DE4220888A1 - Wellenstumpfkupplung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Kupplungen von der Art, die, axial aufeinanderfolgend, ein Schwungrad enthalten, welches dazu bestimmt ist, drehbeweglich auf einer Antriebswelle verkeilt zu werden, eine Kupplungs­ scheibe, die dazu bestimmt ist, drehbeweglich auf einer Abtriebswelle verkeilt zu werden, eine Druck­ platte, die drehbeweglich an dem Schwungrad ver­ keilt und dabei im Verhältnis dazu axial beweglich ist, und eine Tellerfeder, die auf einem fest mit dem Schwungrad verbundenen Deckel aufliegt und die Druckplatte zur Einspannung der Kupplungsscheibe ständig in Richtung des Schwungrads beansprucht.

Wenn es sich beispielsweise um die Ausrüstung eines Kraftfahrzeugs handelt, besteht die Antriebswelle aus der Abtriebswelle oder Kurbelwelle des Motor­ blocks, während die Abtriebswelle bisher zumeist aus der Antriebswelle eines Getriebes besteht.

Der Einbau der Einheit impliziert gewöhnlich eine relative Annäherung des Getriebes an den zuvor mit der Kupplung ausgerüsteten Motorblock, und diese relative Annäherung erfordert eine ausreichende Verschiebung des Getriebes, damit dessen Antriebs­ welle mit der Kupplungsscheibe der Kupplung in Eingriff tritt.

Im wesentlichen entspricht diese Verschiebung der gesamten axialen Länge der Kupplung, von der Teller­ feder bis zum Schwungrad, und ist damit relativ groß.

Dieser Wert erhöht sich weiter, wenn die Kupplung selbst die Steuerung zum Lösen der Kupplungsscheibe aufweist, insbesondere wenn es sich um eine hydrau­ lische Steuerung handelt.

Die Erfindung bezweckt eine Kupplung, bei der diese Verschiebung im Gegenteil in jedem Falle vorteil­ haft begrenzt ist.

Diese Kupplung, die von der weiter oben beschrie­ benen Art ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie selbst einen Wellenstumpf aufweist, woran die Kupplungsscheibe von Anfang an drehbeweglich ent­ weder direkt oder indirekt verkeilt ist und der somit die Abtriebswelle bildet.

Die erforderliche relative Annäherung zwischen dem Getriebe und dem Motorblock kann somit vorteilhaf­ terweise auch nur dem Einsteckende dieser Abtriebs­ welle in ein Antriebsstück des Getriebes entspre­ chen, welches drehbeweglich an der Getriebewelle verkeilt ist.

Die entsprechende Verschiebung ist in der Praxis vorteilhafterweise sehr begrenzt und damit leicht sicherzustellen.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im übrigen aus der als Beispiel folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Schemazeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 ist eine Längs-Teilschnittansicht, die die Anwendung der Erfindung zeigt.

Die Fig. 2, 3 und 4 sind Längs-Teilschnitt­ ansichten, die teilweise den Inhalt aus Fig. 1 aufgreifen und sich jeweils auf verschiedene Aus­ führungsvarianten beziehen.

Fig. 5 ist eine Teilansicht der Fig. 1 für eine andere Ausführungsform.

Wie in Fig. 1 dargestellt, handelt es sich um die Anbringung einer Kupplung 10 am Ende einer Welle 11, die selbst eine Antriebswelle bildet und in der Praxis aus der Abtriebswelle oder Kurbelwelle eines hier nicht dargestellten Motorblocks besteht.

