-
-
Reibungskupplung
-
Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Tellerfeder
zum Verspannen zweier in axialer Richtung relativ zueinander verlagerbarer Bauteile,
wie insbesondere eine Druckplatte und eine Gegendruckplatte, wie ein Schwungrad,
in Richtung auf eine dazwischen vorzusehende Kupplungsscheibe, indem die Tellerfeder
mit Beaufschlagungsbereichen auf einem der axial verlagerbaren Bauteile auflagert
und über Befestigungsbereiche am anderen der Bauteile befestigt ist und einen ringförmigen
Grundkörper besitzt, von dem nach innen gerichtete Zungen ausgehen, die von einem
Betätigungselement beaufschlagbar sind, wobei die Tellerfeder während der Betätigung
um einen radial innerhalb der Beaufschlagungsbereiche befindlichen Schwenkbereich
verschwenkbar ist und die Beaufschlagungsbereiche und die nach innen gerichteten
Zungen relativ zum Schwenkbereich eine gegenläufige Bewegung, ähnlich einem zweiarmigen
Hebel, ausführen und die Schwenklagerung ohne Einspannung zwischen zwei beidseits
von ihr vorgesehenen, z. B an einem anderen Bauteil, wie einem Deckel, befestigten
Kipplagern gebildet ist, nach Patent (Patentanmeldung P 32 34 156.3).
-
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Herstellung
von Reibungskupplungen der eingangs genannten Art in besonders einfacher,rationeller
und wirtschaftlicher Weise zu ermöglichen und weiterhin deren Funktionsweise zu
verbessern.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß die Befestigungsbereiche
durch an die Tellerfeder angelenkte Koppelglieder gebildet sind, die an ihrem der
Tellerfeder abgewandten Ende eine Befestigungslasche und an ihrem der Tellerfeder
zugewandten Ende, im Bereich der Anlenkstelle,eine eine Veränderung der Konizität
der Tellerfeder zulassende Verformungszone aufweisen.
-
Eine derart ausgebildete Reibungskupplung ist besonders einfach im
Aufbau, da die zur. schwenkbaren Halterung der Tellerfeder an der Gegendruckplatte
erforderlichen Koppelglieder besonders leicht herstellbar und entsprechend den gestellten
Anforderungen ausbildbar sind. Zweckmäßig ist es, wenn zur Aufnahme der Ausrückkraft
die Koppelglieder in ihrer Längserstreckung zwischen Befestigungslasche und Verformungszone
knicksteif ausgebildet sind.
-
Weiterhin kann durch eine derartige Ausgestaltung der Reibungskupplung
der üblicherweise zur Schwenklagerung der Tellerfeder notwendige Deckel sowie die
Lager- und Haltemittel entfallen. Abgesehen von der Vereinfachung und Verbilligung
durch Entfallen bzw. Einsparen von Bauteilen hat eine derartige Reibungskupplung,auch
von der funktionellen Seite her, erhebliche Vorteile, da durch den Wegfall von Bauteilen
gegenüber einer traditionellen Kupplung wesentlich leichter und auch in axialer
Bauhöhe kleiner gebaut werden kann. Dies ist beim Bestreben der Automobilindustrieimmer
leichter und platzsparender zu bauen5 von besonderer Bedeutung.
-
Weiterhin wird durch den Wegfall des Deckels die Kühlung der gesamten
Reibungskupplung und damit auch ihr Arbeitsvermögen erheblich verbessert, so daß
bei gleichbleibenden Kupplungsabmessungen bezüglich des Reibdurchmessers größere
Leistungen übertragen werden können.
-
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Reibungskupplung besteht
darin, daß ein Verschleiß im Bereich der Schwenklagerung der Tellerfeder am Kupplungsdeckel
und damit auch ein Abhubverlust nicht auftreten kann, da die Funktion der Lagerung
der Tellerfeder in die fest an der Tellerfeder angelenkten
Koppelglieder
integriert ist, so daß die Verschwenkung der Tellerfeder, das heißt das Durchkippen
und ihre Funktion als zweiarmiger Hebel lediglich aufgrund einer elastischen Verformung
in der jeweiligen Verformungszone der Koppelglieder stattfindet und nicht wie bisher
durch Abwälzen der Tellerfeder zwischen zwei in kreisringförmiger Anordnung am Deckel
vorgesehenen Abwälzauflagen.
