DE2736518B2

DE2736518B2 - Ausrück-Hilfseinrichtung für eine Reibungskupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2736518B2
Application number: DE2736518A
Authority: DE
Inventors: Yasunobu Hirakata Osaka Fukatani (Japan)
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1976-08-17
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1979-04-19
Also published as: GB1568164A; FR2362303B1; FR2362303A1; DE2736518C3; JPS595178B2; IT1078862B; DE2736518A1; US4141441A; CA1059457A; JPS5324945A

Description

Bei einer bekannten Ausrück-Hilfseinrichtung der Ti im Oberbegriff des Anspruchs aufgeführten Gattung (GB-PS 1259260) wird beim Ausrücken der Kupplung die Kupplungsscheibe unter dem Druck einer in dem stufenförmig-zweiteiligen Hilfsgehäuse angeordneten Schraubenfeder um einen konstanten Betrag w> vom Schwungrad gelöst, welcher Betrag der Verschiebemöglichkeit der beiden Gehäuseteile entspricht. Die zwischen der zylindrischen Hilfsgehäuse-Innenwand und der Keilnutennabe der Kupplungsscheibe angeordnete, wie ein Klemmgesperr wirkende Sperr- μ scheibe soll an sich verhindern, daß sich die Kupplungsscheibe über den vorgenannten Betrag zur Druckplatte hin bewegt. Wegen des eng begrenzten Raumes in der Kupplung und wegen der Vibrationen im Betrieb kann ein sicheres Funktionieren dieser Sperrscheibe nicht gewährleistet sein, so daß der Fall eintreten kann, daß sich die Kupplungsscheibe über den genannten Betrag hinaus zur Druckplatte hin verschiebt und an dieser zum Anliegen kommt, wodurch ein Restdrehmoment auf die Hauptwelle übertragen wird. Außerdem hat die Verwendung einer Schraubenfeder mit notwendigerweise ansteigender Kennlinie die nachteilige Folge, daß die von ihr ausgeübte Rückzugskraft bei Verschleiß der Kupplungsbeläge nicht konstant bleibt.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, sind Teillösungen bereits bekannt.

So zeigt die GB-PS 1387525 eine Reibungskupplung bei der die Rückzugsfeder für die Kupplungsscheibe aus einem in einem zweiteiligen Gehäuse angeordneten Tellerfederpaket besteht, dessen Federweg und damit der Spalt zwischen Schwungrad und Kupplungsscheibe bei gelöster Kupplung durch Verschrauben der beiden Gehäuseteile gegeneinander einstellbar ist, was aber nur bei Ausbau der Kupplung von Hand möglich ist. Auch ist dort der Verschiebeweg der Kupplungsscheibe zur Druckplatte hin nicht begrenzt.

Daß die Verwendung einer Tellerfeder wegen der Variationsmöglichkeit ihrer Kennlinie, die erforderlichenfalls über einen gewissen Bereich einen waagerechten Verlauf, d. h. also konstante Federkraft, aufweisen kann, für den Einbau in Reibungskupplungen mit selbsttätigen Verschleißausgleich günstig ist, ist in »Antriebstechnik«, 1973, Nr. 12, S. 354 ausgeführt.

Mit der US-PS 3 834 501 ist es weiterhin bekannt, die Nabe der Kupplungsscheibe auf der Abtriebswelle axial zu beiden Seiten durch je eine Schraubenfeder zu beaufschlagen, um die Kupplungsscheibe im gelösten Zustand in einer neutralen Mittellage zu halten. Um diese neutrale Mittellage bei Belagverschleiß zu ändern, ist es erforderlich, eine der beiden Federn auszuwechseln, was nur bei Austausch und Zerlegen der Kupplung möglich ist.