Auf an sich bekannte Weise enthält die Kupplung 10, axial aufeinanderfolgend, ein Schwungrad 12, wel­ ches dazu bestimmt ist, drehbeweglich auf der Antriebswelle 11 verkeilt zu werdend eine Kupplungs­ scheibe 13, die, wie weiter oben erklärt, dazu bestimmt ist, drehbeweglich auf einer Abtriebswelle verkeilt zu werden, eine Druckplatte 16, die drehbe­ weglich an dem Schwungrad 12 verkeilt und im Ver­ hältnis dazu auch axial beweglich ist, sowie eine Tellerfeder 18, die mit der Außenperipherie auf einem fest mit dem Schwungrad 12 verbundenen Deckel 19 ruht und die Druckplatte 16 für die Einspannung der Kupplungsscheibe 13 ständig in Richtung dieses Schwungrads 12 beansprucht.

Nachdem die entsprechenden Anordnungen als solche wohlbekannt sind und mit der vorliegenden Erfindung nicht in Zusammenhang stehen, werden sie hier nicht weiter im einzelnen beschrieben, und die Antriebs­ welle 11 sowie die Kupplungsscheibe 13 sind in Fig. 1 lediglich schematisch in feinen Strichen in der Kontur dargestellt.

Das gleiche gilt für das gewöhnlich damit verbun­ dene Getriebe 15.

Dieses Getriebe 15 enthält hier ein Stück 14′, welches als Antriebsstück dient und woran drehbeweg­ lich die Welle 14′′ verkeilt ist.

Gemäß der Erfindung weist die Kupplung 10 selbst einen Wellenstumpf 14 auf, woran die Kupplungsschei­ be 13 von Anfang an drehbeweglich verkeilt ist und der somit die entsprechende Abtriebswelle bildet.

Beim Einbau bringt man zunächst an der Antriebs­ welle 11 einen Flansch 20 an und anschließend wird an diesem Flansch 20 die Kupplung 10 angebracht, die hier die Form einer einzigen Baugruppe hat, die als solche an diesem Flansch 20 angebaut werden kann, und bei einer relativen Annäherung des Getrie­ bes 15 an den Motorblock, dessen Abtriebswelle die Antriebswelle 11 bildet, wird dieses Getriebe 15 mit dem Antriebsstück 14′ einfach auf den Wellen­ stumpf 14 aufgesteckt, der die Abtriebswelle der Kupplung 10 bildet.

Die entsprechende axiale Verschiebung ist somit sehr gering.

Tatsächlich ist sie höchstens so groß wie der erforderliche Spalt am Wellenstumpf 14, um das Betriebsmoment auf das Antriebsstück 14′ des Getrie­ bes 15 zu übertragen.

Hier wurde an der Antriebswelle 11 eine gleiche Zentrierfläche 22 für den Flansch 20 und für die Kupplung 10 und insbesondere für das Schwungrad 12 dieser Kupplung 10 vorgesehen und der Flansch 20 ist an der Antriebswelle 11 mittels Schrauben 23 angebracht, die rundherum auf zweckmäßige Weise verteilt und axial dem anderen, nicht dargestellten Ende der Antriebswelle zugewandt sind und somit den Flansch an einer Schulter 24 dieser Antriebswelle 11 festhalten, wodurch die Zentrierfläche 22 be­ grenzt wird, und die Kupplung 10 ist selbst an diesem Flansch 20 mittels Schrauben 25 angebracht, die, ebenfalls rundherum auf zweckmäßige Weise verteilt, axial der entgegengesetzten Richtung zugewandt sind.

Die Schrauben 23 und 25 werden also an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Flanschs 20 wirksam.

Natürlich sind an der Kupplung 10 und besonders am Schwungrad 12 an dessen Außenseite Absätze 26 zur Aufnahme des Schraubenkopfs 23 vorgesehen.

Neben den bereits beschriebenen Bestandteilen weist die Kupplung 10 hier selbst für das Lösen der Kupplungsscheibe 13 eine Steuerung 28 auf, die zum entsprechenden Einwirken auf die Tellerfeder 18 geeignet ist.

Der Wellenstumpf 14 ragt im Verhältnis zur Kupp­ lungsscheibe 13 axial über diese Steuerung 28 hinaus.

