DE4108385A1 - Kupplung fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die in einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges umgesetzte Reibleistung wird im wesentlichen in Wärmeenergie umgesetzt, die die unmittelbar betroffenen Oberflächen der Schwungscheibe oder der gegenüberstehenden Druckplatte thermisch hoch belastet. Diese Belastung tritt besonders bei leistungsstarken Fahrzeugen auf und wird z. B. durch häufiges Anfahren unter hoher Last verstärkt. Im Fahrbetrieb stellt sich ein starkes Temperaturgefälle zwischen den reibenden Oberflächen und den diesen Flächen gegenüberliegenden Rückseiten der Bauteile ein. Dieses führt zu unterschiedlichen Dehnungen über die Bauteildicke, wobei sich insbesondere die relativ schmal ausgeführte Druckplatte aufgrund der entstehenden Spannung derart krümmt, daß eine ballige Reiboberfläche in der Nähe des inneren Randes entsteht, der äußere Bereich hebt vom Kupplungsbelag ab. Dieser unerwünschte Effekt führt aufgrund der jetzt stark verkleinerten Reibfläche zu unzulässig hohen Belastungen, die in kurzer Zeit zur Zerstörung der Kupplung führen können.

Zur Lösung dieses Problems könnten die Reiboberflächen und/oder die Bauteilmassen vergrößert werden. Die erhöhte Wärmespeicherkapazität würde zu einem schneller Abbau der Temperaturspitzen beitragen. Nachteilig ist jedoch bei einer Durchmesservergrößerung der erhöhte Bauraumbedarf und die durch die größere Masse bedingte Gewichtserhöhung. Diese führt durch das höhere Trägheitsmoment beim Beschleunigen der Kupplung zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch.

Aus der DE-38 41 331 C1 ist es bekannt, zwischen der Kupplungsscheibe und dem darauf angeordneten Reibbelag eine Zwischenschicht anzuordnen, deren Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen dem der Kupplungsscheibe und dem des Reibbelages liegt. Eine solche Anordnung ist in der Fertigung aufwendig.

In der DE-28 08 019 C2 ist eine Reibungskupplung mit einem Druckring offenbart, in dem radial oder als Sekante verlaufende, als durchgehende Kanäle ausgebildete Durchbrüche angeordnet sind. Diese sollen einen verbesserten Luftdurchsatz und einer dadurch erhöhten Wärmeabfuhr dienen. Eine solche Anordnung kann bei hohen Reibleistungen der Kupplung zwischen der Reiboberfläche und den luftführenden Kanälen zu einem starken Temperaturgefälle mit den eingangs genannten Folgen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die bei geringstem Bauraum hohe Drehmomente der Brennkraftmaschine sicher überträgt. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Das blockartige Unterteilen der Reiboberfläche der Druckplatte läßt den einzelnen Blöcken ausreichend Freiraum sich unter hoher thermischer Last zu dehnen. Die vorwiegend in Umfangsrichtung der Druckplatte auftretenden Dehnungen verteilen sich auf die einzelnen Blöcke, deren Oberfläche sich in Richtung der benachbarten Ausnehmungen dehnt. Diese Maßnahme unterbindet vorteilhafterweise das Verkrümmen der Druckplatte infolge des höchsten, in unmittelbarer Nähe der Reiboberfläche auftretenden Temperaturgefälles. Infolgedessen bleibt die Reiboberfläche plan, die Standzeit der Kupplung wird deutlich erhöht. Weiterhin vorteilhaft ist es, daß weder ein größerer Bauraum beansprucht wird, noch das Gewicht der rotierenden Massen erhöht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen benannt.

Die Ausnehmungen zwischen den Blöcken verlaufen in ihrer Längsrichtung gesehen entweder vom Außen- oder vom Innendurchmesser der Druckplatte aus in Richtung auf den gegenüberliegenden Innen- oder Außendurchmesser. Diese zumindest an einem der Durchmesser offene Gestaltung der Ausnehmungen ermöglicht es, diese z. B. bei einem mittleren Durchmesser enden zu lassen.

Die Ausnehmungen nehmen dann von diesem Durchmesser aus in Richtung auf das offene Ende zunehmende Dehnungen auf.

Die Ausnehmungen sind in besonders einfacher Weise günstig herstellbar, wenn sie beim Gießen der Druckplatte eingebracht werden. Nachträglich oder bei Instandsetzungen sind sie durch Fräsen herstellbar.

Die gesamte Reiboberfläche durchsetzende Ausnehmungen sind besonders gut dazu geeignet Reibpartikel abzutransportieren.

Schräg und/oder gekrümmt verlaufende Ausnehmungen unterdrücken bei höchst beanspruchten Kupplungen eine geringfügig auftretende Wellenbildung auf den Blöcken.

Als Werkstoffe für die Druckplatte sind eine hohe Wärmeleitfähigkeit bei geringer Dehnung vorteilhaft, z. B. schwarzer Temperguß GTS 70.

Zur Optimierung der Reibeigenschaften kann die Druckplatte als Verbundplatte aufgebaut sein, auf deren Grundkörper die Blöcke aufgebracht sind. Diese können schwimmend in dem Grundkörper eingelegt sein oder auf eine glatte Oberfläche des Grundkörpers gelötet oder genietet sein.

