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Die Erfindung betrifft eine Membranfederkupplung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Durch die deutsche Auslegeschrift
DE 1 099 280 B ist
eine Membranfederkupplung mit einem an einem Schwungrad einer Kfz-Maschine
befestigbaren Kupplungsgehäuse,
einer in demselben drehfest, aber axial verlagerbar angeordneten
Anpressplatte, einer zwischen dieser und dem Schwungrad drehfest auf
einer Getriebewelle aufgesetzten Kupplungsscheibe und einer Membranfeder
mit radial nach innen ragenden Federzungen bekannt, wobei einige dieser
Federzungen über
eine Umbiegung verfügen, die,
eine wesentliche Erstreckungskomponente in Axialrichtung aufweisend,
eine Aussparung im Kupplungsgehäuse
in von der Anpressplatte fortweisender Richtung durchgreifen und
zur Festaufnahme eines Fliehgewichtes vorgesehen sind. Bedingt durch
den Hebelarm des Schwerpunktes jedes Fliehgewichtes zur zugeordneten
Federzunge wird unter Fliehkrafteinfluss eine die Membranfeder in
Richtung zur Anpressplatte belastende Kraft wirksam, die bei zunehmender
Drehzahl anwächst
und die Membranfeder beim Aufbringen der Anpresskraft unterstützt. Die Fliegewichte erbringen
hierbei aufgrund der Erstreckungskomponente in Axialrichtung an
der jeweiligen Federzunge einen höheren Fliehkrafteffekt, als
dies bei im Wesentlichen ebenflächig
nach radial innen verlaufenden Federzungen der Fall wäre. Der
Grund hierfür
liegt zum einen in einem begünstigten
Hebelverhältnis
der Fliehgewichte gegenüber
der Anbindungsstelle der Membranfeder am Kupplungsgehäuse, und
zum anderen in einer verbesserten Verlagerbarkeit der Fliehgewichte
nach radial außen.
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Während
bei einer Kfz-Maschine das von dieser abgegebene Drehmoment nach Überschreitung
einer Drehzahl, bei der das Drehmoment ein Maximum erreicht, wieder
abnimmt, wird die Membranfeder gemäß der Auslegeschrift bei Drehzahlen oberhalb
dieser Drehzahl noch stärker
gegen die Anpressplatte gedrückt.
Dadurch wird an der Membranfederkupplung eine Anpresskraft in nicht
benötigter Stärke bereitgestellt,
die zum Ausrücken
einen entsprechend hohen bedienerseitigen Kraftaufwand am Kupplungspedal
erforderlich macht.
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Dem gleichen Problem sind die Lösungen in den
US-Patenschriften
US 4 425 991 und
US 2 234 756 ausgesetzt,
wobei durch diese Patentliteratur die Befestigung von Fliehgewichten
an Federzungen gezeigt ist, die über
eine nur unwesentliche Erstreckungskomponente in Axialrichtung (
US 4 425 991 verfügen, oder
aber ohne eine solche Erstreckungskomponente (
US 2 234 756 ausgebildet sind.
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In der US-Patentschrift
US 2 045 557 sind für automatisiert
ablaufende Kupplungsvorgänge
einer zur Beaufschlagung der Anpressplatte einer Reibungskupplung
dienenden Tellerfeder Fliehgewichte zugeordnet, deren Bewegungsbereich
und damit deren Einfluss auf die Betätigungskraft der Reibungskupplung
mittels Anschlägen
begrenzbar ist. Bei einer Ausführung
nach
1 dieser Patentschrift
sind die Fliehgewichte am Kupplungsgehäuse der Reibungskupplung schwenkbar
aufgenommen und nutzen Radialbegrenzungen in einer von den Fliehgewichten
durchgriffenen Aussparung im Kupplungsgehäuse als radial innerer und
radial äußerer Anschlag. Während bei
dieser Ausführung
die Fliehgewichte ausschließlich
fliehkraftabhängig
sind, erfahren sie bei einer Ausführung nach
5 der
Patentschrift eine Befestigung an einer zweiten Tellerfeder; die
der Fliehkraft entgegenwirkt und den Fliehgewichten eine Schwenkbewegung
bis zum Erreichen eines zugeordneten Anschlages ermöglicht.
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Durch den jeweiligen Anschlag ist
die durch die Fliehgewichte auf die Anpressplatte übertragbare Axialkraft
begrenzbar, jedoch ist durch jeweils schwenkbare Anordnung der Fliehgewichte
deren Einfluss gegenüber
einer radial verlagerbaren Anordnung verschlechtert. Des Weiteren
ist bei der Ausführung
nach 1 wegen des Fehlens
einer den Fliehgewichten zugeordneten Feder mit einer schlagartigen
Auslenkung bereits bei geringerem Fliehkrafteinfluss zu rechnen,
während
die Ausführung
nach 5 vergleichsweise aufwendig ist,
beispielsweise aufgrund der zusätzlichen
Tellerfeder.
