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Tellerfederbetätigte Reibungskupplung
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Die Erfindung betrifft eine tel lerfederbe tätigte Reibungskupplung,
die über ein mit deren radial inneren Zungenendenbereichen in Eingriff bringbares
Ausrücklager, das einen zum Umlauf mit den Tellerfederzungen vorgesehenen Lagerring
aufweistJaus- und einrückbar ist.
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Bei derartigen, beispielsweise durch die DAS 1 425 267 bekanntgewordenen
tellerfederbetätigten Reibungskupplungen besteht im eingerückten Zustand keine Beruhrung
zwischen dem zum Umlauf mit der Kupplung vorgesehenen Lagerring des Ausrücklagers
und den Tellerfederzungen, so daß dieser Lagerring stillsteht.
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Beim Ausrücken der Kupplung muß zunächst dieser Lagerring auf die
Umlaufgeschwindigkeit der Tellerfederzungen,mit denen er in Kontakt gebracht wird,
beschleunigt werden. Infolge der Trägheit des Lagerringes, aber auch-insbesondere
bei niedrigen Temperaturen-aufgrund der Zähigkeit des Schmiermittels im
Ausrücklager
entsteht während dieser Beschleunigungsphase des Ausrückringes ein erheblicher Schlupf
zwischen diesem und den Tellerfederzungen. Dies führt zu einer beträchtlichen Abnutzung
sowohl an den Zungen als auch am Lagerring. Diese Abnutzung wird noch dadurch verstärkt,
daß über die gesamte Betätigungsphase der Kupplung aufgrund von Schwingungen sowie
der Abwälzbewegung der Tellerfederzungen auf dem Lagerring zusätzlich Reibung und
infolgedessen Verschleiß auftritt.
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Eine Abnutzung an den Tellerfederzungen und an dem mit diesen zusaininenwirkenden
Lagerring aufgrund von Schwingungen bzw. Vibrationen tritt in besonderem Maße bei
tellerfederbetätigten Re ibungskupp lungen auf, wie sie beispielsweise durch die
DOS 1 818 172 bekannt geworden sind, bei welchen ein Ring des Ausrücklagers zur
ständigen Mitntime direkt an den Tellerfederzungen befestigt und gegen diese angedrückt
ist.
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Un die Verschleißerscheinungen an den Tellerfederzungen zu beseitigen
bzw. zu verringern, ist es bereits bekannt, die inneren 7ungenspitzen auf eine
größere
Härte zu bringen als den übrigen Teil der Tellerfeder. Es hat sich jedoch in einigen
Fällen gezeigt, daß unter extremen Bedingungen auch bei Tellerfedern mit auf eine
höhere Härte gebrachten Zungen die oben beschriebenen Verschleißerscheinungen nicht
gani reduziert werden konnten, entgegen der allgemein verbreiteten Vorstellung,
daß eine höhere Härte des Grundwerkstoffes zwangsweise einen größeren Widerstand
gegen Verschleiß bietet. - In manchen Fällen konnte sogar ein relativ hoher Verschleiß
am Ausrücklagerring festgestellt werden.
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Eine Erklärung dafür, daß eine höhere Härte nicht zwangsweise die
erhoffte Verbesserung des Verschleißwiderstandes mit sich bringt, ist möglichenzeise
darin zu sehen, daß aufgrund der Reibung zwischen Tellerfederzungen und Anlaufring
des Lagers chemisch aktive Oberflächen geschaffen werden, die sofort oxydieren,
also z. B. Rost bilden. Der eigentliche Verschleiß dürfte somit nicht am eigentlichen
Grundwerkstoft, also Stahl, sondern an den Oxydschichten stattfinden. Da sich aber
die Oxydschicht von Stählen im wesentlichen unabhängig von der Härte bildet, kann
auch kaum ein Einfluß der Härte auf den Verschleiß vorhanden sein.
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Durch das DE-GSt 6 610 565 ist weiterhin vorgeschlagen worden, die
Zone der Zungen, in der das Ausrücklager ba¢. ein Ausrückring
die
Feder berührt mit einer Hartchromschicht zu versehen. Durch diese Maßnahme wird
zwar der Verschleiß an den Zungen selbst verringert, jedoch tritt dieser dann am
Lagerring auf, so daß lediglich eine Verlagerung des Verschleißes von den Zungen
auf das Lager stattfindet.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, tellerfederbetätigte
Reibungskupplungen zu schaffen, die die oben angeführten Mängel nicht aufweisen
und die über die gesamte Betriebszeit eine einwandfreie Funktion und dadurch eine
erhöhte Lebensdauer gefährleisten.
