DE3244788A1

DE3244788A1 - Schaltkupplung

Info

Publication number: DE3244788A1
Application number: DE19823244788
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. 3181 Tappenbeck Damminger; Hermann Dr.-Ing. 3180 Wolfsburg Krüger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1982-12-03
Publication date: 1984-06-07
Also published as: DE3244788C2

Description

SCHALTKUPPLUNG

Die Erfindung betrifft eine Schaltkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Schaltkupplungen dieses Aufbaus sind sowohl mit Zwischengliedern aus gummiartigem Material als auch mit Federn als Zwischenglieder beispielsweise aus der DE-PS 30 04 242, F16D 13/64, bzw. der DE-OS 15 05 731, 63c 16/04, bekannt. Die elastischen Zwischenglieder haben dabei ganz allgemein die Aufgabe, eine Dämpfung von Stoßen, die von der antreibenden Maschine kommen, in Umfangsrichtung zu schaffen.

Betrachtet man zur Veranschaulichung der der Erfindung zugrundeliegenden Problematik den bevorzugten Einsatzfall, nämlich im Rahmen des Antriebsaggregats einer Brenkraftmaschine, so ist es beispielsweise aus der US-PS 4 300 649, B 6OK 5/04, bekannt, zwecks schwingungsmäßiger Entkopplung von Brennkraftmaschine nebst Kupplung einerseits und nachgeschaltetem Getriebe andererseits diese beiden Aggregatbestandteile unabhängig voneinander zu lagern, so daß Relativbewegungen zwischen beiden möglich sind. Dies wiederum erfordert die Verwendung von Gelenken oder dergleichen in der Verbindung zwischen der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine bzw. der Kupplung einerseits und der Eingangswelle des Getriebes andererseits. Diese Gelenkverbindungen müssen so ausgebildet und an-

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geordnet sein, daß sie sowohl in Umfangsrichtung elastisch nachgiebig sind als auch einen gegebenenfalls nur zeitweise auftretenden Welienmittenversatz bzw. Wellenwinkelversatz zwischen diesen Wellen auszugleichen vermögen. Entsprechende gelenkige Verbindungen zwischen den genannten beiden Wellen, die diese Eigenschaften in hinreichendem Maße aufweisen, erfordern jedoch eine bestimmte Mindestbaulänge, d.h. einen bestimmten Mindestabstand zwischen Antriebsmaschine und Getriebe, der insbesondere dann nur schwer zu realisieren ist, wenn das Antriebsaggregat quer in das Kraftfahrzeug eingebaut ist.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ganz aligemein bei einer eine Kupplung zwischen zwei Wellen enthaltenden Anordnung, insbesondere dem Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs, einen Ausgleich von Welienmittenversatz und Wellenwinkelversatz zwischen den beiden Wellen zu schaffen, der unter Ausnutzung ohnehin vorhandener Bauelemente die Notwendigkeit zusätzlicher Wellengelenke, Gelenkwellen, elastischer Kupplungen oder biegeelastischer Wellen zu diesem Zweck vermeidet.

Die Erfindung bedient sich zur Lösung dieser Aufgabe der ohnehin vorhandenen Schaltkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und besteht in einer durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Patentanspruchs beschriebenen Ausgestaltung der Schaltkupplung. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß im wesentlichen auf bekannte und bewährte Grundkonstruktionen für den Aufbau der Schaltkupplung zurückgegriffen werden kann. Dies gilt sowohl dann, wenn das zumindest eine elastische Zwischenglied aus gummiartigem Material besteht als auch dann, wenn mehrere elastische Zwischenglieder in Gestalt von Wendelfedern vorhanden sind, d.h. bei dem üblicherweise verwendeten Konstruktionsprinzip, das auch in einer umfangreichen Patentliteratur, aus der hier nur die DE-AS 21 59 690, F16 D 13/6*, herausgegriffen sei, seinen Niederschlag gefunden hat.

