DE3737229C2 - Reibungskupplungseinheit - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplungseinheit, be
stehend aus einer Trennkupplung zwischen der Kurbelwelle einer
Brennkraftmaschine und einem drehbar gelagerten Schwungrad sowie
einer Anfahr- und Schaltkupplung zwischen Schwungrad und einer
Getriebewelle, wobei beide Kupplungen über ein gemeinsames mecha
nisches Ausrücksystem nacheinander betätigbar sind und in einem
ersten Ausrückweg-Bereich die Anfahr- und Schaltkupplung und in
einen wegmäßig daran anschließenden zweiten Ausrückweg-Bereich
die Trennkupplung betätigbar ist.
Eine solche Reibungskupplungseinheit ist beispielsweise aus der
DE-OS 29 31 515 bekannt. Bei dieser bekannten Reibungskupplungs
einheit wird ein Ausrücksystem verwendet, welches nacheinander
beide Kupplungen betätigt. Dabei wird zum Teil eine gedrückte
Membranfederkupplung mit zusätzlichen Ausrückhebeln verwendet,
zum Teil wird die Ausrückbewegung über eine Stange in der hohlen
Getriebewelle übertragen. In allen Fällen sind relativ aufwendige
Hebelmechanismen - zumindest bei der Übertragung des Ausrückvor
ganges auf die Trennkupplung - vorgesehen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibungs
kupplungseinheit der bekannten Bauart dahingehend zu verbessern,
daß möglichst wenige und einfache Bauteile Verwendung finden kön
nen und ein sicherer Betrieb über eine große Laufzeit garantiert
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des
Hauptanspruches gelöst. - Durch Ausbildung der Anfahr- und
Schaltkupplung als gezogene Membranfederkupplung ist gewährlei
stet, daß wenige Bauteile mit geringem räumlichen Bauaufwand vor
handen sind. Gleichzeitig ist dieser Kupplungstyp besonders gegen
Verschleiß an den gegenseitigen Auflage stellen von Membranfeder
und Anpreßplatte bzw. Gehäuse unanfällig. Durch die entsprechende
Anordnung der Membranfeder - Anlage auf der der Brennkraftmaschi
ne abgewandten Seite der Anpreßplatte über einen mittleren Aufla
gekreis und Abstützung am Außenumfang am Gehäuse - sowie durch
die Anordnung eines Ausrückringes im axialen Abstand vom Auflage
kreis ist es möglich, mit einem Ausrücksystem - nämlich der Mem
branfeder - sowohl die Beeinflussung der Anfahr- und Schaltkupp
lung vorzunehmen als auch - bei entsprechend vergrößertem Aus
rückweg - die Schaltkupplung über den Ausrückring zu betätigen.
Diese erfindungsgemäße Ausbildung der Reibungskupplungseinheit
bringt eine kompakte Bauform und eine einfache Betätigung mit
sich, wobei sämtliche Betriebsabläufe dadurch leicht beherrschbar
sind, daß sie mit bereits in großer Stückzahl gefertigten Kupp
lungsteilen übereinstimmen. Die gewählte Ausführungsform ist ge
gen hohe Drehzahlen unempfindlich, da die Membranfeder ein in
sich geschlossenes Bauteil ist. Zudem sind großflächige Auflagen
in beiden Achsrichtungen vorhanden. Ein eventuell auftretender
Verschleiß im Bereich dieser Auflagen ändert nichts an den Aus
rückverhältnissen.
Gemäß der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, daß die Anpreß
platte der Trennkupplung über eine Tellerfeder in Richtung auf
die Brennkraftmaschine zu beaufschlagt wird und Zugbolzen von der
Anpreßplatte in den Ausrückring reichen und mit Einstellelementen
versehen sind. So wird ohne Umwege mit einfachen Bauelementen die
Ausrückkraft von der Membranfeder auf die Anpreßplatte der Trenn
kupplung übertragen. Die vorgesehenen Einstellelemente in Form
von Muttern sind dabei von der Getriebeseite her einfach zugäng
lich.
Zu den Teilen des Schwungrades gehört dabei ein zwischen den
Kupplungen und der Brennkraftmaschine drehbar auf der Kurbelwel
le gelagertes Magnetgehäuse, welches Teil eines Schwungstartgene
rators ist und gleichzeitig eine Reibfläche für die Kupplungs
scheibe der Trennkupplung aufweist. Über dieses Magnetgehäuse ist
es somit möglich, die umlaufenden Teile des Schwungrades zu be
schleunigen und die Brennkraftmaschine über die Trennkupplung zu
starten.
