachse des Schwungrades festgelegt ist und axial innerhalb des Schwungrades liegt. Ein Lager ist am zweiten Ende des zylin­ drischen Elementes angeordnet.

Bei dieser Einheit gleitet die erste Hebelplatte der Aus­ rückeinheit relativ zur zweiten Hebelplatte, um einen Ver­ satz zu korrigieren, wenn die Getriebeantriebswelle oder dergleichen relativ zur Kupplung oder dem Schwungrad geneigt ist. Hierdurch wird eine lokale Krafteinwirkung auf die He­ belplatte und die Membranfeder und somit auch eine Vibration bzw. ein Schwingen des Pedales unterdrückt bzw. vermieden.

Die vorgenannte und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile vorliegender Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenschnittansicht eines Kupplungsmechanis­ mus, welcher ein Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Ausrückmechanismus einsetzt; und

Fig. 2 eine Querschnittansicht eines Bereiches von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, welcher Details der Aus­ rückeinheit der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 1 zeigt eine durch Zug betätigbare Kupplung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Drehachse dieser durch Zug betätigbaren Kupplung - wird im folgenden einfach Kupplung genannt - wird durch O-O bezeichnet.

Ein Schwungrad 1 ist mit einer (nicht dargestellten) Kurbel­ welle der Motorseite verbunden. Eine Kupplungsdeckelanord­ nung 2 weist einen am Schwungrad 1 befestigten Kupplungsdec­ kel 7, eine kreisförmige oder ringförmige, innerhalb des Kupplungsdeckels 7 angeordnete Druckplatte 8 und eine Dia­ phragma- bzw. Membranfeder 9 auf. Die Membranfeder 9 hat ei­ nen ringförmigen elastischen Bereich, dessen Außenumfang mit der Rückseite auf den Kupplungsdeckel 7 elastisch aufgesetzt bzw. angeordnet ist. Ein radialer Mittelbereich des ring­ förmigen elastischen Bereiches drückt die Druckplatte 8 elastisch zur Kupplungsscheibenanordnung 4. Die Membranfeder 9 hat mehrere Hebelbereiche, welche vom ringförmigen elasti­ schen Bereich radial nach innen verlaufen. Enden der Hebel­ bereiche sind mit einer nachfolgend zu beschreibenden Ein­ rückeinheit 3 gekoppelt.

Ein zentraler Bereich der Kupplungsscheibenanordnung 4 ist mit einer (nicht dargestellten) von einem (nicht dargestell­ ten) Getriebe verlaufenden Hauptantriebswelle keilverzahnt. Ein Reibungskupplungsbereich, welcher am äußeren Umfangsbe­ reich der Kupplungsscheibenanordnung 4 befestigt ist, wird zwischen dem Schwungrad 1 und der Druckplatte 8 positio­ niert.

Wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt, ist die Ausrückein­ heit 3 mit einer ersten Hülse 11, einer zweiten Hülse 12, einem Ausrücklager 13, einer Hohlwelle bzw. einer Hülle 14 und einer Hebelplatte 15 ausgebildet. Die Hohlwelle 14 ist um die (nicht dargestellte) Hauptantriebswelle herum ange­ ordnet und greift in eine (nicht dargestellte) Ausrückgabel oder dergleichen ein. Eine Außenrille des Ausrücklagers 13 ist an der Hohlwelle 14 befestigt. Eine Innenrille des Aus­ rücklagers 13 ist an der ersten Hülse 11 fixiert. Die zweite Hülse 12 ist mit einem Außenumfang eines Bereiches der er­ sten Hülse 11 nahe der Kupplung durch (nicht dargestellte) Schraubengewinde oder andere ähnliche Verbindungselemente verbunden. Ein Schnappring bzw. ein Sprengring 18 ist in ei­ ne Nut eingepaßt, welche um das Ende der zweiten Hülse 12 herumlaufend nahe der Kupplung ausgebildet ist.