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Wesentlich für Ausbildung und Anordnung der elastischen Zwischenglieder bei der Erfindung ist ihre Nachgiebigkeit in Richtungen quer zur Achse der einen Welle (worunter stets die die Reibscheibe mit den Reibbelägen durchsetzende Welle verstanden wird) sowie ihre Nachgiebigkeit in Richtungen parallel zur Achse dieser Welle, so daß die elastischen Zwischenglieder -deren Anzahl vom Einzelfall abhängt- auch Kippbewegungen der Reibscheibe zum Zwecke des Ausgleichs eines W.ellenwinkelversatzes zulassen. Eine Elastizität dieser Zwischenglieder auch in Umfangsrichtung dient der Dämpfung von Stößen, die von einer der Wellen her in die Kupplung gelangen.

Die Erfindung erschöpft sich aber nicht in dem Vorsehen zumindest eines derartigen elastischen Zwischenglieds, sondern beinhaltet auch eine Zwangszentrierung der Reibscheibe bezüglich der anderen Welle, d.h. bezüglich derjenigen Welle, mit der sie nicht dauernd drehfest verbunden ist, sondern nur bei eingerückter Schaltkupplung durch Reibschluß zwischen dem Kupplungsgehäuseteil und dem Druckring, also dauernd in drehfester Verbindung mit der anderen Welle stehenden Teilen, drehfest verbunden wird. Diese Zwangszentrierung hat in Kombination mit dem zumindest einen elastischen Zwischenglied eine dauernde Ausrichtung der Reibscheibe im wesentlichen senkrecht zur Achse der anderen Welle zur Folge, so daß die Oberflächen der Reibbeläge stets -auch bei ausgerückter Schaltkupplung- im wesentlichen parallel zu den ihnen zugeordneten Gegenflächen an Kupplungsgehäuseteil und Druckring verlaufen und bei ausgerückter Schaltkupplung ein Anlaufen der Reibbeläge am Druckring bzw. am Kupplungsgehäuseteil unterbunden ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs

gemäße Schaltkupplung mit in Umfangsrichtung verlaufend angeordneten Wendelfedern als elastischen Zwischengliedern und

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Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Schalt

kupplung mit einem Zwischenglied aus gummiartigem elastischen Material.

In beiden Ausführungsbeispielen ist der bevorzugte Einsatzfall der Erfindung zwischen der Ausgangswelle einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine und einem Schaltgetriebe zugrundegelegt; da Brennkraftmaschine und Schaltgetriebe einen üblichen Aufbau besitzen und sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen auf sie nicht erstrecken, ist von einer Darstellung abgesehen.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist mit der Kurbelwelle 1 der im übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine starr durch Verschraubung das zugleich als Schwungscheibe mit relativ großer Masse ausgebildete, mit dem Anlasserzahnkranz 2 versehene Kupplungsgehäuseteil 3 verbunden, an das das weitere Gehäuseteil k angeschraubt ist. Die allgemein mit 5 bezeichnete Schaltkupplung dient mithin dazu, die Kurbelwelle 1 lösbar mit der Welle 6 zu verbinden, die die Eingangswelle eines nicht dargestellten Schaltgetriebes bildet.

Auf der Welle 6, die die eine Welle im Sinne der in den Ansprüchen gebrauchten Begriffswahl darstellt, sitzt drehfest die Nabe 7 mit dem Radialflansch 8, der über Wendelfedern 9 in vorzugsweise rotationssymmetrischer Anordnung in allen Richtungen nachgiebig die Reibscheibe 10 mit den beiden sich in Umfangsrichtung erstreckenden Reibbeiägen 11 und 12 hält. Infolge der Ausrichtung der Achsen der Wendelfeder 9 in Umfangsrichtung bewirken diese Federn gleichsam als elastisch nachgiebige Koppelelemente zwischen dem Radialflansch 8 einerseits und der Reibscheibe 10 andererseits eine Nachgiebigkeit der durch die Kupplung 5 gegebenen Verbindung gegen in Umfangsrichtung auftretende Stöße.

Während der Radialflansch 8 die Wendelfeder 9 in Ausnehmungen aufnimmt, sind hierzu an der Reibscheibe 10 in diesem Ausführungsbeispiel durch ein angenietetes Teil gebildete Federkäfige 13 vorgesehen.