Die Steuerung 28 ist hier eine hydraulische Steue­ rung, die im Verhältnis Zylinder-Kolben zwei Ele­ mente 29A, 29B aufweist, also ein inneres und ein äußeres Element, von denen eines dazu bestimmt ist, auf die Innenperipherie der Tellerfeder 18 einzu­ wirken, um die Kupplungsscheibe 13 zu lösen.

Die entsprechenden Anordnungen sind als solche ebenfalls wohlbekannt und stehen nicht im Zusammen­ hang mit dieser Erfindung, und aus diesem Grunde sind sie hier nicht im einzelnen beschrieben.

Hier wirkt das äußere Element 29B mittels eines Kugellagers 30 auf die Tellerfeder 18 ein und beim Ausrücken übt es darauf eine Zugwirkung entspre­ chend dem Pfeil F1, bezogen auf die Achse der Einheit, aus Fig. 1 aus.

Dieses äußere Element 29B wirkt hier auf den Innen­ ring des Kugellagers 30 ein, während es mit dem Außenring auf der Tellerfeder 18 aufliegt.

Je nach den verschiedenen Anordnungen, die mit der vorliegenden Erfindung nicht in Zusammenhang stehen und daher hier nicht im einzelnen beschrieben werden, ist dem anderen Element der Steuerung 28 und somit hier auch dem inneren Element 29A ein Zwischenelement 32 zugeordnet, mit dessen Hilfe dieses innere Element 29A axial mit einer Schub­ kraft auf dem Schwungrad 12 entsprechend dem Pfeil F2, der dem Pfeil F1 aus Fig. 1 entgegengesetzt ist, aufliegen kann.

Beim Ausrücken erfolgt somit über das Schwungrad 12 und den Deckel 19 eine direkte Schleifenbildung der Kräfte, die im Innern der Steuerung 28 entstehen, und somit kommt es zu einem Ausgleich der Reaktion, der das innere Element 29A derselben unterliegt, wodurch die Lager der Welle 11 eingespart werden.

In Fig. 1 bildet der Wellenstumpf 14 selbst das Zwischenelement 32, wobei das innere Element 29A der Steuerung 28 mit Hilfe eines Kugellagers 33 und des Flanschs 34 eines Hilfsrings 35 auf einem geteilten Federring 36 aufliegt, der mit einer Nut im Wellenstumpf 14 in Eingriff steht, während dieser mittels einer Schulter 37 und eines Kugel­ lagers 38 gleichzeitig an einem geteilten Federring 40 anliegt, der in der Mittelöffnung des Schwung­ rads 12 in Eingriff steht.

In diesem Falle ist die Kupplungsscheibe 13 auf dem Wellenstumpf 14 direkt drehbeweglich verkeilt.

In Fig. 2 besteht das Zwischenelement 32 aus einer Hülse, die durch die Kupplungsscheibe 13 hindurch­ tritt und an der Außenperipherie Riffelungen 42 für die drehbewegliche Verkeilung an dieser Kupplungs­ scheibe 13 sowie an der Innenperipherie Riffelungen 43 für die drehbewegliche Verkeilung am Wellen­ stumpf 14 aufweist.

In diesem Falle ist also die Kupplungsscheibe 13 mittels des Zwischenelements 32 indirekt drehbeweg­ lich am Wellenstumpf 14 verkeilt.

In dieser Fig. 2 liegt im übrigen das Kugellager 38 auf einer Schulter 40′ des Schwungrads 12 auf.

Nach der obigen Beschreibung erfolgt die Befesti­ gung des Deckels 19 am Schwungrad 12 mit Hilfe der Schrauben 43.

Bei einer Ausführungsvariante, Fig. 3 und 4, erfolgt die Befestigung durch Falzung der Umfangs­ kante des Deckels 19 um einen Wulst 44, den das Schwungrad 12 zu diesem Zweck an der Außenperiphe­ rie radial überstehend aufweist.

In den Fig. 1 bis 3 liegt der Anlasserkranz 45, den eine Kupplung 10 gewöhnlich aufweist, auf die übliche Weise auf dem Schwungrad 12 auf, und der Flansch 20 ist flach.

