DE19928514B4

DE19928514B4 - Kupplung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19928514B4
Application number: DE19928514A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Orlamünder
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: DE19928514A1; US6427819B1; GB2351326B; FR2796687A1; GB2351326A; GB0014439D0; FR2796687B1

Abstract

Kupplung für ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen zwei als Anpreßscheiben (2) und/oder Zwischenscheiben (6) ausgebildeten Scheiben einspannbaren, drehfest mit einer ersten Welle verbundenen Reibbelag (11–14) zur Erzeugung eines Reibschlusses zwischen der ersten Welle und einer zweiten, drehfest mit den Scheiben verbundenen Welle, wobei zumindest eine der Scheiben zwei unterschiedliche Arten von in axiale Führungen eindringende Mitnehmer (7–10) aufweist und die axiale Führung einen Anschlag (34, 35) zum Übertragen eines Drehmoments auf den Mitnehmer hat, gekennzeichnet durch ein Federelement (28–31, 37, 38, 42, 43) zum Bewegen der einen Mitnehmer (9, 10) in eine dem Anschlag (34, 35) entfernte Position, wobei die anderen Mitnehmer (7, 8) geringfügig schmaler als ihre Führung gestaltet sind und zur Übertragung des Drehmoments durch die Kupplung an als Kanten der Führung ausgebildete Anschläge (34, 35) vorgespannt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen zwei als Anpreßscheiben und/oder Zwischenscheiben ausgebildeten Scheiben einspannbaren, drehfest mit einer ersten Welle verbundenen Reibbelag zur Erzeugung eines Reibschlusses zwischen der ersten Welle und einer zweiten, drehfest mit den Scheiben verbundenen Welle, wobei zumindest eine der Scheiben zwei unterschiedliche Arten von in axiale Führungen eindringende Mitnehmer aufweist und die axiale Führung einen Anschlag zum Übertragen eines Drehmoments auf den Mitnehmer hat.
Eine Mehrscheiben-Trockenkupplung ist beispielsweise aus der DE 195 17 968 bekannt. Bei einem Einrücken der Kupplung bewegt sich eine der Anpreßscheiben in Richtung der anderen Anpreßscheibe und spannt Reibbeläge gegen mehrere Zwischenscheiben vor. Dabei werden die Reibbeläge und die Zwischenscheiben axial verschoben. Beim Ausrücken wird die axial verschiebbare Anpreßscheibe in axialer Richtung entlastet, so daß die Reibbeläge von der Zwischenscheibe und den Anpreßscheiben getrennt werden. Ein Kupplungsgehäuse hat eine Vielzahl von Nuten zur axialen Führung der Anpreßscheiben und der Zwischenscheiben. Die Anpreßscheiben und die Zwischenscheiben weisen eine in die Nuten der Führung eindringende Verzahnung als Mitnehmer auf. Die Reibbeläge haben ebenfalls einen in eine axiale Führung einer Nabe formschlüssig eingreifenden Mitnehmer. Die Anschläge befinden sich dementsprechend jeweils auf derjenigen Seite der Führung, auf der sich die Mitnehmer bei einer Kraftübertragung der Kupplung abstützen.
Nachteilig bei der bekannten Mehrscheibenkupplung ist, daß die Mitnehmer verschleißen und sich in die Anschläge einarbeiten können. Dies führt beim anschließenden Ausrücken dazu, daß die Reibbeläge zunächst in ihrer Position verhaken und an den Zwischenscheiben und der feststehenden Anpreßscheibe schleifen.
Durch die DE 34 37 741 A1 ist eine Mehrscheibenkupplung bekannt geworden, bei der die Zwischenscheiben jeweils Federelemente aufweisen und sich beim Ausrücken voneinander wegdrücken. Hierdurch soll verhindert werden, daß benachbarte Zwischenscheiben in einem die Reibbeläge einspannenden Zustand verharren. Jedoch weisen die axial beweglichen Scheiben wie bei der DE 195 17 968 A1 in Führungen eindringende Mitnehmer auf. Die Mitnehmer können sich in die Anschläge der Führungen einarbeiten und beim Ausrücken verhaken.
Weiterhin wird in der nachveröffentlichen DE 199 04 136 A1 eine Reibungskupplung offenbart, bei der die Zwischenscheibe mit dem Gehäuse über eine Außenverzahnung zur Drehmomentübertragung verbunden ist. In axialer Richtung sind an weiteren Zähnen der Zwischenscheibe in Kuppelrichtung wirkende Federelemente zum Beaufschlagen der Zwischenscheibe in Auskuppelrichtung angebracht.
