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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung mit
automatischem Spielausgleich entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Eine
solche Reibungskupplung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
DE 43 06 688 A1 bekannt.
Bei dieser bekannten Kraftfahrzeug-Reibungskupplung ist zwischen
der Membranfeder und der Anpreßplatte
eine Spielausgleichsvorrichtung angeordnet, die von einem Spielgeber
kontrolliert wird. Der Spielgeber weist einen Betätigungshebelabschnitt
auf, der auf die Spielausgleichsvorrichtung einwirkt und er weist
weiterhin einen Axialanschlagsabschnitt auf, der in einer Öffnung der
Anpreßplatte axial
geführt
ist und in dieser Öffnung
durch Verkanten fixiert werden kann. Dabei wirkt der Axialanschlagsabschnitt
mit dem Schwungrad zusammen und er wird bei aufgetretenem Verschleiß um das Maß dieses
Verschleißes
in der Öffnung
der Anpreßplatte
vom Schwungrad weg verschoben. Um den Reibungsklemmsitz zu erzeugen,
ist im Stand der Technik eine Feder vorgesehen, welche ein Moment auf
den Spielgeber ausübt,
um den Reibungsklemmsitz herzustellen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibungskupplung der
o. g. Bauart dahingehend zu verbessern, daß sie einfacher und preiswerter
herzustellen ist unter Beibehaltung der Funktion.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst. In Verbindung mit dem Oberbegriff
des Hauptanspruches wird vorgeschlagen, dass die Federkraft zur
Erzeugung des Reibungsklemmsitzes durch eine elastische Ausbildung des
Betätigungshebelabschnittes
erfolgt, wobei der Betätigungshebelabschnitt
des Spielgebers stets unter elastischer Eigenspannung auf Elementen
der Spielausgleichsvorrichtung aufliegt. Durch eine elastische Ausbildung
des Betätigungshebelabschnittes und
durch eine entsprechende Vorspannung in Richtung auf die Elemente
der Spielausgleichsvorrichtung ist es möglich, die im Stand der Technik
notwendige Federeinrichtung ersatzlos wegfallen zu lassen. Dabei
ist es unerheblich, daß eventuell
auch der Axialanschlagsabschnitt des Spielgebers eine elastische
Verformung aufweisen kann. Des weiteren ist es durchaus möglich, daß mehrere
Spielgeber am Umfang der Anpreßplatte
angeordnet werden können.
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Es
wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Spielausgleichsvorrichtung
unter Vorspannung einer Federeinrichtung steht, deren Axialkomponente
im ausgerückten
Zustand der Reibungskupplung im wesentlichen im Gleichgewicht zur
entgegengesetzt gerichteten elastischen Eigenspannung des Betätigungshebelabschnittes
des Spielgebers steht. Die Elemente der Spielausgleichsvorrichtung
sind entsprechend dem Stand der Technik federkraftbeaufschlagt,
und erzeugen durch ihre Formgebung eine Axialkraftkomponente, welche
auf den Spielgeber einwirkt. Der elastisch vorgespannte Betätigungshebelabschnitt
des Spielgebers bringt die entsprechende Gegenkraft auf, so daß sich im
ausgerückten
Zustand der Reibungskupplung ein Gleichgewichtszustand einstellen
kann. Zugleich bewirkt die Axialkomponente dieser Federeinrichtung
die Aufrechterhaltung des Reibungsklemmsitzes des Spielgebers in der
Anpreßplatte.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, eine Federkraft
zur Erzeugung einer auf die Anpreßplatte einwirkende Lüftkraft
vorzusehen, wobei die Lüftkraft
zusätzlich
von der Axialkraftkomponente der Spielausgleichsvorrichtung aufgenommen
wird. Diese Lüftkraft
kann beispielsweise durch Tangentialblattfedern erzeugt werden,
welche die Anpreßplatte
drehfest aber axial verlagerbar mit dem Kupplungsgehäuse verbinden.
Diese Lüftkraft wird
im ausgerückten
Zustand der Reibungskupplung zwischen der Anpreßplatte und der Membranfeder
wirksam, und muß während des
Spielausgleichs durch die Spielausgleichsvorrichtung aufgebracht werden.