Als Tiefe der Ausnehmungen hat sich ca. ein Drittel der Druckplattenbreite als ausreichend erwiesen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand von Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 wesentliche Teile einer Kupplung im Schnitt entlang der Linie I-I gemäß Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1 einer ersten Ausführung,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1 einer Variante,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1 einer weiteren Variante,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1 einer zweiten Ausführung,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI gemäß der Fig. 3 und Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 5 und

Fig. 8 eine Variante der Darstellung gemäß Fig. 7.

Eine in einem Kraftfahrzeug zwischen einem Getriebe und einer Brennkraftmaschine eingebaute, um eine Achse A-A rotierende Kupplung weist eine Schwungscheibe 1, eine durch eine Feder 2 vorgespannte kreisringförmige Druckplatte 3 und dazwischen angeordnete Kupplungsbeläge 4 auf. Die Druckplatte 3 weist eine dem Kupplungsbelag 4 zugewandte Reiboberfläche F auf, die von Ausnehmungen 5 blockartig unterbrochen ist.

In einer ersten Ausführung gemäß Fig. 2 erstreckt sich die Längsrichtung L der schlitzartig ausgebildeten Ausnehmungen 5 von einem inneren Durchmesser DI aus radial in Richtung eines äußeren Durchmessers DA bis zu einem mittleren Durchmesser DM und endet dort in einer Öffnung 6. In dem Bereich zwischen dem Durchmesser DM und dem Durchmesser DA grenzen Blöcke 7 unmittelbar aneinander. Diese Anordnung ist für die meisten Belastungsfälle ausreichend, die vorwiegend in der Nähe des Durchmessers DI auftretenden Dehnungen werden ausreichend abgebaut.

Bei einer Variante gemäß Fig. 3 erstrecken sich die Ausnehmungen 5 sekantenartig als Nut zwischen Durchmesser DA und Durchmesser DI. Hierbei werden Reibpartikel besonders gut über die Ausnehmungen 5 abtransportiert. Dehnungen der Blöcke 7 werden über den gesamten Durchmesser der Druckplatte 3 aufgenommen und Versuche ergaben eine hohe Befestigkeit bei dieser Anordnung. Die Nuttiefe T beträgt ca. ein Drittel der Breite B der Druckplatte 3.

Eine weitere Variante gemäß Fig. 4 weist eine Kombination von gekrümmten Ausnehmungen auf, wobei ein Block 7 jeweils von einer nutartigen Ausnehmung 5 und einer als Schlitz ausgeführten Ausnehmung 5 begrenzt ist. Die Krümmung der Ausnehmungen 5 verhindert bei extremen Belastungen eine leichte Wellenbildung auf der Reiboberfläche F der Blöcke 7.

Eine zweite Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 5 weist eine als Verbundplatte aufgebaute Druckplatte 3 auf, bestehend aus einem Grundkörper 8 und darauf aufgesetzten Blöcken 7. Die Blöcke 7 können dabei schwimmend in Vertiefungen 9 eingelegt werden oder bei einer Variante gemäß Fig. 8 auf einer glatten Oberfläche 10 des Grundkörpers 8 angeordnet sein. Grundkörper 8 und Blöcke 7 können dabei aus preiswertem Grauguß-Werkstoff gefertigt sein. Eine solche Verbundplatte erlaubt eine verbesserte Instandsetzung und eine Anpassung der Kupplung an verschiedene Motorleistungen oder Einsatzzwecke des Kraftfahrzeugs.

Claims (10)

1. Kupplung für ein Kraftfahrzeug, im wesentlichen bestehend aus einer Schwungscheibe und einer durch eine Feder vorgespannten Druckplatte sowie dazwischen angeordneten Kupplungsbelägen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reiboberfläche (F) der Druckplatte (3) blockartig unterteilt ist, wobei zwischen benachbarten Blöcken (7) Ausnehmungen (5) nutartig oder schlitzartig ausgebildet sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (5) von einem die Druckplatte (3) begrenzenden Durchmesser (äußerer Durchmesser DA, innerer Durchmesser DI) aus in Richtung auf den gegenüberliegenden Durchmesser (innerer Durchmesser DI, äußerer Durchmesser DA) in ihrer Längsrichtung (L) erstrecken.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich schlitzartige Ausnehmungen (5) in radialer Anordnung von einem inneren Durchmesser (DI) aus bis zu einem mittleren Durchmesser (DM) erstrecken und dort in einer Öffnung (6) münden.

4. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich nutartige Ausnehmungen (5) als Sekante von einem inneren Durchmesser (DI) aus durchgehend bis zu einem äußeren Durchmesser (DA) erstrecken.

5. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (5) in ihrer Längsrichtung (L) gekrümmt in der Oberfläche (F) erstrecken.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Ausnehmungen (5) wechselweise als Nut bzw. als Schlitz jeden Block (7) begrenzen.

7. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine als Verbundplatte ausgebildete Druckplatte (3), bestehend aus einem Grundkörper (8) und darauf durch Ausnehmungen (5) beabstandet angeordnete Blöcken (7).

8. Kupplung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch in Vertiefungen (9) einer Oberfläche (10) des Grundkörpers (8) schwimmend eingelegten Blöcken (7).

9. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Druckplatte (3) schwarzer Temperguß verwendet wird.

10. Kupplung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den Grundkörper (8) und die Blöcke (7) Grauguß verwendet wird.