DE3940218A1 - Ausrueck-kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausrück-Kupplung, insbesondere eine solche Kupplung, die eine Tellerfeder enthält, die zwischen einem Deckel und einer Mehrzahl von Hebeln eingespannt ist, um die Hebel in Eingriff mit einer Druckplatte vorzubelasten. Insbesondere be­ trifft die Erfindung Einrichtungen zum Verbessern der Betätigbar­ keit der Kupplung während ihres Betriebslebens, einschließlich der Bereitstellung einer relativ konstanten Belastung der Druckplatte während der Lebensdauer der Kupplung.

Die Kupplungstechnik ist ein sich ständig ändernder dynamischer Be­ reich. Auf dem Gebiet der Reibungskupplungen sind zahlreiche Ver­ besserungen gemacht worden, um die Kupplungen kleiner auszuführen, gleichzeitig jedoch den Verschleiß zu verringern und den Zusammen­ hang von Druckplatte und Kupplungshebel zu verbessern.

Hierbei wurden Anstrengungen unternommen, den Hebelweg zur Bewirkung einer vorgegebenen Druckplattenbewegung zu verringern. Dies gilt ins­ besondere hinsichtlich des Verschleißes des Belages der Kupplungs­ scheiben, der während der gesamten Lebensdauer der Kupplung auftritt. Jede Verbesserung, die wirksam den Hebelweg für eine gegebene Größe der Druckplattenbewegung verringert, ermöglicht die Verwendung einer dickeren Scheibe für ein potentiell längeres Leben der Kupplungsschei­ benbeläge.

Die hier beschriebene Erfindung ermöglicht eine kleiner gepackte Kupp­ lung und bietet gleichzeitig bessere Eigenschaften hinsichtlich der Abnutzung zusammen mit einer Verbesserung des Grenzbereiches von Druck­ platte und Betätigungshebel. Vorzugsweise umfaßt die Kupplung ein abge­ winkeltes Ausrücksystem, das einen neuartigen Hebel/Druckplatten- Kontakt bietet, der sich eignet sowohl für Reibscheibenkupplungen vom Zug-Typ als auch vom Druck-Typ. Die Kombination eines abgewin­ kelten Druckplatten-Hebelkontaktsystems und einer umgekehrten Tel­ lerfeder ermöglicht sehr leistungsfähige Kupplungen insbesondere hinsichtlich niedrigen Belastungen der Druckplatte und der erfor­ derlichen Ausrückkräfte, wobei gleichzeitig eine relativ konstante Belastung der Druckplatte während der Lebensdauer der Kupplung ermöglicht wird. Als Folge hiervon hat die Kupplung ein verbessertes Federungsverhalten beim Eingriff und der Weg der Kupplungshebel wird verringert. Dies ermöglicht die Verwendung eines dickeren Kupplungs- Reibungsbelages was zu einer längeren nutzbaren Lebensdauer der Kupplung führt.

Vorzugsweise wird das abgewinkelte Ausrück-Kupplungssystem in einer Reibungskupplung verwendet, die eine ringförmige Tellerfeder aufweist mit einem inneren ringförmigen Randabschnitt, der in Eingriff mit einer Mehrzahl von Hebeln steht sowie einem äußeren ringförmigen Randabschnitt, der in Eingriff mit einem Kupplungsdeckel bringbar ist, wodurch ein umgekehrtes Tellerfedersystem gebildet wird. Die Druck­ platte dieser bevorzugten Ausführungsform umfaßt einen ringförmig geneigten Oberflächenabschnitt zur Verbesserung der Hebelwirksamkeit und sie bildet ein System, das sich zur Verwendung für Kupplungen vom Zug-Typ wie auch vom Druck-Typ eignet.

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

Fig. 1 im Querschnitt eine bevorzugte Ausführungsform des abgewinkelten Ringkupplungssystems der Erfindung zeigt anhand einer Kupplung vom Zug-Typ.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer Kupplung vom Zug-Typ.