-
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Koppelglieder an der Tellerfeder
derart angelenkt sind, daß die Jeweilige Verformungszone der Koppelglieder und der
Schwenkbereich der Tellerfeder zumindest annähernd auf gleichem Durchmesser liegen.
Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Verformungszone der Koppelglieder durch
eine Biegezone gebildet ist, die tangential zu einem Tellerfederdurchmesser verläuft,
Insbesondere bei Reibungskupplungen, bei denen die in vorgespannter Lage eingebaute
Tellerfeder selbst die Anpreßkraft für die Druckplatte aufbringt und das Ausrücken
entgegen der Kraft der Tellerfeder durch einen Ausrücker erfolgt, kann es vorteilhaft
sein, wenn die an die Tellerfeder angelenkten
Koppelglieder von
ihrer Verformungszone bzw. Biegezone aus radial nach außen verlaufen und auf der
der Druckplatte zugewandten Seite der Tellerfeder kreisringförmig angeordnet und
befestigt sind.
-
Hierbei kann es in den weitaus meisten Fällen vorteilhaft sein, wenn
die Koppelglieder zur Anlenkung an die Tellerfeder eine Verbindungslasche aufweisen
und die Koppelglieder im Zwischenbereich zwischen ihrer Befestigungslasche und ihrer
Verbindungslasche gleiche Aufstellrichtung, jedoch erheblich größeren Aufstellwinkel
besitzen als der ringartige Grundkörper und die Zungen der Tellerfeder, Dabei ist
es zweckmäßig, wenn der Aufstellwinkel der Koppelglieder derart bemessen ist' daß
deren Befestigungslaschen an der Gegendruckplatte radial außerhalb des äußeren Reibdurchmessers
der Kupplungsscheibe zu liegen kommen und befestigt sind.
-
Im montierten Zustand der Reibungskupplung sind die Befestigungslaschen
der Koppelglieder an der Gegendruckplatte bzw. am Schwungrad befestigt und die Tellerfeder
beaufschlagt mit dem äußeren Bereich ihres ringförmigen Grundkörpers die Druckplatte,
wodurch letztere in Richtung auf das Schwungrad zu gedrückt wird und die zwischen
Schwungrad und Druckplatte vorgesehene Kupplungsscheibe eingespannt wird.
-
Zur Befestigung der Tellerfeder an der Gegendruckplatte bzw. am Schwungrad
ist es zweckmäßig, wenn in den Befestigungslaschen der Koppelglieder Öffnungen vorgesehen
sind für Befestigungsschrauben.
-
Zur Anlenkung der Koppelglieder an die Tellerfeder kann es zweckmäßig
sein, wenn die einzelnen Verbindungslaschen der Koppelglieder mit der Tellers feder
vernietet sind oder über eine Schraubverbindung an der Tellerfeder befestigt sind.
Hierfür können sowohl die einzelnen Verbindungslaschen der Koppelglieder als auch
die Tellerfeder Vernietungs-bzw. Verschraubungsöffnungen aufweisen. Dabei kann es
zweckmäßig sein, wenn die Öffnungen in der Tellerfeder radial innerhalb des ringartigen
Grundkörpers im Bereich der Zungenwurzeln eingebracht sind. Durch eine derartige
Anordnung der Vernietungs- bzw. Verschraubungsöffnungen an der Tellerfeder ist es
möglich, die einzelnen Verformungs bzw. Biegezonen der Koppelglieder auf den radial
inneren kreisringförmigen Bereich des ringförmigen Grundkörpers der Tellerfeder
anzuordnen bzw. vorzusehen.
-
Um zu verhindern, daß die Verbindungslaschen der Koppelglieder aufgrund
der durch die Tellerfeder ausgeübten Kraft verformt werden, wodurch die Funktion
der Reibungskupplung beeinträchtigt wäre, ist es besonders vorteilhaft, wenn die
einzelnen Verbindungslaschen zwischen einem Spannplättchen und der Tellerfeder eingespannt
sind. Dabei ist es zweckmäßig, wenn auch die Spannplättchen eine entsprechende Öffnung
zur Verschraubung bzw. Vernietung mit der Tellerfeder aufweisen. Weiterhin kann
es angebracht sein, wenn die Spannplättchen zumindest annähernd die gleiche Fläche
aufweisen wie die Verbindungslaschen.
