DE19716399A1

DE19716399A1 - Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE19716399A1
Application number: DE19716399A
Authority: DE
Inventors: Helmut Hoelch; Guenter Strauss; Wilhelm Haslauer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-10-22

Description

Die Erfindung betrifft eine Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfas send einen mit der Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors drehfest verbind baren Kupplungskorb, einen mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweglich verbundenen Druckring, eine zwischen dem Druckring und der Schwung scheibe angeordnete und mit einer Getriebewelle drehfest, aber axial verschiebbar verbindbare Mitnehmerscheibe, und eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangsbereich gegen den Druckring drückt und mit deren innerem Umfangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist.

Bei der Betätigung einer solchen Einscheibenkupplung kann insbesondere im warmen Zustand ein sogenanntes Kupplungsrupfen auftreten. Ursache ist in den meisten Fällen eine ungünstige Aufsummierung von Einzeltoleranzen, die zu einem schiefen Abheben des Druckrings von der Mitnehmerscheibe führen. In Verbindung mit kleinen Schwankungen des Reibwerts der Mitnehmerscheibe gegenüber der Schwungscheibe und dem Druckring sowie Drehelastizitäten im Antriebsstrang ent stehen Drehschwingungen, die sich so verstärken können, daß ein sanftes Anfahren unmöglich wird. Ein derartiges Kupplungsrupfen kann nur durch aufwendigen Aus tausch der Schwungscheibe, des Druckrings, der Mitnehmerscheibe und der Teller feder beseitigt werden. Ein solcher Teiletausch ist aber nicht nur mit hohen Kosten verbunden, sondern es ist auch nicht gewährleistet, daß es nicht doch früher oder später wieder zu einem schiefen Abheben des Druckrings von der Mitnehmerschei be kommt, was zu dem unerwünschten Kupplungsrupfen führt. Andererseits lassen sich die zu einem Schiefabhub der Druckplatte führenden Einzeltoleranzen in der Serienfertigung nicht weiter reduzieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einscheiben kupplung dahingehend zu verbessern, daß unabhängig von den Einzeltoleranzen ein schiefes Abheben des Druckrings von der Mitnehmerscheibe ausgeschlossen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Druckring und der Tellerfeder ein Ausgleichsring angeordnet ist, wobei die mit dem Ausgleichsring in Berührung stehende ringförmige Fläche des Druckrings zur Dreh achse des Druckrings geneigt ist.

Dieser Ausgleichsring kann in Bezug auf den Druckring eine Pendelbewe gung ausführen. Selbst wenn die Tellerfeder beim Auskuppeln zur Mitnehmerschei be nicht mehr parallel sein sollte, dann kann diese Schiefstellung durch eine ent sprechende Pendelbewegung des Ausgleichsrings ausgeglichen werden, so daß der Druckring zur Mitnehmerscheibe stets parallel angeordnet ist. Die fertigungsbeding ten Toleranzen der einzelnen Bauteile der Kupplung können daher auf einfache Weise ausgeglichen werden und ein gleichmäßiges Anlegen und Abheben der drei Reibpartner Schwungscheibe, Druckring und Mitnehmerscheibe kann gewährleistet werden. Wenn der Ausgleichsring und der Druckring durch die Anpreßkraft der Tellerfeder einmal ausgerichtet sind, dann bleiben sie infolge der Reibung in dieser Position, bis durch einen Verschleiß neue Abweichungen entstehen, die zu einem erneuten Ausrichten des Ausgleichsrings in Bezug auf den Druckring führen. Der Krümmungsradius der konvex/konkaven Berührungsflächen des Druckrings und des Ausgleichsrings läßt sich nicht genau definieren, er ist aber jedenfalls größer als der mittlere Radius dieser ringförmigen Berührungsflächen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Einscheibenkupplung ist vorge sehen, daß die ringförmigen Berührungsflächen des Druckrings und des Aus gleichsrings Teilbereiche von Kugelflächen sind, deren gemeinsamer Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings liegt. Dabei ist der Krümmungsradius der konkav/ konvex gekrümmten Berührungsflächen des Druckrings und des Ausgleichsrings zweckmäßigerweise größer als der mittlere Radius dieser ringförmigen Berührungs flächen.

