DE19904136A1

DE19904136A1 - Mehrscheibenkupplung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19904136A1
Application number: DE19904136A
Authority: DE
Inventors: Andreas Orlamuender
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-10
Also published as: FR2817934A1; FR2789136B1; FR2789136A1; US6279709B1

Abstract

Eine Mehrscheibenkupplung für ein Kraftfahrzeug hat an einer Zwischenscheibe (9) befestigte U-förmige Federelemente (15) zur Beabstandung von benachbarten Anpreßscheiben (5, 6). Hierdurch wird die Zwischenscheibe (9) zuverlässig in der Mitte zwischen den Anpreßscheiben (5, 6) gehalten. Ein Schleifen von zwischen der Zwischenscheibe (9) und den Anpreßscheiben (5, 6) angeordneten Reibbelägen (7, 8) wird damit besonders gering gehalten. Die Federelemente (15) sind im Bereich einer Außenverzahnung der Zwischenscheibe (9) angeordnet und tragen daher nicht zu einer Vergrößerung der Abmessungen der Mehrscheibenkupplung bei.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrscheibenkupplung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer zwischen Reibbelägen angeordneten Zwischenscheibe, mit zwei Anpreßscheiben zur Vorspannung der Reibbeläge gegen die Zwischenscheibe und mit Federelementen zur Trennung der Anpreßscheiben und der Zwischenscheibe von den Reibbelägen.

Solche Mehrscheibenkupplungen zeichnen sich durch hohe übertragbare Drehmomente aus und sind aus der Praxis be kannt. In der Regel hat die Mehrscheibenkupplung mehrere radial außerhalb der Zwischenscheibe angeordnete Fe derelemente zum Auseinanderdrücken der Anpreßscheiben. In dieser Stellung soll zwischen einer Welle, die drehfest mit den Reibbelägen verbunden ist, und einer mit den An preßscheiben verbundenen Welle keine Übertragung von Drehmomenten stattfinden.

Nachteilig bei der bekannten Mehrscheibenkupplung ist, daß die Zwischenscheibe von den Reibbelägen nicht zuver lässig getrennt wird. Dies führt zu einem hohen Ver schleiß der Reibbeläge und zu einer unnötigen Erwärmung der Reibbeläge. Die hierbei erzeugte Wärme muß anschlie ßend aufwendig aus der Mehrscheibenkupplung entfernt wer den. Weiterhin belastet das durch Schleifen der Reibbelä ge hevorgerufene Schleppmoment eine Synchronisationsein richtung eines nachgeschalteten Getriebes.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Mehrschei benkupplung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß bei einer Trennung der Anpreßscheiben ein Schleifen der Reibbeläge besonders gering gehalten wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federelemente an jeder der Zwischenscheiben und den Anpreßscheiben anliegen.

Durch diese Gestaltung werden von den Federelementen jede der Zwischenscheiben und die Anpreßscheiben auseinander gedrückt. Damit wird im ausgerückten Zustand der erfin dungsgemäßen Mehrscheibenkupplung sichergestellt, daß zwischen jeder der Zwischenscheiben und Anpreßscheiben ein ausreichender Spalt vorhanden ist, in dem sich der darin angeordnete Reibbelag frei drehen kann. Die Reibbe läge werden deshalb besonders zuverlässig von der Zwi schenscheibe und den Anpreßscheiben getrennt. Hierdurch hat die erfindungsgemäße Mehrscheibenkupplung einen be sonders geringen Verschleiß.

Die erfindungsgemäße Mehrscheibenkupplung gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn die Federelemente an der Zwischenscheibe befestigt sind.

Die Montage der Federelemente an der Zwischenscheibe ge staltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil dung der Erfindung besonders einfach, wenn zumindest die Federelemente eine U-förmige Biegung zur Einspannung der Zwischenscheibe oder einer der Anpreßscheiben aufweisen.