Ausgehend von einem Stand der Technik nach der eingangs genannten, dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs zugrundeliegenden GB-PS 1259260 liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine Ausrück-Hilfseinrichtung so auszubilden, daß bei stets konstant bleibender Ausrückkraft für die Kupplungsscheibe die Gewähr gegeben ist, daß im ausgerückten Zustand der Kupplung die Spalte zwischen Schwungrad und Kupplungsscheibe und zwischen Kupplungsscheibe und Druckplatte stets und auch bei zunehmendem Verschleiß konstant bleiben.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmalsgruppen a) bis c).

Der mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Kupplung erzielte Fortschritt besteht zunächst einmal darin, daß mit der beanspruchten Konstruktion alle eingangs genannten Mangel behoben sind. Insbesondere die Ausbildung der Sperrscheibe als in eine Verzahnung eingreifende Klinke verhindert mit Sicherheit ein Verschieben der Kupplungsscheibe gegen die Druckplatte hin. Ein Ausbau der Kupplung ist erst dann erforderlich, wenn die Kupplungsbeläge verschlissen sind. Bis zu diesem Zeitpunkt bleiben die Aus- und Einrückkräfte konstant.

Die Erfindung wird an Hand mehrerer, in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele

nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikal-Teilschnitt durch eine Reibkupplung im ausgerückten Zustand,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht, im wesentlichen nach der Linie H-II der Fig. 1,

Fig 3 und 4 vergrößerte Teilansichten der ausgerückten bzw. eingerückten Kupplung gemäß Fig. 1,

Fig. 4a eine teilweise vergrößerte Teilansicht der Fig. 1,

Fig. 5 ein Diagramm der Verformung einer Gruppe von Tellerfedern gemäß Fig. i, unter Belastung,

Fig. 6 eine teilweise vergrößerte Ansicht einer herkömmlichen Ausriick-Hilfseinrichtung.

Aus Fig. 1 ist eine Keilnutennabe 4 im Mittelbereich einer Kupplungsscheibe 3 verschiebbar in einer Keilnut 6 einer Haupt-Antriebswelle 5 angeordnet. Ein an den Außenseiten der Kupplungsscheibe 3 befindlicher Kupplungsbelag 7 ist zwischen einem Schwungrad 8 und einer Druckplatte C mit fast gleichen Abständen L₁ bzw. L₂ von diesen beabstandet angeordnet. Auf diese Weise ist der Kupplungsbelag 7 sowohl vom Schwungrad 8 als auch von der Druckplatte 9 getrennt. Ein Abschnitt 10 mit kleinerem Durchmesser als dem der Haupt-Antriebswelle 5 wird durch eine Bohrung 12 des Schwungrades 8 mittels eines Führungslagers 11 geführt bzw. gehalten. Der Abschnitt 10 kleineren Durchmessers ist stramm in einen inneren Laufring 13 des Führungslagers 11 eingepaßt. Ein äußerer Laufring 14 ist stramm in der Bohrung 12 angeordnet. Ein im Querschnitt etwa topfartiges, abgestuft ausgebildetes Gehäuse 15 der Ausrück-Hilfseinrichtung, welches einteilig ist, wird beispielsweise aus einer formgepreßten Stahlplatte gefertigt und weist einen zylindrischen Teil 16, einen ringförmigen Teil 17, welcher einen Unterboden bildet, sowie einen Innenflansch 19 auf. Der Innenflansch 19 berührt die rechte Seitenfläche des inneren Laufringes 13 auf dem Abschnitt 10 der Haupt-Antriebswelle 5. Eine Pratze 22 (Fig. 2 und 4a) einer Klinke 20 greift in einen Schaltzahn 16a, der an einer Innenfläche des zylindrischen Teils 16 vorgesehen ist, so ein, daß die Klinke 20 nur in der Lage ist, sich im dargestellten Fall nur nach links zu bewegen. Die Klinke 20, die aus einer verhältnismäßig dicken Stahlplatte ausgestanzt wird, weist eine Vielzahl solcher Pratzen 22 an der äußeren Umfangsfläche eines ringförmigen Körpers 21 auf. Wie z. B. in Fig. 2 veranschaulicht, ist der Körper 21 einem ringrörmigen abgesetzten Teil 23 (Fig. 1 und 3) der Keilnutennabe 4 zugewandt, und zwar in einer Entfernung L₁ von diesem. Die Keilnutennabe 4 weist einen mit ihr eine Einheit bildenden Abschnitt Aa mit kleinerem Durchmesser auf, der eine Querfläche 23 bildet. Eine Unterlegscheibe 25 berührt die Endfläche 24 des Abschnitts Aa, weil zwischen ihr und dem ringförmigen Teil 17 des Gehäuses 15 mehrere Tellerfedern 26 und Beilagscheiben bzw. Ausgleichsringe 27 vorgesehen sind, die einander abwechseln. Bei ausgerückter Stellung der Kupplung, wenn der Kupplungsbelag 7 über die Entfernung L₁ (Fig. 1 und 3) vom Schwungrad abgezogen ist, wirkt die Federkraft der Tellerfedern 26 über die Unterlegscheibe 25 auf die Klinke 20.

