DE4113121A1 - Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Reibungskupplungen und insbe­ sondere eine Reibungskupplung mit einer getriebenen Kupplungs­ scheibe, die ein niedriges Trägheitsmoment hat.

Kupplungen werden benutzt, um selektiv eine Antriebseinrichtung, beispielsweise die Kurbelwelle eines Motors, mit einem getriebenen Mechanismus, z. B. einem Getriebe zu kuppeln. Gewöhnlich ist ein Deckel der Kupplung mit einem Schwungrad verbunden, das auf dem Ende der Motor-Kurbelwelle drehfest mit dieser sitzt. Zwischen dem Schwungrad und dem Kupplungsdeckel ist eine Druckplatte ein­ gebaut. Die Druckplatte ist drehfest mit dem Schwungrad und dem Deckel verbunden, sie kann jedoch axial relativ zu diesen Teilen verschoben werden. Eine Schalthebelanordnung ist vorgesehen, um selektiv die Druckplatte vor und zurück in axialer Richtung zu bewegen.

Eine Baugruppe mit einer getriebenen Scheibe ist innerhalb der Kupplung zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad eingebaut. Diese Baugruppe sitzt auf einer Ausgangswelle der Kupplung, die gleichzeitig die Eingangswelle zum Getriebe ist. Wenn die Druck­ platte auf das Schwungrad zu verschoben wird, wird die getriebene Scheibe in Reibungseingriff zwischen beiden gebracht, so daß die Ausgangswelle der Kupplung mit dem Schwungrad, dem Deckel und der Druckplatte rotiert. Auf diese Weise wird die Kupplung einge­ rückt, um das Drehmoment vom Motor zum Getriebe zu übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben. Wenn die Druckplatte vom Schwungrad weg­ bewegt wird, wird die getriebene Scheibe aus dem Reibungseingriff freigegeben, wodurch die Antriebsverbindung unterbrochen wird. Gewöhnlich wird die Kupplung ausgerückt, um das Getriebe auf einen anderen Gang zu schalten.

Das Getriebe ist häufig mit einer konventionellen Synchronisier­ einrichtung versehen. Diese ist gewöhnlich auf der Eingangswelle des Getriebes zur Drehung mit dieser montiert, und sie hat eine oder mehr Reibungsflächen. Wenn die Kupplung ausgerückt ist und ein Gang geschaltet werden soll, tritt die Reibungsfläche der Synchronisiereinrichtung in Eingriff mit einer entsprechenden Fläche an einem gewählten Getriebe-Zahnrad, um die Drehzahlen der Eingangswelle und des gewählten Rades zu synchronisieren. Eine solche Drehzahlsynchronisierung ist erforderlich, um un­ erwünschte Stöße oder Aufeinanderschlagen der Zähne des Zahnrades während des Schaltvorganges zu verhindern. Wegen der relativ großen Trägheit der verschiedenen rotierenden Zahnrädern im Ge­ triebe verändert die Synchronisiereinrichtung hauptsächlich die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes, so daß diese der Dreh­ zahl des gewählten Getriebe-Zahnrades entspricht, wenn ein Schalt­ vorgang vorgenommen werden soll.