Die Federelemente gestalten sich gemäß einer anderen vor teilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv beson ders einfach, wenn sie abstehende Federzungen aufweisen. Die Federelemente können hierbei einzelne Federzungen oder einander gegenüberstehende Federzungen haben. Bei einer einzigen Zwischenscheibe wird diese von dem einan der gegenüberstehende Federzungen aufweisenden Federele ment zuverlässig in der Mitte zwischen den Anpreßscheiben gehalten. Bei mehreren Zwischenscheiben kann es genügen, wenn ein Teil der Federelemente nur eine einzige Feder zunge aufweist. Hierdurch läßt sich sicherstellen, daß die Zwischenscheiben jeweils mit derselben Federkraft auf Abstand gehalten werden.

Ein besonders großer Federweg läßt sich gemäß einer ande ren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach er zeugen, wenn die Federzungen mäanderförmig gestaltet sind.

In der erfindungsgemäßen Mehrscheibenkupplung erzeugte Wärme läßt sich abführen, wenn die Anpreßscheiben ein Ge häuse durchdringende Kühlfahnen aufweisen.

In der erfindungsgemäßen Mehrscheibenkupplung erzeugte Wärme läßt sich besonders einfach abführen, wenn ein vor einer der Anpreßscheiben angeordneter Gehäusedeckel Lüf tungsschlitze aufweist. Dies trägt zu einer weiteren Ver ringerung des Temperaturniveaus innerhalb der Kupplung und damit zur weiteren Verringerung des Verschleißes der Reibbeläge bei.

Zur weiteren Verbesserung der Wärmeabfuhr aus der erfin dungsgemäßen Mehrscheibenkupplung trägt es bei, wenn vor den Lüftungsschlitzen Lüfterschaufeln angeordnet sind.

Eine kontinuierliche Förderung von Kühlluft durch die er findungsgemäße Mehrscheibenkupplung läßt sich einfach da durch erreichen, daß eine die Anpreßscheiben gegen die Reibbeläge vorspannende Membranfeder Lüfterschaufeln auf weist.

Durch die Anordnung der Feder in einem radial außerhalb der Zwischenscheibe befindlichen Bereich hat die bekannte Mehrscheibenkupplung sehr große radiale Abmessungen. Die radialen Abmessungen lassen sich gemäß einer anderen vor teilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn die Federelemente im Bereich einer Außenver zahnung der Zwischenscheibe angeordnet sind.

Zur weiteren Verringerung der radialen Abmessungen der erfindungsgemäßen Mehrscheibenkupplung trägt es bei, wenn eine in die Außenverzahnung der Zwischenscheibe eingrei fende Innenverzahnung des Gehäuses im Bereich der Fe derelemente Ausnehmungen aufweist.

Die Federelemente benötigen gemäß einer anderen vorteil haften Weiterbildung der Erfindung in radialer Richtung keinen Bauraum, wenn die Federelemente der Außenverzah nung der Zwischenscheibe entsprechende Abmessungen auf weisen. Da die Außenverzahnung ohnehin vorhanden ist und die Federelemente in diesem Bereich sehr zahlreich einge setzt werden können, lassen sich problemlos Federzungen mit einer der Außenverzahnung der Zwischenscheibe ent sprechenden Breite einsetzen.

Die Federelemente werden gemäß einer anderen vorteilhaf ten Weiterbildung der Erfindung zuverlässig in ihrer vor gesehenen Position an der Anpreßscheibe oder der Zwi schenscheibe gehalten, wenn die Federelemente einen Zahn der Außenverzahnung umgreifend gestaltet sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs gemäße Mehrscheibenkupplung,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung durch die Kupplung aus Fig. 1 entlang der Linie II- II,

Fig. 3 eine Hälfte einer Schnittdarstellung durch die Kupplung aus Fig. 1 entlang der Linie III-III,

