DE3348496C2 - Reibungskupplung - Google Patents

Abstract

Bei einer Tellerfeder, insbesondere für Reibungskupplungen, sind die sich vom Tellerfedergrundkörper erstreckenden Zungen derart ausgebildet, daß zwischen benachbarten Zungen Freiräume entstehen. Diese Freiräume ermöglichen eine bessere Kühlung von mit solchen Tellerfedern ausgerüsteten Reibungskupplungen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung mit einer Druckplatte und einer Kupplungsscheibe, welche zwischen dieser Druckplatte und einem Schwungrad einspannbar ist.

Derartige Kupplungen sind beispielsweise bekannt geworden durch die DE-PS 12 94 228, die eine hebelbetätigte Doppelkupplung zeigt und durch das Gebrauchsmuster DE-GM 66 06 711, das eine sogenannte Tellerfederkupplung offenbart.

Eine Tellerfeder, wie sie beispielsweise in einer Einrichtung gemäß diesem Gebrauchsmuster Verwendung findet, ist bekannt geworden durch die DE-OS 24 59 267.

Die US-PS 2,117,482 dagegen offenbart ein Kupplungsbetätigungselement, das die durch die Schraubenfeder eingeleitete Kraft als Anpresskraft auf die Druck­ platte überträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannten Einrichtungen zu verbessern und eine Reibungskupplung zu schaffen, die bei vergleichsweise geringem axialem Bauraum bzw. durch Verringerung der Abmessungen und da­ mit des Platzbedarfs besonders einfach und preiswert hergestellt werden kann.

Dies wird bei einer Reibungskupplung mit einer die Druckplatte belastenden Tel­ lerfeder, die über Haltemittel an einem Deckel befestigt und zwischen zwei in kreisringförmiger Anordnung an einem Deckel vorgesehene Auflagen schwenkbar gehaltert ist, und mit ihrem radial weiter außen liegenden Randbereich die Druck­ platte beaufschlagt, wobei die Haltemittel in Achsrichtung Erweiterungen der Tel­ lerfeder durchdringen, welche radial innerhalb eines Tellerfedergrundkörpers vor­ gesehen sind, dadurch erreicht, dass sich vom ringförmigen Grundkörper der Tellerfeder aus Zungen nach radial innen erstrecken und in Zungenspitzen enden, welche eine kreisringförmige Innenkontur beschreiben und sich zumindest annä­ hernd auf gleicher Höhe befinden, wobei weiterhin zwischen den einzelnen Zun­ gen Schlitze vorgesehen sind, die im Bereich des Grundkörpers in diese Erweite­ rung übergehen, wobei weiterhin wenigstens einzelne Tellerfederzungen über ei­ nen Teilbereich ihrer gesamten radialen Erstreckung bogenförmig gekrümmt sind, und zwar derart, dass die Zungen in axialer Richtung zum Deckel hin hervorragen und nach radial innen wieder zurückgeführt sind, und wobei sich der Teilbereich zwischen diesen Erweiterungen und einem Angriffsbereich der Zungenspitzen für ein Ausrückelement erstreckt.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn wenigstens einzelne der Zungen in diesem Teilbereich einen bogenförmig gekrümmten gebläseschaufelähnlichen Verlauf besitzen. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die axiale Höhe des gekrümmten Verlaufes sich über die Zungenbreite in Umfangsrichtung ändert.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer Reibungskupplung nach der Erfindung kann jede zweite Tellerfederzunge von dem Niveauverlauf der be­ nachbarten Zungen - im Bereich zwischen dem ringförmigen Grundkörper und den Zungenspitzen - abweichen.

Von Vorteil kann es auch sein, wenn wenigstens einige der Tellerfederzungen, welche über einen Teilbereich ihrer radialen Erstreckung einen gekrümmten Ver­ lauf aufweisen, in diesem Teilbereich nach Art von Gebläseschaufeln vertwistet sind.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die axiale Höhe der Krümmungen größer als die Materialstärke der Tellerfeder sein.

Es kann zweckmäßig sein, ein Schwungrad vorzusehen, welches gemeinsam mit der Druckplatte der Reibungskupplung die dazwischen liegende Kupplungsschei­ be einspannt, wobei das Schwungrad mit Luftdurchlassöffnungen versehen sein kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungs­ kupplung kann sich dadurch auszeichnen, dass ein Kühlluftstrom z. B. durch am Deckel vorgesehene Ausbuchtungen zur Aufnahme von Blattfedern, welche die Kupplungsdruckplatte mit dem Deckel drehfest verbinden, radial aus der Kupp­ lung wieder austreten kann.