Da die Tellerfedern 26-es sind in Fig. 3 beispielsweise drei derartige Federn vorgesehen - durch Zwischenfügen von Deilagscheiben 27 parallel; .!einander angeordnet sind, wobei die Beilagscheiben ungefähr die gleiche Dicke aufweisen, wie die Unterlegscheibe 25, weist die Kennlinie der Belastungsverformung einen längeren, horizontalen Abschnitt auf, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist. Als Ergebnis davon kann eine ungefähr konstante Federkraft W über einen verhältnismäßig großen Verformungsbereich erzielt werden. Weiterhin reicht, bei Ausrücken der Kupplung und geeigneter Wahl von Tellerfedern 26, die kraft W aus, die Kupplungsscheibe nach rechts zurückzuziehen.

In Fig. 1 ist mit 28 eine Membran-Kupplungsfeder bezeichnet, 29 und 30 sind Drahtringe, die einen Abstützungspunkt für die Membranfeder 28 bilden und mit 31 ist ein Stehbolzen bezeichnet. Der Stehbolzen 31 ist an einer Kupplungsabdeckung 32 festgelegt, um die Drahtringe 29 und 30 abzustützen. Die äußere Umfangsfläche der Membran-Kupplungsfeder 28 wird durch eine Vielzahl von Spangen bzw. Klemmen 33 an der Druckplatte 9 gehalten. Die Druckplatte 9 ist durch eine Vielzahl von nicht gezeigten, sich in radialer Richtung erstreckenden Stegen mit der Kupplungsabdeckung 32 verbunden. Auf diese Weise unterliegen sie einer Antriebskraft von der Kupplungsabdeckung 32. Die Kupplungsabdeckung 32 ist durch eine Vielzahl von Schrauben 34 am Schwungrad 8 festgelegt. Ein Ausrücklager 36 ist den inneren Enden von nach innen radial zungenförmig ausgebildeten Teilen 28a der Membran-Kupplungsfeder 28 zugewandt. Bei ausgerückter Stellung der Kupplung (Fig. 1), wird vom Ausrücklager 36 eine Ausrückkraft P auf die inneren Enden der zungenformigen Teile 28a ausgeübt, wenn ein, in den Figuren nicht dargestelltes Kupplungspedal betätigt wird. Die Membranfeder und die Zungen biegen sich, wie veranschaulicht, zurück, wodurch die Druckplatte 9 über die Entfernung L₂ vom Kupplungsbelag 7 zurückgezogen wird. Um den Kupplungsbelag 7 abzuziehen und ihn zwischen Schwungrad 8 und Druckplatte 9 bei ausgerückter Kupplung zu halten, sind eine Druck-Schraubenfeder 39, die schwächer ist als die Tellerfedern 26, und ein Schnappring 38 auf den Keilnuten 6 und dem stützenden bzw. tragenden Teil der Haupt-Antriebswelle 5 vorgesehen.