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Betrachtet man die Federkäfige 13 im einzelnen, so sind sie und damit die Reibscheibe 10 nicht, wie üblich (siehe beispielsweise die genannte DE-AS 21 59 690), bis auf die Umfangsfläche der Nabe 7 gezogen, so daß sie sich dort abstützen und demgemäß die Reibscheibe 10 bezüglich der Achse 1* der einen Welle 6 zwangszentriert ist, sondern die Innenkanten der die Käfige 13 bildenden Blechteile stehen der Umfangsfläche der Nabe 7 mit Abstand gegenüber, während zur Zentrierung äußere Lappen bzw. ein äußerer Kragen 15 dienen, der eine parallel zu der Führungsfläche 16 am Druckring 17 weisende äußere Führungsfläche 18 besitzt. Da der Druckring, wie bei 19 angedeutet, über das Gehäuseteil Ψ bezüglich der Kurbelwelle 1 zentriert ist, erfolgt durch die zusammenwirkenden Führungsflächen eine Zwangszentrierung der Reibscheibe 10 bezüglich der Achse 20 der anderen Welle 1.

Diese Zwangszentrierung liegt auch dann vor, wenn die Schaltkupplung ausgerückt ist, also die auf der einen Welle 6 iängsverschiebbare Kupplungsausrückvorrichtung 21 in Fig. 1 nach links geschoben ist, wodurch die Tellerfeder 22 den Druckring 17 zur Bewegung in der Figur nach rechts freigibt. Durch die mittels der in diesem Ausführungsbeispiel als Gleitflächen ausgebildeten Führungsflächen 16 und 18 gegebene Zwangszentrierung bezüglich der Achse 20 der Kurbelwelle 1 und damit der mit ihr verbundenen Kupplungsbestandteile ist sichergestellt, daß auch bei einem etwa vorliegenden Wellenmittenversatz und/ oder Wellenwinkelversatz zwischen den Achsen 20 und l*l· der Wellen 1 und 6 ein unerwünschtes Auflaufen der Reibbeläge 11 und 12 auf die ihnen gegenüberstehenden Flächen der Kupplungsteile 3 und 4 vermieden wird.

In diesem Ausführungsbeispiel werden die ohnehin vorhandenen Wendelfedern 9 und die Federkäfige 13 zur Gewinnung einer elastischen Nachgiebigkeit der Verbindung zwischen Radialflansch 8 einerseits und Reibscheibe 10 andererseits sowohl in Richtungen quer zur Achse 14 als auch in Richtungen etwa parallel dazu (Kippbewegungen der Reibscheibe 10 zum Ausgleich eines Wellenversatzes) ausgenutzt.

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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die eine Welle mit 30, die andere Welle -wiederum als Kurbelwelle ausgeführt- mit 31 bezeichnet. Die Schaltkupplung 32 enthält wiederum die beiden bereits beschriebenen Schaltkupplungsteile 33 und 34, die Kupplungsausrückvorrichtung 35, die Tellerfeder 36 und den Druckring 37. Insoweit stimmt die Anordnung mit der bereits anhand Fig. 1 beschriebenen überein. In diesem Ausführungsbeispiel findet sich ein elastisches Zwischenglied 38 aus gummiartigem elastischen Material zwischen dem von der drehfest auf der einen Welle 30 angeordneten Nabe 39 ausgehenden Radialflansch 40 einerseits und der Reibscheibe 41 andererseits, die wiederum auf beiden Seiten mit Reibbelägen 42 und 43 belegt ist. Die Wahl des Materials für das elastische Zwischenglied 38 sowie die Verbindungen desselben mit den Teilen 40 und 41 sind so getroffen, daß das elastische Zwischenglied 48 sowohl eine Nachgiebigkeit in Umfangsrichtung als auch in allen Richtungen senkrecht dazu besitzt. Daher gestattet es auch bei Wellenwinkelversatz und/oder Wellenmittenversatz zwischen den beiden Wellen 30 und 31 eine Zwangszentrierung bezüglich der Achse 44 der anderen Welle 31, obwohl der Radiaiflansch 40 bezüglich der Achse 45 der Welle 30 zwangszentriert ist.

