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Membranfeder-Kupplung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzauge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Nembranfeder-Kupplung für Fahrzeuge, insbesondere
Kraftfahrzeuge, mit einer die Fupplungselemente eingekuppelt haltenden, ringförmigen
Membranfeder, die in ihrem radial inneren bereich durch radial verlaufende Schlitze
gebildete Federzungen aufweist, deren radial innerer Rand zun£ Ausrücken der Kupplung
von einem über ein Gestänge von einem Kupplungspedal betätigbaren Ausrücklager beaufschlagbar
ist.
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Bei den herkömmlichen Membranfeder-Kupplungen verbleibt zwischen dem
radial inneren Rand der Federzungen und dem Ausrücklager im eingekuppelten Zustand
ein Zwischenraum (Kupplungsspiel), er berm Ausrücken der Kupplung erst überwwnden
werden muß, bevor das Ausrücklager an den Federzungen zum Angriff kommen kann. Dieses
Kupnlungsspiel berücksichtigt die Verstellung der Federzungen, die sich während
des Betriebs des Fahrzeugs mit den Verschleiß der Kupplungsbeläge einstellt. Bei
dieser Bauart der ltembranSeder-Kupplungen befindet sich das Ausrücklager im eingerückten
Zustand der Kupolung in Ruhe und muß während des Ausrückvorgangea der Kupplung innerhalb
kürzesterZeit durch Berührung mit dem innersten Rand der Federzungen auf die Motordrehzahl
beschleunigt werden.
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Diese kurzzeitige Beschleunigung des Ausrücklagers während des
Ausrückens
der Kupplung verursacht erhebliche Beanspruchungen und be(1irt eine relativ niedrige
Lebensdauer des Lagers. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Kupplungsbauart besteht
darin, daß zur Rückstellung des Kupplungsgestänges und des Ausrücklagers nach Beendigung
der Eupplungsbetätigung eine besondere Rückstellfeder vorgesehen sein muß.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird daher darin gesehen,
eine Nembranfeder-Kupplung der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die sich gegenüber
den herkömmlichen Ausführungen mit mitlaufenden Ausrücklagern durch einen geringeren
Bauaufwand hinsichtlich des Kupplungsbetätigungssystems und durch eine Erhöhung
der Lebensdauer des Ausrücklagers auszeichnet.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß. der Erfindung-dadurch, daß
einzelne, gleichmäßig über den Umfang verteilte Federzungen durch entsprechendes
Biegen derart ausgebildet sind, daß sie mit ihrem radial inneren Rand ständig an
einer Stirnseite des Ausrücklagers anliegen und auf dieses eine axiale Vorspannung
entgegen der Ausrückbetätigung ausüben.. Dadurchdaß gemäß der Erfindung ein Teil
der Federzungen, vorzugsweise drei, gegenüber den übrigen Federzungen bis zur Anlage
an dem Ausrücklager ausgebogen sind, wird eine axiale Belastung des Ausrücklagers
und dessen ständiges Mitlaufen bewirkt. Durch Vermeidung der hni1figen Beschleunigungsvorgänge
beim Betätigen der Kupplung wird eine Lebensdauererhöhung des Ausrücklagers sowie
die Möglichkeit erreicht, das Lager auch in einer einfachen und leichten Blechkonstruktion
auszuführen. Da die ständig an der Stirnseite des Ausrücklagers anliegenden Membranfederzungen
auf das Ausrücklager sowie auf das mit diesem verbundene Kupplungsgestänge eine
Vorspannung entgegen der Ausrückbetätigung ausüben, kann eine besondere, bisher
erforderliche Rückzugsfeder für das Kupplungsgestänge entfallen. Schließlich ergibt
sich noch durch die erfindungsgemäße Ausführung eine Erleichterung der Einstellung
des Kupplungsspiels, da bei einer vorgegebenen Ausbiegung der.
