DE3426151A1

DE3426151A1 - Kupplung

Info

Publication number: DE3426151A1
Application number: DE19843426151
Authority: DE
Inventors: Hirotaka Hirakata Osaka Fukushima; Hidekazu Yawata Kyoto Majima; Hiroshi Higashiosaka Osaka Takeuchi
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1983-07-18
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1985-01-31
Also published as: JPS6023628A; US4593801A; FR2549552A1; FR2549552B1; JPH0217732B2

Description

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung 1983-131652 vom 18. Juli 1983 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Fahrzeuge des industriellen Fuhrparks.

Bei einer herkömmlichen Kupplung ist eine tellerförmige Kupplungsscheibe der Ausgangsseite zwischen einem Schwungrad der Eingangsseite und eine Druckplatte angeordnet, und es wird ein Drehmoment von dem Schwungrad auf eine Ausgangswelle in der Mitte der Kupplungsscheibe übertragen, wenn letztere durch die Druckplatte an das Schwungrad gedruckt wird. Ein Nachteil ist jedoch, daß Drehmomentstöße, die während des Einrükkens der Kupplung erzeugt werden, die Ursache für Schlupfbildung sind, da nämlich die herkömmliche Kupplungsscheibe - wie bereits erwähnt - tellerförmig ausgebildet ist und deshalb sowohl die Größe der Kupplung sowie die benötige Trittkraft im Verhältnis zur Drehmomentkapazität der Kupplung (die Größe des übertragbaren Drehmoments) groß ist.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Kupplung zur Verfügung zu stellen, deren Abmessungen ebenso wie die benötigte Trittkraft im Verhältnis zur Drehmomentkapazität gering sind.

Nach einem Vorteil der Erfindung wird eine Kupplung zur Verfügung gestellt, bei welcher Stöße und Klappergeräusche im Zuge des Einrückens verhindert werden,

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 Müjifhen^l _n * r Λ

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so daß für das Einrücken und Ausrücken der Kupplung ein besseres Gefühl entwickelt werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu ist die Kupplungsscheibe einer Kupplung, bei welcher die Kupplungsscheibe zwischen einem Schwungrad und einer Druck- bzw. Andrückplatte angeordnet ist, aus einem tellerförmigen Scheibenabschnitt der zentralen Seite und einem konisch ausgebildeten Scheibenabschnitt der äußeren Umfangsseite zusammengesetzt. Insbesondere ist die Kupplung dabei so ausgelegt, daß die Kraftübertragung beim Einrücken der Kupplung an dem tellerförmigen Scheibenabschnitt beginnt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Figur 1 eine vertikale Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kupplung in schematischer Darstellung;

Figur 2 eine zum Teil vergrößerte Darstellung des ausgerückten Zustands der Kupplung von Figur 1;

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Figur 3

Figur 4
Figur 5
Figur 6

eine graphische Darstellung der Relation zwischen der Drehmomentkapazität der Kupplung und der Verschiebung einer Andrückplatte?

jeweils ein vertikaler Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplung nach alternativen Ausführungsformen.

Figur 1 zeigt ein Schwungrad 1, eine Andrückplatte 2 und eine Kupplungsscheibe 3. Das Schwungrad 1 ist an einem Endbereich der Kurbelwelle eines nicht abgebildeten Motors befestigt, und ein vorderer Endbereich einer angetriebenen Welle 5 ist durch ein zentrales Lager 4 gelagert. Die angetriebene Welle 5 ist die Eingangswelle einer Geschwindigkeitswechsel- bzw. Schalteinrichtung. Eine Nabe 7 der Kupplungsscheibe 3 sitzt frei verschieblich auf einer Keilausbildung 6.

Die Kupplungsscheibe 3 ist derart ausgebildet, daß der tellerförmige Scheibenabschnitt 3a der zentralen Seite und der konisch ausgebildete Scheibenabschnitt 3b der äußeren Umfangsseite konzentrisch angeordnet sind. Der tellerförmige Scheibenabschnitt 3a ist durch ein Paar ringförmiger Beläge 8 gebildet, die in einem Formungsverfahren sowohl an der Vorderseite als auch der Rückseite einer angetriebenen Platte 9 ausgebildet werden, üie Beläge 8 sind Reibflächen 10,11 des Schwungrades 1 und der Andrückplatte 2 zugewandt, die jeweils senkrecht zur Welle 5 verlaufen. Ein Bereich der inneren Peripherie der Platte 9 ist durch Niete an einem Flansch 7a der Nabe 7 befestigt.