Die Hebelplatte 15 besteht aus ersten und zweiten Hebelplatten 16 und 17. Der Sprengring 18 verhindert eine Bewegung der ersten Hebelplatte 16 zur Kupplung. Die erste Hebelplat­ te 16 weist eine dem Getriebe gegenüberliegende sphärisch konvexe Fläche 16a auf. Die zweite Hebelplatte 17 ist nahe der Seite der ersten Hebelplatte 16 dem Getriebe gegenüber­ liegend angeordnet. Die zweite Hebelplatte 17 hat eine sphä­ risch konkave Fläche 17a, welche sich mit der sphärisch kon­ vexen Fläche 16a in Gleitkontakt befindet. Der Mittelpunkt einer durch die sphärisch konvexe Fläche 16a und die sphä­ risch konkave Fläche 17a festgelegten Kugel bzw. Sphäre A ist an einem Punkt Q angeordnet, an welchem das Schwungrad 1 die (nicht dargestellte) Hauptantriebswelle trägt. Die zwei­ te Hebelplatte 17 ist an ihrer dem Getriebe gegenüberliegen­ den Seite mit einer Kontaktfläche ausgebildet, welche sich mit den Enden der Hebelbereiche der Membranfeder 9 in Kon­ takt befindet. Ein vorgegebener Spalt wird zwischen dem In­ nenumfang der zweiten Hebelplatte 17 und der äußeren Um­ fangsfläche der zweiten Hülse 12 beibehalten.

Eine konische Feder 19 ist zwischen den Hebelbereichen der Membranfeder 9 und dem Stützbereich der zweiten Hülse 12 an­ geordnet. Die konische Feder 19 weist einen auf der zweiten Hülse 12 elastisch sitzenden Innenumfang auf, und drückt hierdurch die Hebelbereiche der Membranfeder 9 zur zweiten Hebelplatte 17.

Die Montageschritte der Kupplung werden nachfolgend be­ schrieben. Zuerst werden die Kupplungsdeckelanordnung 5 und die Kupplungsscheibenanordnung 4 am Schwungrad 1, wie in Fig. 1 dargestellt, befestigt. Vor der Befestigung der Kupp­ lungsdeckelanordnung 5 am Schwungrad 1 werden die zweite Hülse 12, die erste Hebelplatte 16, die zweite Hebelplatte 17, die konische Feder 19 und weitere Bauteile an den Enden der Hebelbereiche der Membranfeder 9 fixiert. Anschließend wird ein (nicht dargestelltes) Getriebegehäuse mit einer (nicht dargestellten) Hauptantriebswelle auf die linke Seite von Fig. 1 zur Kupplungsdeckelanordnung 5 bewegt. Die erste Hülse 11 der Ausrückeinheit 3 wird anschließend in die zwei­ te Hülse 12 gewindet oder geschraubt.

Das Getriebe kann bezüglich der Kupplung 2, welche wie oben beschrieben montiert wurde, an einer geneigten Position an­ geordnet werden. Hierbei wird die (nicht dargestellte) Hauptantriebswelle des Getriebes zur Drehachse O-O geneigt, so daß das Ausrücklager 13, die Hohlwelle 14 und die ersten und zweiten Hülsen 11 und 12 geneigt werden. Dadurch gleitet die erste Hebelplatte 16 relativ zur zweiten Hebelplatte 17 um den Punkt Q, so daß ein Versatz korrigiert wird. Somit wird keine lokale oder versetzte Kraft bzw. Last auf die He­ belplatte 15 und die Membranfeder 9 trotz des Versatzes auf­ gebracht. Demgemäß wird eine gleichmäßigere Last bzw. Kraft auf die Membranfeder 9 während der Einrück- und Ausrückvor­ gänge der Kupplung aufgebracht. Folglich können die Elemente und Bauteile eine verlängerte Lebensdauer aufweisen und kann eine Pedalschwingung bzw. -vibration unterdrückt werden. Insbesondere wird der Mittelpunkt der durch die sphärisch konvexe Fläche 16a und die sphärisch konkave Fläche 17a definierten Sphäre A derart ausgebildet, daß der Mittelpunkt mit dem Ende der (nicht dargestellten) Hauptantriebswelle zusammenfällt, wodurch der Versatz noch präziser korrigiert wird.