Wie oben erwähnt, ist jedoch die getriebene Scheibe gewöhnlich auf der Eingangswelle des Getriebes zur Drehung mit dieser montiert. Als Folge hiervon wird die Trägheitsbelastung, die auf die Synchronisier­ einrichtung ausgeübt wird während des Reibungseingriffes mit dem ge­ wählten Getriebe-Zahnrad, bestimmt durch die Summe der Gewichte der Eingangswelle und der Baugruppe mit der getriebenen Scheibe. Das zu­ sätzliche Gewicht der Letzteren verursacht einen erhöhten Verschleiß an der Synchronisiereinrichtung und kann außerdem die Gesamtqualität des Schaltvorganges beeinträchtigen. Es ist daher erwünscht, das Ge­ wicht der Baugruppe mit der getriebenen Scheibe soweit wie möglich herabzudrücken bei trotzdem zufriedenstellender Wirkungsweise.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Reibungskupplung der eingangs genannten Art mit einer getriebenen Scheibe zu schaffen, die ein niedriges Trägheitsmoment hat. Ferner soll bei dieser Reibungs­ kupplung die Eingriffsfläche des Schwungrades geeignet geschützt werden. Schließlich soll die Kupplung gut gekühlt sein. Nach der Erfindung ist hierzu eine Kupplung vorgesehen mit einem Deckel mit einer Reibungs­ platte, die an diesem im Abstand befestigt ist. Der Deckel und die Reibungsplatte sind als Einheit an einem Schwungrad befestigt, wobei die Reibungsplatte benachbart zum Schwungrad angeordnet ist. Radiale und kreisförmige Nuten sind in der Fläche des Schwungrades angrenzend an die Reibungsplatte ausgebildet, um eine Kühl-Luftströmung zwischen beiden zu ermöglichen. Eine Druckplatte ist zwischen dem Deckel und der Reibungsplatte an­ geordnet, die sich mit dieser dreht aber axial relativ zu ihr bewegbar ist. Reibungsbeläge sind an den benachbarten Flächen der Reibungsplatte und der Druckplatte angebracht. Eine 8augruppe mit der getriebenen Scheibe ist zwischen der Reibungsplatte und der Druckplatte eingebaut. Diese Baugruppe umfaßt eine Stützplatte, die sich zwischen den Reibbelägen erstreckt und mit der Reibungs­ platte und der Druckplatte verbunden ist. Wenn die Kupplung einge­ rückt ist, treten die Reibbeläge an der Reibplatte und an der Druck­ platte in Reibungseingriff mit der Stützplatte zur Drehung mit die­ ser. Die Stützplatte kann einen gebogenen äußeren Umfangsrand ha­ ben, um ihre Steifheit zu steigern.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Reibkupplung nach der Erfindung zeigt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt der gesamten Kupplung längs der Linie 2-2 von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht des Schwungrades längs der Linie 3-3 von Fig. 2.

Fig. 1 zeigt den Deckel einer Reibungskupplung 10 nach der Erfindung. Die Kupplung 10 hat einen allgemein ringförmigen Deckel 11, der um eine zentrale Achse rotieren kann. Der Deckel 11 hat einen radial auswärts sich erstreckenden Flansch 12, einen axial verlaufenden Rand 13 und einen radial einwärts verlaufenden Stirnwandabschnitt 14. Der Wandabschnitt 14 ist mit einer Mehrzahl von radial einwärts sich erstreckenden schräg verlaufenden Abschnitten oder Rampen 15 versehen. Eine zentrale Öffnung 16 durch den Deckel 11 wird durch die Rampen 15 gebildet. Die Öffnung 16 ist koaxial fluchtend mit der Drehachse der Kupplung 10.

Eine ringförmige Reibplatte 20 ist mit dem Flansch 12 des Deckels 11 mittels einer Vielzahl von Nieten 21 verbunden. Der Flansch 12 des Deckels 11 und die Reib-Platte 20 sind an einem Schwungrad 22 mittels einer Mehrzahl von Schrauben 23 befestigt (Fig. 2). Wie bekannt, ist das Schwungrad 22 mit einer Kurbelwelle 24 oder einer anderen Dreh­ antriebseinrichtung verbunden. Das Schwungrad 22, die Reib-Platte 20 und der Deckel 11 rotieren somit alle zusammen während des Betriebs. Ein oder mehr übliche Reibbeläge 25 sind auf der Seite der Reib-Platte 20 angebracht, die dem Deckel 11 gegenüberliegt, und zwar mittels Nie­ ten oder ähnlichen Mitteln. Die Funktion dieser Reibbeläge 25 wird nachstehend erläutert.

