DE3622531A1 - Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Reibungskupplungen, derart, die Teller­ federn für den Kupplungseingriff verwenden. Sie betrifft insbesondere Kupplungen mit Tellerfedern höherer Federkräfte bei geringeren Kupplungs­ größen.

Die bisherigen Kupplungen, die Tellerfedern oder andere Plattenfedern verwenden, sind relativ komplex aufgebaut, insbesondere hinsichtlich der Art und Weise in der der äußere Abschnitt der Tellerfeder mit dem Kupplungsdeckel zusammenhängt oder zusammenwirkt. Beispielsweise wird typischerweise eine Tellerfeder oder Plattenfeder verwendet, die ange­ lenkt ist, entweder an lockeren Nieten oder Drahtringen, die ihrerseits von einem Kupplungsdeckel gehalten sind. Eine Vielzahl solcher Verbindungs­ elemente, die dazu dienen, den Außenrand der Tellerfeder relativ zum Kupplungsdeckel vor- und zurückverschieben zu können, sind in Umfangs­ richtung in Abständen um den Deckel angeordnet, um ein Verbindungs­ system zwischen dem Deckel und der Tellerfeder zu schaffen. Solche Kupplungskonstruktionen sind nicht besonders leistungsfähig, insbesondere weil für gegebene Dicken von Tellerfedern die Durchmesser der Kupplungen sehr groß werden.

Es ist daher erwünscht, kleinere Kupplungen dieser Art zu schaffen, die mindestens ebenso leistungsfähig und wirksam sind, wie die bisherigen.

Nach der Erfindung ist hierzu bei einer Kupplung mit Reibscheiben eine Tellerfeder vorgesehen, die bezüglich des Kupplungs-Schwungrades fest eingebaut ist und nur Biegungen relativ zu diesem ausgesetzt ist.

Vorzugsweise hat die Kupplung einen axialen Montageabschnitt mit einem ringförmigen Rand zur direkten Befestigung an dem Schwungrad.

Die Tellerfeder bildet einen radial verlaufenden Abschnitt dieses Aufbaus und sie ist integral mit dem axial verlaufenden Montageabschnitt verbunden. Man erhält dadurch eine Modifizierung der charakteristischen Kraft/Biegungs­ kurve einer üblichen Tellerfeder. Für einen gegebenen Durchmesser kann eine größere Kraft je Einheit der Durchbiegung gegen eine Druckplatte ausge­ übt werden, als wenn der Außenrand der Tellerfeder frei bleibt, wie bei konventionellen Kupplungen mit Tellerfedern. Als Folge hiervon kann der Gesamtdurchmesser der Kupplung und/oder die Dicke der Ab­ deckung für die Tellerfeder reduziert werden, bei im wesentlichen gleicher Belastungs-Kapazität. Die Kupplung hat ferner weniger Einzelteile und ist daher auch billiger in der Herstellung.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 im Schnitt eine Kupplung mit Zugbeaufschlagung zeigt, die eine bevorzugte Ausführungsform einer freitragenden Teller­ feder oder Plattenfeder hat.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht die Tellerfeder oder Plattenfeder nach Fig. 1 längs der Linie 2-2.

Fig. 3 zeigt in einem Teilschnitt eine Kupplung mit drückender Beauf­ schlagung mit einer anderen Ausführungsform einer freitragenden Tellerfeder.

Fig. 4 zeigt in Draufsicht einen Teil der Feder und der Druckplatte der Kupplung nach Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Reibungskupplung 10 im Schnitt. Die Kupplung 10 hat eine Federkonstruktion 12, die fest an einem Schwungrad 14 befestigt ist und sich mit dem Schwungrad um eine Wellenachse a-a dreht. Die Federanordnung 12 ist an dem Schwungrad 14 durch mehrere Schrauben 16 befestigt, die in Umfangsrichtung an einem äußeren ringförmigen Rand 17 eines Halteabschnittes 18 der Anordnung 12 angebracht sind. Die Federanordnung 12 besteht vorzugsweise aus einem Federstahl und sie hat den axial verlaufenden Halteabschnitt 18 und einen radial verlaufenden Federabschnitt 20, der eine Tellerfeder oder Platten­ feder bildet, und der integral mit dem Halteabschnitt 18 über einen Ver­ bindungsbogen 19 verbunden ist. Die beiden Abschnitte 18 und 20 liegen im wesentlichen rechtwinklig zueinander in der Eingriffsposition der Anordnung 12, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

In der bevorzugten Ausführungsform besitzt der radiale Federabschnitt 20 beispielsweise einen axial versetzten inneren Umfangsrand 22. Der Rand 22 ist an einer Lagerhülse 24 mittels eines Flansches 26 und einer kegel­ förmigen Scheibe 28 befestigt. Mittels zwei Schnappringen 30 sind der Flansch 26 und die Scheibe 28 axial auf der Hülse 24 fixiert.