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drei an dem Ausrücklager anliegengen Federzungen gegenüber den übrigen
Federzungen von z.3. drei Millimetern zur Erreichung eines S vorgegebenen Kupplungsspiels
3X vonbeispielsveise 1 -2 mm das Kupplungsgestänge lediglich um den von außen rnßbaren
Un;<rschiedsbetrag nachgestellt zu werden braucht. Ein umständliches Nachmessen
des Abstandes der Ausrücklager-Stirnseite von den Kupplungszungen durch Kontrolle
des Pedalweges entfällt damit.
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Die auf das Ausrücklager ausgeübte Vorspannkraft kann gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung dadurch veränert werden, daß im Bereich der Zungenwurzel
der Federzungen Ausnehmungen vorgesehen sind. Diese Ausnehmungen verändern die Querschnittsbreite
der an dem Ausrücklager anliegenden Federzungen und bedingen dadurch eine Veränderung
der Federkonstante.
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Weitere Vorteile-und die wesentlihen Merkmale der Erfindung sind in
der nachfolgenden Baschreibung enthalten, die das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Nembranfeder-Kupplung und Figur 2 eine Draufsicht auf das die Membranfeder haltende
Kupplungsteil mit einigen Aufbrüchen zur näheren Darstellung der Membranfederzungen.
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Die Zeichnung zeigt eine als Kraftfahrzeugkupplung eingesetzte Einscheiben-Trockenkupplung
in einer überwiegend üblichen Bauart, bei der in einem Kupplungsgehäuse 1 eine an
einer Kurbelwelle 2 eines Kraftfahrzeugmotors angeflanschte Schwungscheibe 3 gehalten
ist, an der mittels Schrauben ein Druckgehäuse 4 befestigt ist.
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Dieses Druckgeh3use 4 trägt Blattfedern 5 zur Halterung einer Anpreßplatte
6, die unter dem Druck einer Membranfeder 7 mit ihrer Auflagefläche 8 eine Kupplungsscheibe
10 gegen die Widerlagerfläche
9 der S^-nwngs.hsibe 3 preßt. Die
Xupplengsscheibe 10 basteht aus einer beidseitig mit aufgenieteten Kupplungsbelägen.
12 versehenen Mitnehmerscheibe ii, die mittels Abstandsnocken 13 unter Zwischenschaltung
von Abdeckblechen 14 und Enibsoheiben 15 mit einer Nabe 16 verbunden sind. 17 stellen
an der Kupplungsscheibe 10 vorgesehene Torsions-Dämpfungsfedern dar. Die Nabe 16
der Kupplungsscheibe 10 ist über eine geradverzahnte Mitnehmerverbindung 19 axial
verschiebbar auf einer mit 18 bezeichneten Getriebeantriebswelle gehalten, die gegenüber
der Kurbelwelle 2 mit einem Lager 20 gelagert ist.
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Die Getriebeantriebswelle 18 wird von einer Rülse 21 umgeben, die
mit dem Getriebegehäuse 1 fest verbunden ist und die zur Führung eines axial verschiebbaren
Ausrücklagers 22 dient. Das Ausrücklager 22 ist über ein hier nur andeutungaweise
eingezeichnetes Kupplungsgestänge 23 mit dem von dem Fuß des Fahrzeugfahrers bedienbaren
Kupplungspedal verbunden, das hier nicht weiter gezeigt ist. Das Ausrücklager ist
in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Blechkonstruktion ausgeführt und weist
an seiner der Membranfeder 7 zugewandten Stirnseite einen radial nach außen gebogenen
Rand 24 des Innenringes auf, der zur axialen Beaufschlagung des radial inneren Randes
der Membranfeder 7 ausgebildet ist. Die Membranfeder 7 ist, wie aus der Figur 2
näher ersichtlich ist, in diesem radial inneren Bereich durch radial verlaufende
Schlitze 29 in einzelne im wesentlichen gleich große Federzungen 25, 26 unterteilt,
von denen drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Federzungen 26 gegenüber den
übrigen Federzungen an ihrem radial inneren Rand um einen bestimmten Betrag von
beispielsweise 3 mm ausgebogen sind. Diese Federzungen 26 liegen daher ständig an
dem radial aufgebogenen Rand 24 des Innenringes des Ausrücklagers 22 an und üben
auf dieses eine axiale Vorspannung auf, die das Lager ständig mitlaufen läßt. Über
das Ausrücklager 22 wird gleichzeitig auch eine Vorspannung auf das Kupplungsgestänge
23 und das hier nicht gezeigte Kupplungspedal übertragen, so daß dieses in seiner
Ausgangsposition gehalten wird. Während also die Federzungen 26 der Membranfeder
7 ständig
an dem Ausrückiager 22 anliegen, kommen die Federzungen
25 erst währand der Betä-gung der Kupplungdurch dia infolge Nrederdrückens des Kupplungspedals
bewirkte Verschiabting des Ausrücklagers 22 mit diesem in Berührung, wodurch in
der folge die Membranfeder 7 um einen Drehpunkt verschwenkt wird, der von in Haltenocken
27 geführten Drabtringen 28 gebildet wird. Nach dem Zurückschwenken des radial äußeren
Randes der Membranfeder 7 kann die Anpreßplatte 6 von den tangentialen Blattfedern
5 abgehoben werden, so daß die Reibflächen 8 und 9 an der Anpreßplatte 6 bzw.
