DE4324945A1 - Reibungskupplung mit einer Membranfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer Membranfe­ der gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Üblicherweise ist die Reibungskupplung innerhalb des Fahrzeuges von einer Kupplungsglocke gegenüber den äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit und Schmutz geschützt. Man kann aber nicht davon ausgehen, daß die Kupplungsglocke hermetisch dicht ausgeführt ist. Bei einigen Fahrzeugtypen wurde Schmutz innerhalb des Kupp­ lungsgehäuses festgestellt, der die Funktionstüchtigkeit der Kupplung, insbesondere den Ausrückweg und den Abhub, nicht in vollem Umfange gewährleistet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Problem der Ver­ schmutzung mit geringstem Aufwand zu beseitigen und die Funk­ tionstüchtigkeit der Kupplung auch bei widrigen Umständen zu er­ halten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 ge­ löst. Der Schmutz kann wegen der Abdeckeinrichtung die Auflage­ flächen der Membranfeder nicht mehr erreichen und dadurch die Funktionsfähigkeit der Kupplung beeinträchtigen. Selbst widrige Randbedingungen wie Fahrt im Gelände können die Abdeckeinrichtung nicht überfordern.

Die Abdeckeinrichtung besteht einfacherweise aus einem Halteteil und einem elastischen Abdeckteil. Das Abdeckteil besteht aus ei­ nem kreisringförmig geschlossenen Körper, der eine Dichtfläche darstellt.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Abdeckeinrichtung zwi­ schen dem Kupplungsgehäuse und der Membranfeder angeordnet ist, wobei das Abdeckteil derart vorgespannt ist, daß bei der Relativ­ bewegung zwischen Membranfeder und Kupplungsgehäuse die Dichtwir­ kung gesichert ist. Die Relativbewegung setzt sich nicht nur aus dem Ein- und Ausrückweg der Membranfeder zusammen. Es muß auch berücksichtigt werden, daß sich die Lage der Membranfeder in Ab­ hängigkeit der Abnutzung verändert. Diese Lageveränderung muß auf Grund der Vorspannung überbrückt werden.

In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß das Halteteil am Kupplungsgehäuse befestigt ist. Besonders vorteilhaft ist es, das Halteteil so nahe wie möglich an die Auflagefläche der Mem­ branfeder zu plazieren, da in diesem Bereich bei der Relativbewe­ gung eine kürzere Wegstrecke der Membranfeder und damit des Ab­ deckteiles erfolgt. Entsprechend sinkt die Belastung der Abdeck­ einrichtung. In einer speziellen Ausführungsform kann das Halte­ teil an einer axial verlaufenden Stirnfläche des Kupplungsgehäu­ ses befestigt sein. Ein entscheidender Vorteil ist, daß man die durch die Rotationsbewegung des Kupplungsgehäuses vorliegende Fliehkraft ausnutzt, um das Halteteil mit dem Kupplungsgehäuse zu verbinden bzw. die Anlage des Abdeckteiles mit der Membranfeder zu verstärken.

Der geringste Bauaufwand ist dann zu erwarten, wenn das Halteteil an der Membranfeder befestigt ist. Insbesondere dann, wenn das Halteteil U-förmig ausgebildet ist und mit seinem Profil am In­ nendurchmesser des geschlossenen Membranfederbereiches ein­ greift.

Die Befestigung der Abdeckeinrichtung an der Membranfeder ist au­ ßerdem dann besonders vorteilhaft, wenn das Halteteil eine zu­ sätzliche Mitnahme besitzt, die zusammen mit einem Gegenstück an der Anpreßplatte eine Fixierung der Membranfeder bezüglich der Anpreßplatte in Umfangsrichtung bildet.

Immer dann, wenn die Relativbewegung zwischen der Membranfeder und dem Kupplungsgehäuse besonders groß ist, kommt eine Abdeck­ einrichtung zur Anwendung, die aus einem Gummi- oder Kunststoff­ material besteht. Dabei wird selbstverständlich die maximale Wärmebelastbarkeit des einzusetzenden Werkstoffes berücksichtigt. Bei besonders hoch belasteten Abdeckeinrichtungen aus Gummi oder Kunststoff ist vorgesehen, daß das Halteteil eine Metalleinlage aufweist.