-
Durch eine derartige Befestigung-der Koppelglieder an derTellerfeder
wird sichergestellt, daß die Verschwenkung der Tellerfeder beim Betätigen der Reibungskupplung,
das heißt das Durchkippen der Tellerfeder und ihre Funktion als zweiarmiger Hebel
lediglich aufgrund einer elastischen Verformung der Biegezonen stattfindet.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Spannplättchen
an die Verformungszonen der
Koppelglieder angeglichen bzw. angepaßt
sein, so daß während der Verschwenkung der Tellerfeder zum Ausrücken der Reibungskupplung
die Verformungs- bzw.
-
Biegezonen der Koppelglieder an die angeglichenen Bereiche der Spannplättchen
sich anpassen bzw. -anschmiegen können. Vorteilhaft ist es, wenn diese angepaßten
Bereiche der Spannplättchenabgerundet sind, so daß diese keine Kerbwirkung auf die
Koppelglieder ausüben können.
-
In gleicher Weise wie die Verbindungslaschen mittels Spannplättchenan
die Tellerfeder befestigt sind, können auch die einzelnen Befestigungslaschen der
Koppelglieder an der Gegendruckplatte bzw. am Schwungrad befestigt sein.
-
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann es zweckmäßig sein,
wenn die Koppelglieder durch blattfederartige Elemente gebildet sind, welche Z-artig
ausgestaltet sein können. Dabei können die Koppelglieder über ihre gesamte Länge
die gleiche Breite aufweisen und die an den Enden der Koppelglieder angeformten
Befestigungslaschen und Verbindungslaschen zumindest annähernd parallel zueinander
verlaufen.
-
Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
anhand der Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsformen der Erfindung.
-
Dabei zeigt: Figur 1 eine im Schnitt teilweise dargestellte Reibungskupplung
gemäß der vorliegenden Erfindung* Figur 2 eine teilweise dargestellte Ansicht gemäß
Pfeil I der Figur 1, Figur 3 und 4 eine Ausführungsvariante der Erfindung.
-
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Kupplung 1 ist auf einem Schwungrad
2 einer nicht näher dargestellten Antriebseinheit mittels Schrauben 3 befestigt.
Die Druckplatte 4 der Kupplung 1 ist gegenüber dem Schwungrad 2 in axialer Richtung
verlagerbar und wird durch die Tellerfeder 5 in Richtung des Schwungrades 2 beaufschlagt,
so daß die teilweise schematisch dargestellte Kupplungsscheibe 6 zwischen dem Schwungrad
2 und der Druckplatte 4 eingespannt ist.
-
Hierfür stützt sich die Tellerfeder mit ihrem radial äußeren Randbereich
bzw. Beaufschlagungsbereich 7 auf Nocken 8 der Druckplatte 4 ab und ist über Koppelglieder
9 am Schwungrad 2 befestigt.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Koppelglieder 9 durch
blattfederartige Elemente gebildet, die Z-artig ausgestaltet sind. Die blattfederartigen
Elemente 9 besitzen an ihrem der Tellerfeder 5 abgewandten Ende eine Befestigungslasche
10, welche zur Befestigung am Schwungrad 2 mittels einer Schraube 3 dient. Hierfür
weist die Befestigungslasche 10 eine entsprechende Durchgangsöffnung auf. An ihrem
der Tellerfeder zugewandten Ende besitzen die blattfederartigen Elemente 9 eine
Verbindungslasche 11, welche zur Anlenkung an die Tellerfeder 5 dient. Die Befestigungslasche
10 und die Verbindungslasche 11 der blattfederartigen Koppelglieder 9 sind über
einen Zwischenbereich 12 miteinander verbunden.
-
Damit die Tellerfeder 5 beim Betätigen der Kupplung ihre Konizität
verändern kann, indem sie um einen radial innerhalb de s des Beaufschlagungsbereiches7.
-
befindlichen Schwenk- bzw. Kippbereich 13 verstülpt wird, besitzen
die blattfederartigen Koppelglieder
zwischen ihrem Zwischenbereich
12 und ihrer Verbindungslasche 11 eine Verformungszone 14.
-
Zum Ausrücken der Kupplung 1 werden die sich vom ringartigen Grundkörper
15 der Tellerfeder 5 nach innen erstreckenden Zungen 16 von einem Ausrücklager 17
in Richtung des Pfeiles I beaufschlagt.
-
Dabei führen der die Druckplatte 4 beaufschlagende Bereich 7 und die
nach innen gerichteten Zungen 16 praktisch um' den Schwenk- bzw. Kippbereich 13
eine gegenläufige Bewegung aus, ähnlich einem zweiarmigen Hebel. Der Schwenk- bzw.