Eine Druckplatte 26 ist zwischen dem Deckel 11 und der Reib-Platte 20 eingebaut, benachbart zu der Stirnwand 14. Eine Mehrzahl von erhabenen Vorsprüngen 27 ist auf der Seite der Druckplatte 26 ausgebildet, welche dem Deckel 11 gegenüberliegt. Einer oder mehr übliche Reibbeläge 28 sind auf der Seite der Druckplatte 26 mittels Nieten oder anderen Mit­ teln angebracht, die vom Deckel 11 weggerichtet ist. Die Funktionen der Vorsprünge 27 und der Reibbeläge 28 werden nachstehend noch erläutert. Die Druckplatte 26 ist mit dem Deckel 11 durch übliche Antriebsbügel 29 oder andere geeignete Mittel zur Drehung mit dem Deckel verbunden. Die Bügel 29 dienen ferner dazu, die Druckplatte 26 elastisch gegen den Deckel 11 anzudrücken.

Ein Hebelbetätigungsmechanismus ist vorgesehen, um selektiv die Druck­ platte 26 weg vom Deckel 11 und auf die Reib-Platte 20 zu zu verschieben. Dieser Mechanismus umfaßt eine Mehrzahl von radial verlaufenden Hebeln 30, die schwenkbar mit dem Wandabschnitt 14 des Deckels 11 mittels ent­ sprechender Stifte oder Drehzapfen 31 verbunden ist. Die äußeren Enden der Hebel 30 stehen in Eingriff mittels Vorsprüngen 27, die an der Druckplatte 26 ausgebildet sind. Die inneren Enden der He­ bel 30 stehen in Eingriff mit einer konventionellen Ausrückmuffe 32. Die Ausrückmuffe 32 ist um eine Ausgangswelle 33 der Kupplung 10 an­ geordnet. Wie Fig. 2 zeigt, werden durch eine Bewegung der Ausrück­ muffe 32 nach rechts die Hebel 30 veranlaßt, um die Drehzapfen 31 zu schwenken, wodurch die äußeren Enden der Hebel 30 und die Druckplatte 26 nach links verschoben wird. Wenn die Ausrückmuffe 32 nach links bewegt wird, wird die Druckplatte 26 nach rechts zurückbewegt mit Hilfe der Antriebsbügel 29, wie oben erwähnt.

Eine Baugruppe mit getriebener Scheibe, allgemein mit 40 bezeichnet, ist auf die Ausgangswelle 33 der Kupplung 10 aufgekeilt. Die Baugruppe 40 umfaßt eine zentrale Nabe 41, die z. B. mittels Keilverzahnung auf der Ausgangswelle 33 sitzt, sowie eine Stützplatte 42, die um die Nabe 41 montiert ist zur begrenzten Drehung relativ zu dieser. Ein konventio­ neller Federdämpfungsmechanismus, allgemein mit 43 bezeichnet, bewirkt eine Dreh-Antriebs-Verbindung zwischen der Stützplatte 42 und der Nabe 41. Die Stützplatte 42 verläuft radial auswärts zwischen den Reibungs­ belägen 25 und 28, die auf der Reibscheibe 20 und der Druckplatte 26 sitzen. Der äußere Umfangsrand der Stützplatte 42 ist etwas auf die Reibscheibe 20 zu gekrümmt oder abgebogen, wie bei 42a gezeigt ist, aus noch zu erläuternden Gründen.

Wenn die Druckplatte 26 nach links verschoben wird, wie oben beschrie­ ben, wird die Stützplatte 42 zwischen den Reibbelägen 25 und 28 ein­ geklemmt. Als Folge hiervon tritt die Baugruppe 40 mit der getriebenen Scheibe in Reibungseingriff mit dem Schwungrad 22, der Reibscheibe 20 und dem Deckel 11 zur Drehung mit diesen Elementen. Wenn die Muffe 32 nach links bewegt wird, wird die Stützplatte 32 ausgerückt, so daß eine relative Drehung der getriebenen Scheibe 40 möglich ist. Eine Teller­ feder 44 oder eine ähnliche elastische Einrichtung ist vorgesehen, um normalerweise die Druckplatte 26 nach links zu drücken. Der innere Um­ fangsrand der Feder 44 liegt auf den Rampenabschnitten 15 des Deckels auf, während ihr äußerer Umfangsrand über einen üblichen Kollektor-Ring 45 in Eingriff mit den Hebeln 30 steht. Wie bekannt, wirkt die Feder 44 gegen den Deckel 11, um die inneren Enden der Hebel 30 nach rechts zu drücken und dadurch die Druckplatte 26 nach links zu drängen.