Das Schwungrad 8 und die Druckplatte 9 werden bei ausgerückter Kupplung durch einen Motor angetrieben (Fig. 1). Die Haupt-Antriebswelle 5 wird durch diesen jedoch nicht angetrieben, da der Kupplungsbelag 7 von beiden getrennt ist. In dieser Stellung hat die Gruppe der Tellerfedern 26 die Keilnabe 4 nach rechts so weit verschoben, daß die Unterlegscheibe 25 die Klinke 20 berührt (Fig. 3) wodurch sich der Kupplungsbelag 7 über die Strecke L₁ vom Schwungrad 8 wegbewegt hat. Der Kupplungsbelag 7 verharrt und hält diese Position bei, und zwar auf Grund der Kraft der Druck-Schraubenfeder 39. Die Druckplatte 9 zieht sich durch Verformen der Membranfeder 28 nach rechts zurück, die Kraft der Tellerfeder 26 wirkt jedoch nicht auf die Keilnabe 4, weil die Unterlegscheibe 25 an der Klinke 20 anliegt. Die Druckplatte 9 wird über die Strecke L₂ vom Kupplungsbelag 7 zurückgezogen. Somit kann die Möglichkeit, daß der Kupplungsbelag 7 einem »Widerstands«-Drehmoment vom Schwungrad 8 und der Druckplatte 9 unterworfen wird, beseitigt werden.

Wenn das Kupplungspedal, um die vom Ausrücklager 36 auf die Membranfeder 28 ausgeübte Ausrückkraft P zu beseitigen, gelöst wird, kehrt die Membranfeder in die durch die Zungen 28' gekennzeichnete Stellung zurück und drückt die Druckplatte 9

nach links. Auf diese Weise berührt der Kupplungsbelag 7 das Schwungrad 8 und die Druckplatte 9 und ist zwischen diesen nach Srndwichart angeordnet. Somit wird die Motorkraft vom Schwungrad 8 über die Kupplungsscheibe 3 auf die Haupt-Antriebswelle 5 ^r> übertragen. Bei dem vorbeschriebenen Kupplungs-Einrückhub bewegt sich die Keilnutennabe 4 gegen die Federkraft der Tellerfedern 26 aus der in Fig. 3 veranschaulichten Stellung, in die in Fig. 4 gezeigte nach links. Sie bewegt sich um die Strecke L₁, bis die i< > Querfläche 23 die rechte Seitenfläche der Klinke 20 berührt, und der Kupplungsbelag 7 wird gegen das Schwungrad 8 geschoben, um ein vollständiges Einrücken der Kupplung sicherzustellen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Strecke L₁ zwischen der Klinke 20 und r> der Unterlegscheibe 25 (F ig. 4) geöffnet. In der vorbeschriebenen eingerückten Kupplungsstellung wird Energie für das darauffolgende Ausrücken der Kupplung in den Tellerfedern 26 gesammelt.

Um das Drehmoment in sukzessiver Weise zu unterbrechen, löst die Ausrückkraft P zunächst den Kupplungsbelag 7 von der Druckplatte 9, so daß die Keilnutennabe 4 aus der in Fig. 4 gezeigten Stellung nach rechts gleitet, und zwar unter der Wirkung der Kraft der Tellerfedern 26. Die Unterlegscheibe 25 be- i> wegt sich über eine Strecke L₁ nach rechts, um die linke Seitenfläche der Klinke 20 zu berühren, wenn sie sich um L, bewegt, wird der Kupplungsbelag 7 vom Schwungrad 8 über die Strecke L₁ zurückgeschoben. Auf diese Weise wird die Kupplung voilstän- m> dig ausgerückt. Da sich bei eingerückter Stellung der Kupplung die Stellung der Kupplungsscheibe 3 mit zunehmendem Verschleiß der Belagfläche 7 langsam nach links verändert, wird die Klinke 20 auch durch die Keilnabe 4 verschoben, so daß sich die Einrück- s> stellung nach links verändert.