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Entsprechend
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die Anpreßplatte ein
vom Schwungrad wegweisendes Bolzenelement auf, welches den Betätigungshebelabschnitt
des Spielgebers in einer Öffnung
durchdringt und wobei der Reibungsklemmsitz über das Bolzenelement und die
entsprechende Öffnung
erzeugt wird. Eine solche Konstruktion ist vorteilhaft in dem Sinn,
daß der
Reibungsklemmsitz außerhalb
der Anpreßplatte
angeordnet werden kann, wodurch der Spielgeber besonders vorteilhaft
den örtlichen
Gegebenheiten angepaßt
werden kann.
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Entsprechend
der Erfindung ist ein zweites Bolzenelement vorgesehen, welches
in radialer Richtung innerhalb des ersten Bolzenelementes an der Anpreßplatte
festgelegt ist, und eine zweite Öffnung im
Betätigungshebelabschnitt
zur Verdrehsicherung des Spielgebers durchsetzt. Auf diese einfache
Weise kann der Spielgeber verdrehgesichert angeordnet werden, so
daß er
sich weder in Folge der Fliehkraft noch in Folge von Beschleunigungskräften aus
seiner vorgesehenen Position entfernen kann.
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Dabei
sind die Bolzenelemente an der Anpreßplatte durch Einpreßsitz, Vernietung
oder dergleichen festgelegt.
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Durch
einteilige Ausbildung des Axialanschlagsabschnittes mit dem Betätigungshebelabschnitt
kann der Spielgeber insgesamt aus dem gleichen elastischen Ma terial
hergestellt werden, wodurch sich eine besonders preiswerte Ausführung ergibt.
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Es
ist jedoch auch möglich,
daß der
Axialanschlagsabschnitt einen Axialanschlagsbolzen umfaßt, welcher
sich in axialer Richtung erstreckt und eine Öffnung in der Anpreßplatte
durchsetzt, und wobei der Reibungsklemmsitz des Axialanschlagbolzens
in der Öffnung
in der Anpreßplatte
erzeugt wird. In einem solchen Fall wird der Spielgeber axial verschiebbar
in einer Öffnung
oder in einer Bohrung der Anpreßplatte
geführt
und der Reibungsklemmsitz durch die elastische Ausbildung des Betätigungshebelabschnittes
herbeigeführt.
Eine solche Konstruktion ist vor allem in radialer Richtung besonders
platzsparend, da kein Teil des Spielgebers über den Außenumfang der Anpreßplatte
hinausreicht.
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Die
zweiteilige Ausführung
des Spielgebers kann vorteilhaft dazu genutzt werden, daß der Axialanschlagabschnitt
besonders steif ausgebildet wird und im wesentlichen der Betätigungshebelabschnitt elastisch
ausgebildet ist. Somit ist eine eindeutige Aufgabenverteilung möglich.
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Es
wird weiterhin vorgeschlagen, daß in radialer Richtung innerhalb
des Axialanschlagabschnittes des Spielgebers in der Anpreßplatte
ein Bolzenelement festgelegt ist, welches sich axial auf der vom Schwungrad
entfernten Seite erstreckt und eine Öffnung im Betätigungshebelabschnitt
zur Verdrehsicherung des Spielgebers durchdringt. Damit ist eine einfache
Verdrehsicherung des Spielgebers gegeben, die den auftretenden Fliehkräften und
Beschleunigungs-/Verzögerungskräften entgegenwirkt.
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Es
wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Elemente der Spielausgleichsvorrichtung
zwei Stellringe umfassen, die konzentrisch zur Drehachse an der
Anpreßplatte
geführt
sind, axial hintereinander zwischen der Membranfeder und der Anpreßplatte angeordnet
sind, und in den einander zugekehrten Bereichen über Schrägflächen aneinander anliegen und
durch wenigstens eine Feder gegeneinander verspannt sind. Der prinzipielle
Aufbau dieser Stellringe ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 44 12 107 A1 bekannt.
Bei der Verdrehung der beiden Stellringe zueinander wird durch die
Schrägflächen, die
eine axial gerichtete Steigung aufweisen, eine axiale Verlagerung
erzeugt, die entsprechend dem Verschleiß der Reibbeläge einen
vergrößerten Abstand
Membranfeder-Anpreßplatte
herbeiführen
und so dafür
sorgen, daß die
Membranfeder über
die gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung eine immer gleichbleibende
Anpreßkraft auf
die Anpreßplatte
ausübt.