Durch die in Zusammenhang mit vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung beschriebenen Maßnahmen wird eine intensive Kühlung durch eine zwangsweise Belüftung der Reibungskupplung verursacht. Die nach Art von Gebläseradschau­ feln ausgebildeten Tellerfederzungen bewirken aufgrund der Rotation der Rei­ bungskupplung einen axialen Kühlluftstrom durch die Tellerfeder, welcher z. B. durch die am Kupplungsdeckel vorgesehenen Ausbuchtungen zur Aufnahme der Blattfedern, welche die Kupplungsdruckplatte mit dem Deckel drehfest verbinden, radial aus der Kupplung wieder austreten kann.

Das Bestreben, immer leichtere und leistungsfähigere Fahrzeuge herzustellen, bei gleichzeitiger Beibehaltung oder gar Verringerung der Gewichte, der Ab­ messungen bzw. des Platzbedarfes für Zusatzaggregate, zwingt dazu, auch Kupplungen mit immer höherem spezifischem Arbeitsvermögen zu entwickeln. Da aus herstellungstechnischen sowie insbesondere aus Kostengründen ver­ hältnismäßig enge Grenzen bezüglich der einsetzbaren Materialien gezogen sind, spielt die thermische Belastbarkeit eine wesentliche Rolle, weil bekanntlich mit zunehmender Temperatur die Standzeit der üblicherweise verwendeten Reibbeläge rapide abnimmt und Verzugsprobleme im Bereich der Kupplungs­ bauteile auftreten. Bei Kupplungsscheiben, bei denen die Reibbeläge auf Be­ lagfedersegmenten befestigt sind, besteht außerdem die Gefahr, dass aufgrund einer zu hohen thermischen Belastung die Belagfedersegmente sich setzen oder gar verziehen, wodurch das Eingriffsverhalten der Kupplung und somit auch der Fahrkomfort verschlechtert wird. Die hier auftretenden Probleme kön­ nen durch die angesprochenen Weiterbildungen der Erfindung reduziert oder beseitigt werden, da beispielsweise durch die vertwisteten gebläseschaufelartig ausgebildeten Tellerfederzungen eine intensive Kühlung durch eine zwangs­ weise Belüftung der Kupplung verursacht wird.

Weiterhin hat es sich herausgestellt, dass insbesondere bei Reibungskupplun­ gen mit Tellerfedern, bei denen Krümmungen zwischen Grundkörper und An­ griffsbereich für ein Ausrückelement in dieselbe axiale Richtung gelegt sind, die Fliehkraftwirkungen, unter welchen eine Tellerfeder und insbesondere der Schwerpunkt der Tellerfeder in ihren verschiedenen Positionen - Neuzustand, verschlissener Zustand, ein- und ausgerückter Zustand - unterliegt, in beson­ ders vorteilhafter Weise durch die Auswölbung beeinflusst sein können. Es hat sich gezeigt, dass die Wölbungen in axialer Richtung den Schwerpunkt des ringförmigen Bereiches der Tellerfederzungen verschieben können und dies dazu führen kann, dass z. B. im ausgerückten Zustand der Schwerpunkt des ringförmigen Bereiches der Tellerfederzungen derart verlagert ist, dass die Fliehkraftwirkung auf diesen Schwerpunkt ein Einrücken der Kupplung begüns­ tigt.

Diese positive Wirkung der Auswölbungen kann dadurch zustande kommen, dass bei einer Rotation der Tellerfeder der Schwerpunkt des ringförmigen Be­ reiches der Tellerfederzungen im Vergleich zur Halterung der Tellerfeder in eine günstige Position verlagert wird, wobei diese Verlagerung des Schwerpunktes je nach Auslegung der axialen Wölbungen der Tellerfederzungen im Neuzu­ stand, im verschlissenen Zustand, im ein- und ausgerückten Zustand beson­ ders vorteilhaft sein kann.

So kann z. B. der Schwerpunkt der Tellerfederzungen in vorteilhafter Weise so verlagert sein, dass eine unerwünscht hohe Federkraft der Tellerfeder im Ver­ schleißzustand der Reibungskupplung reduziert wird und dadurch eine erhöhte Betätigungskraft z. B. im ausgerückten Zustand vermieden werden kann.

Ein weiteres vorteilhaftes Verhalten, das sich herausgestellt hat, betrifft das "Hängenbleiben" der Kupplung im ausgerückten Zustand. In diesem Zustand kann die Verlagerung des Schwerpunktes gegenüber einer herkömmlichen Kupplung ein vorteilhaftes Verhalten zeigen, da die Reduzierung der Fliehkraft auf die Tellerfederzungen ein Einrücken begünstigen kann und somit ein "Hän­ genbleiben" der Kupplung verhindert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Tellerfeder in Ansicht,

Fig. 2 eine Reibungskupplung mit eingebauter Tellerfeder im Schnitt, wobei die Tellerfeder in einem Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Tellerfeder gemäß einer anderen Ausführungs­ varinante.