Es sind schon mehrere Ausrück-Hilfseinrichtungen bekannt, bei denen die Klinkenfeder drei Funktionen hat:

1. die Stellung der Klinke selbst zu halten, indem -to die Pratzen an der Umfangsfläche derart vorgesehen werden, daß sie in die Innenfläche des zylindrischen Teils 16 des Gehäuses (Fig. 7) eingreifen.

2. die Keilnabe 4 mit einer Rückzugskraft nach -T₁ rechts zu versehen, wenn die Kupplung ausgerückt wird, und

3. die Ausrück-Hilfseinrichtungen mit dem erforderlichen Rückzugshub auszustatten.

Es war jedoch schwierig, eine verhältnismäßig m kleine Klinke zur Verfügung zu stellen, die gut in der Lage ist, die vorbezeichneten drei Funktionen zu erfüllen, da die Ausrück-Hilfseinrichtung in einem sehr begrenzten engen Raum angeordnet werden muß. Folglich war es schwierig, ausreichende Rückzugskraft und -hub zu erzielen. Dies trifft insbesondere auf die eingerückte, herkömmliche Kupplung gemäß Fig. 6 zu, wo die Klinke 1 in die Innenfläche des zylindrischen Teils 16 des Gehäuses 15 unmittelbar vor dem Verschieben nach links eingreift, so daß die Endspit- bo ze η der Pratzen über eine Strecke nach links verschoben werden, die beispielsweise 0,4 mm beträgt und der maximalen Amplitude entspricht, wenn die Keilnutennabe 4 einer hochfrequenten Vibration in axialer Richtung, als Folge der Motorvibration, od. dgl. <,5 unterzogen wird. Es wird daher nicht nur der Rückzugshub des sukzessiven Einrückens der Kupplung un 0,4 mm verringert, sondern auch der Hub von 0,4 mn wird von der maximalen Verformung der Klinke 1 abgezogen, so daß der Nachteil besteht, daß die Rückzugskraft auf unvermeidliche Weise verringert wird

Beim Erfindungsgegenstand braucht die Klinke 2t jedoch nur die Funktion des Eingreifens in die Innenfläche des zylindrischen Teils 16 des Gehäuses 15 zi erfüllen. Die Rückzugskraft und der erforderliche Hub werden durch die Tellerfedern 26 vermittelt. Di« Erfindung bietet daher den Vorteil, daß deren Funktion als Ausrück-Hilfseinrichtung für eine lange Zeitdauer in stabiler Weise gegeben ist. Das heißt, die Klinke 2ö greift in die Innenfläche des zylindrischer Teils 16 des Gehäuses 15 ein, und zwar unmittelbai vor dem Verschieben nach links, wenn die Kupplung einrückt, wie in Fig. 4 veranschaulicht. Sogar dann wenn die Klinke 20 zu diesem Zeitpunkt um ungefähi 0,4 mm nach links verschoben wird, und zwar au Grund einer hochfrequenten Vibration, die axial vor der Keilnabe 4 ausgeübt wird, wird die Klinke 20 nui von der Querfläche 23 gelöst, um die ursprüngliche Rückkehrkraft der Tellerfedcrn 26 nicht zu beeinflussen. Obwohl eine Verringerung im Rückkehrhut (0,4 mm) auf Grund der Verschiebung nach links dei Klinke 20 um 0,4 mm unvermeidlich ist, wobei da; gleiche Zugeständnis beim Hub der Tellerfedern gemacht wird, wird die Keilnutennabe 4 mit einem ausreichenden Rückzugshub versehen, um die Möglichkeit eines fehlerhaften Unterbrechens der Kupplung zu beseitigen. Wenn der Kupplungsbelag 7 verschleißt, verändert sich die Lage der Kupplungsscheibe 3 bei eingerückter Kupplung nach links und die Klinke 20 wird durch die Querfläche 23 verschoben, um die »Eingriffsstellung« mit dem zylindrischen Teil 16 des Gehäuses nach links zu verändern.

