DE3114530A1

DE3114530A1 - Reibungskupplung mit hydraulischer betaetigungseinrichtung

Info

Publication number: DE3114530A1
Application number: DE19813114530
Authority: DE
Inventors: Hans Jürgen Dr.-Ing. 8724 Schonungen Drexl
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1982-11-04
Also published as: JPS57179428A; GB2096718A; FR2503814A1

Description

31U530

PICHTEL & SACHS AG - .S-C H W EINFÜRT

PATENT- UND aEBRAUCHSMUSTERHILPSANMELDUNG

Reibungskupplung mit. hydraulischer Betätigungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung, insbesondere Kraftfahrzeug-Hauptkupplung, bestehend u. a. aus einem Kupplungsgehäuse, einem mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Schwungrad, welches gleichzeitig die Gegenanpreßplatte darstellt, einer Anpreßplatte, einer Federeinrichtung zum Einspannen einer Kupplungsscheibe zwischen Anpreßplatte und Gegenanpreßplatte sowie Ausrückelementen, welche über eine hydraulisch betätigbare Ausrückeinrichtung zum Lüften der Kupplung bewegbar sind.

Eine solche hydraulisch betätigbare Reibungskupplung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 815 971 bekannt. Bei dieser stützt sich auf einem getriebeseitig angeordneten Rohr eine konzentrisch angeordnete Kolben-Zylinder-Einheit ab, die über ein Ausrücklager auf die Pederzungen einer Membranfeder einwirkt. Eine solche Anordnung benötigt relativ viel axialen Bauraum, eine große Anzahl von Einzelteilen sowie eine relativ weit aus dem Getriebe herausreichende Getriebeeingangswelle.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibungskupplung mit hydraulischer Betätigung zu erstellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die Anordnung des hydraulisch betätigbaren Ausrückmechanismus zwischen der Kupplungsscheibe und dem kupplungsseitigen Ende der Kurbelwelle entfällt zum einen das sonst übliche Ausrücklager ersatzlos. Es entfällt weiterhin die recht aufwendige und schwere Ausrückgabel und dadurch ergibt sich ein Gewinn an axialem Bauraum, Weiterhin kann die Getriebeeingangswelle durch den kurzen Abstand zwischen Getriebe und

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Kupplungsscheibe so kurz gehalten werden, daß das sonst übliche Pilotlager ebenfalls ersatzlos wegfallen kann.

Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4 kann dabei die Beaufschlagung des Kolbens zur Kupplungsbetätigung durch ein hydraulisches Medium von der Kurbelwelle her erfolgen, was insbesondere im Hinblick auf die Wartung einer solchen Anlage durch den Wegfall von Zuleitungen vorteilhaft ist. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 5 und 6 die Beaufschlagung des Kolbens von der Seite der Kupplungsscheibe her durchzuführen, wobei vorzugsweise die Getriebewelle mit einer Längsbohrung ausgestattet ist. In einem solchen Falle muß allerdings die Getriebewelle gegenüber einem mit der Kurbelwelle umlaufenden Bauteil durch eine Dichtung abgedichtet sein. Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 7 bis 9 ist es besonders vorteilhaft, den Kolben in einem topfförmigen Bauteil zu führen und abzudichten, wobei dieses topfförmige Bauteil durch ein einstükkig an ihm angeformtes Rohrstück sowohl nach radial innen die Befestigung der Dichtung gegenüber der Getriebeeingangswelle ermöglicht als auch am gleichen Bauteil eine zusätzliche Führung für den Kolben ermöglicht.

Gemäß den Kennzeichen der Ansprüche 10 und 11 kann der Kolben bei Druckbeaufschlagung von der Kurbelwelle her direkt in einer Zylinderbohrung geführt sein, die aus dem Material des Kupplungsgehäuses einteilig geformt ist. In beiden möglichen konstruktiven Lösungen weist der Kolben radial nach außen angeformte Arme auf, welche entweder direkt auf die Membran- oder Tellerfeder einwirken oder über Ausrückelemente die Anpreßplatte betätigen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Reibungskupplung mit Beaufschlagung des Kolbens von der Kurbelwelle herj

Fig. 2 und 3 Längsschnitt durch eine Reibungskupplung sowie Teilquerschnitt durch eine Ausführungsform mit von der Getriebeeingangswelle her beaufschlagtem Kolben;

Pig. 4 den Längsschnitt diirbn**eino*Reibungfekup*plung ähnlich Pig. 1 in besonders kurzer Bauform,