Die in Fig. 1 dargestellte Tellerfeder besteht aus dem ringförmigen Grundkörper 2, von dem aus sich Zungen 3 und 4 radial nach innen erstrecken, die in Zungenspitzen 5 enden, welche eine kreis­ ringförmige Innenkontur 6 beschreiben und sich zumindest annähernd auf gleicher Höhe befinden. Zwischen den einzelnen Zungen 3 und 4 sind Schlitze 7 vorgesehen, die im Bereich des Grund­ körpers 2 in Erweiterungen 8 übergehen.

Wie ersichtlich ist, sind die Tellerfederzungen 3 und 4, in Umfangsrichtung der Tellerfeder betrachtet, gleichmäßig verteilt und, obwohl sie in der Darstellung der Fig. 1 gleiche Konturen auf­ weisen, in ihrer radialen Erstreckung verschieden­ artig ausgebildet.

Fig. 2 zeigt, wie bereits erwähnt, die Teller­ feder 1 in eingebautem und bereits vorgespanntem Zustand innerhalb einer Reibungskupplung 9. Dabei ist die Tellerfeder 1 über Haltemittel 10 - im vorliegenden Ausführungsbeispiel Niete - am Deckel 11 befestigt und zwischen einem Drahtring 12 und einem in den Deckel 11 eingebrachten Wulst 13 in an sich bekannter Weise schwenkbar gelagert. Radial außen belastet die Tellerfeder eine Druck­ platte 14, so daß die zwischen dieser Druckplatte 14 und dem Schwungrad 15, auf welchem die Kupplung 9 befestigt ist, vorgesehene Kupplungsscheibe 16 eingespannt wird.

Die Haltemittel 10 durchdringen in Achsrichtung die Erweiterungen 8, welche radial innerhalb des Tellerfedergrundkörpers 2 vorgesehen sind.

Zum Ausrücken der Kupplung wird die Tellerfeder 1 um ihren zwischen dem Drahtring 12 und dem Wulst 13 gelagerten Schwenkbereich 17 verschwenkt, indem ein Ausrücker 18 die Zungenspitzen 5 in Richtung des Pfeiles 19 beaufschlagt. Wie ersichtlich ist, sind die Zungenspitzen 5 abgerundet und befinden sich, in axialer Richtung der Kupplung betrachtet, auf gleicher Höhe.

Wie weiterhin aus Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die Zungen 3 und 4 im Erstreckungsbereich zwischen dem ringförmigen Grundkörper 2 und den Zungenspit­ zen 5 verschiedenartig geformt und zwar derart, daß die Zungen 4 gegenüber den benachbarten Zungen 3, in axialer Richtung zum Deckel hin, her­ vorragen, wodurch in tangentialer bzw. in Umfangs­ richtung der Kupplung 9 betrachtet, zwischen den Zungen 3 und 4 Freiräume bzw. Luftdurchlaßöffnungen 20 gebildet sind. Hierfür sind die Tellerfederzungen 4 derart ausgebildet, daß sie in Erstreckungs­ richtung vom Grundkörper 2 zu den Zungenspitzen 5 betrachtet, zunächst aus dem Niveauverlauf der benachbarten Zungen 3 herausgeführt und radial innen in den Niveauverlauf der Zungenspitzen 5 der Zungen 3 wieder zurückgeführt sind. Hierfür sind die Tellerfederzungen 4 über einen Teilbereich 21 ihrer gesamten radialen Erstreckung bogenförmig gekrümmt.

Um besonders große Freiräume bzw. Luftdurchlaß­ öffnungen 20 zu bilden, weisen auch die Teller­ federzungen 3 radial außerhalb ihrer Zungen­ spitzen 5 einen bogenförmigen Verlauf auf, der dem bogenförmig gekrümmten Teilbereich 21 der Tellerfederzungen 4 gegenübersteht und eine der Krümmung der Zungen 4 entgegengerichtete Krümmung aufweist.

Um den Kühlluftstrom durch die Kupplung noch zu verstärken, ist es zweckmäßig, wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, die Kupplungsscheibe 16 mit Belüftungsflügeln 22 und das Schwungrad 15 mit Luftdurchlaßöffnungen 23 versehen ist.

