DE19708041A1

DE19708041A1 - Ausrücksystem zur Betätigung einer Reibungskupplung

Info

Publication number: DE19708041A1
Application number: DE19708041A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl Ing Weidinger
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2017-03-01
Also published as: DE19708041C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausrücksystem zur Betätigung einer Reibungskupplung, bei dem ein Ausrücker mit einem axial äußeren Ringbereich auf Zungen einer die Schließkraft der Kupplung auf bringenden Membranfeder einwirkt, und der zum Auskuppeln axial in Richtung der Zungen verschiebbar ist, wodurch sich die Mem branfeder schrägstellt.

Ein solches Ausrücksystem ist weit verbreitet und beispielsweise in der DE 295 08 087 beschrieben. Die darin gezeigte Reibungs kupplung arbeitet mit einer Hilfsfeder, die zur Unterstützung der Ausrückkraft dient. Im eingekuppelten Zustand übt die sich zwischen dem Gehäuse und der Anpreßplatte abstützende Membranfe der eine Kraft auf die Kupplungsscheibe aus und preßt diese gegen das Schwungrad der Brennkraftmaschine. Die Membranfeder ist mit nach radial innen ragenden Zungen versehen. Das Ausrück system bilden das konzentrisch zur Membranfeder angeordnete Ausrücklager und die Zungen der Membranfeder. Wird das Ausrück lager, das an seinem Innenring einen axial äußeren Ringbereich aufweist, gegen die Zungen der Membranfeder verschoben, stellt sich die Membranfeder schräg und die Druckplatte hebt von der Kupplungsscheibe ab. Die Hilfsfeder stützt sich zwischen der Membranfeder und dem Gehäuse ab und unterstützt die Schrägstel lung der Membranfeder, wodurch die pedalseitig notwendige Aus rückkraft reduziert wird.

Die Zungen der Membranfeder sind um eine möglichst kleine Kon taktfläche mit dem Ausrücker zu bilden, in axialer Richtung leicht verbogen oder ballig ausgeführt. Bei einer axialen Bewe gung des Ausrückers bleibt die radiale Höhe der Kontaktfläche zwischen Zungen der Membranfeder und dem axial äußeren Ringbe reich im wesentlichen konstant.

Die Kennlinie der Membranfeder ist so ausgewählt, daß zu Beginn der Auskuppelbewegung eine möglichst geringe Pedalkraft notwen dig ist. Am Ende des Ausrückweges fällt bekanntlich die Feder kennlinie ab, so daß die Ausrückkraft weiter reduziert wird. In Folge von Hystereseeinflüssen im Betätigungssystem kann die Reduzie rung der Ausrückkraft zur Folge haben, daß die am Ausrücker (Ausrücklager) anstehende resultierende Kraft nicht mehr aus reicht, das System zurückzustellen. Trotz Lösen des Kupplungs pedales kann dann nicht mehr eingekuppelt werden.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll das eingangs beschrie bene Ausrücksystem verbessert werden.

Die Problemlösung erfolgt dadurch, daß die Kontaktfläche zwi schen den Zungen und dem Ringbereich so konturiert ist, daß die Zungen unabhängig von der axialen Lage des Ringbereichs immer tangential an diesem anliegen und sich die Kontaktfläche beim Auskuppeln stetig nach radial außen verlagern.

Durch diese Ausbildung verkürzt sich mit zunehmendem Ausrückweg der Hebel an der Membranfeder. Der sich stetig verkürzende Hebel hat zur Folge, daß unter der Annahme einer konstanten Federkenn linie die notwendige Ausrückkraft ansteigt. Durch eine entspre chende konstruktive Auslegung der Membranfeder (Federkennlinie) wird dadurch die resultierende Kraft, die für die Rückstellung des gesamten Systems zur Verfügung steht, angehoben und das selbsttätige Einkuppeln gewährleistet.

Vorzugsweise weist der Ringbereich des Ausrückers eine nach radial außen abfallende Kontur auf. Dabei ist bezogen auf den Querschnitt der Winkel der Kontur dem Winkel der Membranfeder in maximaler Schräglage angepaßt.

Dieselbe Wirkung und Funktionsweise ist erreichbar, wenn die Zungen der Membranfeder entsprechend entgegengesetzt ausgebildet sind.

Eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung ist möglich, wenn die Zungen in Höhe des Ausrückers plan ausgebildet sind.

Mit Hilfe einer Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden. Es zeigt:

Fig. 1 den oberen Teil-Längsschnitt durch eine Reibungs kupplung mit Ausrücker in vereinfachter Darstel lung;

Fig. 2 die Einzelheit II nach Fig. 1;

Fig. 3 das Federkraft/-weg-Diagramm des Systems.

Der prinzipielle Aufbau einer Reibungskupplung für Kraftfahr zeuge ist an sich hinreichend bekannt, so daß die Funktionsweise nachfolgend nur kurz erläutert werden soll. Das Gehäuse 1 ist mit dem nicht gezeigten Schwungrad einer Brennkraftmaschine drehfest verbindbar. Im Inneren des Gehäuses sind koaxial zur Drehachse 13 die Anpreßplatte 17 und die mit Reibbelägen 15, 16 und der Belagfeder 10 versehene Kupplungsscheibe 14 angeordnet. Über die sich am Gehäuse 1 abstützende Membranfeder 2 wird die Anpreßkraft, mit der die Druckplatte 17 die Kupplungsscheibe 14 gegen das hier nicht dargestellte Schwungrad der Brennkraftma schine preßt, aufgebracht. Um einen definierten Krafteinlei tungspunkt auf die Druckplatte 17 zu haben, ist diese mit einer in axialer Richtung weisenden Schneide 9 versehen, die aus dem Material der Druckplatte 17 herausgearbeitet oder ein separates Bauteil sein kann. Die Befestigung der Membranfeder 2, die nach radial innen mit einer Mehrzahl regelmäßig beabstandeter, fä cherartiger Zungen 5 versehen ist, erfolgt über die Distanzbol zen 3, die mit dem Gehäuse 1 vernietet sind.