Weiterhin sind aus der US 3 548 984 und der DE-B 15 75 988 Reibungskupplungen bekannt, bei der das Moment vom Kupplungsgehäuse über Ausrückhebel auf die Anpressplatte übertragen wird. Zur Schwingungsdämpfung sind an der Anpreßßplatte in das Gehäuse ragende Fortsätze angebracht, die sich über Federelemente an Gehäuse abstützen. Die Momentenübertragung über die Betätigungshebel erweist sich als nicht dauerhaltbar.
In der US 4 081 064 ist eine Reibungskupplung offenbart, bei der die Zwischenplatte und Anpressplatte über radial ausgerichtete Verzahnungen zur Drehmomentübertragung im Kupplungsgehäuse gelagert sind. Hierbei gleiten die Verzahnungen bei Aus- und Einkuppeln über als Verschleißteile eingebrachte Clips innerhalb der Gegenverzahnung des Kupplungsgehäuses und sind in Umfangsrichtung durch eingebrachte Federn gegen die Gleitfläche vorgespannt. Dies soll Schwingungen reduzieren. Ein solcher Aufbau zeigt aber gerade bei Aus- und Einkuppeln ein unvorteilhaftes Verhalten bei der Drehmomentübertragung. Die Kupplung neigt beim Auskuppeln zum Rupfen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie ein Verhaken der axial beweglichen Scheiben in den Führungen zuverlässig vermeidet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ausgestaltung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1.
Durch diese Gestaltung wird der Mitnehmer beim Ausrücken der Kupplung von dem Federelement zuverlässig entfernt und damit dessen Gleiten über den Anschlag vermieden. Selbst bei einem Einarbeiten der Mitnehmer in die Anschläge durch das Kupplungsmoment im eingerückten Zustand wird der Mitnehmer zunächst senkrecht von dem Anschlag entfernt. Anschließend können sich die Anpreßscheiben und die Zwischenscheiben von den Reibbelägen trennen. Die Anpreßscheiben und die Zwischenscheiben können sich daher beim Ausrücken der Kupplung nicht in der Führung verhaken. Ein Schleifen der Reibbeläge an den Anpreßscheiben und/oder den Zwischenscheiben läßt sich dank der Erfindung verhindern. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung der Kupplung besteht darin, daß der Mitnehmer beim Einrücken der Kupplung von der Kraft des Federelementes gedämpft gegen den Anschlag gelangt. Dies ermöglicht ein besonders komfortables Betätigen der erfindungsgemäßen Kupplung.
Das Federelement könnte beispielsweise an dem Kupplungsgehäuse befestigt sein. Die erfindungsgemäße Kupplung läßt sich jedoch besonders einfach montieren, wenn das Federelement auf dem Mitnehmer angeordnet ist. Hierdurch kann zunächst eine bauliche Einheit des Federelements und des Mitnehmers vormontiert werden. Die bauliche Einheit läßt sich anschließend wie bei der bekannten Kupplung in dem Kupplungsgehäuse montieren.
Das Federelement könnte beispielsweise als Zugfeder gestaltet sein und den Mitnehmer von dem Anschlag wegziehen. Das Federelement benötigt jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders wenig Bauraum und läßt sich zudem einfach montieren, wenn sich das Federelement in der Führung abstützt.
Das Federelement könnte beispielsweise zwischen jedem der Mitnehmer und den Anschlägen angeordnet und beim Einrücken der Kupplung und einer Übertragung eines Drehmoments vollständig zusammengespannt sein. Hierdurch kann jedoch das Federelement plastisch verformt und beschädigt werden. Eine Beschädigung des Federelements läßt sich einfach vermeiden, wenn einige der Mitnehmer als im Vergleich zu der Führung schmale Nocken ausgebildet sind und wenn an diesen Mitnehmern jeweils zumindest ein Federelement angeordnet ist. Durch diese Gestaltung läßt sich der Federweg des Federelementes und eine vorgesehene Vorspannung einfach einstellen.
Das Federelement könnte beispielsweise als Federzunge gestaltet sein. Das Federelement vermag jedoch gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung den Mitnehmer über einen sehr großen Weg vorzuspannen, wenn das Federelement mäanderförmig gestaltet ist.