Pig. 1 zeigt den Längsschnitt durch eine Reibungskupplung. Direkt an die Kurbelwelle 2 der nicht näher bezeichneten Brennkraftmaschine ist das Kupplungsgehäuse 1 angeschraubt, Das Kupplungsgehäuse 1 ist mit dem Schwungrad 3 verbunden, welches gleichzeitig die Gegenanpreßplatte darstellt. Zwischen Gehäuse 1 und Schwungrad 3 ist die Anpreßplatte 4 drehfest, aber axial verschiebbar über Radialblattfedern 36 aufgehängt. Sie wird durch eine Membranfeder 33 in Richtung auf das Schwungrad 3 belastet, Zwischen Anpreßplatte 4 und Schwungrad 3 ist eine mit 5 allgemein bezeichnete Kupplungsscheibe angeordnet, welche beispielsweise eine bekannte Einrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen aufweist. Die Membranfeder 33 ist mit radial nach innen weisenden Federzungen 34 versehen, welche zum Übertragen der Ausrückbewegung dienen. Alle Teile rotieren während des Betriebes der Brennkraftmaschine um die gemeinsame Drehachse 11. Das Ausrücksystem besteht aus einem Kolben 24, der axial verschiebbar in einer Zylinderbohrung 30 geführt ist und der ebenfalls konzentrisch zur gemeinsamen Drehachse 11 angeordnet ist. Im vorliegenden Falle wird die Zylinderbohrung 3 vom Material des Kupplungsgehäuses 1 gebildet, welches von der Kurbelwelle 2 aus rohrförmig in Richtung auf die Kupplungsscheibe ausgebildet ist und den Kolben 24 umgibt. Zur Abdichtung ist eine Dichtung 26 vorgesehen. Der Kolben 24 weist an seinem der Kupplungsscheibe 5 zugewandten Endbereich radial nach außen abgewinkelte Arme 35 auf, welche von der Seite der Kurbelwelle 2 her auf den Federzungen 34 aufliegen. Die Beaufschlagung des Kolbens 24 durch ein Druckmedium erfolgt über eine Längsbohrung 8 in der Kurbelwelle 2 zum Druckraum 17 und hier auf den Kolbenboden 25. Weiterhin ist an der Kurbelwelle 2 ein etwa topfförmiges Bauteil 10 befestigt, dessen zylindrische Außenwandung 13 den Kolben 24 konzentrisch zur Drehachse 11 umgibt, wobei der Kolben 24 die Außenwandung 13 in Öffnungen 32 mit seinen Armen 35 durchdringt. Das topfförmige Bauteil 10 endet in einem Rohrstück 15, welches vom Bereich der Kupplungsscheibe 5 her in Richtung auf die Kurbelwelle 2 zu offen ist. Im Innendurchmesser dieses Rohrstückes 15 kann beispielsweise das Pilotlager l6 zur Lagerung der Getriebeeingangswelle 12 angeordnet sein. Im Normalfall kann jedoch das Pilotlager 16 entfallen, da die Ge-

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triebeeingangswelle 12 unmittelbar hinter der Kupplungsscheibe 5 bereits im Getriebegehäuse gelagert sein kann. Die gesamte Ausrückeinrichtung 7 ist somit konzentrisch zur Drehachse 11 an der Kurbelwelle 2 angeordnet und läuft mit dieser um.

Die Punktion der Reibungskupplung ist folgende:

Durch Zuführung eines Druckmediums in die Längsbohrung 8 der Kurbelwelle 2 ist es möglich, die kurbelwellenseitige Fläche des Kolbenbodens 25 mit einem Druck zu beaufschlagen, der den Kolben 24 in Richtung auf die Kupplungsscheibe 5 zu bewegt, wodurch über die Arme 35 und die Federzungen 34 die Membranfeder 33 im Bereich ihrer Auflage an der Anpreßplatte 4 von der Kupplungsscheibe 5 wegbewegt und somit diese außer Reibeingriff mit der Anpreßplatte 4 bzw. dem Schwungrad 3 bringt. Damit ist die Kupplung ausgerückt. Durch Absenken des Druckes im Druckraum 17 wird der Einrückvorgang der Kupplung in umgekehrter Richtung durchgeführt .