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Der konische Scheibenabschnitt 3b ist derart ausgebildet, daß an beiden Flächen eines konisch geformten Bereiches 9a der Platte 9 in einem Formungsyerfahren ein Paar von konisch angeordneten Belägen 12 ausgebildet wird, wobei die Beläge 12 jeweils konisch ausgebildeten Reibflächen 14,15 des Schwungrads 1 und der Andrückplatte 2 zugewandt sind. Der konische Bereich 9a ist einstückig als äußerer Umfangsbereich der Platte 9 ausgebildet, der von dem konischen Scheibenabschnitt 3a radial nach außen abragt. In dem konischen Bereich 9a ist eine Vielzahl von radialen Schlitzöffnungen vorgesehen, die der Platte die Funktion einer Dämpfungsplatte verleihen, nämlich zur Dämpfung axialer und radialer Stöße.

Die Andrückplatte 2 ist mittels einer Vielzahl nicht abgebildeter Bänder, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, mit einer Kupplungsabdeckung 17 verbunden, und ein mittlerer Umfangsbereich der Kupplungsabdekkung 17 ist mittels einer Vielzahl von Bolzen an dem Schwungrad 1 befestigt. Ein Paar Drahtringe 18 ist durch einen inneren Umfangsbereich der Kupplungsabdekkung 17 gehalten. Zwischen beiden Drahtringen 18,18 ist eine Membranfeder 19 befestigt, die auf diese Weise mittels der Drahtringe 18 an der Kupplungsabdeckung 17 festgelegt ist. Ein äußerer Umfangsbereich der Membranfeder 19 berührt die Andrückplatte 2, und ein innerer Umfangsbereich der Membranfeder ist einem Ausrücklager 20 zugewandt.

Wie aus Figur 2 hervorgeht, ist eine tellerförmige Druckplatte 2a über eine Feder 22 durch die Druckbzw. Andrückplatte 2 gehalten. Die Feder 22 kann in

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Form eines ringförmigen Körpers ausgebildet sein, mit einem wie in Figur 2 gezeigten Querschnittsprofil, und in einem solchen Fall kann die ■ Feder 22 mittels einer Vielzahl von Nieten an beiden Druck- bzw. Andrückplatten 2,2a gehalten sein. Die örtliche Relation zwischen der Reibfläche 11 der tellerförmigen Andrückplatte 2a und der konisch ausgebildeten Reibfläche 15 der Andrückplatte 2 wird bereits vorher so gewählt, daß, wenn sich die Andrückplatte 2 in Pfeilrichtung A bewegt und das Einrücken der Kupplung bewirkt, die Reibfläche 11 dafür sorgt, daß zuerst der tellerförmige Scheibenabschnitt 3a zur Anlage an dem Schwungrad 1 gelangt, und dann, wenn sich die Andrückplatte 2 bereits eine Weile bewegt und das übertragene Drehmoment den Wert Tl von Figur 3 erreicht, der konisch ausgebildete Reibbelag 15 beginnt, den konischen Scheibenabschnitt 3b an das Schwungrad 1 zu drücken.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Kupplung wird nachstehend erläutert. Figur 1 zeigt die Kupplung im eingerückten Zustand. Wenn das Kupplungspedal in diesem Zustand gedrückt wird, so daß das Ausrücklager 20 nach vorne (in die linke Richtung von Figur 2) bewegt und die Membranfeder 19 zur Rückführung der Andrückplatte 2 nach hinten gebogen wird, so wird die Kupplungsscheibe 3 von dem Schwungrad 1 und der Andrückplatte 2 freigegeben (Figur 2) und damit das Ausrücken der Kupplung bewirkt. Wenn das Kupplungspedal dann graduell freigegeben wird, schreitet die Bewegung der Andrückplatte 2 in Pfeilrichtung A von Figur 2 fort und die tellerförmige Andrückplatte 2a beginnt, zunächst den tellerförmigen Scheibenabschnitt 3a an die Reibfläche 10 des Schwungrads zu drücken. Mit zunehmender

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Verschiebung der Andrückplatte 2 nach vorne und der damit verbundenen Zunahme des übertragenen Drehmoments bis Erreichen des Punkts Pl, wie das anhand der durchgezogenen Linie in Figur 3 gezeigt ist, beginnt die Andrückplatte 2, den konischen Scheibenabschnitt 3b gegen den konisch ausgebildeten Reibbelag 14 des Schwungrads 1 zu drücken. An dem Punkt P 2 ist die Kupplung schließlich vollständig eingerückt. Die gestrichelte Linie in Figur 3 zeigt die Charakteristik einer herkömmlichen Kupplung, die keinen konisch ausgebildeten Scheibenabschnitt aufweist.