Da jedoch die relative Stellung der Querfläche 23 und der Tellerfedern 26 unverändert ist, kann der Kupplungsbelag 7 immer um eine Strecke L₁ zurückgeführt werden, und zwar ungeachtet von deren Verschleiß. Die Rückzugskraft wird ungefähr konstant, um ein stabiles Kupplungs-Unterbrechungs-Merkmal zur Verfügung zu stellen, indem eine Gruppe von Tellerfedern vorgesehen wird, die das in Fig. 5 gezeigte Feder-Kennzeichen aufweisen.

Um ein Verbiegen der Tellerfedern 26 zu vermeiden, sind Beilagscheiben 27 zwischen jeder der Tellerfedern 26 angeordnet worden, so daß ein Verbiegen der Tellerfedern auch dann verhindert werden kann, wenn eine oder mehrere der Federn in bezug auf andere Federn von guter Qualität schwach ist bzw. sind. Auf diese Weise kann eine stabile Rückzugskraft erzielt und gleichzeitig der erforderliche Hub sichergestellt werden. Da ein Verbiegen einer der Tellerf ederr vermieden werden kann, wird die Dauerhaftigkeit dei gesamten Anordnung verbessert.

Die Tellerfedern 26 können abwechselnd vorn unc rückwärtig angeordnet werden. In Fig. 3 sind die Tellerfedern 26 in der gleichen Richtung angeordnet. Die dazwischen angeordneten Beilagscheiben 27 übernehmen in gewissem Maße auch die Federfunktior und können daher den wirksamen Hub noch verstärken.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Ausrück-Hilfseinrichtung für eine Reibungskupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einem Schwungrad, einer im Schwungrad-Führungslager gelagerten Hauptantriebswelle, einer verschiebbar auf der Hauptantriebswelle über eine Keilnutenverzahnung gelagerten Kupplungsscheibe und einer Druckplatte sowie mit einer Nachstellvorrichtung, die innerhalb eines zylindrischen Hilfsgehäuses zwischen einer Radialfläche desselben und der Endfläche eines im Querschnitt verringerten Abschnittes der Keilnutennabe der Kupplungsscheibe eine vorgespannte Feder und zwischen der zylindrischen Hilfsgehäuse-Innenwand und der Umfangsfläche des Keiiiiutennabenschnittes eine Sperrscheibe aufweist, die gegenüber dem Hilfsgehäuse nur in Einrückrichtung der Kupplungsscheibennabe verstellbar ist, wobei eine solche Verstellung von in Spielabstand des Kupplungsrückzugshubes angeordneten Anschlägen eingeleitet wird, wenn durch Belagverschleiß der Einrückhub sich vergrößert, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die als Sperrklinkenscheibe ausgebildete Sperrscheibe von einer Verzahnung (16a) an der Innenwand des Hilfsgehäuses (16) getragen ist, und der Spielabstand (L₁) durch Anschläge (23,25) am Keilnabenabschnitt (4a) verwirklicht ist, wobei die Anschläge durch eine radial verlaufende Querfläche (23) der Keilnabe (4) und eine am Keilnabenende (24) anliegende Unterlagsscheibe (25) gebildet sind und die Klinkenscheibe (20) zwischen sich aufnehmen;

b) die vorgespannte Feder (26, 27) sich gegen die Unterlagsscheibe (25) abstützt und aus einem Federpaket besteht, das aus einer Gruppe von zueinander parallelen Tellerfedern (26) und zwischen diesen angeordneten, ebenen Beilagscheiben (27) zusammengesetzt ist und

c) eine zweite Druckfeder (39) mit geringerer Federkraft als der des Federpakets (26, 27) zwischen der dem Federpaket gegenüberliegenden Keilnutennaben-Endfläche (37) und einem Schnappring od. dgl. (38) auf der Hauptantriebswelle (5) vorgesehen ist.

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