In diesem Ausführungsbeispiel enthalten die Mittel zur Zwangszentrierung die beiden zylindrischen Führungsfiansche 46 und 47 am Kupplungsteil 33 bzw. an der Reibscheibe 41, die sich teleskopartig umgeben. Der Führungsflansch 46 weist dabei in Richtung der Achse 44 der Kurbelwelle 31, während der Führungsflansch 47 in Richtung der Achse der Reibscheibe 41 weist. Die einander zugekehrten Oberflächen der beiden Führungsflansche 46 und 47 sind wiederum als Gleitflächen ausgebildet.

An dieser Stelle sei eingefügt, daß verständlicherweise auch reibungsmindernde Mittel, beispielsweise Wälzlager, an dieser Stelle Einsatz finden können.

Auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die so gebildeten Führungsflächen so lang, daß sie bei ausgerückter Schaltkupplung 32 ein Anlaufen der Reibbeläge 42 und 43 an die Gegenflächen der Kupplungsbestandteile 33 und 37 ver-

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hindern. Insbesondere wird eine Taumelbewegung der Reibscheibe Ψ1 zwischen diesen Gegenflächen unterbunden.

Durch die Erfindung ist mithin eine Schaltkupplung geschaffen, die es gestattet, ohne zusätzliche, raumfüllende Mittel, wie Gelenkwellen oder Geienkkupplungen, einen Weiienmittenversatz und/oder einen Weiienwinkeiversatz zwischen den durch die Kupplung zu verbindenden Wellen auszugleichen.

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Claims

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VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

K 3351/1702pt-hu-sa

2. Dez, 1982

PATENTANSPRÜCHE

1. j Schaltkupplung zur zeitweisen Verbindung von zwei Wellen, insbesondere

der Maschinenausgangs- und der Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeugs, mit einer Reibscheibe, die über zumindest ein in allen Richtungen elastisches Zwischenglied in Drehverbindung mit einer -sie im wesentlichen senkrecht durchsetzenden- der beiden Wellen steht und in den Zwischenraum zwischen einem starr mit der anderen der beiden Wellen verbundenen Kupplungsgehäuseteil und einem Druckring hineinragt, der drehfest, aber axial verschiebbar an dem Kupplungsgehäuseteil gehalten ist, und mit einer Kupplungsausrückvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheibe (41) bezüglich der anderen Welle (31) zwangszentriert ist.

2. Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zwangszentrierung die andere Welle (31) oder das Kupplungsgehäuseteil (33) und die Reibscheibe (41) in Richtung ihrer Achsen ausgerichtete zylindrische Führungsflansche (46,47) in teleskopartiger Anordnung tragen.

3. Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zwangszentrierung der Druckring (17) und die Reibscheibe (10) in Richtung ihrer Achsen ausgerichtete, einander umschließende zylindrische Führungsflächen (16,18) tragen.

Vorsitzender Vorstand: Or. rer, pol. Carl H. Hahn, Vysilzeridar · Horit Munzner, stellv, Vorsitzende' - Claus Borgward · Karf-ho-r/ Bnar

Ψ. Schaltkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Zwangszentrierung Gleitführungen bilden.

5. Schaltkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Zwangszentrierung Wälzlager enthalten.

6. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Zwischenglied (38) aus gummiartigem Material besteht.

7. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere elastische Zwischenglieder in Gestalt von Wendelfedern (9) vorhanden sind, die mit ihren Achsen in Umfangsrichtung einer auf der einen Welle (6) drehfesten Nabe (7) verlaufen und eine in dieser Richtung nachgiebige Drehverbindung zwischen dieser (7) und der Reibscheibe (10) bilden, die sie mit Federkäfigen (13) aufnimmt, die die Nabe (7) nicht berühren.

8. Schaltkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche (15)

der Federkäfige (13) Führungsflächen (16,18) der Zwangszentrierung bilden.

9. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgehäuseteil (3) ein Schwungrad ist.

10. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsausrückvorrichtung ein auf der ersten Welle (6) axial verschiebbares Ausrücklager (21) und zwischen diesem und dem Druckring (17) eine Tellerfeder (22) enthält.

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