Fig. 3 zeigt das abgewinkelte Ausrücksystem der Ausführungs­ form nach Fig. 2, wobei der Grenzbereich zwischen der Tellerfeder und dem Kupplungshebel dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt eine Reibscheibenkupplung vom Zug-Typ. Die Kupplung 10 hat eine Druckplatte 12, die an einem Deckel 14 so befestigt ist, daß eine begrenzte axiale Bewegung bezüglich diesem ermöglicht wird, je­ doch keine relative Drehung zwischen der Platte und dem Deckel mög­ lich ist. Eine Mehrzahl von radial angeordneten Kupplungs-Ausrück­ hebeln 16 ist in Umfangsrichtung in Abständen um die Druckplatte 12 angeordnet, um eine Kupplungsbetätigung zu bewirken durch axiale Verschiebung der Druckplatte 12 nach links relativ zum Deckel 14. Diese axiale Bewegung der Druckplatte 12 nach links bewirkt es, daß durch die Druckplatte eine nicht gezeigte Reibscheibe in Eingriff gegen ein nicht gezeigtes Schwungrad gedrückt wird, um selektiv ein Motor-Schwungrad mit einer nicht gezeigten Eingangswelle zu kuppeln.

Zwischen den Hebeln 16 und dem Deckel 14 ist eine ringförmige Teller­ feder 18 eingebaut, welche die Kupplung in normalerweise eingerückter Position hält, wie an sich bekannt. Zu diesem Zweck steht ein in Um­ fangsrichtung verlaufender äußerer ringförmiger Rand-Abschnitt 20 der Tellerfeder 18 in Eingriff mit einem System von Vorsprüngen oder Zähnen 22, die längs des Umfanges des Deckels 14 ausgebildet oder positioniert sind. Ein innerer ringförmiger Randbereich 24 der Teller­ feder 18 steht in kontinuierlichem Eingriff mit einem Kollektorring 26, der an einem Kollektorring-Kontaktabschnitt 46 der Hebel 16 an­ liegt.

Die inneren Enden 28 der Hebel 16 sind schwenkbar in einer ringförmigen Ausrückhebel-Kupplung 30 abgestützt, die an einem Ende einer Ausrück­ hülse 32 angebracht ist. Die Hülse 32 umfaßt eine Ausrückmuffe 34, die bei einem Kupplungssystem vom Zug-Typ, wie dargestellt, vom Kupplungs­ deckel 14 weggezogen werden muß, um die Kupplungshebel 16 auszurücken und dadurch die Druckplatte von der Reibscheibe zu lösen.

Bei der Kupplung 10 nach Fig. 1 ist ein äußerer Endabschnitt 36 jedes Hebels 16 schwenkbar in einem U-förmigen Kanal 38 abgestützt, der am Deckel 14 befestigt ist. Damit sind die äußeren Abschnitte 36 der Hebel axial fixiert, während die inneren Enden 28 der Hebel 16 sich axial über die größte Hebelbewegungsdistanz bewegen können. Zwischen den Kontakt­ bereichen 46 des Kollektorringes und den äußeren Endabschnitten 36 jedes Hebels 16 ist ein gekrümmter oder bogenförmiger Vorsprung 40 an jedem Hebel ausgebildet, der in Kontakt mit einer geneigten oder schrägen Oberfläche 42 an der rückwärtigen Seite 44 der Druckplatte 12 steht. Der Winkel des geneigten Oberflächenabschnittes 42 ist so gewählt, daß ein Multiplikator-Effekt hinsichtlich der Größe des Hebelweges er­ reicht wird, der normalerweise zwischen dem Hebel 16 und der Druckplat­ te 12 erzielbar ist. Beispielsweise wurde festgestellt, daß ein Winkel von 15° des Abschnittes 42 an der Druckplatte, wie er vorgezogen wird, eine Steigerung der Bewegung der Platte um 64% je gegebenem Winkel der Hebelbewegung ermöglicht. Der geneigte Oberflächenabschnitt 42 der Druckplatte 12 verläuft im Winkel nach außen in Richtung auf die Aus­ rückmuffe 34 zu als Funktion des Abstandes eines Punktes auf dem Ober­ flächenabschnitt 42 von einer zentralen Achse a-a der Kupplungsanordnung 10.