Aus Figur 3 wird deutlich, daß die Drehmomentkapazität der Kupplung erheblich vergrößert wird, wenn der in Figur 2 gezeigte konisch ausgebildete Scheibenabschnitt 3b vorgesehen ist. Eine Kegelkupplung weist den Nachteil auf, daß zu Beginn des Einrückens wegen der plötzlichen bzw. heftigen Einrückbewegung Stöße und aufgrund eines möglichen ungleichen Kontaktes Klappergeräusche hervorgerufen werden. Allerdings besitzt diese Kupplung auch den Vorteil der Übertragbarkeit eines großen Drehmoments. Da die Kupplung nach der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung so ausgelegt ist, daß die über diese charakteristischen Merkmale verfügende Kupplung ihre Funktion vor Vollendung des Einrückens der herkömmlichen Kupplung ausübt, läßt sich eine Kupplung mit einer großen Drehmomentkapazität zur Verfügung stellen, bei welcher Stöße und Klappergeräusche nicht auftreten. Nach der Vollendung des Einrückens entsteht kein Schlupf, weil nämlich die Kupplung auch dann verriegelt ist, wenn das Stoßdrehmoment erzeugt wird.

Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß vorliegender Erfindung die Drehmomentkapazität der gesamten Kupplung vergrößert. Das bedeutet, daß die Größe bzw. die Abmessungen der Kupplung für konstante Drehmomentkapazität verringert werden. Auch die Freigabelast (Kupplungstrittkraft) wird verringert. Das bedeutet, daß die für die Betätigung des Kupplungspedals erforderliche Kraft im Vergleich zu einer herkömmlichen Kupplung, die über dieselbe Drehmomentkapazität verfügt, verringert werden kann.

Wie eingangs bereits erwähnt, wird nach einem Vorteil der Erfindung eine Kupplung zur Verfügung gestellt, bei welcher Stöße und Klappergeräusche, nämlich die Eigenheiten einer Kegelkupplung, nicht entstehen, und zwar deshalb, weil der tellerförmiger Abschnitt der Kupplungsscheibe zu Beginn des Einrückvorgangs zuerst eingerückt wird. Da die Kegelkupplung unmittelbar vor Vollendung des Einrückvorgangs sperrt bzw. verriegelt, lassen sich solche Stoße und Klappergeräusche zum Zeitpunkt des Einrückens verhindern, so daß ein besseres Gefühl für das Einrücken und Ausrücken der Kupplung entwickelt werden kann. Wenn ferner die Feder 22 zwischen den Andrückplatten 2, 2a angeordnet wird, wie das in Figur 2 gezeigt ist, ist eine Dämpfung der Kupplungsscheibe 3 nicht mehr erforderlich. Vielmehr ist die Kombination mit einer sogenannten Formkupplungsscheibe möglich, bei welcher ein Belag auf eine Platte aufgeformt wird. Die Betriebsdauer einer solchen Kupplungsscheibe ist entsprechend länger.

In Figur 4 ist gezeigt, daß eine konisch ausgebildete Andrückplatte 2b mit Hilfe einer Feder 24 an einer Andrückplatte 2 befestigt werden kann. In diesem Falle

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, I'atcntanwülic, Cosimastr. 81. D-8 München 81

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sind die Teile so angeordnet, daß die Biegung einer Feder 22, die zwischen den Andrückplatten 2, 2a angeordnet ist, größer wird als eine Biegung der Feder 24, die zwischen den Andrückplatten 2, 2a angeordnet ist, und daß eine tellerförmige Druckplatte 2a den Belag früher berührt als die Platte 2. Da die Verriegelung der Kegelkupplung erfindungsgemäß graduell erfolgt, werden Stöße und Klappergeräusche über den gesamten Bereich der Einrückbewegung hinweg verhindert, und das Gefühl für das Einrücken und Ausrücken der Kupplung läßt sich weitgehend verbessern.

Der konisch ausgebildete Scheibenabschnitt 3b der äusseren Umfangsseite kann in eine Vielzahl von Elementen unterteilt sein, die in Umfangsrrichtung angeordnet sind. Auch der konisch ausgebildete Bereich 9a der Platte kann in eine Vielzahl von Elementen unterteilt sein, die in diesem Falle in derselben Umfangsrichtung angeordnet sind. Anders als die Platte 9 kann der konische Bereich 9a aus Federstahl hergestellt sein.

Da der tellerförmige Scheibenabschnitt 3a schneller verschleißt als der konisch ausgebildete Scheibenabschnitt 3b, wird für den tellerförmigen Scheibenabschnitt 3a ein verschleißarmer Metallbelag oder kerametallischer Belag und für den konisch ausgebildeten Scheibenabschnitt 3b ein organischer Belag gewählt, mit dem Vorteil, daß die Abnutzung der Beläge beider Kupplungen selbst nach langem Einsatz gleich ist, die Position des Punkts Pl von Figur 3 sich nicht ändert, und die charakteristischen Eigenschaften über einen langen Zeitraum stabil bleiben.