Bei einer herstellungstechnisch besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die mit dem Ausgleichsring in Berührung stehende ringförmige Fläche des Druckrings konkav oder kegelförmig und zur Drehachse des Druckrings konzentrisch ist und daß die Gegenfläche des Ausgleichsrings konvex gekrümmt ist und mit Linienberührung an dem Druckring anliegt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die wesentlichen Bestandteile einer Einschei benkupplung,

Fig. 2 in größerem Maßstab eine Einzelheit von Fig. 1, und

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 2, die aber eine andere Ausführungs form zeigt.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Einscheibenkupp lung für ein Schaltgetriebe, wobei die Mitnehmerscheibe und das Ausrücklager der Einfachheit halber weggelassen sind.

Ein Kupplungskorb 10 ist mit einer (nicht gezeigten) Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors starr verbunden. Ein Druckring 12 ist über mehrere Blattfedern 14 (von denen nur eine angedeutet ist) mit dem Kupplungskorb 10 drehfest, aber begrenzt axial bewegbar verbunden. Mit dem Kupplungskorb 10 ist ferner eine Tel lerfeder 16 verbunden. Genauer gesagt, der Innenrand der ringförmigen Tellerfeder ist zwischen zwei Ringen 18 festgelegt, die mit Bolzen 20 am Kupplungskorb 10 festgelegt sind. Die Tellerfeder 16 hat die Aufgabe, den Druckring 12 nach unten gegen eine (nicht gezeigte) Mitnehmerscheibe vorzuspannen, die auf einer Getrie bewelle drehfest, aber axial verschiebbar gelagert ist. Von der Tellerfeder 16 ragen mehrere Finger 22 radial nach innen, die mit einem (nicht gezeigten) Ausrücklager zusammenwirken. Zum Auskuppeln werden die Finger 22 von dem Ausrücklager nach unten gedrückt, mit der Folge, daß der äußere Umfangsrand der zwischen den Ringen 18 festgelegten Tellerfeder 16 vom Druckring 12 weg nach oben bewegt wird.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung einer Einscheibenkupplung ist her kömmlicher Art, so daß eine weitere Erläuterung entfallen kann.

Die Tellerfeder 16 stützt sich über einen Ausgleichsring 24 an dem Druckring 12 ab. Die ringförmigen Berührungsflächen des Druckrings 12 und des Ausgleichs rings 24 sind Teilbereiche von Kugelflächen, deren gemeinsamer Mittelpunkt auf der Drehachse der Schwungscheibe bzw. des Druckrings 12 liegt. Der günstigste Krümmungsradius dieser Kugelfläche wird im Versuch ermittelt, er ist aber jedenfalls größer als der mittlere Radius der ringförmigen Berührungsflächen des Druckrings 12 und des Ausgleichsrings 24. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die ring förmige Berührungsfläche des Druckrings 12 konkav gekrümmt, und die entspre chende ringförmige Berührungsfläche des Ausgleichsrings 24 ist konvex gekrümmt. Der gemeinsame Krümmungsmittelpunkt befindet sich daher über dem Druckring 12, das heißt auf der Seite des Ausrücklagers. Abweichend von dem gezeigten Ausfüh rungsbeispiel könnten die konvex/konkaven Berührungsflächen aber auch gegen einander vertauscht sein, so daß sich der gemeinsame Krümmungsmittelpunkt unter dem Druckring 12 auf der Seite der Schwungscheibe befindet. Wesentlich ist dabei nur, daß dieser gemeinsame Krümmungsmittelpunkt auf der Drehachse der Schwungscheibe bzw. des Druckrings 12 liegt.