Eine Bewegung der Ausrückmuffe 34 nach rechts, das heißt weg von dem Kupplungsdeckel 14 bewirkt, daß der Hebel Kupplungsteil 30 sich zusammen mit der Hülse 32 nach rechts bewegt, mit welcher die Ausrückung für 34 und der Kupplungsteil 30 fest verbunden sind.

Diese Wirkung führt dazu, daß die inneren Enden 28 der Hebel 16 nach rechts geschwenkt werden, wodurch die bogenförmigen Vorsprünge 40 von dem geneigten Oberflächenabschnitt 42 weggezogen werden. Diese Ausrückbewegung der Kupplungsmuffe 34 muß bewirkt werden gegen die Kraft der Tellerfeder 18, die normalerweise die Kupplung in Ein­ griffsposition hält, bzw. in einer Position, in welcher die bogen­ förmigen Vorsprünge 40 gegen die geneigte Oberfläche 42 angedrückt sind. Der Kontaktbereich 46 der Hebel 16 liegt somit gegen den Kol­ lektorring 26 an, welcher seinerseits gegen den inneren ringförmigen Randbereich 24 der Tellerfeder 18 anliegt bzw. angedrückt wird, um deren Federkraft zu überwinden. Wenn umgekehrt die Ausrückmuffe frei­ gegeben wird, so nimmt die Tellerfeder ihre normale Position ein, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wodurch die Ausrückmuffe 34, die Hül­ se 32 und die inneren Hebelenden 28 wieder nach links zurückkehren. Bei dieser Rückkehrbewegung werden die bogenförmigen Vorsprünge 40 wieder gegen die ringförmige geneigte Oberfläche 42 angedrückt.

Bei Kupplungshebelsystemen vom Zug-Typ wird der Kontaktabschnitt 46 der Hebel 16 durch die Tellerfeder 18 gegen die Druckplatte 12 ge­ drückt. Die Tellerfeder wird daher zusammengedrückt zwischen dem Deckel und den Hebeln, um diese Hebel normalerweise vorzubelasten, und die Druckplatte in Eingriff mit einer Reibscheibe zu drücken.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Reibscheiben­ kupplung 10 vom Schub-Typ. Dieses System enthält eine Mehrzahl von Teilen analog denjenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungs­ form, nämlich eine Druckplatte 12′, einen Deckel 14′, eine Mehrzahl von Hebeln 16′ und eine Tellerfeder 18′. Die letztgenannten Elemente wirken jedoch in anderer Weise zusammen, wie nachfolgend beschrie­ ben wird.

Beim Kupplungssystem nach dem Schub-Typ, wie in Fig. 2 dargestellt, ist es erforderlich, die inneren Enden 28′ der Ausrückhebel 16′ nach links zu bewegen, das heißt auf die Druckplatte 12′, um das normaler­ weise eingerückte Kupplungssystem 10′ zu lösen bzw. auszurücken. Die Bewegung der inneren Enden 28′ nach einwärts oder links bewirkt somit, daß die Kontaktabschnitte 46′ der Hebel 16′ den inneren ring­ förmigen Randabschnitt 24′ der Tellerfeder 18′ nach links verschieben, um die normale Eingriffskraft der Tellerfeder 18′ zu überwinden.