Eine manuell betätigte Lageranordnung 32 für den Eingriff und das Aus­ rücken der Kupplung ist axial bewegbar. Die Lageranordnung 32 ist fest mit der Hüle 24 verbunden, die, wie erwähnt, mit dem inneren Umfangsrand 22 in Eingriff steht. Die Kupplung 10 nach Fig. 1 wird betätigt, indem die Lageranordnung 32 den inneren Rand 22 von einer Druckplatte 34 wegzieht, um die Kupplung auszurücken, weshalb die Kupplung 10 als ziehender Typ bezeichnet werden kann. Der Tellerfederabschnitt 20 ist so durchgefedert, daß er die Kupplung 10 normalerweise in Eingriffsposition hält und die Anordnung 32 wird damit dazu benutzt, der Federkraft der Tellerfeder entgegenzuwirken bzw. diese zu überwinden, um die Kupplung auszurücken.

Die hintere Oberfläche 37 der Druckplatte 34 hat einen Vorsprung 36, der vorzugsweise in Form eines integralen ringförmigen Randes ausgebildet ist, der symmetrisch um die Platte 34 verläuft. In Fig. 2 ist ein Abschnitt Z des Federabschnittes 20 ausgeschnitten, so daß ein flexibles Band 70 er­ kennbar ist, durch welches die Druckplatte 34 und der Federabschnitt 20 mittels Halteelementen 72 und 74 miteinander gekoppelt sind.

Wenn die Betätigungskraft auf die Ausrückanordnung 32 weggenommen wird, so halten die Federkräfte die Kupplung in Eingriffsposition, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Auf den ringförmigen Vorsprung 36 wird eine normale Kraft durch den radialen Federabschnitt 20 ausgeübt und der Kupplungs­ eingriff wird bewirkt durch Druckbeaufschlagung mittels des Federabschnittes 20 einer angetriebenen Scheibe 38 zwischen dem Schwungrad 14 und der Druck­ platte 34.

Beim Ausrücken der Kupplung wird durch eine Bewegung nach rechts der Lager­ anordnung 32 der innere Umfangsrand 22 des Federabschnittes 20 nach rechts verschoben, wodurch der radiale Federabschnitt 20 aus der in Fig. 1 ge­ zeigten Eingriffsposition heraus verschoben wird. Hierdurch werden die Spannkräfte, welche die Scheibe 38 gegen das Schwungrad 14 drücken, ge­ löst. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal der Erfindung gegenüber Plattenkupplungen bisheriger Art liegt darin, daß der äußere Randab­ schnitt 50 der Tellerfeder 20 bezüglich des Schwungrades 14 fest fixiert ist. In der bevorzugten Ausführungsform bildet der Federabschnitt 20 einen integralen, vom Halteabschnitt 18 aus freitragend vorstehenden Abschnitt, womit der wirksame äußere Teil 50 der Tellerfeder 20 bezüglich des Schwungrades im wesentlichen festliegt, so daß er bezüglich diesem nur eine Biege-Verformung ausführen kann. Bisher für Kupplungen ver­ wendete Tellerfedern oder Plattenfedern haben keinen voll eingespannten Außenrand und sind daher verschiebenden und gleitenden Verformungs­ komponenten relativ zum Deckel bzw. zum Schwungrad ausgesetzt, immer wenn die Feder zwischen Einrücken und Ausrücken der Kupplung durchge­ bogen bzw. verformt wird. Die feste Halterung des Außenrandes der er­ findungsgemäßen Federanordnung kann verglichen werden mit der Belastung eines freitragenden Trägers, da durch die Bewegung der Ausrück-Lageran­ ordnung 32 im wesentlichen nur eine Biegeverformung der Tellerfeder oder Plattenfeder bewirkt wird. Die Linksbewegung und die Rechtsbewegung der Ausrückeinrichtung 32 verursacht damit kein Gleiten oder Verschieben der Tellerfeder, so daß praktisch keine Verformung der Feder auftritt, außer der Biegeverformung. Diese Biegeverformung entspricht annähernd derjenigen eines Trägers, der an einem Ende fest eingespannt ist und am anderen, freien Ende belastet wird.