Es ist natürlich ohne weiteres möglich, das Druckmedium zur Betätigung der Kupplung über eine Längsbohrung in der Getriebeeingangswelle 12 zuzuführen, wobei allerdings die Getriebeeingangswelle 12 den Kolbenboden 25 durchdringen müßte und diesem gegenüber eine Abdichtung vorgesehen sein müßte,

Fig. 2 zeigt den Teillängsschnitt durch eine hydraulisch betätigbare Reibungskupplung, bei welcher die Zufuhr des Hydraulikmediums durch eine Längsbohrung 9 in der Getriebeeingangswelle 12 erfolgt. Auch hier ist an der Kurbelwelle 2 das Getriebegehäuse befestigt, welches mit dem Schwungrad 3 verbunden ist. Im Kupplungsgehäuse 1 ist eine Anpreßplatte 4 verdrehfest, aber axial vorlagerbar geführt, wobei diese Anpreßplatte 4 von einer Tellerfeder 6 in Richtung auf das Schwungrad 3 belastet ist. Zwischen der Anpreßplatte 4 und dem Schwungrad 3 ist eine für sich bekannte Kupplungsscheibe 5 eingespannt. Der Nabenteil dieser Kupplungsscheibe 5 ist, wie auch bei Fig. 1, über eine Verzahnung drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12 verbunden. Die Ausrückeinrichtung 7 besteht im vorliegenden Falle aus einem im wesentlichen topfförmigen Bauteil 10, dessen Außenwandung 13 in Richtung auf die Kurbelwelle 2 zu gerichtet ist und entweder an die-

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ser oder am Kupplungsgehäuse 1 verschraubt ist. Das Bodenteil 14 des topfförmigen Bauteiles 10, welches im Bereich der Kupplungsscheibe 5 verläuft, geht konzentrisch zur Drehachse 11 in ein Rohrstück 15 über, welches ebenfalls in Richtung auf die Kurbelwelle 2 verläuft. Dieses Rohrstück 15 weist an seinem Innenumfang eine Dichtung 23 auf, die gegenüber der Getriebeeingangswelle 12 abdichtet. Es ist möglich, zwischen der Getriebeeingangswelle 12 und dem Rohrstück 15 ein Pilotlager 16 unterzubringen. Der Kolben 18 ist mit seiner zylindrischen Außenwandung 19 in der Zylinderbohrung 29 der Außenwandung 13 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 31 axial verschiebbar geführt. Sein Kolbenboden 20 verläuft etwa parallel zum Bodenteil 14 des Bauteiles 10 und ist zusätzlich über einen Ringbereich 28 auf dem Außenumfang des Rohrstückes 15 geführt und axial verschiebbar gelagert. Zur Verbindung des Druckraumes 17 mit der Längsbohrung 9 sind hierbei, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, Axialnuten 22 im Ringbereich 28 angeordnet. Der Kolbenboden 20 setzt sich dann im Bodenbereich 27 fort, wodurch der Druckraum 17 allseitig abgeschlossen ist. Der Kolben 18 ist am kurbelwellenseitigen Ende der Außenwandung 19 mit radial nach außen weisenden Armen 21 versehen, welche von der Seite der Kupplungsscheibe 5 her auf dem radial inneren Bereich der Tellerfeder 6 aufliegen. Zu diesem Zweck weist die Außenwandung 13 des Bauteiles 10 entsprechende öffnungen 32 auf.

Die Punktion dieser Reibungskupplung ist folgende:

Zum Ausrücken der Kupplung wird über die Getriebeeingangswelle 12 und deren Längsbohrung 9 Druckmedium in den Druckraum 17 eingeführt, so daß der Kolben 18 in Richtung auf die Kurbelwelle 2 zu verschoben werden kann. Er betätigt dabei über seine Arme 21 die Tellerfeder 6, so daß die Anpreßplatte 4 vom Schwungrad 3 abrückt und somit die Kupplungsscheibe 5 freigibt. Der Einrückvorgang erfolgt in umgekehrter Richtung.

Fig. 4 zeigt eine gegenüber Fig. 1 weniger aufwendige Ausführungsform, welche in axialer Richtung besonders wenig Bauraum beansprucht. Gegenüber Fig. 1 ist hier das Bauteil 10 ersatzlos weggelassen, wodurch ebenfalls das Pilotlager 16 entfällt. Dieses Pilotlager 16 ist auch nicht mehr notwendig, da die Kupplungs-

