DE3534935A1 - Schaltvorrichtung fuer mechanisch betaetigte kupplungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für me­ chanisch betätigte Kupplungen, Bremsen und Kupplungs-Brems- Kombinationen, die über einen in Umfangsrichtung zu be­ tätigenden Schaltring eine bestimmte Kraft- und Wegüber­ setzung in axialer Richtung so ausübt, daß die Druck- und Reibscheiben von Kupplungen und Bremsen kraftschlüssig ein- bzw. ausschalten.

Schaltvorrichtungen für mechanisch betätigte Kupplungen und Bremsen unter Verwendung von kraftübersetzenden Elementen wie Hebeln, Keilen oder Kugeln sind bekannt.

Die kraftübersetzenden Elemente haben die Aufgabe, die für die Drehmomentübertragung erforderlichen axialen Anpreßkräfte zwischen Druckscheibe und Reibscheibe der Kupplung oder Bremse so zu übersetzen, daß sich Schalt­ kräfte ergeben, die für die Bedienungsperson zumutbar sind. Dabei sind gleichzeitig bestimmte Lüftungswege/Schaltwege einzuhalten.

Die bisher bekannten Systeme weisen jedoch den Nachteil auf, daß bei der Kraftübertragung Reibungskräfte auftreten, die die erforderlichen Schaltkräfte unnötig erhöhen. Der Nachteil bisheriger Systeme zeigt sich weiterhin in der Vielzahl der zu verwendenden Bauteile wie Hebeln etc. zur Kraftübertragung, die neben hohen Kosten auch erhöhten Wartungsaufwand benötigen und verschleißanfällig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvor­ richtung so zu schaffen, daß unter Reduzierung von Ferti­ gungskosten eine reibungsarme Kraft- und Wegübersetzung bei zumutbaren Schaltkräften für die Bedienungsperson, eine Erhöhung der zum Reibschluß erforderlichen Axial­ kräfte und damit des übertragbaren Drehmomentes erzielt wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß das Prinzip der schiefen Ebene in Verbindung mit einem Übertragungselement der rollenden Reibung eine Verringerung der Reibungskräfte als Verlustkräfte und eine Minimierung des auftretenden Verschleißes in den Schaltelementen ver­ bunden mit einer Wartungsvereinfachung erbringt.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Steigungsbereiche am Schaltring wird es möglich, die den Erfordernissen der Reibkupplung entsprechenden Axialkräfte und Axialwege zu erzielen, wobei Positionierungen der Schaltposition durch spezielle Steigungsbereiche durchführbar sind.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen dargestellt und in der nachfolgenden Be­ schreibung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Darstellung des Schaltringes und Steigungs­ kurven als Grundprinzip.

Fig. 2 die Darstellung der Steigungskurve als Draufsicht.

Fig. 3 den Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten reib­ schlüssigen Schaltkupplung - einschaltend.

Fig. 4 den Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer reibschlüssigen Schaltkupplung - aus­ schaltend.

Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen prinzipiellen Darstel­ lung des Schaltringes 1 sind zwei mit einer Steigung ver­ sehene Kurven 2 vorgesehen, die am Umfang des Schaltringes um 180° versetzt angeordnet sind. Der Schaltring 1 wird mittels Schalthebel 7 in Umfangsrichtung gedreht. Die Laufrollen 3, die in einer ortsfesten Halterung 4 befestig sind, haben ständigen Kontakt mit den Kurven 2, der durch die Kupplungsfedern 8, Fig. 3 oder 10, Fig. 4 aufrecht erhalten wird.

Bei Verdrehen des Schaltringes um den Winkel x wird somit der Schaltring um den Weg S (s. Fig. 2) der Steigung ent­ sprechend axial verschoben. Mit einem weiteren Verdrehen um den Winkel γ in einem Kurvenbereich 5 mit Steigung kleiner gleich Null kann der Schaltring in Umfangsrich­ tung positioniert werden. Für die Gesamtschaltung wird damit am Schalthebel ein Schaltweg in Umfangsrichtung von Winkel β=α+γ benötigt. Am Auslauf des Positionier­ punktes 5 besitzt das Kurventeil 2 einen zusätzlichen Winkelbereich δ, der mit einem Steigungswinkel gleich oder größer Null den Positionierpunkt gegen Verdrehen sichert.

