DE4237623C2

DE4237623C2 - Kupplungsmechanismus

Info

Publication number: DE4237623C2
Application number: DE4237623A
Authority: DE
Inventors: Norihisa Uenohara
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2012-11-07
Also published as: US5351796A; DE4237623A1; JP2550974Y2; JPH0542766U

Description

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsmechanismus mit den Merkmalen nach dem Ober begriff des beigefügten Anspruchs 1, wie er aus der US-A-46 35 779 bekannt ist. Weiter betrifft die Erfindung einen Kupplungsmechanismus mit den Merkmalen des Oberbegriffs des beigefügten Anspruchs 5, wie er aus der US-A-33 23 624 bekannt ist. Auf diese Druckschriften wird weiter unten noch näher eingegangen.

Ein der Kupplungsabdeckung zugeordneter Kupplungsmechanismus, wie sie für Fahr zeugkupplungen verwendet wird, weist im allgemeinen eine schüsselförmige Kupplungs abdeckung, eine innerhalb dieser Abdeckung befindliche Andrückplatte und eine Membranfeder auf, die die Andrückplatte an eine Kupplungsscheibe drückt. Wenn die An drückplatte in Richtung auf die Kupplungsscheibe gedrückt wird, so wird die Kupplungs scheibe zwischen der Andrückplatte und einem Schwungrad des Motors aufgenommen und die Kupplung dadurch eingerückt.

Einige herkömmliche Kupplungsscheiben bestehen aus einer Vielzahl von gestuften oder gewellten bzw. Dämpfungsplatten, die an den Seitenflächen einer Kupplungsplatte befes tigt sind, und aus einem Paar ringförmiger Reibbeläge, die an die Dämpfungsplatten ge klebt sind. Während des Einrückens der Kupplung sorgen diese Dämpfungsplatten für eine Dämpfung, das heißt der Stoß beim Einrücken der Kupplung wird abgeschwächt.

Allerdings kann es sich als schwierig erweisen, mit den vorstehend beschriebenen Dämp fungsplatten eine Dämpfung mit den gewünschten Dämpfungscharakteristiken zu errei chen, da nämlich das Dämpfungsverhalten jeder Dämpfungsplatte durch deren Herstel lung variiert. Darüber hinaus werden die Dämpfungsplatten durch hohe Temperaturen, die sich in der Kupplungsscheibe entwickeln, negativ beeinflusst, so dass deren Dämpfungs grad herabgesetzt wird. Infolge dessen können die ursprünglichen Dämpfungscharakteris tiken praktisch nicht aufrecht erhalten werden.

Außer den eingangs erwähnten US-Patentschriften US-A-46 35 779 und US-A-33 23 624 sind Kupplungsmechanismen bekannt, bei denen eine Membranfeder über ein elastisches Element auf eine Andrückplatte wirkt.

Bei der US-A-33 23 624, Fig. 12 ist als elastisches Element eine Tellerfeder vorgesehen, welche direkt eine radiale ganz außen liegende Kante der Membranfeder erfasst.

Auch bei der US-A-46 35 779 ist das elastische Element durch eine Art Tellerfeder gebil det, welche über Bolzen oder Nieten an einem Zwischenelement befestigt ist und mit ih rem freien Ende die Gegenseite der Andrückplatte erfasst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kupplungsmechanismus nach dem Oberbegriff des beigefügten Patentanspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des beigefüg ten Patentanspruchs 5 die Realisierung gewünschter und dauerhafter Dämpfungscharak teristiken zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird durch einen Kupplungsmechanismus mit den Merkmalen des beige fügten Patentanspruches 1 bzw. 5 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Zeich nungen beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine zugbetätigte Kupplung einer ersten Ausführungsform eines Kupplungsmechanismus';

Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Darstellung von Fig. 1;

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung der eingerückten Kupplung gegenüber der ausgerückten Kupplung; und

Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Kupplungsmechanismus'.