In Fig. 3 ist die Seite des Schwungrades 22 dargestellt, die der Reib­ scheibe 20 gegenüberliegt. Die Oberfläche des Schwungrades 22 hat eine Mehrzahl von radial verlaufenden Nuten 22a. Die radialen Nuten 22a er­ strecken sich vollständig bis zum äußeren Umfangsrand des Schwungrades 22. Zusätzlich sind eine oder mehr kreisförmige Nuten 22b der Oberfläche des Schwungrades 22 ausgebildet. Zwei konzentrische kreisförmige Nuten 22b sind in der dargestellten Ausführungsform gezeigt. Die Nuten 22a und 22b erlauben einen Luftstrom zwischen der Reibscheibe 20 und dem Schwung­ rad 22. Dieser Luftstrom fördert die Kühlung der Reibscheibe 20, die sich im Betrieb erwärmt wegen des Reibungseingriffes mit der Stützplatte 42.

Die Stützplatte 42 ist allgemein ebener und ringförmiger Gestalt und ohne Reib-Beläge. Die Reibbeläge 25 und 28 sind vielmehr an der Reib­ scheibe 20 und an der Druckwelle 26 angebracht. Dieser Aufbau ist er­ wünscht, weil dadurch die Stützplatte 42 mit beträchtlich geringerem Gewicht ausgeführt werden kann. Das Trägheitsmoment der Stützplatte 42 wird auf diese Weise merklich reduziert und ihr Reibungseingriff ver­ ursacht viel weniger Verschleiß als wenn eine Vielzahl von Reibbelägen an der Stützplatte 42 angebracht wäre.

Das Anbringen der Reibbeläge 25 und 28 an der Reibscheibe 20 und an der Druckplatte 26 bietet einen weiteren Vorteil, nämlich den, daß die An­ zahl der Reibbeläge 25 und 28 (und ebenso das hierfür benutzte Material) nach Wunsch geändert oder gewechselt werden kann, ohne das Gewicht und das Trägheitsmoment der Stützplatte 42 und damit der Baugruppe 40 zu beeinflussen. Dies ist von Bedeutung, weil die Stützplatte 42 über die Nabe 41 und die Ausgangswelle 33 mit einem nicht gezeigten Getriebe oder einer ähnlichen Einrichtung verbunden ist. Da die Baugrppe 40 auf die Ausgangswelle 33 zur Drehung mit dieser aufgekeilt ist, muß das Ge­ triebe den Rotations- Eigenschaften der Baugruppe 40 angepaßt werden.

Da die Reibbeläge 25 und 28 nicht auf der Stützplatte 42 angebracht sind, können sie geändert oder gewechselt werden ohne das Gewicht und die Trägheit der Baugruppe 40 zu beeinflussen.

Aus den oben genannten Gründen ist es erwünscht, daß keine Reibbeläge an der Stützplatte 42 angebracht sind. Bei den bisherigen getriebenen Scheiben brachte die Befestigung der Reibbeläge an der Stützplatte je­ doch einen Vorteil, nämlich den, daß sie die Steifheit der Stützplatte verbesserten und ein Verziehen der Letzteren während des Gebrauchs verhinderten oder jedenfalls erschwerten. Ein Verziehen oder Verwerfen der Stützplatte kann auftreten, weil diese relativ hohen Temperaturen und starken Kräften beim Reibungseingriff ausgesetzt ist.