Ein Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, daß ein größeres Verhältnis von Belastung zu Verformung erreichbar ist, als bisher, wodurch Kupplungen mit kleineren Durchmessern ermöglicht werden. Die Wirksamkeit und die Leistungsfähigkeit dieser Kupplungen ist jedoch nicht geringer als bei konventionellen Kupplungen mit Tellerfedern.

Der radial sich erstreckende Federabschnitt 20 der Federanordnung 12 hat eine Mehrzahl von Feder-Fingern 40, die sich radial einwärts erstrecken. Die Finger 40 haben innere Enden 42 (Fig. 1), welche den obengenannten inneren Umfangsrand 22 bilden. Eine Mehrzahl von symmetrisch in Abständen angeordneten Entlastungsöffnungen 44 (Fig. 2) sind zwischen den Fingern 40 abwechselnd angeordnet und diese Öffnungen 44 bilden die Enden einer gleichen Anzahl von symmetrischen Spalten 46, durch welche die einzelnen Finger 40 voneinander getrennt sind.

Der Federabschnitt 20 der Federanordnung 12 bildet somit eine modifizierte Tellerfeder oder Plattenfeder, insofern als der äußere Randbereich 50 gehalten ist und damit keine translatorischen Gleit- oder Schiebever­ formungen ausführen kann, die bei konventionellen Tellerfedern oder Plattenfedern auftreten.

Die Kupplung 10 ist, wie oben erläutert, eine solche mit Zugbeaufschlagung, wobei der innere Rand 22 der Feder 20 effektiv von der Druckplatte 34 weggezogen wird, um die Kupplung auszurücken. Die Erfindung eignet sich aber auch für Kupplungen mit Druckbeaufschlagung, bei welchen der innere Rand der Feder auf die Druckplatte zu gedrückt wird, um die Kupplung aus­ zurücken. In den Fig. 3 und 4 ist schematisch eine solche Modifikation der Kupplung 10 dargestellt.

Bei der Kupplung 10′ nach den Fig. 3 und 4 ist eine Tellerfeder 20′ vorge­ sehen, mit einer Mehrzahl von Druckplatten-Kontaktnasen 60, die in Umfangs­ richtung in Abständen angeordnet sind und sich von dem Halteabschnitt 18′ radial nach außen erstrecken. In der dargestellten bevorzugten Ausführungs­ form genügen drei oder vier solcher Nasen für einen einwandfreien Betrieb. Die Nasen 60 liegen alle in derselben Ebene wie der Federabschnitt 20′ und bewegen sich damit mit diesem, wenn die Feder durch Betätigung einer nicht-gezeigten Ausrückeinrichtung verformt wird, die in Eingriff mit dem Rand 22′ steht.

Die Druckplatte 34′ hat eine gleiche Anzahl von Kontakt-Vorsprüngen 56, die radial durch Schlitze 58 im Halteabschnitt 18′ durchragen. Jede Nase 60 hat einen axial verlaufenden Abschnitt 62 zum Eingriff mit den Vorsprüngen 56. In der bevorzugten Ausführungsform bilden die Ab­ schnitte 62 Messerschneiden-Kontakte 64, die einen optimalen Eingriff und optimale Loslösung mit bzw. von den Vorsprüngen 56 der Druckplatte ermöglichen.

Obwohl die Kupplungen 10 und 10′ Tellerfedern oder Plattenfedern haben, die durchgefedert sind, um die entsprechenden Kupplungen in normaler­ weise eingekuppelten Positionen zu halten, ist der Federabschnitt 20 der Kupplung 10 so durchgefedert, daß sein Rand 22 normalerweise auf die Druckplatte 34 zu belastet ist, während der Federabschnitt 20′ der Kupplung 10′ so durchgefedert ist, daß sein Rand 22′ normalerweise von der Druckplatte 34′ weg beaufschlagt oder belastet ist. Im übrigen ist die Kupplung 10′ analog aufgebaut wie die Kupplung 10 nach den Fig. 1 und 2, insbesondere im Hinblick auf die Arbeitsweise der Federn.