Kippbereich 13 liegt dabei zumindest annähernd auf gleichem Durchmesser. wie die
Verformungszonen 14 der Koppelglieder 9.
-
Um einen geringstmöglichen Ausrückweg des Ausrücklagers 17 sicherzustellen,
ist der Zwischenbereich 12 der einzelnen blattfederartigen Koppelglieder 9 derart
ausgebildet, daß er die beim Betätigen der Kupplung auf ihn einwirkenden Kräfte
ohne auszuknicken aufnimmt.
-
Die Befestigung der Verbindungslaschen 11 der Koppelglieder 9 an der
Tellerfeier 5 ist über eine Vernietung 18 sichergestellt. Wie in Verbindung mit
Figur 2 ersichtlich ist, ist diese Vernietung 18
radial innerhalb
des kreisringförmigen Grundkörpers 15 im Bereich der Zungenwurzeln 19 vorgesehen.
Zur Durchführung der Vernietungen 18 weisen die Verbindungslaschen 11 sowie die
Tellerfeder 5 die entsprechenden Öffnungen zur Aufnahme der erforderlichen Niete
20 auf. Um zu verhindern, daß die Verbindungslaschen 11 aufgrund der durch die Tellerfeder
ausgeübten Kraft verformt werden - dies hätte Abhubverluste zur Folge - sind Spannplättchen
21 aufgenietet, so daß die Verbindungslaschen 11 zwischen den Spannplättchen und
der Tellerfeder 5 eingespannt sind.
-
Anstatt durch eine Nietverbindung 18 können die blattfederartigen
Koppelglieder auch durch eine Schraubverbindung mit der Tellerfeder 5 verbunden
sein.
-
Aus den gleichen Gründen, aus denen die Verbindungslaschen 11 mittels
Spannplättchen 21 an der Tellerfeder 5 befestigt sind, sind auch die Befestigungslaschen
10 mittels Spannplättchen 22 am Schwungrad 2 befestigt.
-
Wie weiterhin aus den Figuren ersichtlich ist, verlaufen die Koppelglieder
9 von ihrer Verformungszone 14 aus radial nach außen und erstrecken sich dabei auch
über die axiale Ausdehnung sowohl der Druckplatte 4 als auch der zwischen der Druckplatte
4 und dem Schwungrad 2 vorgesehenen Kupplungsscheibe 6, so daß die Befestigungslaschen
10 radial außerhalb des äußeren Reibdurchmessers 6a der Kupplungsscheibe 6 am Schwungrad
2 zur Anlage kommen. Die Koppelglieder 9 sind dabei auf der der Druckplatte 4 bzw.
dem Schwungrad 2 zugewandten Seite der Tellerfeder kreisringförmig angeordnet, wobei
an jeder dritten Tellerfederzunge 16 ein Koppelglied 9 befestigt ist. Daraus ergibt
sichi daß bei den üblicherweise verwendeten Tellerfedern mit 18 Zungen 6 Koppelglieder
vorhanden sind.
-
Wie weiterhin ersichtlich ist, sind die Nocken 8 der Druckplatte 4,
welche durch die Tellerfeder 5 beaufschlagt werden, durch in kreisringförmiger Anordnung
segmentartig vorgesehene Vorsprünge gebildet, zwischen denen radiale Durchgänge
23 vorhanden sind, durch welche die Koppelglieder 9 sich radial nach außen hindurcherstrecken.
Um einen möglichst großen äußeren Reibdurchmesser 6a zu ermöglichen, weist die Druckplatte
4 Freiräume 24 auf,
durch welche sich die Zwischenbereiche 12 der
Koppelglieder 9 entsprechend ihrem Aufstellwinkel erstrecken.
-
Um die Drehmomentübertragung zwischen Schwungrad 2 bzw. zwischen der
mit diesem über die Schrauben 3 drehfest verbundenen Tellerfeder und der Druckplatte
4 sicherzustellen, ist die Druckplatte 4 9 mit den Koppelglieder über in Drehrichtung
feste, in Achsrichtung Jedoch nachgiebige Anlenkmittel in Form von Blattfedern 25
verbunden. Hierfür sind.
-
die Blattfedern 25 einerseits an radial nach außen gerichteten Nocken
26 der Druckplatte 4 und andererseits an den Koppelgliedern 9 im Bereich der Befestigungslaschen
10 angelenkt. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Drehmomentüberträgungsmittel
25 durch gesonderte Blattfedern gebildet, Diese DrehdSlch, momentübertragungsmittel
können jedoch auch einstückig an die Koppelglieder 9, insbesondere an deren Befestigungslasche
10 angeformte blattfederartige Anlenkmittel gebildet sein.