Eine hinsichtlich des Bauraumes und der Kosten besonders sparsame Abdeckeinrichtung wird dadurch realisiert, daß die Abdeckeinrich­ tung aus einem gekammerten Dichtring besteht. Beispielsweise ist der gekammerte Dichtring innerhalb einer im wesentlichen axial verlaufenden Umfangsfläche des Kupplungsgehäuses angeordnet und er dabei eine Dichtungsnut besitzt, deren Nutgrundtiefe der­ art ausgebildet ist, daß die Eigenelastizität des Dichtringes eine Rückstellbewegung bewirkt, so daß der Dichtring stets an der Membranfeder anliegt. Der Vorteil dieser Variante liegt darin, daß das Verhältnis von Relativweg der Membranfeder zum Kupplungs­ gehäuse und der nötigen Eigenelastizität besonders günstig ist. Durch eine Dichtungsnut mit einer Nutbreite, die größer ist als der Dichtringdurchmesser, kann die Durchmesserdifferenz kleiner sein als der radiale Relativweg zwischen der Membranfeder und dem Kupplungsgehäuse. Bei Membranfedern, die eine ausreichende Mate­ rialstärke besitzen, kann vorgesehen sein, daß der gekammerte Dichtring innerhalb einer Dichtungsnut auf dem Außenumfang der Membranfeder gekammert ist.

Eine sehr einfache alternative Lösungsmöglichkeit besteht darin, daß das Kupplungsgehäuse Öffnungen besitzt, die derart angeordnet sind, daß sich der Schmutz durch die Fliehkräfte bzw. den Luft­ strom durch die Öffnungen an den Auflageflächen vorbeibewegt. Diese Lösung benötigt keinerlei zusätzlichen Bauraum oder Bautei­ le.

An Hand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung nä­ her erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 Abdeckeinrichtungen in Blechausführung;

Fig. 4 und 5 Abdeckeinrichtung in Kunststoff oder Gummiausfüh­ rung;

Fig. 6a bis 6d Abdeckeinrichtungen in Form gekammerter Dichtungs­ ringe;

Fig. 7 eine Abdeckeinrichtung mit einer zusätzlichen Mitnahme zur Fixierung der Membranfeder in Umfangsrichtung;

Fig. 8 ein Kupplungsgehäuse mit Öffnungen zum Schmutzabzug.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Kupplungsgehäuses 1 in­ nerhalb einer Kupplungsglocke 3. Eine Anpreßplatte 5 ist über Federführungsmittel - in der Regel Tangentialblattfedern -, die nicht dargestellt sind, verbunden. Des weiteren ist das Kupplungs­ gehäuse 1 mit einem Schwungrad eines Antriebsmotors verschraubt. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 1 ist eine äußere Auflagefläche T für eine Membranfeder 9 angebracht. In dieser Ausführungsform wird die äußere Auflagefläche 7 durch einen Stützring 11 gebildet. Denkbar ist aber auch eine Auflagefläche 9, die einteilig mit dem Kupplungsgehäuse 1 ausgeführt ist, beispielsweise einer umlaufen­ den Sicke bei einem Blechgehäuse. An der Anpreßplatte 5 ist eine innere Auflagefläche 13 für die Membranfeder 9 vorgesehen. Die Membranfeder 9 steht zwischen den beiden Auflageflächen 7 und 13 verspannt und führt beim Ein- und Auskuppelvorgang eine Kippbewegung um die äußere Auflagefläche 7 durch.

Der durch die nicht hermetisch abgeschlossene Kupplungsglocke 3 eindringende Schmutz hat durch die Luftströmung und die Rotations­ bewegung der Kupplung herrührende Fliehkraft das Bestreben, sich radial nach außen zu bewegen in Richtung der äußeren Auflageflä­ che 7 der Membranfeder 9. Eine Abdeckeinrichtung 15, die in die­ sem Falle an der Membranfeder 9 befestigt ist, kann diesen Vor­ gang wirksam verhindern.

Die Abdeckeinrichtung 15 besteht aus einem Halteteil 17 und einem Abdeckteil 19. Das Halteteil 17 ist U-förmig ausgebildet und greift am Innendurchmesser der Membranfeder 9 am Ansatz der Mem­ branfederzungen ein. Das Halteteil 17 geht in einen kreisringför­ mig geschlossenen Abdeckteil über, wobei das Abdeckteil 19 eine Dichtfläche darstellt, die ständig in Kontakt mit dem Kupplungs­ gehäuse 1 steht. Der Spalt 21 zwischen der Membranfeder 9 und dem Kupplungsgehäuse 1 wird vom Abdeckteil 19 abgedeckt. Die Elasti­ zität bzw. die Vorspannung der Abdeckeinrichtung 15 ist so ausge­ legt, daß - unabhängig vom Verschleißzustand der Kupplung - bei jeder Membranfederstellung ein Anliegen der Dichtfläche gesichert ist.