Die die Mitnehmer aufweisenden Bauteile werden gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig in eine vorgesehene Grundstellung vorgespannt, wenn an den Mitnehmern jeweils zwei Federelemente mit einander entgegengerichteten Federrichtungen angeordnet sind.
Zur weiteren Vereinfachung der Montage der erfindungsgemäßen Kupplung trägt es bei, wenn der Mitnehmer eine Halteklammer mit mehreren Federelementen trägt.
Die Anpreßscheiben und/oder die Zwischenscheiben lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beim Ausrücken der Kupplung einfach um ein vor gesehenes Maß auseinanderbewegen, wenn einige der Federelemente zur Abstützung an einer benachbarten Anpreßscheibe oder Zwischenscheibe gestaltet sind. Hierdurch werden die Anpreßscheiben und die Zwischenscheiben in axialer und radialer Richtung vorgespannt.
Die Federelemente sind gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig an dem Mitnehmer befestigt, wenn die Halteklammer zum Umgreifen des Mitnehmers vorgesehene Haltenasen hat.
Die Halteklammer und die Federelemente gestalten sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig, wenn die Halteklammer einteilig mit den Federelementen und/oder den Haltenasen gefertigt ist.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine erfindungsgemäße Kupplung,
2 die Kupplung aus 1 in einem Längsschnitt,
3 einen tangentialen Schnitt durch zwei Führungen eines Kupplungsgehäuses der Kupplung aus 1,
4 zwei an einer Halteklammer angeordnete Federelemente,
5 die Halteklammer mit einem der Federelemente aus 4 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie V-V,
6 eine Halteklammer für eine Zwischenscheibe aus 1 mit zwei Federelementen.
1 zeigt eine als Mehrscheiben-Kupplung ausgebildete Kupplung mit einem Kupplungsgehäuse 1. Das Kupplungsgehäuse 1 hat eine feststehende Anpreßscheibe 2 und Führungen 3, 4 für eine axial verschiebliche Anpreßscheibe 5 und für eine ebenfalls axial verschiebliche Zwischenscheibe 6. Die Führungen 3, 4 sind nutartig gestaltet und nehmen als Nocken ausgebildete Mitnehmer 7–10 auf. Einige der Mitnehmer 7, 8 weisen ungefähr dieselbe Breite auf wie die Führungen 3, während die anderen Mitnehmer 9, 10 schmaler als die Führungen 4 gestaltet sind.
Wie 2 zeigt, sind zwischen den Anpreßscheiben 2, 5 und der Zwischenscheibe 6 jeweils Reibbeläge 11–14 angeordnet. Die Reibbeläge 11–14 sind auf elastischen, in Nuten 15, 16 einer Nabe 17 angeordneten Belagfedern 18–21 befestigt. Die axial verschiebbare Anpreßscheibe 5 läßt sich in Richtung der feststehenden Anpreßscheibe 2 verschieben. Dabei werden die Reibbeläge 11–14 und die Zwischenscheibe 6 zwischen den Anpreßscheiben 2, 5 eingespannt und ein Kraftschluß zwischen dem Kupplungsgehäuse 1 und der Nabe 17 erzeugt. Dies kennzeichnet den eingerückten Zustand der Kupplung. Die Belagfedern 18–21 sind geringfügig schmaler gestaltet als die Nuten 15, 16 der Nabe 17 und spannen die Reibbeläge 11–14 im ausgerückten Zustand der Kupplung in eine vorgesehene, von den Anpreßscheiben 2, 5 und der Zwischenscheibe 6 entfernte Stellung vor. Hierdurch wird ein Gleiten der Belagfedern 18–21 entlang der Nuten 15, 16 der Nabe 17 vermieden. Die Zwischenscheibe 6 hat zwei übereinanderliegende Scheibenteile 22, 23 und Ausnehmungen 24 zur Führung von Kühlluft.
Die Nabe 17 läßt sich auf einer ersten Welle befestigen, während das Kupplungsgehäuse 1 auf einer zweiten Welle angeordnet wird. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind von den Wellen nur eine gemeinsame Drehachse 25 dargestellt.