-
Zum Abhub der Druckplatte 4 von der Kupplungsscheibe 6 bei ausgerückt
er Kupplung weisen die Blattfedern 25 in axialer Richtung eine Vorspannung
auf,
welche die Druckplatte 4 in Richtung des Beaufschlagungsbereiches 7 drängt, so daß
beim Ausrücken der Kupplung die Nocken 8 stets in Anlage an dem Bereich 7 bleiben.
-
In Figur 1 ist strichliert die Lage der Tellerfeder 5 eingezeichnet,
welche diese im nicht montierten Zustand einnehmen würde. Es ist ersichtlich, daß
im entspannten Zustand der Tellerfeder 5 die Befestigungslaschen 10 gegenüber der
Rotationsebene der Kupplung 1 in einem Winkel aufgestellt sind und die Öffnungen
10a in den Befestigungslaschen 10 für die Verschraubung der Kupplung 1 auf dem Schwungrad
2 sich auf einem Durchmesser befinden, der geringer ist als der Verschraubungsdurchmesser
27 am Schwungrad 2.
-
Um eine schnelle Montage der Kupplung zu ermöglichen, können die Koppelglieder
9 paarweise1 in Gruppen oder alle über Verbindungsstege miteinander verbunden sein.
Diese Verbindungsstege können einstückig mit den Koppelgliedern 9 ausgebildet sein
und wie in Figur 2 bei 28 strichpunktiert gezeigt, die Verbindungslaschen 11 oder
wie bei 29 strichpunktiert angedeutet, die Befestigungslaschen 10 miteinander verbinden.
Die die Befestigungslaschen (10) miteinander verbindenden Verbindungsstege (bei
29) können dabei derart ausgebildet werden, daß sie gleichzeitig die Drehmomentübertragung
zwischen der Druckplatte (4) und dem
Schwungrad (2) sicherstellen,
indem sie an die Druckplattennocken (26) befestigt werden. Zur Erleichterung der
Montage der Kupplung 1 auf dem Schwungrad 2 können wie in Figur 3 gezeigt, die Öffnungen
in den Befestigungslaschen 10 der Koppelglieder 9 im nicht montierten Zustand der
Kupplung 1, das heißt bei entspannter Tellerfeder 5 durch einen Anpreßring 30, zumindest
annähernd auf dem Verschraubungsdurchmesser 27 am Schwungrad 2 gehalten sein. Hierfür
sind die Befestigungslaschen 10 am Anpreßring 30 befestigt, z.B. durch Punkt schweißen.
-
Wie weiterhin aus Figur 3 zu entnehmen ist, sind die dort verwendeten
Koppelglieder 9 im Bereich des ringartigen Grundkörpers 15 der Tellerfeder 5 befestigt.
Hierfür sind wie aus Figur 4 zu entnehmen ist, die Koppelglieder 9 C-artig ausgebildet,
so daß die Befestigungslaschen 10 und die Verbindungslaschen 11 in die gleiche Richtung,
nämlich radial nach außen weisen. Die Befestigung der Verbindungslaschen 11 an der
Tellerfeder 5 findet wiederum mittels Niete 20 und Spannplättchen 21 statt.
-
Zum Ausrücken der Kupplung 1 wird die im vorgespannten Zustand eingebaute
Tellerfeder 5 durch das AusrUck-
lager (17 in Figur 1) in Richtung
auf das Schwungrad 2 beaufschlagt. Die Tellerfeder 5 schwenkt dabei um ihren Schwenk-
bzw. Kippbereich 13 bzw. die eine Biegung zulassenden Verformungszonen 14 der Koppelglieder
9 bewirken, daß dabei der ringförmige Grundkörper 15 der Tellerfeder 5 eine den
Zungen 16 gegenläufige Bewegung relativ zum Schwenk- bzw. Kippbereich 13 ausführt.
Dadurch wird die Druckplatte 4 entlastet und hebt von der Kupplungsscheibe ab. Die
Zwischenbereiche 12 der Koppelglieder 9 sind dabei in Achsrichtung derart steif
ausgebildet, daß sie dieAust'ückkraft aufnehmen können bzw. sich lediglich geringfügig
durchbiegen bzw. verschwenken können, um die beim Betätigen der Tellerfeder 5 auftretenden
Durchmesserveränderungen ausgleichen zu können.