Gemäß einem weiteren Anspruch ist der Aufbau der Reibungskupp
lungseinheit in axialer Richtung festgelegt. Dieser Aufbau ermög
licht eine raumsparende Bauweise mit einer sehr geringen Anzahl
von Einzelteilen in unkomplizierter Bauweise.
Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispie
les näher erläutert:
Die Darstellung zeigt den Längsschnitt durch eine Reibungskupp lungseinheit, wobei sämtliche Teile - mit Ausnahme des Gehäuses 6 der Brennkraftmaschine und Teilen des Ausrücksystems 5 - um die gemeinsame Drehachse 33 drehbar gelagert sind. Der Antrieb er folgt über die Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine. An der Kur belwelle 3 ist ein Zapfen 30 über Befestigungsschrauben 28 befe stigt. Die Befestigungsschrauben 28 befestigen gleichzeitig die Kupplungsscheibe 8 der Trennkupplung 1. Am Außenumfang des Zap fens 30 sind im Abstand voneinander zwei Wälzlager 31 angeordnet, welche das Magnetgehäuse 14 tragen. Dessen axiale Befestigung er folgt über den Deckel 29. Am Innendurchmesser des Magnetgehäu ses 14 sind Magnete 15 angeordnet, die Spulen 16 gegenüberliegen, die wiederum am Gehäuse 6 fest angeordnet sind. Dieses System von Magneten 15 und Spulen 16 kann sowohl als Anlasser als auch als Lichtmaschine verwendet werden. Im Bereich der der Brennkraftma schine abgewandten Seite des Magnetgehäuses 14 sind Trennkupp lung 1 sowie Anfahr- und Schaltkupplung 2 angeordnet. Das Magnet gehäuse 14 weist eine Reibfläche 18 auf - zum Einspannen der Reibbeläge der Kupplungsscheibe 8. Die dazugehörende Anpreßplatte 25 ist drehfest, aber axial verlagerbar, an den Gehäuseteilen der Reibungskupplungseinheit gelagert. Zu diesen Gehäuseteilen gehört die Gegenanpreßplatte 17, ebenso das Kupplungsgehäuse 19. Zwi schen Gegenanpreßplatte 17 und Anpreßplatte 25 ist eine Tellerfe der 26 angeordnet. Die Kupplungsscheibe 7 der Anfahr- und Schalt kupplung 2 ist zwischen Gegenanpreßplatte 17 und Anpreßplatte 20 angeordnet. Die Anpreßplatte 20 ist ebenfalls drehfest, aber axial verlagerbar, im Kupplungsgehäuse 19 angeordnet. Die Kupp lungsscheibe 7 ist über eine Verzahnung drehfest auf die Getriebe welle 4 aufgesetzt. Diese reicht bis in den Zapfen 30 hinein und ist dort über das Pilotlager 32 gelagert. Die Anpreßplatte 20 der Anfahr- und Schaltkupplung 2 wird durch eine Membranfeder 9 ge steuert, welche sich mit ihren Außenumfang über einen Stütz ring 12 am Kupplungsgehäuse 19 und auf einem kleineren Durchmesser über den Auflagekreis 11 an der Anpreßplatte 20 abstützt. Weiter hin ist im Kupplungsgehäuse 19 ein Sicherungsring 13 zur Siche rung der Membranfeder 9 angeordnet. Die Federzugen 10 der Mem branfeder 9 reichen nach radial innen und werden von einem Aus rücksystem 5 hintergriffen. Zur Einleitung der Ausrückbewegung wird das Ausrücksystem 5 von einer nicht dargestellten Ausrückga bel in Richtung des Pfeiles F von der Reibungskupplungseinheit wegbewegt. Radial außerhalb der Anpreßplatte 20 sind im Kupplungs gehäuse 19 mehrere am Umfang verteilte Zugbolzen 22 vorgesehen, die einerseits bis in die Anpreßplatte 25 der Trennkupplung 1 hineinreichen und andererseits - vom Magnetgehäuse 14 wegweisend - das Kupplungsgehäuse 19 durchdringen und im axialen Abstand von diesem durch einen Ausrückring 21 geführt und außerhalb mit je weils einer Einstellmutter 23 versehen sind. Der Ausrückring 21 wird durch eine entsprechende Anzahl Federn 24 in Anlage an den Einstellmuttern 23 gehalten. Der Ausrückring 21 reicht soweit nach radial innen, daß er mit einem Vorsprung 34 etwa im Bereich des Auflagekreises 11 einen Abstand der Größe X gegenüber der Membranfeder 9 aufweist. Umfangsmäßig sind zwischen den Zugbol zen 22 Befestigungsschrauben 27 vorgesehen, welche das Kupplungs gehäuse 19 und die Gegenanpreßplatte 17 mit dem Magnetgehäuse 14 verbinden.