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Weiterhin soll eine preiswerte Herstellung ermöglicht werden.
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Gemäß der Erfindung wird dies bei tellerfederbetätigten Reibungskupplungen
der eingangs erwähnten Art dadurch erzielt, daß sowohl die Tellerfederzungen an
den mit dem Lagerring in Kontakt bringbaren Bereichen als auch zumindest die mit
den Tellerfederzungen in Kontakt
kommenden Zonen des zum Umlauf
bestimmten Lagerringes eine verschleißhemmende Schicht aufweisen, z. B. hartmetallbeschichtet
sind. Durch diese Maßnahme wird auf besonders einfache Weise vermieden, daß eine
Reibrostbildung zwischen Tellerfederzungen und dem zur Anlage vorgesehenen Lagerring
stattfindet.
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Als vorteilhaft hat sich eine Kombination erwiesen, bei der eines
der hartmetallbeschichteten Bauteile molybdänbeschichtet und das andere Bauteil
chrombeschichtet ist, wobei sich diejenige Kombination als besonders verschleißfest
erwiesen hat, bei der die Tellerfeder molybdänbeschichtet ist und der zum Umlauf
bestimmte Lagerring eine Chromschicht, vorzugsweise eine Hartchromschicht, eine
Duktilchromschicht oder dergleichen aufweist.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn sowohl die hartmetall-beschichteten
Tellerfederzungen als auch zumindest die mit den Zungen in Kontakt kommenden Bereiche
des zum Umlauf bestimmten Lagerringes eine über die GrundhSrte des Tellerfederkörpers
bzw. des Lagerringes hinausgehende, durch einen Härtevorgang erzeugte Härte besitzen.
Aufgrund des dadurch vergrößerten Widerstandes der Oberfläche gegen das Eindringen
eines Körpers können die aufzubringenden Hartmetallbeschichtungen besonders dünn
aufaebracht werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich in den Hartmetallschichten
Risse bilden aufgrund der Nachgiebigkeit des Untergrundes bzw. Trägermaterials.
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Anhand der Figuren 1 und 2 sei die Erfindung näher erläutert.
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Dabei zeigt: Figur t ein Ausfhrungsbeispiel gesSß der Erfindung bei
einer sogenannten gedrückten Reibungskupplung, Figur 2 ein Anwendungsbeispiel anhand
einer gezogenen Kupplung.
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Figur 1 zeigt einen zentral geführten Ausrücker mit einem Lager 2,
das auf einer Schiebehülse 3, die auf dem Führungsrohr 4 axial gleiten kann, angeordnet
ist. Der Ausrücker
besitzt weiterhin radial nach außen verlaufende
Arme 5, 6 für die Kupplungsbetätigungsmittel, beispielsweise eine Ausrückergabel.
Diese armförmigen Ansatzteile sind Bestandteile eineS ringförmigen Körpers 7, der
zwischen dem Wulst 8 und dem umgebördelten Rand 9 der Schiebehülse 4 gehalten ist.
Der nichtumlaufende Lagerring 2 a des Lagers 2 wird durch eine Tellerfeder 10, die
sich an dem umgebördelten Rand 11 der Schiebehülse 4 abstützt , in Richtung des
Körpers 7 gedrückt und dadurch federnd eingeklemmt. Das Lager 2 besitzt gegenüber
der Schiebehülse 3 aufgrund eines Spieles 12 zwischen der Schiebehülse 4 und dem
nicht umlaufenden Lagerring 2 a in radialer Richtung eine gewisse Bewegungsfreiheit,
so daß sich das Lager auf die Rotationsachse der Zungen 13 einer nicht näher dargestellten
tellerfederbetätigten Reibungskupplung einzentrieren kann.
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Der zum Umlauf mit den Tellerfederzungen 13 vorgesehene Lagerring
2 b des Lagers 2 ist mit einem Kontaktbereich 14 für die Tellerfederzungen 13 versehen.
Der Kontaktbereich 14 ist durch eine verschleißhemmende Schicht in Form einer Hartchromschicht
gebildet, die auf die Stirnseite 15 des Lagerringes 2 b aufgebracht ist.