Entsprechend der Ausrückeinheit für die durch Zug betätigba­ re Kupplung der Erfindung wird eine herkömmliche Hebelplatte durch zwei Elemente mit sphärischen Flächen ersetzt, welche sich in Gleitkontakt zueinander befinden. Somit kann eine lokal gegen die Elemente wirkende Kraft bzw. Last und eine Pedalvibration unterdrückt werden, welche durch einen poten­ tiellen Versatz verursacht werden.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Aus­ rückeinheit 3, welche um eine Hauptantriebswelle eines Ge­ triebes angeordnet ist und einen inneren Umfangsbereich ei­ ner Membranfeder 9 zum Getriebe zieht, so daß eine Kupplung 2 ausgerückt wird. Die Ausrückeinheit 3 weist eine zweite Hülse 12, eine erste Hebelplatte 16 und eine zweite Hebel­ platte 17 auf. Die zweite Hülse 12 ist axial bewegbar. Die erste Hebelplatte 16 besteht aus einem ringförmigen Element, welches am Außenumfang der zweiten Hülse 12 befestigt ist und eine dem Getriebe gegenüberliegende sphärisch konvexe Fläche 16a aufweist. Die zweite Hebelplatte 17 besteht aus einem ringförmigen Element, welches eine sphärisch konkave Fläche 17a aufweist, welche sich in Gleitkontakt mit der sphärisch konvexen Fläche 16a und in Kontakt mit einem inne­ ren Umfangsende der Membranfeder 9 befindet.

Verschiedene Details der vorliegenden Erfindung können ver­ ändert werden, ohne deren Schutzumfang zu verlassen. Des weiteren dient die vorgenannte Beschreibung der erfindungs­ gemäßen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung der Erfindung, welche durch die bei­ gefügten Ansprüche und deren Äquivalente festgelegt ist.

Claims (8)

1. Ausrückeinheit (3) für eine Kupplung
mit einem axial bewegbaren zylindrischen Element (12) mit ersten und zweiten Enden;
mit einer ersten ringförmigen Hebelplatte (16), welche an einer Axialbewegung relativ zu einem Außenumfang des ersten Endes des zylindrischen Elementes (12) gehindert wird, wobei die erste ringförmige Hebelplatte (16) eine konvexe Fläche (16a) aufweist;
mit einer zweiten ringförmigen Hebelplatte (17) mit einer konkaven Fläche (17a), welche sich in Gleitkontakt mit der konvexen Fläche (16a) befindet, wobei die zweite ringförmige Hebelplatte (17) an einer Axialbewegung nahe dem ersten Ende des zylindrischen Elementes (12) gehindert wird;
mit einem eine Mittelachse (O-O) festlegenden Schwungrad (1);
mit einem Kupplungsdeckel (7) mit einer Membranfeder (9), welcher mit dem Schwungrad (1) verbunden ist, wobei das zylindrische Element (12) durch einen Mittelbereich der Membranfeder (9) verläuft, wobei die ersten und zweiten ringförmigen Hebelplatten (16, 17) an einer Axialbewegung zwischen dem ersten Ende des zylindrischen Elementes (12) und der Membranfeder (9) gehindert werden, und die ersten und zweiten ringförmigen Hebelplatten (16, 17) zwischen dem Schwungrad (1) und der Membranfeder (9) angeordnet sind; und
mit einem Lager (13), welches am zweiten Ende des zylindrischen Elementes (12) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fläche (16a) sphärisch konvex sowie die Fläche (17a) sphärisch konkav ausgebildet sind, und
daß die sphärisch konkave Fläche (17a) und die sphärisch konvexe Fläche (16a) einen Mittelpunkt (Q) aufweisen, welcher im wesentlichen entlang der Mittelachse des Schwungrades (1) festgelegt ist und radial innerhalb des Schwungrades (1) liegt.

2. Ausrückeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ei­ nen Kupplungsdeckel (7) mit einer Membranfeder (9), wo­ bei das zylindrische Element (12) durch einen zentralen Bereich der Membranfeder (9) verläuft, und wobei die er­ sten und zweiten Hebelplatten (16, 17) an einer Axialbe­ wegung zwischen dem ersten Ende des zylindrischen Ele­ mentes (12) und der Membranfeder (9) gehindert werden.

3. Ausrückeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
ein eine Mittelachse festlegendes Schwungrad (1); und einen Kupplungsdeckel (7) mit einer Membranfeder (9), welcher mit dem Schwungrad (1) verbunden ist, wobei das zylindrische Element (12) durch einen zentralen Bereich der Membranfeder (9) verläuft, wobei die ersten und zweiten ringförmigen Hebelplatten (16, 17) an einer Axialbewegung zwischen dem ersten Ende des zylindrischen Elementes (12) und der Membranfeder (9) gehindert wer­ den, und wobei die ersten und zweiten ringförmigen He­ belplatten (16, 17) zwischen dem Schwungrad (1) und der Membranfeder (9) angeordnet sind.

4. Ausrückeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sphärisch konkave Fläche (17a) und die sphärisch konvexe Fläche (16a) einen Mittelpunkt aufweisen, wel­ cher im wesentlichen entlang der Mittelachse des Schwungrades (1) festgelegt ist und radial innerhalb des Schwungrades (1) liegt.

5. Ausrückeinheit (3) für eine Kupplung, mit:
einem axial bewegbaren zylindrischen Element (12) mit ersten und zweiten Enden;
einer ersten ringförmigen Hebelplatte (16), welche an einer Axialbewegung relativ zu einem Außenumfang des ersten Endes des zylindrischen Elementes (12) gehindert wird, wobei die erste ringförmige Hebelplatte (16) eine sphärisch konvexe Fläche (16a) aufweist;
einer zweiten ringförmigen Hebelplatte (17) mit einer sphärisch konkaven Fläche (17a), welche sich in Gleit­ kontakt mit der sphärisch konvexen Fläche (16a) befin­ det, wobei die zweite ringförmige Hebelplatte (17) an einer Axialbewegung nahe dem ersten Ende des zylindri­ schen Elementes (12) gehindert wird;
einem Kupplungsdeckel (7) mit einer Membranfeder (9), wobei das zylindrische Element (12) durch einen Mittel­ bereich der Membranfeder (9) verläuft, und wobei die er­ sten und zweiten ringförmigen Hebelplatten (16, 17) an einer Axialbewegung zwischen dem ersten Ende des zylind­ rischen Elementes (12) und der Membranfeder (9) gehin­ dert werden; und
einem Lager (13), welches am zweiten Ende des zylindri­ schen Elementes (12) angeordnet ist.

6. Ausrückeinheit nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein eine Mittelachse festlegendes Schwungrad (1), wobei der Kupplungsdeckel (7) mit dem Schwungrad (1) verbunden ist, und wobei die ersten und zweiten ringförmigen He­ belplatten (16, 17) zwischen dem Schwungrad (1) und der Membranfeder (9) angeordnet sind.

7. Ausrückeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sphärisch konkave Fläche (17a) und die sphärisch konvexe Fläche (16a) einen Mittelpunkt aufweisen, wel­ cher im wesentlichen entlang der Mittelachse des Schwungrades (1) festgelegt ist und radial innerhalb des Schwungrades (1) liegt.

8. Ausrückeinheit (3) für eine Kupplung, mit:
einem axial bewegbaren zylindrischen Element (12) mit ersten und zweiten Enden;
einer ersten ringförmigen Hebelplatte (16), welche an einer Axialbewegung relativ zu einem Außenumfang des ersten Endes des zylindrischen Elementes (12) gehindert wird, wobei die erste ringförmige Hebelplatte (16) eine sphärisch konvexe Fläche (16a) aufweist;
einer zweiten ringförmigen Hebelplatte (17) mit einer sphärisch konkaven Fläche (17a), welche sich in Gleit­ kontakt mit der sphärisch konvexen Fläche (16a) befin­ det, wobei die zweite ringförmige Hebelplatte (17) an einer Axialbewegung nahe dem ersten Ende des zylindrischen Elementes (12) gehindert wird;
einem eine Mittelachse festlegenden Schwungrad (1);
einem Kupplungsdeckel (7) mit einer Membranfeder (9), welcher mit dem Schwungrad (1) verbunden ist, wobei das zylindrische Element (12) durch einen Mittelbereich der Membranfeder (9) verläuft, wobei die ersten und zweiten ringförmigen Hebelplatten (16, 17) an einer Axialbewe­ gung zwischen dem ersten Ende des zylindrischen Elemen­ tes (12) und der Membranfeder (9) gehindert werden, und wobei die ersten und zweiten ringförmigen Hebelplatten (16, 17) zwischen dem Schwungrad (1) und der Membranfe­ der (9) angeordnet sind; und
einem Lager (13), welches am zweiten Ende des zylindri­ schen Elementes (12) angeordnet ist;
wobei die sphärisch konkave Fläche (17a) und die sphä­ risch konvexe Fläche (16a) einen Mittelpunkt aufweisen, welcher im wesentlichen entlang der Mittelachse des Schwungrades (1) festgelegt ist und radial innerhalb des Schwungrades (1) liegt.