Die Darstellung zeigt den Längsschnitt durch eine Reibungskupp lungseinheit, wobei sämtliche Teile - mit Ausnahme des Gehäuses 6 der Brennkraftmaschine und Teilen des Ausrücksystems 5 - um die gemeinsame Drehachse 33 drehbar gelagert sind. Der Antrieb er folgt über die Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine. An der Kur belwelle 3 ist ein Zapfen 30 über Befestigungsschrauben 28 befe stigt. Die Befestigungsschrauben 28 befestigen gleichzeitig die Kupplungsscheibe 8 der Trennkupplung 1. Am Außenumfang des Zap fens 30 sind im Abstand voneinander zwei Wälzlager 31 angeordnet, welche das Magnetgehäuse 14 tragen. Dessen axiale Befestigung er folgt über den Deckel 29. Am Innendurchmesser des Magnetgehäu ses 14 sind Magnete 15 angeordnet, die Spulen 16 gegenüberliegen, die wiederum am Gehäuse 6 fest angeordnet sind. Dieses System von Magneten 15 und Spulen 16 kann sowohl als Anlasser als auch als Lichtmaschine verwendet werden. Im Bereich der der Brennkraftma schine abgewandten Seite des Magnetgehäuses 14 sind Trennkupp lung 1 sowie Anfahr- und Schaltkupplung 2 angeordnet. Das Magnet gehäuse 14 weist eine Reibfläche 18 auf - zum Einspannen der Reibbeläge der Kupplungsscheibe 8. Die dazugehörende Anpreßplatte 25 ist drehfest, aber axial verlagerbar, an den Gehäuseteilen der Reibungskupplungseinheit gelagert. Zu diesen Gehäuseteilen gehört die Gegenanpreßplatte 17, ebenso das Kupplungsgehäuse 19. Zwi schen Gegenanpreßplatte 17 und Anpreßplatte 25 ist eine Tellerfe der 26 angeordnet. Die Kupplungsscheibe 7 der Anfahr- und Schalt kupplung 2 ist zwischen Gegenanpreßplatte 17 und Anpreßplatte 20 angeordnet. Die Anpreßplatte 20 ist ebenfalls drehfest, aber axial verlagerbar, im Kupplungsgehäuse 19 angeordnet. Die Kupp lungsscheibe 7 ist über eine Verzahnung drehfest auf die Getriebe welle 4 aufgesetzt. Diese reicht bis in den Zapfen 30 hinein und ist dort über das Pilotlager 32 gelagert. Die Anpreßplatte 20 der Anfahr- und Schaltkupplung 2 wird durch eine Membranfeder 9 ge steuert, welche sich mit ihren Außenumfang über einen Stütz ring 12 am Kupplungsgehäuse 19 und auf einem kleineren Durchmesser über den Auflagekreis 11 an der Anpreßplatte 20 abstützt. Weiter hin ist im Kupplungsgehäuse 19 ein Sicherungsring 13 zur Siche rung der Membranfeder 9 angeordnet. Die Federzugen 10 der Mem branfeder 9 reichen nach radial innen und werden von einem Aus rücksystem 5 hintergriffen. Zur Einleitung der Ausrückbewegung wird das Ausrücksystem 5 von einer nicht dargestellten Ausrückga bel in Richtung des Pfeiles F von der Reibungskupplungseinheit wegbewegt. Radial außerhalb der Anpreßplatte 20 sind im Kupplungs gehäuse 19 mehrere am Umfang verteilte Zugbolzen 22 vorgesehen, die einerseits bis in die Anpreßplatte 25 der Trennkupplung 1 hineinreichen und andererseits - vom Magnetgehäuse 14 wegweisend - das Kupplungsgehäuse 19 durchdringen und im axialen Abstand von diesem durch einen Ausrückring 21 geführt und außerhalb mit je weils einer Einstellmutter 23 versehen sind. Der Ausrückring 21 wird durch eine entsprechende Anzahl Federn 24 in Anlage an den Einstellmuttern 23 gehalten. Der Ausrückring 21 reicht soweit nach radial innen, daß er mit einem Vorsprung 34 etwa im Bereich des Auflagekreises 11 einen Abstand der Größe X gegenüber der Membranfeder 9 aufweist. Umfangsmäßig sind zwischen den Zugbol zen 22 Befestigungsschrauben 27 vorgesehen, welche das Kupplungs gehäuse 19 und die Gegenanpreßplatte 17 mit dem Magnetgehäuse 14 verbinden.