Die Fig. 2 umfaßt nur noch den schmutzempfindlichen Bereich des Kupplungsgehäuses 1. In Abwandlung der Fig. 1 ist die Abdeckein­ richtung 15, die in dieser Ausführung einer Tellerfeder ähnelt, an der Innenseite des Kupplungsgehäuses 1 mittels mehrerer Niete 23 befestigt. Man erkennt, wie sich in Abhängigkeit von der Mem­ branfederbewegung unter Berücksichtigung des Verschleißes der Kupplungsscheibe die elastische Schirmung des Abdeckteiles 19 verändert. Durch das Anbringen der Abdeckeinrichtung an der In­ nenseite des Kupplungsgehäuses 1 wird die elastische Schirmung auf einem niedrigen Niveau gehalten. Die Ausführung gem. Fig. 3 funktioniert genauso wie schon zu den Versionen nach den Fig. 1 und 2 beschrieben. Das Halteteil 17 ist bei dieser Variante an der Außenseite des Kupplungsgehäuses 1 befestigt. Interessant ist diese Ausführung besonders dann, wenn der Spalt 21 zwischen Membranfeder 9 und Kupplungsgehäuse 1 sehr schmal ist und eine Befestigung an der Innenseite des Kupp­ lungsgehäuses 1 unmöglich ist und wenn der Grundkreis der Mem­ branfederzungen sehr klein ausgeführt ist, so daß man ein über­ langes Abdeckteil benötigen würde, falls die Abdeckeinrichtung an der Membranfeder zu befestigen wäre.

In den Fig. 4 und 5 kommt eine Abdeckeinrichtung 15 aus Gummi oder Kunststoff zur Anwendung. Diese Materialien sind insbesondere dann gefragt, wenn die Membranfederbewegung so groß ist, daß die Elastizität einer metallischen Abdeckeinrichtung 15 nicht mehr ausreichen würde. Zur Unterstützung und Verstärkung ist in das Halteteil 15 eine Metalleinlage einvulkanisiert bzw. umspritzt. Bei der Ausführung gem. Fig. 4 kann man den vorhandenen Bauraum optimal ausnutzen, indem man die Abdeckeinrichtung 15 in eine axial verlaufende Stirnfläche 27 des Kupplungsgehäuses 1 ein­ schnappen läßt. Das abgewinkelte Abdeckteil 19 wird durch die Fliehkräfte verstärkt auf die Membranfeder 9 gedrückt.

In der Fig. 5 wird der Gedanke verfolgt, die Abdeckeinrichtung 15 so nahe wie möglich an die äußere Auflagefläche 7 der Membranfeder 9 zu positionieren. Der große Vorteil liegt darin, daß mit abneh­ mendem Abstand der Abdeckeinrichtung 15 zur Auflagefläche 7 die nötige Elastizität der Abdeckeinrichtung 15 abnehmen kann, da sich die Relativbewegung der Membranfeder 9 zum Kupplungsgehäuse gleichzeitig verringert.

Die Ausführungsformen nach den Fig. 6a bis 6d sehen so aus, daß die Abdeckeinrichtung 15 im wesentlichen aus einem gekammer­ ten Dichtring 29 besteht. Der Vorteil einer solchen Abdeckeinrich­ tung 15 liegt eindeutig in minimalem Bauraumbedarf, so daß auch der Spalt 31 zwischen Membranfeder 9 und Kupplungsgehäuse 1 im Umfangsbereich der Membranfeder 9 abgedichtet werden kann. Der gekammerte Teil der Abdeckeinrichtung 15 kann als Halteteil 17, der aus der Nut herausragende als das Abdeckteil 19 bezeichnet werden.

Die Elastizität des Dichtringes 29 muß - wie schon mehrfach be­ schrieben - größer sein als der Weg der Membranfeder 9. In der Fig. 6 wird der zulässige Weg der Membranfeder 9 dadurch vergrö­ ßert, indem der Dichtring 29 innerhalb einer Nut 33 gekammert ist und in ihrem Nutgrund so ausgebildet ist, daß die Eigenelasti­ zität des Dichtringes 29 eine Rückstellbewegung des Dichtringes 29 ermöglicht, so daß stets eine Anlage zwischen dem Dichtring 29 und der Membranfeder 9 gesichert ist. Dabei ist die Nutgrunddif­ ferenz zwischen den maximalen Membranfederstellungen deutlich kleiner als die Verlagerung der Membranfeder 9. Diese Ausfüh­ rungsform kann als zusätzlicher Abdeckteil einen kleinen Wellkör­ per 19a besitzen, der am Dichtring 29 angearbeitet ist.

Bei ausreichender Materialstärke der Membranfeder 9 kann - wie die Fig. 6c und 6d zeigen - der Dichtring 29 auch in der Mem­ branfeder 9 gekammert sein. Reicht die Materialstärke der Mem­ branfeder 9 nicht aus, so kann durch Anformungen eine Material­ verstärkung im Bereich des Außendurchmessers erfolgen, in die dann eine Dichtungsnut 33 eingearbeitet wird.