3 zeigt einen tangentialen Schnitt durch zwei der Führungen 3, 4 des Kupplungsgehäuses 1 aus 1. Jeweils einer der in den Führungen 4 angeordneten Mitnehmer 9, 10 der Zwischenscheibe 6 und der axial verschieblichen Anpreßscheibe 5 trägt eine Halteklammer 26, 27 mit darauf angeordneten mäanderförmigen Federelementen 28–31. Die Federelemente 28–31 stützen sich an der Wandung der Führung 4 ab. Die anderen Mitnehmer 7, 8 sind geringfügig schmaler gestaltet als ihre Führung 3. Bei einer Übertragung eines Drehmoments durch die Kupplung werden die Mitnehmer 7, 8 gegen als Kanten der Führung 3 ausgebildete Anschläge 34, 35 vorgespannt. Im ausgerückten Zustand der Kupplung spannen die Federelemente 28–31 die Zwischenscheibe 6 und die axial verschiebliche Anpreßscheibe 5 in eine Mittelstellung vor, in der die Mitnehmer 7, 8 von den Anschlägen 34, 35 entfernt sind. An der Zwischenscheibe 6 sind weitere sich an den Anpreßscheiben 2, 5 abstützende Federelemente 32, 33 angeordnet. Diese Federelemente 32, 33 bewegen die Zwischenscheibe 6 im ausgerückten Zustand der Kupplung in eine mittlere Position.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Halteklammer 36 mit zwei einander gegenüberstehenden Federelementen 37, 38. Diese Halteklammer 36 kann zur Vorspannung der axial verschieblichen Anpreßscheibe 5 aus den 1 und 2 vorgesehen sein. Die Halteklammer 36 hat Haltenasen 39, 40 zu ihrer formschlüssigen Befestigung an der Anpreßscheibe 5. 5 zeigt in einer Schnittdarstellung durch die Halteklammer 36 aus 4, daß die Hal tenasen 39, 40 einteilig mit der Halteklammer 36 gefertigt sind.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer zur Befestigung beispielsweise an der in den 1 und 2 dargestellten Zwischenscheibe 6 vorgesehene Halteklammer 41. Die Halteklammer 41 trägt zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Federelemente 42, 43 und Haltenasen 44, 45. Die Haltenasen 44, 45 vermögen die Scheibenteile 22, 23 der in 2 dargestellten Zwischenscheibe 6 zusammenzuspannen.

Claims

Kupplung für ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen zwei als Anpreßscheiben (2) und/oder Zwischenscheiben (6) ausgebildeten Scheiben einspannbaren, drehfest mit einer ersten Welle verbundenen Reibbelag (11–14) zur Erzeugung eines Reibschlusses zwischen der ersten Welle und einer zweiten, drehfest mit den Scheiben verbundenen Welle, wobei zumindest eine der Scheiben zwei unterschiedliche Arten von in axiale Führungen eindringende Mitnehmer (7–10) aufweist und die axiale Führung einen Anschlag (34, 35) zum Übertragen eines Drehmoments auf den Mitnehmer hat, gekennzeichnet durch ein Federelement (28–31, 37, 38, 42, 43) zum Bewegen der einen Mitnehmer (9, 10) in eine dem Anschlag (34, 35) entfernte Position, wobei die anderen Mitnehmer (7, 8) geringfügig schmaler als ihre Führung gestaltet sind und zur Übertragung des Drehmoments durch die Kupplung an als Kanten der Führung ausgebildete Anschläge (34, 35) vorgespannt werden.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (28–31, 37, 38, 42, 43) auf dem Mitnehmer (9, 10) angeordnet ist.
Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Federelement (28–31, 37, 38, 42, 43) in der Führung (4) abstützt.
Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Mitnehmer (9, 10) als im Vergleich zu der Führung (4) schmale Nocken ausgebildet sind und daß an diesen Mitnehmern (9, 10) jeweils zumindest ein Federelement (28–33, 37, 38, 42, 43) angeordnet ist.
Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (28–33, 37, 38, 42, 43) mäanderförmig gestaltet ist.
Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Mitnehmern (9, 10) jeweils zwei Federelemente (28–33, 37, 38, 42, 43) mit einander entgegengerichteten Federrichtungen angeordnet sind.
Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (9, 10) eine Halteklammer (26, 27, 36, 41) mit mehreren Federelementen (28–33, 37, 38, 42, 43) trägt.
Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Federelemente (32, 33) zur Abstützung an einer benachbarten Anpreßscheibe (2, 5) oder Zwischenscheibe (6) gestaltet sind.
Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteklammer (36, 41) zum Umgreifen des Mitnehmers (9, 10) vorgesehene Haltenasen (39, 40, 44, 45) hat.
Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteklammer (26, 27, 36, 41) einteilig mit den Federelementen (28–33, 37, 38, 42, 43) und/oder den Haltenasen (39, 40, 44, 45) gefertigt ist.