Wenn zum Auskuppeln in bekannter Weise mit dem Ausrücklager auf die ra dial inneren Enden der Finger 22 der Tellerfeder 16 eine zum Druckring 12 hin nach unten gerichtete Axialkraft ausgeübt wird, dann wird die Tellerfeder 16 verformt, wo bei die Ringe 18 den Drehpunkt bilden. Der auf dem Ausgleichsring 24 aufliegende äußere Umfangsbereich der Tellerfeder 16 wird daher nach oben bewegt. Als Folge von sich aufsummierenden Fertigungstoleranzen besteht dabei die Möglichkeit, daß der äußere Umfangsrand der Tellerfeder 16 bei dieser Verformung zu der Ebene des Druckrings 12 bzw. der (nicht gezeigten) Mitnehmerscheibe nicht mehr parallel ist. In diesem Fall kann der Ausgleichsring 24 infolge der ungleichen Belastung durch die Tellerfeder 16 gegenüber dem Druckring 12 eine Pendelbewegung aus führen, bis wieder eine gleichförmige Belastung hergestellt ist. Durch diese Pendel bewegung des Ausgleichsrings 24 erfolgt daher ein selbsttätiger Ausgleich einer ungleichmäßigen Belastung durch die Tellerfeder 16. Es ist daher auch im Falle eines schiefen Abhebens der Tellerfeder 16 gewährleistet, daß vom Ausgleichsring 24 eine gleichförmige Andrückkraft auf den Druckring 12 ausgeübt wird, so daß das unerwünschte Kupplungsrupfen beim Ein- und Auskuppeln vermieden wird.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der der Aus gleichsring 24' als einfacher Ring mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Dieser Ausgleichsring 24' läßt sich erheblich kostengünstiger herstellen als der Ausgleichsring 24 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Der we sentliche Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, daß der Ausgleichsring 24' nicht mit Flächenberührung, sondern mit Linienberührung an der konkaven Berührungsfläche des Druckrings 12' anliegt.

Abweichend von der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform könnte die ringför mige Berührungsfläche des Druckrings 12' auch kegelförmig ausgebildet sein, was in der Herstellung besonders einfach ist.

Auch bei diesen Ausführungsformen kann der Ausgleichsring 24' im Fall einer ungleichmäßigen Belastung durch die Tellerfeder 16 gegenüber dem Druckring 12' eine Pendelbewegung ausführen, bis wieder eine gleichmäßige Belastung herge stellt ist. Es ist daher gewährleistet, daß vom Ausgleichsring 24' eine gleichförmige Andrückkraft auf den Druckring 12' ausgeübt wird, so daß ein Kupplungsrupfen beim Einkuppeln zuverlässig vermieden wird.

Bezugszeichenliste

10

Kupplungskorb

12

Druckring

14

Blattfedern

16

Tellerfeder

18

Ringe

20

Bolzen

22

Finger

24

Ausgleichsring

Claims

1. Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfassend

a) einen mit der Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors drehfest verbindbaren Kupplungskorb,
b) einen mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweglich verbunde nen Druckring,
c) eine zwischen dem Druckring und der Schwungscheibe angeordnete und mit einer Getriebewelle drehfest aber axial verschiebbar verbindbare Mitnehmerscheibe, und
d) eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangs bereich gegen den Druckring drückt und mit deren innerem Umfangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckring (12) und der Tellerfeder (16) ein Ausgleichsring (24) angeordnet ist, wobei die mit dem Ausgleichsring (24, 24') in Berührung stehende ringförmige Fläche des Druckrings (12,12') zur Dreh achse des Druckrings geneigt ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmi gen Berührungsflächen des Druckrings (12) und des Ausgleichrings (24) Teilberei che von Kugelflächen sind, deren gemeinsamer Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings (12) liegt.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berüh rungsfläche des Druckrings (12) konkav und die Berührungsfläche des Ausgleichs rings (24) konvex gekrümmt ist.

4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der konkav/konvex gekrümmten Berührungsflächen des Druck rings (12) und des Ausgleichsrings (24) größer ist als der mittlere Radius dieser ringförmigen Berührungsflächen.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ausgleichsring (24') in Berührung stehende ringförmige Fläche des Druckrings (12') konkav oder kegelförmig und zur Drehachse des Druckrings konzentrisch ist und daß die Gegenfläche des Ausgleichsrings (24') konvex gekrümmt ist und mit Linien berührung an dem Druckring (12') anliegt.