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Durch
den Eingriff des radial inneren Bereiches des Betätigungshebelabschnittes
des Spielgebers in eine Aussparung des entsprechenden Stellringes
ist dafür
gesorgt, daß dieser
entsprechende Stellring über
den Spielgeber verdrehgesichert gegenüber der Anpreßplatte
angeordnet ist, so daß von vornherein
festgelegt ist, daß sich
der andere Stellring bei einer notwendigen Nachstellung verdrehen muß. Durch
eine axial tiefere Aussparung in diesem Stellring gegenüber der
Materialstärke
des Betätigungshebelabschnittes
ist ferner dafür
gesorgt, daß der
Spielgeber nicht durch die Belastung der Membranfeder in seiner
Funktion beeinträchtigt
wird.
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Die
Erfindung wird anschließend
anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen
im einzelnen:
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1 die
obere Hälfte
eines Teillängsschnittes
durch eine Reibungskupplung im eingerückten Neuzustand;
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2 die
gleiche Konstruktion im ausgerückten
Zustand mit bereits fortgeschrittenem Verschleiß;
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3 Teilansicht
der beiden Stellringe;
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4 eine
gegenüber
den 1 und 2 abgewandelte Bauform des Spielgebers.
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1 zeigt
den Teillängsschnitt
durch eine Reibungskupplung mit einem Schwungrad 1, welches
in nicht dargestellter Weise an der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
befestigt ist und mit dieser um die Drehachse 2 umläuft. Am
Schwungrad 1 ist das Kupplungsgehäuse 3 befestigt, welches
sämtliche
Bauteile der Reibungskupplung beinhaltet. Das Kupplungsgehäuse 3 ist
mit mehreren am Umfang verteilten Distanzbolzen 9 versehen,
die zwei auf Abstand gehaltene Drahtringe 10 fixiert, zwischen
denen die Membranfeder 7 schwenkbar angeordnet ist. Zwischen
dem radial äußeren Bereich
der Membranfeder 7 und dem Schwungrad 1 ist die
Anpreßplatte 4 angeordnet,
wobei zwischen der Anpreßplatte 4 und
dem Schwungrad 1 die Reibbeläge 6 einer Kupplungsscheibe
einspannbar sind. Dabei liegt die Membranfeder 7 nicht
direkt auf der Anpreßplatte 4 auf sondern
es sind Teile einer Spielausgleichsvorrichtung 8 dazwischen
geschaltet. Diese Teile sind im vorliegenden Fall entsprechend 3 ausgebildet und
bestehen aus zwei konzentrisch zur Drehachse 2 angeordneten
Stellringen 15 und 16. Beide sind in radialer
Richtung konzentrisch zur Drehachse 2 an der Anpreßplatte 4 geführt. Die
Anpreßplatte 4 ist
beispielsweise über
Tangentialblattfedern am Kupplungsgehäuse 3 befestigt, und
dadurch drehfest aber axial verlagerbar aufgehängt. Ferner ist eine Lüftfeder 19 vorgesehen,
die die Anpreßplatte
gegenüber dem
Schwungrad 1 lüftet,
sobald eine Ausrückvorgang
eingeleitet wird. Die Funktion dieser Lüftfeder 19 kann durch
die Tangentialblattfedern erbracht werden. Fernerhin ist zumindest
ein am Umfang der Anpreßplatte 4 angeordneter
Spielgeber 11 vorgesehen, der im vorliegenden Fall aus
einem Axialanschlagsabschnitt 13 besteht und aus einem
Betätigungshebelabschnitt 12.
Der Axialanschlagsabschnitt 13 durchdringt eine parallel
zur Drehachse 2 verlaufende Öffnung 14 in der Anpreßplatte,
welche vorzugsweise als Bohrung ausgeführt ist. Der Axialanschlagsabschnitt 13 ist
im vorliegenden Fall als Axialanschlagsbolzen ausgeführt, allerdings
mit einer Abflachung (s. Detailschnitt). Der Spielgeber 11 ist
gegen Verdrehen gesichert, indem ein Bolzenelement 26 in
der an Anpreßplatte 4 fest
angeordnet ist, welches parallel zur Drehachse 2 verläuft und
zwar auf der dem Schwungrad 1 abgewandten Seite der Anpreßplatte 4.
Das Bolzenelement 26 durchdringt eine Öffnung 27 im Betätigungshebelabschnitt 12 mit entsprechendem
Spiel. Aus 3 ist weiterhin er sichtlich,
daß die
beiden Stellringe 15 und 16 in den aufeinander
zugekehrten Bereichen mit Schrägflächen 18 versehen
sind, in deren Bereich sie aneinander anliegen. Weiterhin ist zumindest
eine Feder 17 vorgesehen, welche die beiden Stellringe 15 und 16 in
Umfangsrichtung gegen einander zu verdrehen sucht, wobei die Feder 17 derart
angeordnet ist, daß bei
Relativverdrehung der beiden Stellringe gegeneinander durch die
Kraft der Feder diese auf den Schrägflächen 18 aufsteigen,
und somit einen größeren axialen
Bauraum einnehmen möchten.