Die Fig. 7 entspricht weitestgehend der Ausführung gem. Fig. 1. Zusätzlich besitzt die Abdeckeinrichtung 15 eine Mitnahme 35, die zusammen mit einem Gegenstück in Form einer Ausnehmung 37 der An­ preßplatte 5 eine Fixierung der Membranfeder 9 in Umfangsrichtung bildet.

Eine alternative Vorgehensweise wird in Fig. 8 beschrieben. Das Kupplungsgehäuse besitzt Öffnungen 39, die derart angeordnet sind, daß sich der Schmutz durch die Fliehkraft bzw. die Luft­ strömungen an den Auflageflächen 7, 13 vorbeibewegt. Die Öffnun­ gen 39 sind etwas breiter ausgeführt als die axiale Ausdehnung der Auflageflächen 7 und die Membranfeder 9 zusammen, so daß stets ein Abzug erfolgen kann. Die Figurenbeschreibung zeigt ausschließlich Beispiele gezogener Kupplungen. Grundsätzlich ließe sich die Problemlösung auch bei gedrückten Kupplungen an­ wenden, doch haben Schmutzablagerungen nach bisherigen Erfahrun­ gen nicht so gravierende Funktionsbeeinträchtigungen wie bei ge­ zogenen Kupplungen zur Folge.

Claims (15)

1. Reibungskupplung insbesondere für Kraftfahrzeuge, um­ fassend ein Kupplungsgehäuse, wobei das Kupplungsgehäuse eine äußere Auflagefläche für eine Membranfeder auf­ weist, eine Anpreßplatte mit einer inneren Auflagefläche für die Membranfeder, wobei die Anpreßplatte über Fe­ derführungsmittel mit dem Kupplungsgehäuse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung eine Abdeckeinrichtung (15) besitzt, die den Schmutzzu­ gang zu der äußeren Auflagefläche (7) des Kupplungsge­ häuses (1) verhindert.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abdeckeinrichtung (15) aus einem Halte­ teil (17) und einem elastischen Abdeckteil (19) besteht.

3. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (19) aus einem kreisringförmig geschlossenen Körper besteht, der eine Dichtfläche darstellt.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abdeckeinrichtung (15) zwischen dem Kupp­ lungsgehäuse (1) und der Membranfeder (9) angeordnet ist, wobei das Abdeckteil (19) derart vorgespannt ist, daß bei der Relativbewegung zwischen der Membranfe­ der (9) und dem Kupplungsgehäuse (1) die Dichtwirkung gesichert ist.

5. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (17) an dem Kupp­ lungsgehäuse (1) befestigt ist.

6. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (17) an einer im we­ sentlichen axial verlaufenden Stirnfläche (27) des Kupplungsgehäuses (1) befestigt ist.

7. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (17) an der Membran­ feder (9) befestigt ist.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteteil (17) u-förmig ausgebildet und mit seinem Profil am Innendurchmesser des geschlossenen Membranfederbereichs eingreift.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteteil (17) eine zusätzliche Mitnah­ me (35) besitzt, die zusammen mit einem Gegenstück (37) an der Anpreßplatte (5) eine Fixierung der Membranfe­ der (9) bezüglich der Anpreßplatte (5) in Umfangsrich­ tung bildet.

10. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abdeckeinrichtung (15) aus einem Gummi- oder Kunststoffmaterial besteht.

11. Reibungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteteil (17) eine Metalleinlage (25) aufweist.

12. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abdeckeinrichtung (15) aus einem gekammerten Dichtring (29) besteht.

13. Reibungskupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der gekammerte Dichtring (29) innerhalb einer im wesentlichen axial verlaufenden Umfangsfläche des Kupplungsgehäuses angeordnet ist und dabei eine Dich­ tungsnut (33) besitzt, deren Nutgrundtiefe derart aus­ gebildet ist, daß die Eigenelastizität des Dicht­ ringes (29) eine Rückstellbewegung bewirkt, so daß der Dichtring (29) stets an der Membranfeder (9) anliegt.

14. Reibungskupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der gekammerte Dichtring (29) innerhalb einer Dichtungsnut (33) auf dem Außenumfang der Membranfe­ der (9) gekammert ist.

15. Reibungskupplung entsprechend dem Oberbegriff von Pa­ tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupp­ lungsgehäuse Öffnungen (39) besitzt, die derart ange­ ordnet sind, daß sich der Schmutz durch die Fliehkräfte bzw. den Luftströmungen durch die Öffnungen vorbei an den Auflageflächen (7; 13) vorbei bewegt.