DE2008424A1 - Reibungskupplung, insbesondere fur KFZ - Google Patents

Description

• Reibungskupplung, insbesondere für KFZ Für die Übertragungder im Schwerlastwagenbau üblichen sehr hohen Leistungen werden vielfach Zweischeibenkupplungen verwendet, die allerdings entgegen den Erwartungen nicht die doppelte Leistung übertragen als eine entsprechende Einscheibenkupplung gleicher Kupplungsscheiben-Abmessungen bzw.
• mit gleichem Reibungsdurchmesser. Es wurde daher versucht, optimale Verhältnisse durch Verwendung von entsprechend großen Einscheibenkupplungen wieder zu schaffen. Dies bedingt jedoch enorm große Durchmesser für die Kupplungsglocke und bauliche Schwierigkeiten, da die gesamte Motor-Getriebeeinheit entsprechend hoch angeordnet werden muß, um die erforderliche Bodenfreiheit zu gewährleisten. Bei Unterflurmotoren erfordert dies einen sehr großen Platzbedarf, der dem Nutzraum verloren geht.
• Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Zweischeibenkupplung zu schaffen, die bei gleichen radialen AbMessungen die doppelte Leistung zu uebertragen vermag, als Einscheibenkupplungen gleicher Größenordnung. Dabei soll auch insbesondere die thermische Belastbarkeit unter härtesten Bedingungen - die z.B. bei schwierigen Anfahrvorgängen im Gelände sehr häufig vorkommen und sich oftmals über längere Zeiträume erstrecken - gegenüber den bisher verwendeten Einscheibenkupplungen zumindest erhalten bleiben.
• Desweiteren soll die Kupplung sich durch besonders hohe Lebensdauer, einfachen Aufbau und hohe Funktionssicherheit auszeichnen.
• Bei Zweischeibenkupplungen, wie sie beispielsweise durch die Deutsche Patentschrift 738516 bekannt wurden, sind - in der Reihenfolge der Aufzählung - innerhalb eines Topfschwungrades, dessen Boden als Gegendruckfläche ausgebildet ist, eine axial verschiebbare Reibscheibe, eine axial verschiebbare Druckplatte mit zwei Reibflächen, eine zweite axial verschiebbare Reibscheibe sowie eine zweite axial verschiebbare Druckplatte vorgesehen. Die letzterwähnte Druckplatte ist durch Schraubendruckfedern beaufschlagt und der Druck dieser Federn wird von dort auf die zweite Reibscheibe übertragen, von da auf die erste Druckplatte, weiter auf die erste Reibscheibe, die dann mit ihrem einen Reibbelag auf die Gegendruckfläche des Topfschwungrades angepresst wird.
• Kupplungen dieser Art haben eine Reihe von Nachteilen, die der Belastbarkeit und damit den Einsatzmöglichkeiten enge Grenzen setzen. So,z.B. liegen die übertragbaren Leistungen wesentlich niedriger als der entsprechende Belastungswert von zwei Einscheibenkupplungen, da wegen der gleichzeitigen Reibung der beiden Reibscheiben an der einen, zwischen ihnen angeordneten Druckplatte überaus hohe Temperaturen auftreten, die darüberhinaus - bedingt durch die Bauart der Kupplung -nicht abgeführt werden können. Außerdem ist die Anpresskraft infolge der Reibung in den Axialführungen an der ersten Kupplungsscheibe geringer, womit das Ubertragungsmoment zumindest dieser Kupplungsscheibe kleiner wird, was einen erhöhten Verschleiß der zweiten Kupplungsscheibe gegenüber der ersten zur Folge hat. Desweiteren erfolgt der Abhub und der Eingriff der Druckplatten von bzw. mit den Reibscheiben unterschiedlich bzw. unter unterschiedlichen Druckverhältnissen, so daß ein unregelmäßiger bzw. überhöhter Verschleiß auftritt.
• Es sind Kupplungen bekannt geworden und zwar entsprechend der DAS 1 294 228, die sich sowohl in thermischer Hinsicht als auch hinsichtlich ihrer Robustheit unter den härtesten Bedingungen bewährt haben und zwar als Doppelreibungskupplungen bei Schleppern, Geräteträgern und ähnlichen Fahrzeugen.
• Diese Kupplungen bestehen aus je einer Kupplung für ein Wechselgetriebe und für einen zusätzlichen Antrieb, wobei die Kupplungen getrennt oder nacheinander geschaltet werden können und damit ein Drehmoment getrennt auf ein Getriebe und auf einen zusätzlichen Antrieb, beispielsweise eine Zapfwelle, abgeben.