Der Winkel α der
Schrägflächen ist
auf die Verhältnisse
der Reibungskupplung abgestimmt und wird in einem der nachfolgenden
Abschnitte näher
erläutert.
Weiterhin ist zu erkennen, daß der
radial innere Bereich des Betätigungshebelabschnitts 12 in
einer Aussparung 28 des Stellrings 15 eingreift
derart, daß die
Materialstärke
des Betätigungshebelabschnitts 12 nicht über die
Aussparung 28 hinausreicht, sondern um wenigstens einen
geringen Betrag zurücksteht.
Dies hängt damit
zusammen, daß entsprechend 1 die
Membranfeder 7 auf die beiden Stellringe 15 und 16 einwirkt,
und die Bewegungsfreiheit des Spielgebers 11 dadurch nicht
beeinträchtigt
werden darf.
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In 1 ist
die Reibungskupplung im eingerückten
Zustand und mit im wesentlichen neuwertigen Reibbelägen 6 dargestellt.
In diesem Zustand weist die Anpreßplatte 4 einen Abstand
Y vom Schwungrad 1 auf, der der axialen Erstrekkung der Reibbeläge 6 entspricht,
sowie gegebenenfalls von Belagträgern
und Reibbelagfederelementen in ihrer komprimierten Stellung. In
diesem Zustand liegt der Axialanschlagsabschnitt 13 des
Spielgebers 11 auf dem Schwungrad 1 auf und der
Betätigungshebelabschnitt 12 ist
mit axialer Vorspannung verbaut, so daß er eine Kraft in Richtung
auf die Anpreßplatte 4 über die
beiden Stellringe 15 und 16 ausübt. Des
weiteren liegt die Membranfeder 7 mit ihrem radial äußeren Bereich
auf den beiden Stellringen 15 und 16 auf und überträgt ihre
Einspannkraft über
die Anpreßplatte 4 auf
die Reibbeläge 6 der
Kupplungsscheibe 5.
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Die
Schrägflächen 18 der
beiden Stellringe 15 und 16 sind mit einem derartigen
Winkel α versehen,
daß unter
Berücksichtigung
des Reibwertes zwischen beiden Teilen sichergestellt ist, daß die von
der Membranfeder 7 übertragenen
Einrück kraft
dafür sorgt,
daß die
beiden Stellringe 15 und 16 umfangsmäßig arretiert
sind. Es ist in diesem Fall eine selbsthemmende Wirkung vorhanden.
Der Betätigungshebelabschnitt 12 des
Spielgebers 11 ist dabei mit einer derartigen axialen Vorspannung
versehen, die auf die beiden Stellringe 15 und 16 einwirkt,
daß in
ausgekuppeltem Zustand der Reibungskupplung entsprechend 2 ein
Kräftegleichgewicht
hergestellt ist zwischen der in Achsrichtung wirkenden resultierenden
Kraft, die von der Feder 17 ausgeht und die über die
Schrägflächen 18 erzeugt
wird, und der Federvorspannung in die entgegengesetzte Richtung herrührend von
dem vorgespannten Betätigungshebelabschnitt 12.
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Die
Darstellung in 2 zeigt eine ausgerückte Kupplung,
bei welcher der Verschleiß der Reibbeläge bereits
fortgeschritten ist. Dies ist daran zu erkennen, daß der Abstand
X' größer ist
als der Abstand X in 1, und daß der axiale Raum der Reibbeläge das Maß Y' aufweist gegenüber dem Maß Y. Dabei
bezieht sich das Maß Y' gemäß 2 entweder
auf Reibbeläge,
die axial nicht gefedert sind oder auf Reibbeläge mit Federung, allerdings gemäß Darstellung
im komprimierten Zustand. Gelüftet
wird die Reibungskupplung gemäß 2 durch Aufbringen
der Kraft P auf die radial innen liegenden Enden der Federzungen
der Membranfeder 7, wodurch die Membranfeder um ihren Schwenkpunkt, der
durch die beiden Drahtringe 10 festgelegt ist, derart schwenken
kann, daß ihr
radial äußerer Bereich einen
größeren Abstand
vom Schwungrad 1 einnimmt. Die Feder 19 bzw. die
entsprechenden Lüftfedern
sorgen dabei für
ein Abheben der Anpreßplatte von
den Reibbelägen
der Kupplungsscheibe und für eine
Anlage zwischen der Membranfeder und den beiden Stellringen 15 und 16.
