DE19708040B4

DE19708040B4 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE19708040B4
Application number: DE19708040A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr. Bartels; Bernhard Dipl.-Ing. Schierling (Fh)
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2017-03-01
Also published as: GB9803651D0; DE19708040A1; FR2760260B1; GB2324126B; FR2760260A1; US5967281A; GB2324126A; ES2140333B1; ES2140333A1

Abstract

Reibungskupplung mit einem Gehäuse, einer Reibbeläge aufweisenden Kupplungsscheibe, einer eine Anpressplatte gegen die Kupplungsscheibe pressenden Membranfeder mit einem ringförmigen Bereich, von dem nach radial innen Zungen ragen, wobei die Membranfeder mit dem ringförmigen Bereich über Distanzbolzen am Gehäuse gelagert ist und der ringförmige Bereich radial außen über eine Schneide an der Anpressplatte auf diese einwirkt und im Gehäuse axial gegenüberliegend zur Schneide am Umfang verteilt Öffnungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
a) der ringförmige Bereich (6) der Membranfeder (8) sich nach radial außen in Fingern (5) fortsetzt,
b) die Finger (5) im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung an der Schneide (15) der Anpressplatte (13) anliegen,
c) für jeden Finger (5) eine Ausnehmung (4) im Gehäuse (3) vorgesehen ist,
d) die Finger (5) lediglich im geöffneten Zustand der Reibungskupplung in die Ausnehmungen (4) des Gehäuses (3), eingreifen.

Description

Reibungskupplung mit einem Gehäuse, einer Reibbeläge aufweisenden Kupplungsscheibe, einer eine Anpressplatte gegen die Kupplungsscheibe pressenden Membranfeder mit einem ringförmigen Bereich, von dem nach radial innen die Zungen ragen, wobei die Membranfeder mit dem ringförmigen Bereich über Distanzbolzen am Gehäuse gelagert ist und der ringförmige Bereich radial außen über eine Schneide an der Anpressplatte auf diese einwirkt und im Gehäuse axial gegenüberliegend zur Schneide am Umfang verteilt Öffnungen angeordnet sind.

Eine solche Reibungskupplung wird zum Beispiel in der DE 22 07 320 B gezeigt.

Eine weitere Reibungskupplung ist beispielsweise in der DE 14 75 332 C offenbart. Zur Übertragung des beispielsweise von einem Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments in den Antriebsstrang wird die Kupplungsscheibe von der Anpreßplatte auf das Schwungrad gepreßt. Die Anpreßkraft wird von einer sich am Kupplungsgehäuse abstützenden Membranfeder aufgebracht, die mit ihrem radial äußeren Bereich auf der umlaufend an der Anpreßplatte vorgesehenen Schneide aufliegt. Zum Auskuppeln wird die Membranfeder in axiale Richtung gedrückt, wodurch sie von der Anpreßplatte abhebt und mit ihrem radial äußeren Bereich in Richtung des Kupplungsgehäuses zurückschwenkt. Damit die Feder nicht gegen das Kupplungsgehäuse anstößt, muß ein ausreichender axialer Raum vorgesehen sein, der bei der bekannten Kupplung durch eine axiale Verwölbung des Gehäuses geschaffen wird.

Zunehmende Fahrzeugoptimierung mit steigender Ausstattungsvielfalt führt dazu, daß an alle Bauteile die Forderung nach möglichst kompakter und leichter Bauweise gestellt wird. Durch den notwendigen zwischen der Anpreßplatte und dem Gehäuse vorgesehenen axialen Raum baut die Kupplung in axialer Richtung entsprechend groß. Eine Reduzierung der Dicke der Anpreßplatte verbietet sich meist deshalb, weil diese eine ausreichende Wärmekapazität aufweisen muß, um die beim Einkuppeln entstehende Wärme (Reibenergie) zu spei chern, ohne sich dabei zu verziehen. Auch eine Reduzierung der Gehäusedicke ist nur bis zu einem bestimmten Maß möglich, weil natürlich die Gefahr einer Gehäusedurchbiegung mit der Abnahme der Wandstärke steigt.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll die eingangs erläuterte Reibungskupplung so verbessert werden, daß ihre axiale Baulänge reduziert wird.