Bei einer Ausführungsvariante, Fig. 4, liegt der Anlasserkranz 45 auf dem Flansch 20 auf und dieser weist zu diesem Zweck an der Außenperipherie einen Rand 46 auf, an dessen Rückseite dieser Anlasser­ kranz 45 angebracht ist und der selbst zur Herstel­ lung eines Kontakts mit einer Schulter 47 des Schwungrads 12 längs der freien Kante einen Rück­ sprung 48 aufweist, der radial in der der Achse der Einheit entgegengesetzten Richtung ausgerichtet ist.

In jedem Falle bildet die Kupplung 10 mit der Steuerung 28, den Wellenstumpf 14 und den entspre­ chenden Kugellagern vorteilhafterweise eine einzige Baugruppe oder ein Modul, welches als solches vom Hersteller des betreffenden Fahrzeugs am Flansch 20 angebracht werden kann.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich im übri­ gen nicht auf die dargestellten Ausführungsformen, sondern schließt jede Ausführungsvariante und/oder Kombination der verschiedenen Elemente sowie jede Anwendungsvariante ein.

Insbesondere kann die Kupplung 10 gemäß der Erfin­ dung mit ihrem Wellenstumpf 14 vorher durch Auf­ stecken auf das Antriebsstück 14′ am Getriebe 15 angebracht werden, worauf dann eine Annäherung des Motorblocks und schließlich die Befestigung der Kupplung 10 an den zu diesem Zweck an der Abtriebs­ welle 11 dieses Motorblocks vorgesehenen Flansch 20 mit Hilfe der Schrauben 25 erfolgt.

Es ist möglich, zur Messung der Drehzahl der Getrie­ be-Antriebswelle einen Meßfühler in die hydrauli­ sche Steuerung zu integrieren und diese Information in einer bestimmten Weise zu benutzen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 kann beispielsweise das innere Element 29A als Stütze für einen Meß­ fühler 200 dienen, da dafür Raum vorhanden ist.

In Fig. 5 trägt somit das Element 29A einen Meß­ fühler 200 koaxial zur Welle 14, hier einen Magnet­ fühler mit einem Magneten 201, der mit dem Element 29A zum Beispiel durch Verklebung, Falzung oder auf andere Weise fest verbunden ist, ein Gestell 203, welches zum Beispiel durch Verklebung, fest mit dem Magneten 201 verbunden ist, und eine elektromagne­ tische Spule 202. Das Gestell 203 ist an der Innen­ peripherie mit wenigstens einem Zahn 204 versehen, der den Riffelungen 206 der Welle 14 gegenüber­ liegt, welche für das Einstecken der Welle 14 in das Stück 14′ vorgesehen sind.

Die Riffelungen 206 bilden Zähne, die im Verhältnis zu den Zähnen 204 beweglich sind, so daß der Spalt zwischen dem Zahn oder den Zähnen 204 und den Riffelungen 206 variiert, was zu einer Veränderung des Stroms in der Spule 202 führt.

Dadurch kann man eine Information über die Umdre­ hungsgeschwindigkeit der Welle 14 erhalten. Die mit der Spule 202 verbundenen Ausgangsdrähte 205 können dem gleichen Weg folgen wie die Hydraulikleitung. Man wird verstehen, daß für den Einbau des genann­ ten Meßfühlers keine Änderung des Getriebes erfor­ derlich ist.

Der Meßfühler 200 läßt sich somit leicht in die Einheit entsprechend den Fig. 1 bis 4 integrie­ ren. Die Information 206 kann einem Rechner zuge­ führt werden, der beispielsweise zu einer elektro­ nischen Steuerung der Kupplung gehört. Dazu ver­ gleiche man das Dokument US-A-40 23 660.