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Für den Fall,
daß im
vorhergehenden Einrückvorgang
Verschleiß an
den Reibbelägen
aufgetreten ist, und entsprechend des Größe des Verschleißes der
Axialanschlagsabschnitt 13 des Spielgebers 11 in
der Öffnung 14 axial
verschoben wurde (in Richtung vom Schwungrad 1 wegweisend
gegenüber
der Anpreßplatte 4),
verringert sich die Vorspannkraft, die vom Betätigungshebelabschnitt 12 auf
die beiden Stellringe 15 und 16 ausgeübt wird. Bei
einem daran anschließenden
Ausrückvorgang gemäß 2 wird
die Sperrkraft zwischen den beiden Stellrin gen 15 und 16,
die von der hohen Anpreßkraft
der Membranfeder 7 ausgeht, aufgehoben, so daß nun die
Feder 17 die beiden Stellringe relativ zueinander verdrehen
kann, bis das Kräftegleichgewicht
zwischen der Vorspannung des Betätigungshebelabschnittes 12 und
der resultierenden aus der Federkraft der Feder 17 unter
Berücksichtigung
des Steigungswinkels α wieder
hergestellt ist. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß auch von
der Lüftfedereinrichtung 19 eine
Axialkraft ausgeht, welche im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung
die beiden Stellringe 15 und 16 belastet, wobei
diese Kraft ebenfalls von der Feder 17 aufgebracht werden
muß. Wie aus 2 hervorgeht,
ist durch Verschleiß das
Maß Y' der axialen Erstreckung
der Reibbeläge 6 kleiner geworden
als das Maß Y
gemäß 1,
während
das Maß X' um den gleichen
Betrag größer geworden
ist. Dies bedeutet, daß entsprechend
dem Verschleiß an den
Reibbelägen
die Anpreßplatte
gegenüber
dem Kupplungsgehäuse
in Richtung auf das Schwungrad 1 zu wandert, während gleichzeitig
die Membranfeder durch axiale Raumvergrößerung der beiden Stellringe
ihre ursprüngliche
Lage beibehält.
Dadurch wird die Kraftentfaltung der Membranfeder über die gesamte
Lebensdauer der Reibungskupplung konstant gehalten.
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4 zeigt
eine Reibungskupplung mit automatischem Spielausgleich, die sich
von der Konstruktion gem. 1 lediglich
durch eine andere Spielausgleichsvorrichtung 8 unterscheidet,
hierbei ist ein Spielgeber 22 vorgesehen, der einteilig
ausgeführt
ist, das heißt,
der Axialanschlagsabschnitt 24 ist einteilig mit dem Betätigungshebelabschnitt 23 ausgeführt. Der
Reibungsklemmsitz wird im vorliegenden Fall dadurch hergestellt,
daß ein
Bolzenelement 20 in der Anpreßplatte 4 vorgesehen
ist, welches parallel zur Drehachse 2 verläuft und
zwar auf der von dem Schwungrad 1 wegweisenden Seite der
Anpreßplatte 4.
Das Bolzenelement 20 durchdringt eine Öffnung 21 im Betätigungshebelabschnitt 23 zur
lösbaren
Arretierung des Spielgebers 22. Die Funktion dieser Reibungskupplung
ist identisch mit der bereits beschriebenen entsprechend den 1 – 3.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß die
Arretierung der Spielgeber beider Ausführungsformen von Reibungskupplungen
nicht nur durch Reibkraft bzw. durch einen Reibungsklemmsitz erfolgen
kann, sondern ohne weiteres auch durch freilaufähnliche Einrichtungen, die
verhindern, daß der
Spielgeber ungewollt einen größeren Abstand
von der Anpreßplatte
4 einnehmen
kann, mit Ausnahme desjenigen Zustandes, der mit Verschleiß an den
Reibbelägen
der Kupplungsscheibe zusammenhängt.
Anstelle des Reibungsklemmsitzes ist es auch möglich, eine reine Reibkraft
zu erzeuge wie es beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 43 37 613 A1 bekannt
ist. Andere Einrichtungen, welche freilaufähnlich funktionieren, sind
beispielsweise aus der französischen
Patentschrift
FR 25
99 446 A1 bzw. aus der deutschen Patentschrift
DE 40 92 382 C2 bekannt.