Der Hebelkontakt der Druckplatte 12′ wird somit bewirkt durch die äußeren Abschnitte 36′ der Hebel 16′ bei der Ausführungsform vom Schub-Typ nach Fig. 2. Bei dieser Ausführungsform umfaßt der äußere Endabschnitt 36′ einen Messerschneiden-Kontakt 60, der zum Eingriff mit der schrägen Oberfläche 42′ an der Rückseite der Druckplatte 44′ dient. Zu diesem Zweck ist ein Hebel Schwenkabschnitt 62 am Deckel 14′ befestigt anstelle der Ü-förmigen Kanäle 38, die zur schwenkbaren Abstützung der Hebel 16 in der ersten Ausführungs­ form verwendet wurden. Die schräge Oberfläche 42′ verläuft im Winkel nach einwärts oder auf das Schwungrad zu als Funktion des radialen Abstandes längs der geneigten Fläche von der Mittelachse a′-a′. Die geneigte Fläche 42′ der Schub-Kupplung hat somit einen Winkel, der umgekehrt zu dem Winkel verläuft, der bei der Zug-Kupplung nach der ersten Ausführungsform verwendet wird.

Die Ausbildung des Kontaktbereiches zwischen Tellerfeder und Hebel am inneren ringförmigen Rand 24 führt zu einer geringeren Hebel­ bewegung als wenn der Kontaktbereich am äußeren ringförmigen Rand 20 ausgebildet wäre. Die Kombination der Verwendung einer geneigten Oberfläche 42, 42′ zusammen mit einer umgekehrten Tellerfeder 18, 18′ führt zu einer sehr guten Verbesserung der Kupplungsbewegung, so­ wohl beim Zug-Typ wie auch beim Schub-Typ einer solchen Kupplung. Das Ideal wäre, daß die Tellerfeder eine gleichmäßige oder konstante Last abgibt, während die Federbewegung ohne Opferung der Federkraft minimalisiert wird und die Hebelbewegung im Kontaktbereich Druck­ platte/Hebel ein Minimum wird bei Erreichung einer maximalen Druckplattenbewegung. Die vorbeschriebene Kupplung kommt diesem Ideal sehr nahe.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die rückwärtige Seite 44′ der Kupplung. Eine relative Rotationsbewegung zwischen der Tellerfe­ der 18′ und dem Kupplungsdeckel 14′ ist nicht erwünscht. Um eine solche Drehbewegung zu verhindern, ist eine Mehrzahl von radial verlaufenden Zungen 50 am äußeren ringförmigen Randabschnitt 20′ der Tellerfeder 18′ vorgesehen (dieses Merkmal gilt für beide Ausführungsformen, ist jedoch nur anhand der zweiten Aus­ führungsform nach Fig. 2 dargestellt).

Die Zungen 50 dienen zum Eingriff in eine Mehrzahl von U-förmigen Ausnehmungen 22′ im Deckel 14′ und sie verhindern eine Drehung der Tellerfeder 18′ relativ zum Deckel 14′.

Claims (12)

1. Reibungskupplung, um ein treibendes Element und ein ge­ triebenes Element, wie z.B. ein Motor-Schwungrad und eine Eingangswelle miteinander zu kuppeln, mit einer zentralen Achse, um welche das Schwungrad und die Eingangswelle dreh­ bar sind, mit einem Deckel, der am Schwungrad befestigt ist zur Drehung mit diesem, einer Druckplatte, die mit dem Deckel verbunden ist zur Drehung mit diesem und die eine begrenzte axiale Bewegung relativ zum Deckel aus­ führen kann, einer Mehrzahl von Hebeln, die schwenkbar am Deckel angebracht sind, um die Druckplatte axial re­ lativ zum Deckel in und außer Eingriff mit der Eingangs­ welle zu verschieben, einer Tellerfeder, die zwischen dem Deckel und den Hebeln eingespannt ist, um die Hebel gegen die Druckplatte zu drücken und diese in Eingriff mit dem getriebenen Element zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder einen inneren ringförmigen Randabschnitt hat, der in Eingriff mit den Hebeln steht sowie einen äußeren ringförmigen Randabschnitt der in Eingriff mit dem Deckel steht, daß ferner die Druckplatte einen ringförmigen ge­ neigten Oberflächenteil hat zur Zusammenwirkung mit den Hebeln, welch letztere einen Kontaktabschnitt haben zum Ein­ griff mit der geneigten Oberfläche der Druckplatte, ferner mit einem Zwischenabschnitt, der durch die Tellerfeder re­ lativ zur Druckplatte vorgespannt wird, und durch einen inneren Endabschnitt, der mit einer Ausrückeinrichtung ver­ bunden ist, die um die zentrale Achse angeordnet ist, um die Hebel zu schwenken und dadurch die Druckplatte außer Eingriff mit der Eingangswelle zu bewegen.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel einen äußeren Endabschnitt aufweist, der schwenkbar am Hebel angebracht ist, daß der Kontaktab­ schnitt benachbart zu dem Endabschnitt angeordnet ist und einen bogenförmigen Vorsprung bildet, der in Kontakt mit der geneigten Oberfläche der Druckplatte steht, daß ferner der Zwischenabschnitt durch die Feder gegen die Druckplatte angedrückt wird, und daß der innere Endab­ schnitt um eine zentrale Achse angeordnet ist, um diesen Endabschnitt weg von der Druckplatte zu verschieben, um die Druckplatte außer Eingriff mit der Eingangswelle zu verschieben.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel Mittel aufweist, um eine relative Drehung der Tellerfeder gegenüber dem Deckel zu verhindern, und daß die Feder eine Mehrzahl von radial nach außen ver­ laufenden Zungen aufweist zum Eingriff mit diesen Mitteln im Deckel.

4. Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der geneigte Oberflächenab­ schnitt der Druckplatte sich im Winkel nach außen in einer Richtung auf die Hebel zu erstreckt als Funktion des radialen Abstandes längs dieser Fläche von der zentralen Achse.

5. Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Endabschnitt, der schwenkbar am Deckel angebracht ist, in einer ringförmigen Nut abgestützt ist, die in Umfangsrichtung um den Deckel verläuft, daß diese Nut einen U-förmigen Querschnitt hat, gesehen in Axialrichtung.

6. Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Kollektor­ ring vorgesehen ist, der den inneren Randabschnitt der Tellerfeder umgibt, und daß der Kollektorring in Ein­ griff mit den Hebeln tritt und mit diesen bewegbar ist.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel einen äußeren Randabschnitt aufweist, der in gleitendem Kontakt mit dem geneigten Oberflächenab­ schnitt der Druckplatte steht, daß jeder Hebel ferner ei­ nen Stützabschnitt aufweist, der schwenkbar am Hebel an­ gebracht ist, daß der Zwischenabschnitt durch die Feder weg von der Druckplatte gedrückt wird, daß ferner der Stützabschnitt zwischen diesem Randabschnitt und dem Zwi­ schenabschnitt angeordnet ist, daß der innere Endabschnitt bezüglich der zentralen Achse so angeordnet ist, daß der Endabschnitt auf die Druckplatte zugedrückt wird, um die Druckplatte außer Eingriff mit der Eingangswelle zu ver­ schieben.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Randabschnitt, der in gleitendem Kontakt mit dem geneigten Oberflächenabschnitt der Druckplatte steht, einen Messerschneiden-Kontakt bildet.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ringförmige geneigte Oberflächenabschnitt der Druckplatte sich im Winkel einwärts auf das Schwungrad zu erstreckt als Funktion des Abstandes dieses Abschnittes längs dieser Fläche von der zentralen Achse.

10. Reibungskupplung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Deckel Mittel aufweist, um eine re­ lative Drehung zwischen dem Deckel und der Tellerfeder zu verhindern, daß ferner die letztere eine Mehrzahl von Zungen aufweist, die radial nach auswärts verlaufen zum Eingriff mit diesen Mitteln im Deckel.

11. Reibungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel im Deckel aus U-förmigen Ausnehmungen be­ stehen, in denen die Zungen der Tellerfeder aufgenommen sind.

12. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Kollektorring vor­ gesehen ist, der den inneren Umfangsabschnitt der Teller­ feder umgibt und daß der Kollektor-Ring in Eingriff mit den Hebeln tritt und mit diesen beweglich ist.