In einer Ausführungsform ist in Fig. 3 die Schaltvor­ richtung in Verbindung mit einer reibschlüssigen, ein­ schaltbaren Kupplung im Längsschnitt dargestellt. Die ge­ zeichnete Stellung zeigt die Kupplung in ausgeschalteter Funktion. Dabei ist die Druckscheibe 9 zur Stellung der drehmomentübertragenden Reibscheiben 16, Nabenscheibe 17 und Innenscheibe 18 um den Weg x gelüftet. Der Schalt­ ring 1 befindet sich zur Laufrolle 3 in Positionierstel­ lung 5 - Kupplung ausgeschaltet. Die Feder 8 ist vor­ gespannt und bildet über das Wälzlager 6 und Schaltring 1 einen Kraftschluß zur ortsfesten Laufrolle 3 gegen den Sicherungsring 19. Bei Betätigung des Schalthebels 7 in Umfangsrichtung unterstützt die Druckfeder 8 die Drehbe­ wegung des Schaltringes 1 entlang der Kurve 2. Dabei wird der Schaltring 1 mit dem Lager 6 gegen die Druckscheibe 9 verschoben. Bei s = x ist Reibschluß vorhanden und es wirkt als Axialkraft die verbleibende Federvorspannung der Druckfeder 8 zur Drehmomentübertragung. Zur Aus­ schaltung wird der Schaltring 1 mittels Schalthebel 7 in Umfangsrichtung gegen die über das Lager 6 anliegende Federkraft verdreht. Die zwischen Laufrolle 7 und Kurve 2 vorhandene Rollreibung hat dabei erfindungsgemäß keinen wesentlichen Einfluß auf die Schaltkraft am Schalthebel 7. Da die Steigungshöhe s an den Kurven 2 stets größer ge­ wählt werden kann als die Lüftung x beinhaltet diese Er­ findung neben den bereits beschriebenen Vorteilen auch einen automatischen Verschleißausgleich der Kupplung, d.h. im Rahmen der Federkennlinie der Druckfeder 8 entfällt ein Nachstellen des Kupplungssystems bei auftretendem Ver­ schleiß an den Reibscheiben 16.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist in Fig. 4 der Längsschnitt einer reibschlüssigen, ausschaltenden Schalt­ kupplung dargestellt. Die Laufrollen 3 sind hier in einem Flansch 14 befestigt, der mit einem ortsfesten Gehäuse 15 verschraubt ist. Mit der Verdrehung des Schaltringes 1 wird Lager 6 und Druckplatte 11 axial verschoben und drückt den Bolzen 12 mit der verbundenen Druckscheibe 13 gegen das Federpaket 10. Damit wird der Reibschluß zwischen der Druck­ scheibe 13, der Innenscheibe 18 und der Nabenscheibe 21 mit den Reibscheiben 16 unterbrochen und die Kupplung ist ausgeschaltet. Erfindungsgemäß wirkt damit die minimale Rollreibung der Laufrollen 3 an der Steigung der Kurven 2. Die Positionierung 5 hält dabei die Kupplung im ausgeschal­ teten Zustand. Zum Einschalten der Kupplung unterstützt die Feder 10 den Abrollvorgang an der Steigung der Kurven 2 des Schaltringes 1 und eine entsprechend verringerte Schaltkraft am Schalthebel 7 ist die Folge. Neben den schon zur Ausführungsform der Fig. 3 beschriebenen Vor­ zügen dieser Schaltvorrichtung ist hier die mögliche Nach­ stellung der axialen Position der Laufrollen 3 über den Flansch 14 hervorzuheben, um Fertigungstoleranzen zwischen Welle und Kupplung auszugleichen. Zum Nachstellen kann zwischen Flansch 14 und Gehäuse 15 mit Unterlag-Blechen ausgeglichen werden.

Der Kosten- und Wartungsvorteil dieser Schaltvorrichtung gegenüber bisher üblichen wird zum einen durch die Ver­ wendung von wenigen Teilen - Minimierung der Teileviel­ falt - und zum anderen durch die eingesetzten wartungs­ freien Wälzlager erreicht.

Neben den hier beschriebenen Ausführungsformen in Fig. 3 und Fig. 4 kann diese Schaltvorrichtung auch dort eingesetzt werden, wo eine axiale Anpreßkraft entweder direkt auf zu kuppelnde Elemente wirkt oder über Feder­ elemente, die einen Verschleißausgleich bewirken. Bei­ spielsweise könnte die Anordnung dieser Federelemente zwischen den Bauteilen 6 und 9 der Fig. 3 erfolgen.

Bei entsprechend dimensionierter Schaltvorrichtung ist der Einsatz von Gleitlagerelementen für die Bauteile 6 und 3 denkbar.

Claims (7)

1. Schaltvorrichtung für mechanisch betätigte Kupp­ lungen, Bremsen und Kupplungs-Brems-Kombinationen, die einen Schaltring aufweist, der auf der einen Seite auf einer Welle gelagert und auf der anderen Seite über Laufrollen abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (1) an seinem Umfang mindestens zwei mit einer Steigung ver­ sehene Kurven (2) aufweist, die sich gegen Lauf­ rollen (3) abstützen, die in einer ortsfesten Hal­ terung (4) befestigt sind.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schaltring (1) mindestens einen Kurven­ teil (5) mit einem Steigungswinkel gleich oder kleiner Null aufweist, so daß eine Positionierung in Umfangsrichtung erfolgt.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Schaltring (1) mindestens ein Lager (6) angeordnet ist, das eine axial gerichtete Schaltkraft überträgt.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Schaltring (1) und einem Schalthebel (7) so besteht, daß durch Verdrehen des Schalthebels in Umfangsrichtung eine axiale Schaltkraft und ein Schalt­ weg über das Lager (6) aufgebracht wird.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verdrehen des Schaltringes (1) in Umfangsrichtung mindestens eine Druckfeder (8) so entlastet wird, daß eine Restdruckkraft zum axialen Verschieben und Aufbringen der Reibkraft an der Druck­ scheibe (9) einer reibschlüssigen Kupplung vorhanden ist

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß durch Verdrehen des Schaltringes (1) in Umfangsrichtung über das Lager mit Druckplatte (6,11) Schaltkraft und Schaltweg so aufgebracht werden, daß die Druckscheibe mit Bolzen (12, 13) gegen die Feder (10) verschoben wird und somit der Reibschluß in der Kupplung aufgehoben wird.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (3) mit einem Trägerflansch (14) an ein ortsfestes Gehäuse (15) so angeflanscht sind, daß eine axiale Einstellung der Laufrollen (3) mit dem Schaltring (1) und Lager (6) zur Kupplung möglich ist.