Fig. 1 zeigt eine zugbetätigte Kupplung mit einer ersten Ausführungsform eines Kupp lungsmechanismus.

Diese zugbetätigte Kupplung besteht hauptsächlich aus dem Kupplungsmechanismus 1, einer Kupplungsscheibe 2 und einer Ausrückvorrichtung 3. Eine Ausrückgabel 4 ist mit der Ausrückvorrichtung 3 verbunden und dient zu deren Betätigung in axialer Richtung. Der Kupplungsmechanismus 1 ist an einer durch ein Motorschwungrad gebildeten Gegenan drückplatte 5 montiert.

Auf der hinteren Seite des Kupplungsmechanismus 1 (rechts in Fig. 1) befindet sich ein Getriebegehäuse 7, von welchem ausgehend sich eine Hauptantriebswelle 6 nach vorne erstreckt und keilförmig mit der Kupplungsscheibe 2 ineinander greift. Ein Kupplungsge häuse 8 ist am vorderen Ende des Getriebegehäuses 7 angeordnet und schließt den Kupplungsmechanismus 1 und die Gegenandrückplatte 5 ein. Durch eine vordere End wand 7a des Getriebegehäuses 7 hindurch und in deren Mitte ist eine Manschette 9 ange ordnet, durch welche die Hauptantriebswelle 6 hindurch geführt ist.

Ein Paar Reibbeläge 2a ist randseitig entlang beider Seitenflächen der Kupplungsscheibe 2 angeordnet und wird zwischen der Gegenandrückplatte 5 und einer Andrückfläche 12a einer später beschriebenen Andrückplatte 12 aufgenommen. Die Reibbeläge 2a sind an stelle der üblichen Dämpfungsplatten an die ebenen Flächen einer Scheibe geklebt. Das vordere Ende der Hauptantriebswelle 6 befindet sich in keilförmigem Eingriff mit dem zent ralen Bereich der Kupplungsscheibe 2.

Fig. 2 zeigt einen Teil des Kupplungsmechanismus 1 in einer ersten Ausführungsform. Eine Kupplungsabdeckung 10, eine Membranfeder 11 und die ringförmige Andrückplatte 12, die die wesentlichen Bauteile des Kupplungsmechanismus 1 bilden, sind teilweise in Fig. 2 dargestellt.

Die Kupplungsabdeckung 10 ist wie eine Schüssel bzw. ein tiefer Teller ausgebildet und hat eine zentrale Öffnung mit großem Durchmesser. Der Rand der Schüssel ist an der durch das Schwungrad gebildeten Gegenandrückplatte 5 befestigt.

Die Membranfeder 11 ist ein mit der Kupplungsabdeckung 10 fluchtendes Scheibenele ment. Der radial äußere Rand der Membranfeder 11 ist durch die Kupplungsabdeckung 10 an einem ersten Schwenkring 13 gehalten, und die Membranfeder treibt die Andrückplatte 12 durch die Elastizität ihres radial mittleren Bereichs in Richtung auf die Gegenandrück platte 5, wobei der erste Schwenkring 13 als Stützpunkt wirkt. Der radial innere Bereich der Membranfeder 11 ist mit der Ausrückvorrichtung 3 verbunden, derart, dass das He rausziehen des radial inneren Bereichs getriebewärts (nach rechts in Fig. 2) die Einrü ckung der Kupplungsscheibe 2 aufhebt. Eine Vielzahl von radialen Schlitzen 11a ist in der Membranfeder 11 von deren radial innerer Kante zu deren radial mittlerem Bereich ausge bildet. Eine kreisrunde Öffnung 11b ist in Richtung auf das Ende jedes Schlitzes 11a aus gebildet.