• Dabei sind zur Drehiomentubertragung zwei Reibscheiben vorgesehen, je eine eigene, über ein Hebelsystem axial bewegbare Druckplatte hierfür, wobei die mit einander abgewandten Reibflächen versehenen Druckplatten von einer zwischen diesen vorgesehenen, an ringförmigen Auflagerstellen derselben anliegenden Tellerfeder beaufschlagt sind, sowie ein am Schwungrad befestigbares Gehäuse, das mit einer Gegendruckfläche für eine der Reibscheiben versehen ist, während als Gegendruckfläche für die andere Reibscheibe das Schwungrad dient, sowie Miteel zur drehschlüssigen Mitnahme der Druckplatten.
• Bei der Entstehung der vorliegenden Erfindung wurde auf die o.a. Kupplungen zurückgegriffen bzw. wurden diese Kupplungen als Grundlage für eine Weiterentwicklung zur Schaffung einer Kupplung herangezogen, die bei gleichen axialen Abmessungen die doppelten Leistungen zu übertragen vermag als Einscheibenkupplungen und die die eingangs erwähnten Forderungen erfüllt, wobei gern. dem Kennzeichen der Erfindung diese Kupplung derart ausgebildet ist, daß die beiden Reibscheiben der Kupplung nit Naben zur Drehmomentübertragung auf ein einziges Abtriebselement, beispielsweise eine Getriebewelle'versehen sind. Dabei kann das einzige Antriebselement, also beispielsweise die Getriebewelle, als Stufenwelle ausgebildet sein, wobei jede der Naben auf einem Profil anderen Durchmessers und/oder anderer Ausgestaltung aufsitzen kann. In den weitaus meisten Fällen wird es jedoch vorteilhaft sein, wenn beide Naben das gleiche Profil aufweisen, da dann die Herstellung der verzahnten Getriebewelle bedeutend einfacher ist.
• Es ist besonders zweckmäßig, wenn zum Lüften beider Druckplatten je ein Hebelsystem vorgesehen ist, die von einem gemeinsamen Organ zumindest annähernd parallel bzw. gleichzeitig betätigbar sind, wobei die Hebelsystem ernten zweckmäßigerweise zumindest annähernd gleichzeitigen, gegenläufigen und zwangsweisen Abhub der Druckplatten bewirken. Hierfür kann das eine Hebelsystem aus einem am Gehäuse verschwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel bestehen, wobei ein Verbindungsmittel die eine Druckplatte in Abhubrichtung zieht, während das zweite Hebelsystem aus einem ebenfalls am Gehäuse schwenkbar gelagerten, jedoch einarmigen Hebelsystem besteht Das einarmige Hebelsystem besitzt zum Zwecke des Auskunpelns mind.
• ein Druckorgan, welches die Schwenkbewegung dieses Hebelsystems in eine axiale Abhubbewegung der Druckplatte umsetzt.
• Semäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung ist das Organ, welches zur Hebelbetätigung und damit zum Lüften der Druckplatten verwendet wird, ein ringförmiges Druckstück, das zumindest an den Hebeln des einen Systems angelenkt, also z.B. befestigt ist. Dieses Druckstück liegt zweckmäßigerweise mit seiner den Hebeln zugekehrten Seite mit profilierten Abschnitten auf den radial inneren Bereichen der Hebel, z.B. an den Kuppen an und wird vorteilhafterweise durch federnde Mittel angedrückt.
• Diese federnden Mittel können gleichzeitig zur Halterung des Druckstückes an den Hebeln, zur federnden Anpressung des Druckstückes an die Hebel und zur Form- bzw. kraftschlüssigen Verspannung der Hebel mit deren Ausrückorganen, nämlich den Zug-bzw. Druckorganen dienen.
• Die IIebeltppv des anderen Systems können ebenfalls an profilierten Abschnitten des Druckstückes anliegen. In manchen Fällen kann es genügen, wenn diese Hebel an glatten Flächenteilen eines z.B. kreisringförmig ausgebildeten Druckstückes anliegen.
• Die Mittel zur drehschlüssigen Mitnahme der Druckplatten hestehen zweckmäßigerweise aus Blattfederelementen, die einerseits an den Druckplatten und andererseits am Gehäuse und/oder an der Schwungscheibe befestigbar sind> und zwar durch Nieten bzw. Schrauben. Es hat sich herausgestellt, daß es in manchen Fällen besonders vorteilhaft sein kann, wenn die Blattfederz elemente aus U-förmigen Schlaufen bestehen, wobei der Verbindungsabschnitt bzw. der Schlaufenabschnitt entweder oies. BeZestigungspunkten an der Druckplatte oder dem Befestigungspunkt am Gehäuse bzw. an der Schwungscheibe zugewandt ist.
• Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Blattfederelemente von ihren Befestigungspunkten an den beiden Druckplatten in unterschiedlichem Winkel zu den BeZestigungspunkten am Gehäuse und/oder der Schwungscheibe verlaufen, d.h. die Befestigungspunkte der Blattfederelemente an den Druckplatten haben einen radialen und/oder Abstand in Umfangsrlchtung voneinander.
• Anhand der Figuren 1 und 2 sei die Erfindung näher er~ läutert.
• Figur l zeigt die erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt und Figur 2 eine Einzelheit in vergrößerter Darstellung.
• Die Reibungskupplung gemäß der vorliegenden Erfindung weist zwei zur Drehmomentübertragung dienende Reibscheiben 1, 2 auf, jeweils eine axial bewegliche Druckplatte 3, 4 für jede der Reibscheiben. Die beiden Druckplatten 3, 4 sind mit einander abgewandten Reibflächen 3', 4' versehen und zwischen den beiden axial beweglichen Druckplatten ist eine Tellerfeder 5 angeordnet, die vorgespannt ist und sich in bekannter Weise auf Auflagererstollen 6, 7 der beiden Druckplatten abstützt und somit die beiden Druckplatten gegen die Reibscheiben presst.
• Ein Gehäuse 8 ist mit einer Gegendruckfläche 8' für die Reibscheibe 2 versehen und über Schrauben 9 am Schwungrad 10 befestigbar. Das Schwungrad lo besitzt eine als Gegendruckfläche ausgebildete Reibfläche 10' für die Reibscheibe 1.
• Die Reibscheiben 1 und 2 besitzen je eine Nabe 11, 12, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein gleiches Profil besitzen zur Drehmomentübertragung auf ein einziges Abtriebselement, nämlich eine Getriebevelle 13.
• Zum Lüften der beiden Druckplatten 3, 4 ist für jede der Druckplatten ein eigenes Hebelsystem 14, 15 vorgesehen, und zwar zweckiäßigerweise jeweils 3 Hebel. Die Hebel der Hebelgruppe 14 sind als zweiarmige Hebel ausgebildet und bei 16 am Gehäuse 8 schwenkbar gelagert. Über den radial weiter außen liegenden Helbearm ist über einen Bolzen 17 ein Zuganker 18 gelenkig verbunden. Über die Hebel der Hebelgruppe 14 ist die Druckplatte in Richtung des Pfeiles 19 von der Reibscheibe 1 abhebbar.
• Die Hebel der Hebelgruppe 15 bestehen aus einarmigen Hebeln, die ihren Drehpunkt bei einem mit 20 bezeichneten, am Gehäuse befestigten Bolzen besitzen. Radial weiter innen ist über den Drehpunkt 21 ein Druckelement 22 gelenkig befestigt, welches sich an einer Einstellschraube 23, die mit der Druckplatte 4 verschraubt ist, abstützt. Über die Hebel der Hebelgruppe 15 wird eine Ausrückbewegung der Druckplatte 4 in Richtung des 24/ Pfeiles bewirkt.
• Die Betätigung der Kupplung erfolgt über beide Hebelsysteme 14, 15 parallel über ein gemeinsames Organ, nämlich einem Druckstück 25, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn die Betätigung beider Hebelsysteme zumindest annähernd gleichzeitig einsetzt, da dann der geringmögliche Verschleiß an den Reibscheiben auftritt.
• Über den Zuganker 18 bzw. die Einstellschraube 23 kann die Stellung der Hbel 14 bzw. 15 so einjustiert werden, daß der Abhub der Druckplatten gleichzeitig einsetzt.
• Das Druckstück 25 wird von einem nicht näher dargestellten Ausrücker in Richtung des Pfeiles 26 verschwenkt bzw. verschoben, was über die Hebelsysteme 14, 15 einen gegenläufigen Abhub der Druckplatten 3, 4 in Richtung der Pfeile 19, 24 bewirkt. Das Druckstück 25 ist mitseiner den Hebeln des Hebelsystems 14 zugekehrten Seite mit profilierten Abschnitten 27 auf die Kuppen 28 dieser Hebelgruppe durch federnde Mittel, und zwar durch Schenkel federn 29 angedrückt, wobei diese Schenkel federn gleichzeitig zur Halterung des Druckstückes, zur federnden Anpressung desselben an die Hebel und zur Verspannung innerhalb des Ausrücksystems 14, 18 dievlen.
• Für die Hebel des Hebelsystems kann das Druckstück 25 ebenfalls mit profilierten Abschnitten versehen sein, innerhalb welcher dann die Kuppen 31 der Hebel 15 liegen können.
• Im speziellen Ausführungsbeispiel jedoch liegen die Hebel 15 an einem glatten Flächenteil des Druckstückes 25 an. Die Vorspannung innerhalb des Hebelsystems der Hebelgruppe 15 wird über Schenkeltedern 32 erzeugt.
• Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind zur drehschlüssigen Mitnahme der Druckplatten 3, 4 Blattfederelemente 33 vorgesehen, die einerseits an radial vorstehenden Nocken 34, 35 der Druckplatten 4 und 3 angenietet sind und andererseits am Gehäuse 8 mit einer Schraube 36 angeschraubt sind. Es kann in manchen Fällen vorteilhaft sein, wenn die Blattfederelemente 33 zumindest aus einer U-iörmig gebogenen Schlaufe bestehen, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Verbindungsstiick zwischen den Schenl:elll der U-Schlaufe strichiliert dargestellt ist.
• In manchen Fällen kann es auch besonders vorteilhaft sein, wenn die Befestigungspunkte an den Druckplatten radial und/oder in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, da dann die Montage bedeutend vereinfacht werden kann.
• Kupplungen gemäß der vorliegenden Erfindung bringen gegenüber den bisher bekannten Zweischeibenkupplungen eine Reihe bedeutender Vorteile mit sich. So z.B. ist durch die Verwendung von jeweils einer eigenen Druckplatte für jede Reibscheibe das Wärmeaufnahmevermögen und die Wärmeabfuhr bedeutend besser, als bei den bisher bekannt gewordenen Kupplungen. nie Wärmeabfuhr wird noch dadurch begünstigt, daß die Å>Llagerstollen 6, 7 wie Schaufeln einer Turbine wirken und einen radial an den Druckplatten, als auch an der Tellerfeder vorbeistreichenden Kühl luftstrom erzeugen. Dieser Kühlluftstrom kann noch dadurch intensiviert werden, indem die Reibscheibe 2 entweder mit Lufteintrittsöffnungen oder aber mit schaufelartigen Luftfördermitteln für einen axial eintretenden Luftstrom versehen wird.
• Insbesondere die äußerst günstige Ausgestaltung im Hinblick auf die thermischen Probleme ermöglicht es, mit Kupplungen gemäß der vorliegenden Erfindung tatsächlich doppelte Leistungen zu übertragen, als dies bei Einscheibenkupplungen gleicher Größenordnung möglich ist. Auch die Anwendung einer einzigen Tellerfeder zur Druckbeaufschlagung beider Kupplungsscheiben bringt bedeutende Vorteile mit sich, die bei den bekannten Zweischeibenkupplungen, bei welchen bisher Schraubendruckfedern verwendet wurden, nicht erzielbar waren. So z.B. kann durch die Auslegung der Tellerfeder sichergestellt werden, daß über den gesamten Verschleißweg der Reibbeläge der Druck zumindest annähernd konstant bleibt und darüber hinaus auch noch über den Ausrückweg ein zumindest annähernd gleichmäßiger Druckverlauf herrscht.
• Außerdem wird durch die Tellerfeder bzw. den Aufbau gewährleistet, daß die Druckplatten jeweils mit gleicher Kraft auf die beiden Kupplungsscheiben aufgesetzt werden, was einen ungleichmäßigen Verschleiß der Reibbeläge verhindert und wodurch die Lebensdauer der Kupplung bedeutend erhöht wird.
• Der zwangsweise Abhub der Druckplatten von den Kupplungsscheiben über die beiden Hebelsysteme gewährleistet einen einwandfreien Auskuppelvorgang, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn der gegenläufige Abhub der beiden Druckplatten zumindest annähernd gleichzeitig einsetzt und in der gleichen Größenordnung liegt. Der einwändfreie Auskuppelvorgang bewirkt, daß im ausgekuppelten Zustande beide Kupplungsscheiben mit Sicherheit frei umlaufen können, wodurch ein Verschleiß der Reibbeläge in dieser Zustand verhindert wird und außerdem die Synchronisierung im Getriebe nicht zusätzlich durch das Schleppmoment beansprucht wird, wie dies bei den bisher verwendeten Kupplungen nicht mit Sicherheit zu vermeiden war.
• Auch die Anwendung eines gemeinsamen Druckstückes für beide Hebelsysteme und die Anlenkung bzw. die Befestigung desselben, sowie die Halterung des Druckstückes an den Hebelenden des einen Hebelsystems bringt erhebliche Vorteile mit sich.
• Zunächst wird durch die Verwendung eines Druckstückes eine bedeutende Verbilligung desselben erzielt. Desweiteren ist durch diese Ausgestaltung möglich, das Druckstück unter alleiniger Verwendung von Rückholfedern an einem Hebelsatz das Druckstück gegen die Hebel beider Hebelsysteme anzudrucken, um sie vorzuspannen .