Die Funktion der Reibungskupplungseinheit ist nun folgende:
Zum Anlassen der Brennkraftmaschine wird kein Anlasser benötigt, da die Magnete 15 und die Spulen 16 als Startgenerator fungieren. Beide Kupplungen 1 und 2 sind ausgerückt, indem das Ausrücksystem in Richtung des Pfeiles F verlagert wird, wobei zuerst die An preßplatte 20 der Anfahr- und Schaltkupplung 2 und nach Zurückle gen des Weges X über den Ausrückring und die Zugbolzen die An preßplatte 25 der Trennkupplung 1 gelüftet wird. In diesem Zu stand können sämtliche frei drehende Massen, die durch die Wälz lager 31 gelagert sind, über den Startgenerator 15, 16 in Drehung versetzt werden, wobei durch anschließendes Einkuppeln der Trennkupplung 1 die Kurbelwelle 3 mitgenommen und die Brennkraft maschine gestartet wird. Zu den diese drehende Masse darstellen den Bauteilen gehören folgende: Magnetgehäuse 14, Magnete 15, Gegenanpreßplatte 17, Kupplungsgehäuse 19, Anpreßplatte 25, An preßplatte 20, Tellerfeder 26, Membranfeder 9, Ausrückring 21, Zugbolzen 22 und die umlaufenden Teile des Ausrücksystems 5. Die se insgesamt sehr große Masse ist - einmal in Schwung gebracht - in der Lage, die Brennkraftmaschine zu starten. Nach dem Start vorgang können die Teile 15 und 16 als Generator geschaltet wer den. Das Betätigen der Anfahr- und Schaltkupplung 2 über das Aus rücksystem 5 erfolgt in gewohnter Weise, wobei die Betätigung der Trennkupplung 1 lediglich in einem Ausrückbereich stattfindet, der wegmäßig an den Ausrückbereich der Anfahr- und Schaltkupp lung 2 anschließt.
Zum Anlassen der Brennkraftmaschine wird kein Anlasser benötigt, da die Magnete 15 und die Spulen 16 als Startgenerator fungieren. Beide Kupplungen 1 und 2 sind ausgerückt, indem das Ausrücksystem in Richtung des Pfeiles F verlagert wird, wobei zuerst die An preßplatte 20 der Anfahr- und Schaltkupplung 2 und nach Zurückle gen des Weges X über den Ausrückring und die Zugbolzen die An preßplatte 25 der Trennkupplung 1 gelüftet wird. In diesem Zu stand können sämtliche frei drehende Massen, die durch die Wälz lager 31 gelagert sind, über den Startgenerator 15, 16 in Drehung versetzt werden, wobei durch anschließendes Einkuppeln der Trennkupplung 1 die Kurbelwelle 3 mitgenommen und die Brennkraft maschine gestartet wird. Zu den diese drehende Masse darstellen den Bauteilen gehören folgende: Magnetgehäuse 14, Magnete 15, Gegenanpreßplatte 17, Kupplungsgehäuse 19, Anpreßplatte 25, An preßplatte 20, Tellerfeder 26, Membranfeder 9, Ausrückring 21, Zugbolzen 22 und die umlaufenden Teile des Ausrücksystems 5. Die se insgesamt sehr große Masse ist - einmal in Schwung gebracht - in der Lage, die Brennkraftmaschine zu starten. Nach dem Start vorgang können die Teile 15 und 16 als Generator geschaltet wer den. Das Betätigen der Anfahr- und Schaltkupplung 2 über das Aus rücksystem 5 erfolgt in gewohnter Weise, wobei die Betätigung der Trennkupplung 1 lediglich in einem Ausrückbereich stattfindet, der wegmäßig an den Ausrückbereich der Anfahr- und Schaltkupp lung 2 anschließt.