scheibe 5 mit ihrer Nabe, die über eine Verzahnung drehfest auf der Getriebeeingangswelle sitzt, so nahe an dem Getriebe angeordnet werden kann, so daß die Lagerung der Getriebeeingangswelle unmittelbar neben der Aufnahme der Kupplungsscheibe 5 erfolgt. Der übrige Aufbau dieser Reibungskupplung sowie ihre Funktion entsprechen genau der Fig. 1, so daß hier eine Wiederholung entfallen kann. In jedem Falle ergibt sich gegenüber dem Stande der Technik eine Bauweise mit geringerem Gewicht, mit weniger Einzelteilen, was einer Verbilligung entspricht, sowie mit einem geringeren axialen Bauraumbedarf, wobei zusätzlich die relativ zueinander verdrehbaren Teile des Standes der Technik, die durch die Ausrückkraft belastet werden, wegfallen können.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Reibungskupplung, insbesondere Kraftfahrzeug-Hauptkupplung, bestehend u. a. aus einem Kupplungsgehäuse, einem mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Schwungrad, welches gleichzeitig die Gegenanpreßplatte darstellt, einer Anpreßplatte, einer Pedereinrichtung zum Einspannen einer Kupplungsscheibe zwischen Anpreßplatte und Gegenanpreßplatte sowie Ausrückelementen, welche über eine hydraulisch betätigbare Ausrückeinrichtung zum Lüften der Kupplung bewegbar sind, dad. gek., daß der Aufbau der Kupplung, ausgehend vom kupplungsseitigen Ende der Kurbelwelle (2), in der folgenden Reihenfolge vorgesehen ist: Kupplungsgehäuse (1), Federeinrichtung (6, 33), ggf. Ausrückelemente (34), Anpreßplatte (4), Kupplungsscheibe (5) und Gegenanpreßplatte (3), und daß die Ausrückeinrichtung (7) im Bereich zwischen Kupplungsscheibe (5) und kupplungsseitigem Ende der Kurbelwelle (2) konzentrisch zur Drehachse (11) und mit der Kupplung umlaufend angeordnet ist.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dad. gek., daß die Ausrückeinrichtung (7) u. a. aus einem etwa topfförmigen Kolben (18, 24) besteht, der in einer Zylinderbohrung (29, 30) konzentrisch zur Drehachse (11) axial verschiebbar geführt ist.

3. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dad. gek., daß die vom Druckmedium beaufschlagbare Seite des Kolbenbodens (25) auf die Kurbelwelle (2) zu gerichtet ist.

4. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dad. gek., daß die Zufuhr des Druckmediums vorzugsweise von der Kurbelwelle (2) her über eine Längsbohrung (8) erfolgt.

5. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dad, gek., daß die vom Druckmedium beaufschlagbare Seite des Kolbenbodens (20) auf die Kupplungsscheibe (5) zu gerichtet ist.

6. Reibungskupplung nach Anspruch b, dad. gek., daß die Zufuhr des Druckmediums vorzugsweise von der Getriebeeingangswelle (12) her über eine Längsbohrung (9) erfolgt.

β . « WM« «tw I«

7. Reibungskupplung nach Änsp*ruch*15, dad .'"gek*.", daß der Kolben

(l8) in der Zylinderbohrung (29) der Außenwandung (13) eines topfförmigen Bauteiles (10) geführt und über eine Dichtung (31) abgedichtet ist, das mit seiner offenen Seite auf die Kurbelwelle (2) zu gerichtet ist und mit der Außenwandung (13) an der Kurbelwelle (2) bzw. dem Kupplungsgehäuse (1) befestigt ist, wobei im Bereich zwischen Dichtung (31) und Kurbelwelle (2) der Kolben (18) die Außenwandung (13) mit Armen (21) in entsprechenden öffnungen (32) durchdringt und diese auf der Federeinrichtung (6) bzw. den Ausrückelementen aufliegen.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 7> dad. gek., daß das topfförmige Bauteil (10) ein Bodenteil (14) zwischen Kolben (18) und Kupplungsscheibe (5) aufweist, das in ein Rohrstück (15) konzentrisch zur Drehachse (11) mündet, welches eine Dichtung

(23) gegenüber der Getriebeeingangswelle (12) zum Abdichten des Druckmediums aufweist.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 8, dad. gek., daß auf dem Außenumfang des RohrStückes (15) der Kolben (18) mit einem-Ringbereich (28) verschiebbar geführt ist, wobei der Ringbereich Axialnuten (28) zur Zuführung von Druckmedium in den Druckraum (17) aufweist.

10. Reibungskupplung nach Anspruch 4, dad. gek., daß die Zylinderbohrung (30) zur Führung und Abdichtung des Kolbens (24) vorzugsweise einteilig aus dem Material des Kupplungsgehäuses (1) gebildet ist.

11. Reibungskupplung nach Anspruch 10, dad. gek., daß der Kolben

(24) nach radial außen in einen Flansch bzw. in Arme (35) übergeht, welche auf den Federmitteln (6, 33) bzw. auf den Ausrückelementen (34) aufliegen.

27.03.1981
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