Zur Problemlösung zeichnet sich die gattungsgemäße Reibungskupplung dadurch aus, daß das Gehäuse in Höhe der Schneide eine Mehrzahl über den Umfang verteilt angeordneter Ausnehmungen aufweist und die Membranfeder radial außen mit einer entsprechenden Anzahl Finger versehen ist, die bei geöffneter Kupplung jeweils in eine Ausnehmung eingreifen.

Durch die Ausbildung der Finger ist die Membranfeder auch radial außen gefächert. Die Finger liegen an der Schneide der Anpreßplatte auf und übertragen die Anpreßkraft. Weil sie im ausgekuppelten Zustand (geöffnete Kupplung) in die Ausnehmungen im Gehäuse eingreifen, wird der notwendige axiale Raum im Gehäuse selbst geschaffen. Die Größe des Platzgewinnes in axialer Richtung hängt ab von der Ausdehnung der Ausnehmung in radialer Richtung. Je größer diese ist, um so mehr Bauraum kann gewonnen werden.

Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Finger der Anzahl der nach radial innen weisenden Zungen der Membranfeder. Dadurch wird ein direkter Kraftschluß durch den Ringbereich der Membranfeder gewährleistet.

Wenn die Anpreßplatte von den Zungen ausgehend nach radial innen abfallend ausgebildet ist, im Querschnitt also einen schrägen Verlauf nimmt, erfolgt eine weitere Bauraumoptimierung, da die Schneide von der Anpreßplatte nicht oder nur gering axial hervorstehen muß, um eine Auslenkbewegung der Membranfeder zu gestatten, ohne daß diese an die Anpreßplatte anstößt.

Zur Erhöhung der Wärmekapazität der Anpreßplatte ist diese vorzugsweise mit axial hervorstehenden Ansätzen versehen, die jeweils zwischen die Finger der Membranfeder greifen. Vorzugsweise ragen die Ansätze axial über die Finger hinaus. Diese können bis dicht vor das Gehäuse reichen. Die Anpreßplatte führt beim Auskuppeln bekanntlich eine axiale Bewegung durch. Da zwischen Gehäuse und Anpreßplatte keine Relativdrehung stattfindet, können die Ansätze so lang sein, daß sie bei der geöffneten Kupplung gerade an das Gehäuse anstoßen. Durch diese Ausbildung kann entweder die Masse der Anpreßplatte erhöht werden, wodurch die Wärmekapazietät steigt, oder bei gleichbleibender Wärmekapazität die Anpreßplatte dünner ausgebildet werden, wodurch eine weitere Reduzierung des axialen Bauraumes erfolgt.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:
1 – den oberen Teilschnitt einer Reibungskupplung in vereinfachter Darstellung;
2 – ein Prinzipschaubild der Membranscheibe;
3 – die Teilansicht in vereinfachter Darstellung gemäß Sichtpfeil III nach 1;
4 – ein zweites Ausführungsbeispiel einer Reibungskupplung im oberen Teilschnitt in vereinfachter Darstellung.
Die Reibungskupplung besteht aus dem Gehäuse 3, das über die in seinem Flansch 1 vorgesehenen Befestigungsbohrungen 2 mit dem hier nicht dargestellten Schwungrad eines Verbrennungsmotors verbunden werden kann. Im Gehäuse 3 sind die mit Reibbelägen 11, 12 versehene Kupplungsscheibe 14, die Anpreßplatte 13 und die Membranfeder 8 koaxial zueinander angeordnet. Über mehrere Distanzbolzen 7 ist die Membranfeder 8 drehfest mit dem Gehäuse 3 verbunden. Im eingekuppelten Zustand preßt die Anpreßplatte 3 die Kupplungsscheibe 14 mit ihrem Reibbelag 11 auf das hier nicht dargestellte Schwungrad. Die Anpreßkraft wird über die Membranfeder 8 aufgebracht.
Die Membranfeder 8 besteht aus dem ringförmigen Bereich 6 den sich hieran nach radial außen anschließenden Fingern 5, die über den Umfang regelmäßig beabstandet sind und den nach radial innen ragenden Zungen 9, die ebenfalls über den Umfang regelmäßig beabstandet sind. Die Anzahl und Anordnung der Finger 5 kann zu der der Zungen 9 korrespondieren. In Höhe der umlaufenden Schneide 15, an der die Finger 5 der Membranfeder 8 im geschlossenen Zustand der Kupplung anliegen, ist das Gehäuse 3 mit Ausnehmungen 4 versehen. Bei geöffneter Kupplung greifen die Finger 5 in die Ausnehmungen 4 im Kupplungsgehäuse 3 ein, wie in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Der zwischen dem Ringbereich 6 und den Distanzbolzen 7 eingelegte Drahtring 10 dient als Lager, das in der Prinzipskizze nach 2 mit 16 bezeichnet ist.
Aus der Prinzipskizze gemäß 2 gehen die kinematischen Verhältnisse bei der Ausrückbewegung deutlich hervor. Bei einer herkömmlichen Reibungskupplung ist der Abhub der Membranfeder 8 die Strecke a und muß als Freigang zum Gehäuse 3 vorhanden sein. Die Membranfeder 8 kann jedoch den Abhub b durchführen, da durch den Eingriff der Finger 5 in die Ausnehmungen 4 die Strecke c in das Gehäuse verlagert ist. Der Gewinn an axialem Bauraum c errechnet sich folglich nach der Formel c=b-a. Durch diese Kinematik ändert sich die bisher übliche Ausrückweg/Abhub-Beziehung. Entweder wird der Ausrückweg verkürzt, oder die Übersetzungsverhältnisse so geändert, daß sich der Kippkreisdurchmesser der Membranfeder 8 vergrößert und damit der Tellerquerschnitt radial nach außen rückt, wodurch sich bei konstanter Anpreßkraft die Dicke der Membranfeder 8 reduzieren kann.
Ein weiterer Bauraumgewinn zeigt sich bei dem Ausführungsbeispiel nach 4. An der Anpreßplatte 13 sind regelmäßig über den Umfang verteilt axiale hervorstehende Ansätze 19 ausgebildet, die zwischen zwei Finger 5 greifen und über diese axial hervorragen. Der dadurch erzielte Gewinn an Masse, die zur Wärmespeicherung notwendig ist, um einen Verzug der Anpreßplatte 13 zu vermeiden, kann zur Reduzierung der Dicke der Anpreßplatte 13 genutzt werden. Wie bei 18 angedeutet, läuft die Anpreßplatte 13 von der Schneide 15 ausgehend so, daß sie nach radial innen dünner wird. Der (im Querschnitt sichtbare) Winkel ist dabei so zu wählen, daß er der maximalen Schrägstellung der Membranfeder 8 entspricht, so daß die Membranfeder 8 im ausgekuppelten Zustand parallel zur Anpreßplatte 13 läuft. Dadurch kann die Schneide 15 weiter in die Anpreßplatte 13 integriert werden und die Anpreßplatt 13 radial außen zur Masseerhöhung axial über die Finger 5 der Membranfeder 8 hinwegragen.