Die Anordnung der Reibungskupplungseinheit weist einen insgesamt
einfachen Aufbau auf, wobei wesentliche Teile von herkömmlicher
Bauart sind und so bezüglich ihres Betriebsverhaltens und ihres
Verschleißverhaltens unproblematisch sind. Dies bezieht sich ins
besondere auf die Anfahr- und Schaltkupplung 2, die in Form einer
gezogenen Kupplung ausgeführt ist. Diese Kupplungsbauart zeichnet
sich dadurch aus, daß auch bei geringfügigem Verschleiß im Be
reich des Auflagekreises 11 zwischen Anpreßplatte 20 und Membran
feder 9 kein Spiel im Ausrücksystem entsteht und das Kupplungs
verhalten auch über eine große Laufzeit prinzipiell erhalten
bleibt. Desweiteren sind Kupplungen dieser Bauart sehr drehzahl
fest und kommen mit wenigen Einzelteilen aus. Die Anordnung des
Ausrückringes 21 auf der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite
des Kupplungssystems ermöglicht eine sehr leichte Einstellung des
Weges X durch die Einstellmuttern 23.
Claims (4)
1. Reibungskupplungseinheit, bestehend aus einer Trennkupplung
zwischen der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einem
drehbar gelagerten Schwungrad sowie einer Anfahr- und Schalt
kupplung zwischen Schwungrad und einer Getriebewelle, wobei
beide Kupplungen über ein gemeinsames mechanisches Ausrück
system nacheinander betätigbar sind und in einem ersten Aus
rückwegbereich die Anfahr- und Schaltkupplung und in einem
wegmäßig daran anschließenden zweiten Ausrückwegbereich die
Trennkupplung betätigbar ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß
- a) die Anfahr- und Schaltkupplung (2) als Membranfederkupplung in gezogener Bauweise mit einer von der Brennkraftmaschine weggerichteten Ausrückbewegung (F) ausgeführt,
- b) die Membranfeder (9) der Anfahr- und Schaltkupplung (2) auf der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite der zugehöri gen Anpreßplatte (20) angeordnet ist und sich mit dem Au ßenumfang an einen gehäusefesten Bauteil (19) und über ei nen kleineren Durchmesser über einen Auflagekreis (11) an der Anpreßplatte (20) abstützt und
- c) beim Lüftvorgang die Membranfeder (9) auf der der Anpreß platte (20) abgewandten Seite etwa im Bereich des Auflage kreises (11) nach Zurücklegen des Leerweges (X) an einem Ausrückring (21) zur Anlage kommt, der über eine die Anpreßplatte (20) außen umgreifende Einrichtung (22) auf die Trennkupplung (1) zum Lüf ten einwirkt.
2. Reibungskupplungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Trennkupplung (1) eine Anpreßplatte (25) aufweist,
die von einer Tellerfeder (26) in Richtung auf die Brennkraft
maschine zu belastet ist und Zugbolzen (22) von der Anpreß
platte (25) der Trennkupplung in den Ausrückring (21) reichen und mit Einstell
elementen (23) versehen sind.
3. Reibungskupplungseinheit nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schwungrad zwischen den Kupplungen
(1, 2) und der Brennkraftmaschine u. a. aus einem an der Kur
belwelle (3) der Brennkraftmaschine drehbar gelagerten Magnet
gehäuse (14) besteht, welches einerseits als Teil eines
Schwungstartgenerators (15, 16) ausgebildet ist und anderer
seits auf der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite eine
Reibflache (18) für die Kupplungsscheibe (8) der Trennkupplung
(1) aufweist.
4. Reibungskupplungseinheit nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Reibfläche (18) - von
der Brennkraftmaschine wegweisend - folgende Bauteile angeord
net sind: Kupplungsscheibe (8) und Anpreßplatte (25) der Trenn
kupplung (1), Tellerfeder (26), Gegenanpreßplatte (17) der An
fahr- und Schaltkupplung (2), Kupplungsscheibe (7) und Anpreß
platte (20) der Anfahr- und Schaltkupplung (2), Membranfeder
(9) und Ausrückring (21).
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