Fig. 4 einen tangentialen Schnitt durch einen radial äußeren Bereich einer weiteren Ausführungs form der erfindungsgemäßen Mehrscheiben kupplung.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfin dungsgemäße Mehrscheibenkupplung mit einem Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 hat einen zwischen zwei Gehäusedeckeln 2, 3 an geordneten Gehäusering 4. In dem Gehäuse 1 sind zwei An preßscheiben 5, 6 zur Vorspannung von Reibbelägen 7, 8 gegen eine Zwischenscheibe 9 angeordnet. Die Zwischen scheibe 9 und die Anpreßscheiben 5, 6 haben eine drehfe ste Verbindung mit dem Gehäusering 4. Die Reibbeläge 7, 8 sind drehfest und axial verschieblich auf einer Nabe 10 befestigt. Eine der Anpreßscheiben 6 liegt an einer Mem branfeder 11 an. Die Membranfeder 11 hat Lüfterschaufeln 12 zur Förderung von Kühlluft durch das Gehäuse 1 zu Lüf tungsschlitzen 13 des der Membranfeder 11 gegenüberste henden Gehäusedeckels 2. Im Bereich der Lüftungsschlitze 13 hat der Gehäusedeckel 2 ebenfalls Lüfterschaufeln 14.

Eine der Anpreßscheiben 6 wird von der sich an dem näch sten Gehäusedeckel 3 abstützenden Membranfeder 11 gegen den benachbarten Reibbelag 8 vorgespannt. Der Reibbelag 8 verschiebt die Zwischenscheibe 9 gegen den nächsten Reib belag 7, bis dieser gegen die zweite Anpreßscheibe 5 ge langt. Damit wird ein Kraftschluß von dem Gehäuse 1 auf die Nabe 10 hergestellt. Zur Trennung der Reibbeläge 7, 8 von der Zwischenscheibe 9 und den Anpreßscheiben 5, 6 wird zunächst die Membranfeder 11 verschwenkt, bis sich die daran anliegende Anpreßscheibe 6 von dem benachbarten Reibbelag 7 wegbewegt. Damit wird der Kraftschluß von dem Gehäuse 1 zur Nabe 10 unterbrochen. In einem radial äuße ren Bereich der Zwischenscheibe 9 ist ein Federelement 15 befestigt. Das Federelement 15 stützt sich an den beiden Anpreßscheiben 5, 6 ab.

In Fig. 2 ist der radial äußere Bereich der erfindungs gemäßen Mehrscheibenkupplung aus Fig. 1 in einem tangen tialen Schnitt entlang der Linie II-II vergrößert dar gestellt. Hierbei ist zu erkennen, daß das Federelement 15 U-förmig gebogen und einen radial nach außen weisenden Zahn 16 der Zwischenscheibe 9 umgreifend gestaltet ist. Das Federelement 15 hat sich an den Anpreßscheiben 5, 6 abstützende Federzungen 17, 18. Hierdurch wird bei einer Auseinanderbewegung der Anpreßscheiben 5, 6 die Zwischen scheibe 9 mitbewegt und zuverlässig in der Mitte zwischen den Anoreßscheiben 5, 6 gehalten.

Die Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Mehrscheibenkupp lung aus Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie III-III. Zur Vereinfachung ist nur eine Hälfte der Zwischenscheibe 9 und des Gehäuses 1 der Mehrschei benkupplung dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, daß die Zwischenscheibe 9 eine Außenverzahnung 19 mit mehreren radial nach außen weisenden Zähnen 20, 21 hat. Der Gehäu sering 4 hat eine der Außenverzahnung 19 entsprechende Innenverzahnung 22. Die Außenverzahnung 19 und die Innen verzahnung 22 dienen zur drehfesten und axial verschieb lichen Halterung der Zwischenscheibe 9 an dem Gehäusering 4. Weiterhin zeigt Fig. 3, daß auf mehreren der Zähne 16, 21 jeweils Federelemente 15, 23 zum Abstützen an den in Fig. 1 dargestellten Anpreßscheiben 5, 6 angeordnet sind. Der Gehäusering 4 hat im Bereich der Federelemente 15, 23 jeweils Ausnehmungen 24, 25. Hierdurch tragen die Federelemente 15, 23 nicht zu einer Vergrößerung der ra dialen Abmessungen der erfindungsgemäßen Mehrscheiben kupplung bei.