Zum Einrücken der Kupplung nimmt die Andrückplatte 12 die Reibbeläge 2a der Kupp lungsscheibe 2 zwischen sich und der Gegenandrückplatte 5 auf. Wie Fig. 2 zeigt, bildet ein Belag der Andrückplatte 12 die Andrückfläche 12a, die einem benachbarten Reibbelag 2a gegenüberliegt. Radial innen entlang der entgegengesetzten Seite der Andrückfläche 12a ist eine Vielzahl von Bolzen 12b vorgesehen, die sich seitlich in Richtung auf das Ge triebe erstrecken. Jede Öffnung 11b der Membranfeder 11 wird von einem Bolzen 12b durchgriffen. Ein Halteelement in Form einer ringförmigen Platte 14 (im folgenden als Hal teplatte 14 bezeichnet) ist mit Hilfe von Schrauben 15 in den Bolzen 12b befestigt. Die Halteplatte 14 hat einen gebogenen Bereich 14a, der entlang seiner radial äußeren Kante in Richtung auf die Andrückplatte 12 gebogen ist.

Die der Andrückfläche 12 gegenüberliegende Fläche der Andrückplatte 12 ist durch eine ringförmige innere Ausnehmung 12c vertieft. Diese innere Ausnehmung 12c ist die Bolzen 12b umschließend ausgebildet. Eine ringförmige äußere Ausnehmung 12d, die weniger tief ist als die innere Ausnehmung 12c, ist an dem Rand der inneren Ausnehmung 12c ausgebildet. Eine Tellerfeder 16 ist zwischen diesem radial inneren Bereich der Andrück platte 12 und der Membranfeder 11 angeordnet. Die Tellerfeder 16 ist flach und ringförmig ausgebildet, und ihre Außenkante ist in der äußeren Ausnehmung 12d gehalten, welche folglich als Aufnahme für die Tellerfeder 11 dient. Der innere Rand der Tellerfeder 16 ist somit in einem vorgegebenen Abstand von der inneren Ausnehmung 12c beabstandet. Ein durch einen Drahtring gebildeter zweiter Schwenkring 17 befindet sich zwischen der In nenkante der Tellerfeder 16 und der Membranfeder 11.

Ein von der Membranfeder 11 ausgehender treibender Druck wird somit über den zweiten Schwenkring 17 und die Tellerfeder 16 auf die Andrückplatte 12 übertragen.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der ersten Ausführungsform des Kupplungsmecha nismus 1 erläutert.

Wenn die Ausrückvorrichtung 3 durch die Ausrückgabel 4 nicht in Richtung auf das Ge triebe gezogen wird, so wird sie in Richtung auf den Motor betätigt, und die Elastizität der Membranfeder 11 treibt die Andrückplatte 12 in Richtung auf die Gegenandrückplatte 5, wobei die radial äußere Kante der Membranfeder 11 durch die Kupplungsabdeckung 10 als Stützpunkt gehalten wird und ihr radial mittlerer Bereich die Andrückplatte 12 über den zweiten Schwenkring 17 und die Tellerfeder 16 in Richtung auf die Gegenandrückplatte 5 treibt. Folglich bringt die Andrückplatte 12 die Reibbeläge 2a durch Druckausübung in An lage an die Gegenandrückplatte 5. Zu Beginn werden dann die Reibbeläge 2a gerade zwischen der Andrückplatte 12 und der Gegenandrückplatte 5 aufgenommen und treiben dadurch die Kupplung. Während die Membranfeder 11 weiter Druck ausübt, kommt es zur elastischen Verformung der Innenkante der Tellerfeder 16 in Richtung auf die Gegenan drückplatte 5. Während dieses Stadiums der Verformung wird eine Dämpfung entspre chend den Last-Durchbiegungscharakteristiken der Tellerfeder 16 bewirkt. Diese Dämp fung dauert an, bis die Innenkante der Tellerfeder 16 mit der inneren Ausnehmung 12c der Andrückplatte 12 in Kontakt gelangt.