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Die Federzungen 13 weisen an den mit dem Lagerring in Kontakt bringbaren
Bereichen 13 a eine verschleißhemmende Schicht in Form einer Molybdänbeschichtung
16 auf, welche beispielsweise durch Plasmaspritzen aufgebracht sein kann, Die Tellerfederzungen
13 sind im Bereich 13 a, wo die Molybdänschicht 16 aufgebracht ist, auf eine größere
Härte als die des Grundkörpers der Tellerfeder gebracht. Dies kann beispielsweise
derart geschehen, daß die ganze Tellerfeder erst auf die normale Federhärte gebracht
wird und dann durch einen zusätzlichen Härtevorgang die Zungenspitzen nochmals auf
eine höhere Härte gehärtet werden. Auch der Lagerring 2 b ist zumindest im Bereich
seiner Stirnseite 15 durch einen Härtevorgang auf eine höhere Härte gebracht worden,
wodurch für die Hartchromschicht 14 eine einwandfreie Abstützunterlage gegeben ist.
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Figur 2 zeigt in einem Schnitt und in teilweiser Darstellung eine
weitere Ausführungsform einer über einen Ausrücker 17 ausrückbaren tellerfederbetätigten
Reibungskupplung Es sind die Tellerfederzungen 18 der Tellerfeder einer nicht näher
dargestellten Reibungskupplung ersichtlich, an deren Enden der Ausrücker 17 befestigt
ist.
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Der Ausrücker 17 besteht aus einer Schiebehülse 17a,auf der ein Kugellager
19 über seinen Innenring 20 gehalten ist. Die Schiebehülse 17a weist außerdem zu
beiden Seiten der Achse einen Arm 21 auf, auf denen eine Ausrückergabel 22 einwirken
kann, um den Ausrücker und damit die Kupplung in der mit A bezeichneten Ausrückrichtung
zu betätigen.
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Am Außenring 23 sind beidseits eines Raumes für die Zungen 18 einer
Tellerfeder Anlagemittel 24, 25 vorgesehen. Dabei ist das in Ausrückrichtung A wirksame
starre Anlagemittel durch ein ringförmiges Druchorgan 24 gebildet, das auf seiner
den Tellerfederzungen 18 abgewandten Seite durch einen Sprengring 26, der in eine
Nut 27 des Lagerringes 23 festgelegt ist, in axialer Richtung gesichert ist.
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Der Ausrücker 17 ist durch eine federnde Einspannung der Tellerfederzungen
18 zwischen den Anlagemittel 24, 25 an den Zungen 18 der nicht näher dargestellten
Tellerfeder befestigt. Hierfür ist auf der dem Druckorgan 24 abgewandten Seite der
Tellerfederzungen 18 eine Tellerfeder 25 vorgesehen, die sich mit ihrem inneren
Bereich an einer Abstützfläche 28 des Lagerringes 23 abstützt und mit ihrem äußeren
Bereich die Tellerfederzunge 18 beaufschlagt.
Um eine Abnutzung
der mit dem Lagerring in Kontakt befindlichen Bereichen 18 a zu vermeiden, sind
diese wiederum mit einer verschleißhemmenden Schicht in Form von einer Molybdänbeschichtung
29 überzogen. Zweckmäßig kann es sein, wenn auch im Anlagebereich der Tellerfeder
25 die Tellerfederzungen 18 eine Beschichtung 30, die ebenfalls aus aufgespritztem
Molybdän bestehen kann, aufweist.
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Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform gemäß Figur2 liegt darin,
daß die mit den Tellerfederzungen 18 in Kontakt kommenden Zonen des zum Umlauf bestimmten
Lagerringes 23 durch ein eigenständiges Druckorgan 24 gebildet sind. Dadurch ist
es möglich, die verschleißhemmende Schicht auf besonders einfache und wirtschaftliche
Weise auf diese Kontaktzonen aufzubringen, indem man nämlich das ganze Druckorgan
24 z. B. mit einer Hartchromschicht 31 versieht.
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Selbstverständlich kann auch nur die Kontaktzone 24 a verchromt werden.
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Wie bei der Ausführung gemäß Figur 1 können auch hier die Bereiche
18 a der Tellerfederzungen 18,auf denen die Molybdänschichten 29, 30 aufgespritzt
sind und das Druckorgan 24, welches hartverchromt ist, gehärtet sein.