Bei einer nicht dargestellten Mehrscheibenkupplung mit mehreren Zwischenscheiben kann von einer Seite ausgehend jede zweite der Zwischenscheiben mit den in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Federelementen versehen sein. Bei ei ner geraden Anzahl an Zwischenscheiben ist es jedoch für deren gleichmäßige Beabstandung von Vorteil, wenn an ei ner der Zwischenscheiben jeweils eine einzige Federzunge aufweisende Federelemente angeordnet sind. Selbstver ständlich kann die Mehrscheibenkupplung mit einem Tor sionsschwingungsdämpfer ausgestattet sein oder an der Se kundärseite eines Zweimassenschwungrades befestigt sein, um Drehschwingungen aus dem Antriebsstrang zu eliminie ren.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Mehrscheibenkupplung in einem tangentialen Schnitt durch eine Außenverzahnung 26 einer Zwischen scheibe 27. Die Zwischenscheibe 27 und eine Anpreßscheibe 28 sind axial verschieblich in einem Gehäuse 29 der Mehr scheibenkupplung geführt. Eine weitere Anpreßscheibe 30 ist als Teil des Gehäuses 29 gestaltet. Die Zwischen scheibe 27 und die Anpreßscheiben 28, 30 werden von einem Federelement 31 mit einander gegenüberstehenden Federzun gen 32, 33 auseinandergedrückt. Die Federzungen 32, 33 sind mäanderförmig gestaltet. Das Federelement 31 um greift einen Zahn 34 der Außenverzahnung 26 der Zwischen scheibe 27. Die verschiebliche Anpreßscheibe 28 trägt das Gehäuse 29 im Bereich von Öffnungen 36 durchdringenden Kühlfahnen 35.

Claims

1. Mehrscheibenkupplung für ein Kraftfahrzeug mit zumin dest einer zwischen Reibbelägen angeordneten Zwischen scheibe, mit zwei Anpreßscheiben zur Vorspannung der Reibbeläge gegen die Zwischenscheibe und mit Federelemen ten zur Trennung der Anpreßscheiben und der Zwischen scheibe von den Reibbelägen, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15, 23, 31) an jeder der Zwischen scheiben (9, 27) und den Anpreßscheiben (5, 6, 28, 30) anliegen.

2. Mehrscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15, 23, 31) an der Zwischenscheibe (9, 27) befestigt sind.

3. Mehrscheibenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15, 23) eine U-förmige Biequng zur Einspannung der Zwischenscheibe (9) oder einer der An preßscheiben (5, 6) aufweisen.

4. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15, 23, 31) abstehende Federzungen (17, 18, 32, 33) aufweisen.

5. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (32, 33) mäanderförmig gestaltet sind.

6. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßscheiben (28) ein Gehäuse (29) durchdrin gende Kühlfahnen (35) aufweisen.

7. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor einer der Anpreßscheiben (5) angeordneter Ge häusedeckel (2) Lüftungsschlitze (13) aufweist.

8. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Lüftungsschlitzen (13) Lüfterschaufeln (14) angeordnet sind.

9. Mehrscheibeibenkuplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Anpreßscheiben (5, 6) gegen die Reibbeläge (7, 8) vorspannende Membranfeder (11) Lüfterschaufeln (12) aufweist.

10. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15, 23, 31) im Bereich einer Au ßenverzahnung (19, 26) der Zwischenscheibe (9, 27) oder der Anpreßscheiben (5, 6, 28, 30) angeordnet sind.

11. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in die Außenverzahnung (19) der Zwischenscheibe (9) oder der Anpreßscheiben (5, 6) eingreifende Innenver zahnung (22) eines Gehäuses (1) im Bereich der Federele mente (15, 23) Ausnehmungen (24, 25) aufweist.

12. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15, 23, 31) der Außenverzahnung (19, 26) der Zwischenscheibe (9, 27) oder der Anpreß scheiben (5, 6, 28, 30) entsprechende Abmessungen aufwei sen.

13. Mehrscheibenkupplung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (31) einen Zahn (34) der Außenver zahnung (26) umgreifend gestaltet sind.