Zum Ausrücken der Kupplung wird der Ausrücker 6, der Bestandteil des hier nicht näher dargestellten Ausrücklagers ist, in axialer Richtung (in der Zeichnung nach links) verschoben, wodurch die Membranfeder 5 schräggestellt wird. Zur Unterstützung der Aus rückkraft ist die Hilfsfeder 4 vorgesehen, die als Teller- oder Membranfeder ausgebildet sein kann und zwischen dem Gehäuse 1 und der Membranfeder 2 angeordnet ist. Der Ausrücker 6 ist in seinem axialen Ringbereich 6a so konturiert ausgebildet, daß er nach radial außen abfällt. Diese Kontur wird durch eine gleich mäßige Abschrägung erreicht, die bezogen auf den unteren Kon taktpunkt 7, den der Ausrücker 6 mit den Zungen 5 einnehmen kann, im Winkel α verläuft, wobei der Winkel α dem Winkel β der maximalen Schrägstellung der Zungen 5 bzw. der Membranfeder 2 entspricht.

In der Zeichnung ist die Ausrückstellung der Kupplung, d. h. die maximale Schrägstellung der Membranfeder 2 und die zugehörige axiale Stellung des Ausrückers 6 mit gestrichelten Linien darge stellt. Durch die Konturierung des Ringbereichs 6a wandert bei zunehmender Axialbewegung (Ausrückbewegung) des Ausrückers 6 der Kontaktpunkt zwischen Zungen 5 und Ringbereich 6 von seiner radial inneren Position 7 in seine radial äußere Position 8. Der wirksame Durchmesser wird dabei von D1 zu D2 vergrößert, wodurch der Hebelarm zwischen Kontaktpunkt 8 und radial äußerer Lager stelle der Membranfeder gegenüber dem Kontaktpunkt 7 und der radial äußeren Lagerstelle verkürzt wird. Durch diese Verkürzung des Hebelarmes wird die notwendige Ausrückkraft F über den Aus rückweg stetig erhöht, bzw. an die Federkennlinie der Membranfe der so angepaßt, daß ab einem bestimmten Ausrückweg die Ausrück kraft im wesentlichen konstant bleibt oder nur geringfügig redu ziert wird. Diese stetige Verkürzung des Hebelarmes und entspre chend lineare Konturierung der Ringfläche 6a ist notwendig, um Kraftsprünge zu vermeiden, was nicht tolerierbar wäre.

Dieselbe Funktionsweise und Wirkung kann erreicht werden, wenn anstatt des Ringbereichs 6a die Zungen 5 im Bereich der Kontakt fläche eine entsprechend "negativ" ausgebildete Konturierung aufweisen. Die plane Ausführung der Zungen 5 in dem Bereich des Ausrückers 6 stellt eine besonders kostengünstig herstellbare Lösung dar.

Das in Fig. 3 dargestellte Federkraft/Federweg-Diagramm zeigt den quantitativen Verlauf der sich einstellenden Ausrückkraft ohne Übersetzungsänderung (untere Kurve) und mit der durch die Hebelarmreduzierung erreichten Übersetzungsänderung (obere Kur ve). Hieraus wird deutlich, daß trotz abfallender Kennlinie der Anpreßfeder die Ausrückkraft zunächst unverändert ist, während sie bei weiter abfallender Kennlinie zunächst im wesentlichen konstant verläuft, um am Ende wieder anzusteigen.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Membranfeder

3

Distanzbolzen

4

Hilfsfeder

5

Zunge

6

Ausrücker

6

a Ringbereich

7

Kontaktbereich

8

Kontaktbereich

9

Schneide

10

Belagfeder

13

Drehachse

14

Kupplungsscheibe

15

Reibbelag

16

Reibbelag

17

Druckplatte
D1 kleinster Anlagedurchmesser
D2 größter Anlagedurchmesser
F Ausrückkraft

Claims

1. Ausrücksystem zur Betätigung einer Reibungskupplung, bei dem ein Ausrücker (6) mit einem axial äußeren Ringbereich (6a) auf Zungen (5) einer die Schließkraft der Kupplung aufbringenden Membranfeder (2) einwirkt, und der zum Aus kuppeln axial in Richtung der Zungen (5) verschiebbar ist, wodurch sich die Membranfeder (2) schrägstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche zwischen den Zungen (5) und dem Ringbereich (6a) so konturiert ist, daß die Zungen (5) unabhängig von der axialen Lage des Ringbereichs (6a) immer tangential an diesem anliegen und sich die Kon taktfläche beim Auskuppeln stetig nach radial außen ver lagert.

2. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbereich (6a) eine nach radial außen abfallende Kontur aufweist.

3. Ausrücksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbereich (6a) im Winkel α abfällt und der Winkel α dem maximalen Schrägstellungswinkel β der Membranfeder (2) entspricht.

4. Ausrücksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (5) in Höhe des Ausrückers (6) plan ausgebildet sind.