In dieser Ausführungsform lassen sich gegebene Dämpfungseffekte, die mit jenen her kömmlicher Dämpfungs- bzw. Pufferplatten vergleichbar sind, erreichen. Die Tellerfeder 16 hat eine einfach flache Form und sorgt mehr augenblicklich für die gewünschten Dämp fungscharakteristiken als die herkömmlichen Dämpfungsplatten. Darüber hinaus ist die Tellerfeder 16 jenseits der Reibbeläge 2a, in denen hohe Temperaturen erzeugt werden, angeordnet, so dass die Beständigkeit der gewünschten Dämpfungscharakteristiken ge fördert wird.

Vorausgesetzt, dass der Kupplungsmechanismus 1 bei einer zugbetätigten Kupplung an gewendet wird, können die Dämpfungsplatten bei der Kupplungsscheibe 2 entfallen, wo durch die Reibbeläge 2a dicker ausgebildet werden können. Dadurch verlängert sich die Verschleißdauer der Kupplungsscheibe 2.

Wenn die Ausrückgabel 4 die Ausrückvorrichtung 3 getriebewärts herauszieht, wird auch der radial mittlere Bereich der Membranfeder 11 in Richtung auf das Getriebe gezogen, wobei der sich in der Kupplungsabdeckung 10 befindende erste Schwenkring 13 als Stützpunkt dient. Die Tellerfeder 16 kehrt in ihre anfängliche Einstellage zurück, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, und der radial mittlere Bereich der Membranfeder 11 gelangt in Anlage an dem gebogenen Bereich 14a der Halteplatte 14. Daraufhin zieht die Membranfeder 11 die Andrückplatte 12 durch die Halteplatte 14 von den Reibbelägen 2a weg, wodurch die Einrückung der Kupplungsscheibe 2 aufgehoben wird.

Weitere Ausführungsform

Fig. 4 zeigt eine Detaildarstellung eines Kupplungsmechanismus 20 in einer zweiten Ausführungsform. Dieser Kupplungsmechanismus 20 wird bei einer schubbetätigten Kupplung verwendet.

Der Kupplungsmechanismus 20 besteht in erster Linie aus einer schüsselförmigen Kupp lungsabdeckung 21, deren äußerer Rand an der durch das Schwungsrad gebildeten Ge genandrückplatte 5 befestigt ist, einer innerhalb der Kupplungsabdeckung 21 angeordne ten Membranfeder 22 und einer ringförmigen Andrückplatte 24.

Die Membranfeder 22 fluchtet mit der Kupplungsabdeckung 21, wobei ihr radial mittlerer Bereich über Stegbolzen 23 und ein Paar erster Schwenkringe 25, die als Stützpunkt die nen, durch die Kupplungsabdeckung 21 gehalten ist. Ein Ende der Stegbolzen 23 ist mit der Kupplungsabdeckung 21 verstemmt. Der radial innere Bereich der Membranfeder 22 ist durch eine nicht gezeigte Ausrückvorrichtung derart gehalten, dass, wenn die Ausrück vorrichtung den radial inneren Bereich der Membranfeder 22 in Richtung auf die Gegen andrückplatte 5 schiebt (nach unten in Fig. 4), die Kupplungseinrückung aufgehoben wird.

Die Andrückplatte 24 hat eine Andrückfläche 24a, jenseits welcher sich eine ringförmige äußere Ausnehmung 24b befindet. Eine Aufnahme für eine Tellerfeder in Form einer ring förmigen Ausnehmung 24c, die flacher bzw. weniger tief ist als die äußere Ausnehmung 24b, ist entlang des radial inneren Rands der äußeren Ausnehmung 24b ausgebildet. Darin ist eine Tellerfeder 27 angeordnet, und zwar zwischen der Andrückplatte 24 und der Membranfeder 22. Die Tellerfeder 27 ist flach und ringförmig und ihre Innenkante ist in der inneren Ausnehmung 24c gehalten. Zwischen der Außenkante der Tellerfeder 27 und der äußeren Ausnehmung 24b ist ein vorgegebener Abstand vorgesehen. Ein durch einen Drahtring gebildeter zweiter Schwenkring 26 stützt sich an der Außenkante der Tellerfeder 27 ab, und zwar angrenzend an die Membranfeder 22. Durch den radial äußeren Rand der Membranfeder 22 wird der zweite Schwenkring 26 druckbeaufschlagt, indem die Andrück platte 24 in Richtung auf die Kupplungsscheibe 2 getrieben wird. Der äußere Rand der Ausnehmung 24b der Andrückplatte 24 dient als ringförmige Verlängerung 24d, die den zweiten Schwenkring 26 hält.