Um dies bei der Stützplatte 42 zu verhindern, ist ihr Außenrand ge­ krümmt oder umgebogen, wie bei 42a dargestellt ist. Durch diesen abge­ bogenen Rand 42a wird die gesamte Stützplatte 42 versteift, und es wird ein Verziehen der Letzteren verhindert.

Der abgebogene Rand 42a der Stützplatte 42 kann ferner als Verschleiß- Anzeiger für die Kupplung 10 dienen. Wie Fig. 2 zeigt, ist ein vorge­ gebener axialer Abstand zwischen der Reibscheibe 20 und dem abgebogenen Rand 42a definiert, wenn die Kupplung 10 eingerückt ist und die Reibbeläge 25 und 28 noch nicht abgenutzt sind. Wenn ein Verschleiß auftritt, nimmt die axiale Dicke der Reibbeläge 25 und 28 ab und die Stützplatte 42 und die Druckplatte 26 kommen zunehmend näher an die Reibscheibe heran, wenn die Kupplung 10 eingerückt ist. Der vorgegebene axiale Abstand zwischen der Reibscheibe 20 und dem abgebogenen Rand 42 wird damit geringer. Wenn die Dicke der Reibbeläge 25 und 28 um eine bestimmtes Maß abgenommen hat, be­ ginnt der abgebogene Rand 42a der Stützplatte 42 an der Oberfläche der Reib­ scheibe 20 zu kratzen oder zu schaben, wenn die Kupplung 10 in Eingriff ist. Das durch dieses Kratzen erzeugte Geräusch ist ein deutlich hörbares Sig­ nal für den Operator, z. B. den Fahrer, welches anzeigt, daß die Reibbeläge 25 und 28 bald ersetzt werden sollten.

Claims (10)

1. Kupplung, mit einem Deckel, einer Reibscheibe, einem Schwung­ rad mit einer Oberfläche, wobei der Deckel und die Reib­ scheibe mit dem Schwungrad so verbunden sind, daß die Reib­ scheibe benachbart zu der Schwungradoberfläche liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckplatte zwischen dem Deckel und der Reibscheibe eingebaut und mit diesen so ver­ bunden ist, daß sie sich mit der Druckplatte und der Reib­ scheibe dreht, jedoch axial relativ zu diesen Teilen zwischen einer eingerückten und einer ausgerückten Position verschieb­ bar ist, daß ferner an der Reibscheibe und an der Druckplatte erste und zweite Reibbeläge angebracht sind, und daß eine angetriebene Baugruppe (40) zwischen der Reibscheibe (20) und der Druckplatte (26) angeordnet ist, daß die Baugruppe (40) eine Stützplatte (42) aufweist, die sich zwischen den ersten und zweiten Reibbelägen (25, 28) so erstreckt, daß die Reib­ beläge in Reibungseingriff mit der Stützplatte (42) zur Drehung mit dieser treten, wenn die Druckplatte (26) in die eingerückte Position gebracht wird.

2. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von fluchtenden Öffnungen im Deckel (11) und in der Reibscheibe (20) sowie durch eine entsprechende Vielzahl von Schrauben, die sich durch die fluchtenden Öffnungen in Gewindeeingriff mit dem Schwungrad (22) erstrecken.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz­ platte (42) einen äußeren abgebogenen Umfangsrand (42a) aufweist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfangsrand (42a) der Stützplatte (42) auf die Reibscheibe (20) zu abgebogen ist.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Nut (22a, 22b) in der Oberfläche des Schwungrades benachbart zur Reibscheibe (20) ausgebildet ist.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (22a) sich radial bis zum Außenumfang des Schwungrades (22) erstreckt.

7. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (22b) ringförmig ausgebildet ist.

8. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Nuten (22a, 22b) in der Oberfläche des Schwungrades (22) angrenzend an die Reibscheibe (20).

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Nuten (22a) sich radial bis zum Außenrand des Schwungrades (22) erstrecken.

10. Kupplung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Nuten (22b) ringförmig und konzentrisch ausgebildet sind.