Die in Fig. 3 teilweise im Schnitt dargestellte Tellerfeder 24 ist im entspannten Zustand um den Winkel 25 konisch aufgestellt. Die Zungen 26 erstrecken sich vom Tellerfedergrundkörper 27 aus radial nach innen und sind bis zu den Zungen­ spitzen 28 eben ausgebildet. Die den Zungen 26 benachbarten Zungen 29 sind in ihrem Erstreckungs­ bereich zwischen dem Tellerfedergrundkörper 27 und den Zungenspitzen 28 derart ausgebildet, daß sie gegenüber den Zungen 26 in axialer Richtung hervorragen. Dabei ist die Höhe 30, um die die Zungen 29 gegenüber dem Niveauverlauf der Zungen 26 in axialer Richtung verformt wurden, größer als die Materialstärke der Zungen, wodurch in tangen­ tialer bzw. Umfangsrichtung der Tellerfeder 24 betrachtet, zwischen den Zungen 26 und 29. Frei­ räume bzw. Luftdurchlaßöffnungen 31 gebildet werden.

Die in Fig. 3 ersichtliche Linie 32 stellt den Verlauf der hinteren unteren Kante der Zungen 29 dar. Es ist also zu erkennen, daß die Zungen 29 nicht über ihre gesamte Breite um die gleiche Höhe 30 gegenüber dem Niveauverlauf der benach­ barten Zungen 26 in axialer Richtung verformt sind. Durch eine derartige Ausgestaltung der Tellerfeder­ zungen 29 wird in ihrem bogenförmigen Teilbereich 21 ein gebläseschaufelähnlicher Verlauf gebildet, der bei Rotation der in eine Reibungskupplung einge­ bauten Tellerfeder 24 einen axialen Kühlluftstrom durch die Luftdurchlaßöffnungen 31 bzw. die Teller­ feder 24 erzeugt.

Claims (9)

1. Reibungskupplung mit
einer Druckplatte (14);
einer Kupplungsscheibe (16), welche zwischen dieser Druckplatte und einem Schwungrad einspannbar ist;
eine die Druckplatte belastende Tellerfeder, die über Haltemittel (10) an einem Deckel (11) befestigt und zwischen zwei in kreisringförmiger Anordnung an einem Deckel vorgesehene Auflagen schwenkbar gehaltert ist, und mit ihrem radial weiter außen liegenden Randbereich die Druckplatte beaufschlagt;
die Haltemittel durchdringen in Achsrichtung Erweiterungen (8) der Tellerfeder, welche radial innerhalb eines Tellerfedergrundkörpers vorgesehen sind;
wobei sich vom ringförmigen Grundkörper der Tellerfeder aus Zungen (3, 4) nach radial innen erstrecken und in Zungenspitzen enden, welche eine kreisringförmige Innenkontur (6) beschreiben und sich zumindest annähernd auf gleicher Höhe befinden;
wobei weiterhin zwischen den einzelnen Zungen (3, 4) Schlitze (7) vorgesehen sind, die im Bereich des Grundkörpers in diese Erweiterung übergehen;
wobei wenigstens einzelne Tellerfederzungen (4) über einen Teilbereich (21) ihrer gesamten radialen Erstreckung bogenförmig gekrümmt sind, und zwar derart, daß die Zungen (4) in axialer Richtung zum Deckel hin hervorragen und nach radial innen wieder zurückgeführt sind, und
wobei sich der Teilbereich zwischen diesen Erweiterungen und einem Angriffsbereich der Zungenspitzen für ein Ausrückelement (18) erstreckt.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einzelne der Zungen (4, 29) in diesem Teilbereich einen bogenförmig gekrümmten gebläseschaufelähnlichen Verlauf besitzen.

3. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Höhe des gekrümmten Verlaufes sich über die Zungenbreite in Umfangsrichtung ändert.

4. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Tellerfederzunge von dem Niveauverlauf der benachbarten Zungen - im Bereich zwischen dem ringförmigen Grundkörper (2, 27) und den Zungenspitzen (5, 28) - abweicht.

5. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Tellerfederzungen (29), welche über einen Teilbereich (21) ihrer radialen Erstreckung einen gekrümmten Verlauf aufweisen, in diesem Teilbereich (21) nach Art von Gebläseschaufeln vertwistet sind.

6. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Höhe (30) der Krümmungen (21) größer als die Materialstärke der Tellerfeder (1) ist.

7. Reibungskupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwungrad (15) vorgesehen ist, welches gemeinsam mit der Druckplatte (14) die dazwischen liegende Kupplungsscheibe (16) einspannt.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad mit Luftdurchlaßöffnungen (23) versehen ist.

9. Reibungskupplung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlluftstrom z. B. durch am Deckel vorgesehene Ausbuchtungen zur Aufnahme von Blattfedern, welche die Kupplungsdruckplatte mit dem Deckel drehfest verbinden, radial aus der Kupplung wieder austreten kann.