ßipl.-lng. Olio Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Gosimastr. 81, D-8 München 81

Wie in Figur 5 gezeigt, kann die Feder 22 durch Niete 25,26 an den Andrückplatten 2,2a befestigt sein.

Der konisch ausgebildete Scheibenabschnitt 3b kann in eine Vielzahl von Elementen unterteilt sein, die unterschiedliche Entfernungen zur Kupplungsmitte aufweisen, so daß ein Element der äußeren Seite mit einem graduell größeren Neigungswinkel ausgestattet werden kann als ein Element der inneren Seite. In diesem Fall wird der gesamten Kupplungsscheibe eine schüsselartige Form verliehen, so daß die Drehmomentkapazität im Vergleich zu den Abmessungen vergrößert wird (Figur 6).

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1	Schwungrad 3426151
2	Andrückplatte
2a	tellerförmige Andrückplatte 2b konische Andrückplatte
3	Kupplungsscheibe
3a	tellerförmiger Scheibenäbschnitt
3b	konisch ausgebildeter Scheibenabschnitt
4	zentrales Lager
5	angetriebene Welle
6	Keilausbildung
7	Nabe
8	ringförmige Beläge
9	getriebene Platte
9a	konisch ausgebildeter Bereich
10	Reibfläche
11	Reibfläche
12	konisch ausgebildete Beläge
13
14	konische Reibfläche
15	konische Reibfläche
16
17	Kupplungsabdeckung
18	Drahtringe
19	Membranfeder
20	Ausrücklager
21
22	Feder
23
24	Feder
25	Niet
26	Niet

Claims

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Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho

1-1, 1-chome, Kidamotomiya

Neyagawa-shi, Osaka-fu

Japan 12.530 fl/wa

KUPPLUNG

Patentansprüche

Kupplung, mit einer zwischen einem Schwungrad und einer Andrückplatte angeordneten Kupplungsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (3) aus einem tellerförmigen Scheibenabschnitt (3a) der zentralen Seite und einem konisch ausgebildeten Scheibenabschnitt (3b) der äußeren Umfangsseite gebildet ist.
2. Kupplung, mit einer zwischen einem Schwungrad und einer Andrückplatte angeordneten Kupplungsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (3) aus einem tellerförmigen Scheibenabschnitt (3a) der zentralen Seite und einem konisch ausgebildeten Scheibenabschnitt (3b) der äußeren Umfangsseite gebildet und gleichzeitig so ausgelegt ist, daß die Kraftübertragung an dem tellerförmigen Scheibenabschnitt (3a) beginnt, wenn die Kupplung eingerückt wird.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine tellerförmige Andrückplatte (2a) über eine Feder (22) an der zentralen der Andrückplatte (2) angeordnet ist.

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4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (22) durch Niete an der Andrückplatte (2) und/oder an der tellerförmigen Andrückplatte (2a) befestigt ist.
5. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine konisch ausgebildete Andrückplatte (2b) über eine Feder (24) an der äusseren Umfangsseite der Andrückplatte (2) angeordnet ist und daß die Biegung der Feder (24) bereits vorher kleiner gewählt ist als jene der zwischen der Andrückplatte (2) und der tellerförmigen Andrückplatte (2a) angeordneten Feder (22), so daß die tellerförmige Andrückplatte (2a) früher als die andere Platte (2) zur Anlage an einen Belag gelangt.
6. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein verschleißfester Metallbelag oder kerametallischer Belag an dem tellerförmigen Scheibenabschnitt (3a) und ein Belag aus organischem Werkstoff an dem konisch ausgebildeten Scheibenabschnitt (3b) festgelegt ist.
7. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der konisch ausgebildete Scheibenabschnitt (3b) in eine Vielzahl von Elementen unterteilt ist, die jeweils eine unterschiedliche Entfernung zur Kupplungsmitte aufweisen, so daß ein Element der äußeren Seite mit einem graduell grösseren Neigungswinkel ausgestattet werden kann als ein Element der inneren Seite.

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8. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungsscheibe (3), die aus einem tellerförmigen Scheibenabschnitt (3a) und einem konisch ausgebildeten Scheibenabschnitt (3b) gebildet ist, zwischen einem Schwungrad (1) und. einer Andrückplatte (2) angeordnet ist, daß die Kupplungsscheibe (3) auf eine durch das Schwungrad (1) gehaltene angetriebene Welle (5) aufgekeilt ist, daß eine Kupplungsabdeckung (17) an der Rückseite des Schwungrads (1) vorgesehen ist und daß eine Membranfeder (19) über Drahtringe (18) an der Kupplungsabdeckung (17) festgelegt ist, so daß die Membranfeder (19) durch Steuerung eines Ausrücklagers (20) ein- und ausgefedert wird.