Claims (12)

Patentansprüche

1. Reibungskupplung für KFZ mit zwei zur Drehmomentübertragung dienenden Reibscheiben, je einer über ein Hebelsystem axial bewegbaren Druckplatte hierfür, , wobei die mit einander abgewandten Peib£la.chen versehenen Druckplatten von einer-zwischen diesen vorgesehenen, an erhabenen, ringförmigen Auflagerstellen derselben anliegenden Tellerfeder beauschlagt sind, einem am Schwungrad befestigbaren Gehäuse, das mit einer Gegendruckfläche für eine der Peibscheiben versehen ist, während als Gegendruckfläche für die andere Reibscheibe das Schwungrad dient, sowie Mitteln zur drehschlüssigen Nitnahme der Druckplatten, dadurch gekennzeichnet, daß beide Reibscheiben (1, 2) rnit Nahen (11, 1 2) zur Drehmomentübertragung auf ein einziges A.btriebselement, beispielsweise eine Getriebewelle (13), versehen sind.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Naben (13) gleiches Profil' aufweisen.

3. P.eibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daf3 zum Lüften beider Druckplatten (3, 4) je ein Hebelsystem (14, 15) vorgesehen ist, die von einem gemeinsamen Organ (25) zumindest annähernd parallel betatigbar sind, wobei die Hebel systeme einen zumindest annähernd gleichzeitig einsetzenden, gegenläufigen Abhub der Druckplatten bewirken.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ ein ringförmiges Druckstück (25) ist, das zumindest an den Hebeln (14) des einen Systeme angelenkt ist.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (25) mit seiner den Hebeln wenigstens eines der Hebelsysteme (14) zugekehrten Seite mit profilierten Abschnitten (27) versehen ist.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (25) an den Auflagestellen der Hebelenden wenigstens eines der Hebelsysteme (14 oder 15) federnd angedrückt ist.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Mittel (29) gleichzeitig zur Halterung des Druckstückes (25), zur federnden Anpressung desselben und zur kraftschlüssigen Anlage der Hebel (14) an die Ausrückorgane (18) dient.

8. Reibungskupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück profilierte Abschnitte für die Aufnahme der Hebelerden ledglich eines der Hebelsysteme (14 bzw. 15) besitzt.

9. Reibungskupplun nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur drehschlüssigen Mitnahme der Druckplatten (34) aus Blattfederelementen (39! bestehen, die einerseits an den Druckplatten und anderedseits am Gehäuse (8) und/oder an der Schwungscheibe (10) befestigbar sind.

10. Reibungskupplung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfederelemente (33) aus U-förmigen Schlaufen bestehen.

11. Reibungskupplung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfederelemente (33) von ihren Befestigungspunkten an der beiden Druckplatten in unterschiedlichem Winkel zu den Befestigungspunkten am Gehäuse (8) und/oder der Scwungscheibe (10) velaufen.

12. Reibungskupplung nach mindestens einem der Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte an den Druckplatten (3, 4) radial und/oder in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.