1: Flansch
2: Befestigungsbohrung
3: Gehäuse
4: Ausnehmung
5: Finger
6: Ringbereich
7: Bolzen
8: Membranfeder
9: Zunge
10: Ring
11: Reibbelag
12: Reibbelag
13: Anpreßplatte
14: Kupplungsscheibe
15: Schneide
16: Lager
17: Lager
18: Schräge
19: Ansatz

Claims

Reibungskupplung mit einem Gehäuse, einer Reibbeläge aufweisenden Kupplungsscheibe, einer eine Anpressplatte gegen die Kupplungsscheibe pressenden Membranfeder mit einem ringförmigen Bereich, von dem nach radial innen Zungen ragen, wobei die Membranfeder mit dem ringförmigen Bereich über Distanzbolzen am Gehäuse gelagert ist und der ringförmige Bereich radial außen über eine Schneide an der Anpressplatte auf diese einwirkt und im Gehäuse axial gegenüberliegend zur Schneide am Umfang verteilt Öffnungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass a) der ringförmige Bereich (6) der Membranfeder (8) sich nach radial außen in Fingern (5) fortsetzt, b) die Finger (5) im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung an der Schneide (15) der Anpressplatte (13) anliegen, c) für jeden Finger (5) eine Ausnehmung (4) im Gehäuse (3) vorgesehen ist, d) die Finger (5) lediglich im geöffneten Zustand der Reibungskupplung in die Ausnehmungen (4) des Gehäuses (3), eingreifen.
Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßplatte (13) von der Schneide (15) ausgehend nach radial innen in der Dicke abfallend ausgebildet ist.
Reibungskupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßplatte (13) mit axial hervorstehenden Ansätzen (19) versehen ist, die jeweils zwischen die Finger (5) der Membranfeder (8) greifen.
Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (19) axial über die Finger (5) hinausragen.