Der Rechner, der im übrigen auch andere Daten empfängt, kann somit ein elektromagnetisches Ele­ ment mit einer Spule und einem Tauchkern steuern und ist fest mit einem Steuerschieber verbunden, um den Druck in der hydraulischen Kammer zur automa­ tischen Steuerung und Betätigung der Kupplung zu verändern.

Die Anzahl der Zähne 204 ist vorteilhafterweise hoch, zum Beispiel entsprechend der Anzahl der Zähne der Riffelungen, um die Unabhängigkeit von den Vibrationen der Welle 14 zu gewährleisten und den Meßdruck zu erhöhen.

Claims (7)

1. Kupplung von der Art, die, axial aufeinanderfol­ gend, ein Schwungrad (12) enthält, welches dazu bestimmt ist, drehbeweglich auf einer Antriebswelle (11) verkeilt zu werden, eine Kupplungsscheibe (13), die dazu bestimmt ist, drehbeweglich auf einer Abtriebswelle verkeilt zu werden, eine Druck­ platte (16), die drehbeweglich an dem Schwungrad (12) verkeilt und dabei im Verhältnis dazu axial beweglich ist, und eine Tellerfeder (18), die auf einem fest mit dem Schwungrad (12) verbundenen Deckel (19) aufliegt und die Druckplatte (16) zur Einspannung der Kupplungsscheibe (13) ständig in Richtung des Schwungrads (12) beansprucht, da­ durch gekennzeichnet, daß sie selbst einen Wellenstumpf (14) aufweist, woran die Kupplungsscheibe von Anfang an drehbeweglich ent­ weder direkt oder indirekt verkeilt ist und der somit die Abtriebswelle bildet.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie außerdem zum Lösen der Kupplungsscheibe (13) selbst eine Steue­ rung (28) aufweist, die ein entsprechendes Einwir­ ken auf die Tellerfeder (18) gestattet, wobei der Wellenstumpf (14) axial im Verhältnis zur genannten Kupplungsscheibe (13) über die genannte Steuerung (28) übersteht.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die daran vorhandene Steuerung (28) eine hydraulische Steuerung ist, die im Verhältnis Zylinder-Kolben zwei Elemente (29A, 29B) aufweist, von denen eines zum Einwirken auf die Tellerfeder (18) bestimmt ist, und daß der Wellenstumpf (14) als solcher ein Zwischenelement (32) bildet, welches mit dem anderen der genannten Elemente (29A, 29B) verbunden ist und wodurch dieses axial auf dem Schwungrad (12) zur Auflage kommen kann.

4. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die daran vorhandene Steuerung (28) eine hydraulische Steuerung ist, die im Verhältnis Zylinder-Kolben zwei Elemente (29A, 29B) aufweist, von denen das eine zum Einwirken auf die Tellerfeder (18) bestimmt ist, und daß dem anderen der genannten Elemente (29A, 29B) ein Zwischenelement (32) zugeordnet ist, wodurch dieses axial auf dem Schwungrad (12) zur Auflage kommen kann, und daß das genannte Zwischenelement (32) aus einer Hülse besteht, die durch die Kupplungsscheibe (13) hindurchtritt und die an der Außenperipherie Riffelungen (42) für die drehbewegliche Verkeilung an dieser Kupplungsscheibe (13) sowie an der Innen­ peripherie Riffelungen (43) für die drehbewegliche Verkeilung am Wellenstumpf (14) aufweist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß sie die Form einer einzigen Baugruppe hat, die als solche an einem Flansch (20) angebaut werden kann, der zuvor an der zu bestückenden Antriebswelle (11) angebaut wurde.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schwungrad (12) an der Außenfläche Absätze (26) aufweist, die zur Aufnahme des Schraubenkopfs (23) für die Befesti­ gung des Flanschs (20) an der Antriebswelle (11) geeignet sind.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Element (29A) der hydraulischen Steuerung, welches nicht zum Einwirken auf die Membran (18) bestimmt ist, einen Meßfühler zur Messung der Umdrehungsge­ schwindigkeit des Wellenstumpfs (14) trägt.