Aus einer Vielzahl von Blattfedern gebildete Riemenplatten 28 sind an Stellen entlang der äußeren Begrenzung der Kupplungsabdeckungsausbildung 20 angeordnet. Ein Ende jeder Riemenplatte 28 ist an der Kupplungsabdeckung 21 befestigt, während das andere Ende mit Hilfe von Bolzen 29 an der Andrückplatte 24 festgelegt ist. Jeder Bolzen 29 ist in eine mit Gewinde versehene Fassung eines Vorsprungs 24e entlang der äußeren Peripherie der Andrückplatte 24 geschraubt. Jeder Bolzen 29 befestigt die Basis einer Klammer 30, die sich von dem Bolzen 29 in Richtung auf die Membranfeder 22 erstreckt und diese elastisch in Richtung auf den zweiten Schwenkring 26 drückt. Dadurch wird die radial äußere Kante der Membranfeder 22 zwischen dem zweiten Schwenkring 26 und den Klammern 30 aufgenommen.

Bei vorstehend beschriebener Konstruktion wird die gewünschte Dämpfungswirkung ent sprechend den Charakteristiken der Tellerfeder 27 erreicht, wenn die Andrückplatte 24 an den Reibbelag 2a gedrückt wird. Somit sind Funktion und Dämpfungswirkung genauso wie bei vorstehend beschriebener Ausführungsform.

Claims

1. Kupplungsmechanismus (1) zum Andrücken einer Kupplungsscheibe (2) an eine an den Motor eines Fahrzeugs angeschlossene Gegenandrückplatte (5) mit:

- einer tellerförmigen Kupplungsabdeckung (10);
- einer innerhalb der Kupplungsabdeckung (10) angeordneten Andrückplatte (12) zum Drücken der Kupplungsscheibe (2) gegen die Gegenandrückplatte (5);
- einer Membranfeder (11) zum Betätigen der Andrückplatte (12) in Richtung auf die Gegenandrückplatte (5), wobei der radial äußere Rand der Membranfeder (11) durch die Kupplungsabdeckung (10) abgestützt ist;
- einer zwischen der Andrückplatte (12) und der Membranfeder (11) angeordneten Tel lerfeder (16) zum Übertragen der Kraft der Membranfeder (11) auf die Andrückplatte (12), wobei die Tellerfeder (16) an ihrem radial äußeren Rand gehalten wird und wobei im gelösten Zustand der Kupplung zwischen dem radial innen liegenden freien Rand und der Andrückplatte (12) ein vorgegebener Abstand vorhanden ist,

dadurch gekennzeichnet,
daß die ringförmige einstückige Andrückplatte (12) an einer der Gegenandrückplatte (5) entgegengesetzten Seite eine Aufnahme (12d) für den gehaltenen Rand der Tellerfeder (16) hat, der in der Aufnahme (12d) derart gesichert ist, daß die Tellerfeder (16) mit ihrem freien radial inneren Rand zu der Gegenandrückplatte (5) hin beweglich ist, und
daß ein radial mittlerer Abschnitt der Membranfeder (11) gegen den radial inneren Rand der Tellerfeder (16) über einen Drahtring (17) drückt, der zwischen der Tellerfeder (16) und der Membranfeder (11) angeordnet ist.

2. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (11) eine Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Öff nungen (11b) in ihrem radial mittleren Bereich aufweist und daß die Andrückplatte (12) angrenzend an die Membranfeder (11) mit einer Vielzahl von sich durch die Öffnungen (11b) hindurch erstreckenden Bolzen (12b) versehen ist und daß an der Vielzahl von Bol zen ein Halteelement (14) vorgesehen ist, das eine Fläche der Membranfeder (11) jenseits der Andrückplatte (12) hält.

3. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Bolzen (12b) radial innerhalb des Ringelements (17) angeordnet ist.

4. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine ringförmige Platte (14) mit einem entlang ihres radial äußeren Rands gebogenen Bereich ist, der in Richtung auf die Andrückplatte (12) geneigt ist.

5. Kupplungsmechanismus (20) zum Andrücken einer Kupplungsscheibe (2) an eine an den Motor eines Fahrzeugs angeschlossene Gegenandrückplatte (5) mit:

- einer tellerförmigen Kupplungsabdeckung (21);
- einer ringförmigen einstückigen, in der Kupplungsabdeckung (21) angeordneten An drückplatte (24), zum Drücken der Kupplungsscheibe (2) gegen die Gegenandrück platte (5), wobei die Andrückplatte (24) an einer der Gegenandrückplatte (5) entge gengesetzten Seite eine Aufnahme (24c) zum Halten eines Randes einer Tellerfeder (27) hat;
- einer Membranfeder (22) zum Betätigen der Andrückplatte (24) in Richtung auf die Gegenandrückplatte (5), wobei ein radial mittlerer Abschnitt der Membranfeder (22) durch die Kupplungsabdeckung (21) abgestützt ist und ein radial äußerer Abschnitt der Membranfeder (22) die Andrückplatte (24) gegen die Gegenandrückplatte (5) drückt;
- einer zwischen der Andrückplatte (24) und der Membranfeder (22) angeordneten Tel lerfeder (27) zum Übertragen der Kraft der Membranfeder (22) auf die Andrückplatte (24), wobei der radial innen liegende Rand der Tellerfeder (27) in der Aufnahme (24c) derart gesichert ist, daß die Tellerfeder (27) in Richtung auf die Gegenandrückplatte (5) beweglich ist, wobei im gelösten Zustand der Kupplung ein vorgegebener Abstand zwischen dem freien, radial außen liegenden Rand der Tellerfeder (27) und der An drückplatte (24) vorhanden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Drahtring (26) zwischen dem freien Rand der Tellerfeder (27) und der Membran feder (11) angeordnet ist, wobei über den Drahtring (26) der radial äußere Abschnitt der Membranfeder (22) den freien äußeren Rand der Tellerfeder (27) in Richtung auf die Ge genandrückplatte (5) drückt, und daß die Andrückplatte (24) einen seitlich vorstehenden Rand (24d) zum radialen Halten des Drahtringes (26) umfaßt.

6. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 5 gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Andrückelementen (30), die an der radial äußeren Peripherie der An drückplatte (24) befestigt sind und eine Fläche der Membranfeder (22) jenseits des Draht ringes (26) elastisch mit Druck beaufschlagen.

7. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (16, 27) flach und ringförmig ausgebildet ist.

8. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahme (12d, 24b) für den gehaltenen Rand der Tellerfeder (16, 27) gebildet ist durch eine erste Ausnehmung (12d, 24b), welche sich an einem Rand einer ringförmigen zweiten Ausnehmung (12c, 24c) befindet und weniger tief als dieselbe ausgebildet ist, und
daß die flache Tellerfeder (16, 27) in der zweiten Ausnehmung (12c, 24c) angeordnet ist,
so daß der freie Rand der Tellerfeder (16, 27) im gelösten Zustand der Kupplung um den vorgegebenen Abstand von der zweiten, tieferen Ausnehmung (12c, 24c) beabstandet ist.