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der Schwungscheiba 3 außer Eingriff mit den Kupplungsbslägea 12 der
Kupplungsscheibe 10 kommen.
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Wie sich aus der Figur 2 weiter ergibt, kann die axiale Vorspannung,
die von den Federzungen 26 der EIembranfeder 7 entgegen der Ausrückrichtung auf
das Ausrücklager 22 ausgeübt wird, dadurch beeinflußt werden, daß die Querschnittsbreite
der Federzungen 26 i Bereich der Zungenwurzel verändert wird. Diese Veränderung
der Querschnittsbreite kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß, wie in der Figur
2 im linken unteren Teil der Zeichnung gezeigt ist, neben den üblicherweise vorgesehenen
Aussparungen 30 zum Durchtritt der Haltenocken 27 eine mittlere, längliche Ausnehmung
31 vorgesehen ist. Bei einer anderen Ausführungsform, die in dem oberen Teil der
Figur 2 zeichnerisch angedeutet ist, sind die ursprünglichen Ausnehmungen 30 zu
der Ausnehmung 32 vergrößert worden, dio ebenfalls eine Querschnittsverminderung
im Wurzelbereich der Federzungen 26 und damit eine Verringerung ihrer Federkonstante
nerbeiführt.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung der Membranfeder-Kupplung
besteht darin, daß durch diese besonders vorgebogenen Federzungen 26 auf das Ausrücklager
22 eine axiale Vorspannung ausgeübt wird, die nicht nur eine besondere Eupplungs-Rückstellfeder
entbehrlich macht, sondern die auch durch die axiale Beaufschlagung des Lagers und
des dadurch hervorgerufenen ständigen Mitlaufens dessen Lebensdauer erheblich erhöht.
Diese axiale Beauf schlagung und das ständige Mitlaufen des Lagers ermöglicht es
nun,
dieses Ausrücklager in einer leichten und einfach zu fertigenden Blechkonstruktion
auszuführen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich hinsichtlich der Einstellung des Kupplungsspiels,
das durch den Abstand zwischen dem Ausrücklager 22 und den in normaler Stellung
stehenden Federzungen 25 der Membranfeder 7 bestimmt wird. Ein vorgegebenes Kupplungsspiel
in-der Größenordnung von beispielsweise 1 - 2 mm kann dann nach dem Anliegen des
Ausrücklagers 22 an den beispielsweise um 3 mm ausgebogenen Federzungen 26 der Membranfeder
7 dadurch eingestellt werden, daß das Kupplungsgestänge 23 zur-Verschiebung des
Ausrücklagers 22 um den Unterschiedsbetrag zwischen der Ausbiegung der Federzungen
26 und dem Kupplungsspiel nachgestellt wird.
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Die dazu erforderliche Nachstellung des Kupplungsgestänges 23 kann
in einfacher Weise durch Versuche ermittelt werden. Ein umständliches Messen des
Abstandes zwischen dem Ausrücklager und den Federzungen über den Pedalweg ist dann
bei der Serienmontage bzw. bei Reparaturarbeiten oder dergleichen nicht mehr erforderlich.