Claims (14)

1. Reibungskupplung mit einem Schwungrad und einer Druckplatte, einer Plattenfeder zur Beaufschlagung der Druckplatte, wobei die Plattenfeder innere und äußere Umfangsabschnitte hat, und der innere Abschnitt in Eingriff mit einer axial beweglichen Betätigungseinrichtung steht zum Einrücken und Ausrücken der Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Abschnitt der Plattenfeder fest bezüglich des Schwungrades gehalten ist, und daß er bei einer Bewegung der Betätigungseinrichtung im wesentlichen nur Biegeverformungen ausgesetzt ist.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung der Tellerfeder bezüglich des Schwungrades im wesentlichen derjenigen eines Trägers entspricht, der an einem Ende eingespannt und an seinem gegenüberliegenden freien Ende belastet ist.

3. Reibungskupplung mit einem Schwungrad, einer Druckplatte, einer angetriebenen Scheibe zwischen dem Schwungrad und der Druckplatte für selektiven Reibungseingriff, einer radial sich erstreckenden Tellerfeder mit einem äußeren und einem inneren Umfangsabschnitt, einer Betätigungseinrichtung, die in ständigem Eingriff mit dem inneren Umfangsabschnitt steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einen Halteabschnitt hat, der integral mit der Tellerfeder an diesem äußeren Um­ fangsabschnitt verbunden ist, daß der Halteabschnitt fest an dem Schwungrad angebracht ist und einen axial verlaufenden Ab­ schnitt hat, der mit dem äußeren Umfangsabschnitt verbunden ist, so daß die Tellerfeder von dem Halteabschnitt freitragend vor­ steht und nur Biegeverformungen beim Einrücken und Ausrücken der Kupplung infolge der axialen Bewegung der Betätigungsein­ richtung unterworfen ist.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte einen von ihrer hinteren Fläche axial vorstehenden Wulst aufweist, der ein Auflager bildet zum Eingriff mit der Tellerfeder.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federcharakteristik des Federabschnittes im wesentlichen der einer Tellerfeder entspricht.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager aus einem ringförmigen Ring besteht, der symmetrisch um die hintere Fläche der Druckplatte angeordnet ist.

7. Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Mehrzahl von radial einwärts gerichteten flexiblen Fingern aufweist, deren Enden in Eingriff mit der Betätigungseinrichtung stehen.

8. Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteabschnitt und der radial einwärts gerichtete Federabschnitt der Plattenfeder im wesentlichen recht­ winklig zueinander in der eingekuppelten Kupplungsstellung liegen.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger des radial einwärts sich erstreckenden Federab­ schnittes Enden aufweisen, die axial gegenüber den Hauptabschnitten der Finger versetzt sind.

10. Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch wenigstens ein flexibles Antriebsband, ferner da­ durch, daß die Feder und die Druckplatte durch dieses Band mit­ einander verbunden sind.

11. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Schlitzen im Halteabschnitt aufweist, ferner eine Mehrzahl von Kontaktvor­ sprüngen, die sich radial durch die Schlitze erstrecken, sowie eine Mehrzahl von Kontaktnasen, die sich radial auswärts von der Feder erstrecken, um wahlweise die Vorsprünge bei einer axialen Bewegung der Betätigungseinrichtung einzurücken und auszurücken.

12. Reibungskupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktnasen der Druckplatte axial verlaufende Abschnitte aufweisen für den direkten Kontakt mit den Vorsprüngen der Druckplatte.

13. Reibungskupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die axial sich erstreckenden Abschnitte der Nasen messerschneiden­ förmige Kontaktenden haben.

14. Reibungskupplung mit einem Schwungrad, einer Druckplatte, einer angetriebenen Scheibe zwischen Schwungrad und Druckplatte, einer axial verschiebbaren Betätigungseinrichtung für den selektiven Reibungseingriff der getriebenen Scheibe mit dem Schwungrad, gekennzeichnet durch eine Plattenfeder (Tellerfeder) mit einem äußeren Umfangsabschnitt der an dem Schwungrad befestigt ist, einem inneren Umfangsabschnitt, der in ständigem Eingriff mit der Betätigungseinrichtung steht, einem axial sich erstreckenden Halte­ abschnitt, der mit der Feder integral verbunden ist und der Mittel zur Befestigung an dem Schwungrad hat, daß ferner der radial ver­ laufende Federabschnitt eine freitragende Plattenfeder bzw. Tellerfeder bildet, um das Einrücken und das Ausrücken der Kupplung zu bewirken, und daß der äußere Umfangsabschnitt der Feder be­ züglich des Schwungrades fest gehalten und nur Biegeverformungen bezüglich des Schwungrades bei der axialen Bewegung der Betätigungs­ einrichtung unterworfen ist.