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Regeleinrichtungen, um bei automatisiert
ablaufenden Kupplungsvorgängen
die Beaufschlagungskraft einer Kupplungsscheibe durch eine Anpressplatte
zu beeinflussen, sind aus der deutschen Auslegeschrift
DE 1 197 332 B sowie aus
der deutschen Patentschrift
DE
897 363 C bekannt. Hier sind die vorhandenen Fliehgewichte
allerdings zur Durchführung
von Einrück-
und Ausrückvorgängen mit
jeweils individuellen Drehzahlen vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Membranfederkupplung so auszubilden, dass bei nur geringem Bauteileaufwand
die Anpresskraft drehzahlabhängig
nur soweit erhöhbar
ist, wie für eine Übertragung
des jeweils von einer Maschine erzeugbaren maximalen Drehmoments
erforderlich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bedingt
durch eine im Wesentlichen in radialer Richtung bewegbare Aufnahme
der Fliehgewichte an den Federzungen einer Membranfeder können die
Fliehgewichte bei zunehmender Drehzahl nach radial weiter außen wandern,
wobei sie mit wachsendem Abstand zur Drehachse der Membranfeder
die letztere in einer Richtung mit einer Axialkraftkomponente beaufschlagen,
die eine Erhöhung
der Anpresskraft bewirkt. Diese drehzahlabhängige Erhöhung der Anpresskraft endet,
sobald der dem jeweiligen Fliehgewicht zugeordnete Anschlag eine
Fortsetzung der Bewegung des Fliehgewichtes nach radial weiter außen verhindert.
Der Anschlag wird vorzugsweise derart relativ zu dem zugeordneten
Fliehgewicht positioniert, dass dieses den Anschlag erreicht, wenn
das von der zugeordneten Maschine maximal erzeugbare Drehmoment
bereitgestellt wird. Ein weiterer Drehzahlanstieg kann folglich
die Anpresskraft nicht erhöhen,
sodass auch die für
einen Ausrückvorgang
am Kupplungspedal aufzubringende Bedienungskraft auf ein vorbestimmbares Maximum
begrenzt ist.
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Die Fliehgewichte sind bis zum Erreichen des
zugeordneten Anschlags gegen die Wirkung von Federelementen auslenkbar,
wobei die Fliehgewichte beispielsweise in radial verlaufenden Führungen der
Federzungen der Membranfeder aufgenommen und durch ein zugeordnetes
Federelement gegen die Fliehkraft abgestützt sowie über die Federelemente mit den
Federzungen der Membranfeder verbunden sind.
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Anspruchsgemäß ist angegeben, wie die Fliehgewichte
vorzugsweise anzuordnen sind, wenn diese die Membranfeder unter
Fliehkraft so belasten sollen, dass deren radial äußerer Teil
von der Anpressplatte weggedrückt
wird. Dies ist bei Ausführungen üblich, bei
denen ein Ausrücker
die Membranfeder für
den Ausrückvorgang
in deren radial innerem Bereich von der Anpressplatte wegzieht.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es
zeigt:
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1 einen
Axiallängsschnitt
durch die untere Hälfte
einer Kraftfahrzeug-Reibscheibenkupplung;
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2 Schnitt
wie 1, wobei allerdings
im Wesentlichen nur die Anpressplatte, die Membranfeder im Kupplungsgehäuse sowie
ein zugausübendes Ausrücklager
dargestellt sind;
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3 wie 2, aber mit einem druckausübenden Ausrücklager.
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Die in 1 dargestellte
Kraftfahrzeug-Reibscheibenkupplung umfasst ein Schwungrad 1,
welches mittels einer Blechscheibe 3 an einem Flansch 5 einer
um eine Drehachse 7 rotierenden Kurbelwelle 9 einer
Brennkraftmaschine gleichachsig befestigt ist. Das Schwungrad 1 trägt in bekannter
und daher nicht dargestellter Weise ein im Wesentlichen ringförmiges Kupplungsgehäuse 11,
welches an der der Kurbelwelle 9 abgewandten Seite des
Schwungrades 1 eine im Wesentlichen ring scheibenförmige Anpreßplatte 13 umschließt. Die
Anpreßplatte 13 ist
in Umfangsrichtung drehfest, aber axial verschiebbar an dem Kupplungsgehäuse 11 geführt. Axial
zwischen dem Schwungrad 1 und. der Anpreßplatte 13 ist
gleichachsig mit der Drehachse 7 eine Kupplungsscheibe 17 angeordnet,
die in üblicher
Weise axial verschiebbar, aber drehfest mit einer Eingangswelle 19 eines
nicht näher
dargestellten Getriebes gekuppelt ist. Diese Kupplungsscheibe 17 trägt Reibbeläge 21 und
kann Torsionsschwingungsdämpfer 23 sowie nicht
näher.
dargestellte Reibschwingungsdämpfer umfassen.
Zwischen dem Kupplungsgehäuse 11 einerseits
und der Anpreßplatte 13 andererseits
ist eine Membranfeder 25 eingespannt, die die Anpreßplatte 13 über die
Reibbeläge 21 der
Kupplungsscheibe 17 gegen das Schwungrad 1 federnd
vorspannt. Die Membranfeder 25 ist hierbei im Bereich ihres
Außenumfangs
am Kupplungsgehäuse 11 abgestützt und
liegt entlang eines Durchmessers zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser
an Ansätzen 27 der
Anpreßplatte 13 an.
Mittels eines an einem Führungsrohr 29 des
Getriebes axial verschiebbar geführten
Ausrücklagers 31,
welches an den radial inneren Enden von Federzungen 35 der
Membranfeder 25 angreift, kann die Anpreßplatte 13 von
der Anpreßkraft
der Membranfeder 25 entlastet und die Kupplung ausgerückt werden.
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Wie der 2 besser entnehmbar ist, ist im radial
mittleren Bereich der gezeigten Federzunge 35 der Membranfeder 25 ein
Ende eines durch eine Blattfeder 40 gebildeten Federelementes 41 durch
einen Niet 42 befestigt. Die Blattfeder 4o ist
derart gebogen, daß deren
freies Ende parallel zum erstgenannten Ende verläuft. An dem freien Ende der
Blattfeder 40 ist ein Fliehgewicht 43 befestigt.
Bei Drehbewegung der Membranfeder 25 wird dieses Fliehgewicht 43 gegen
die Wirkung der Blattfeder 40 nach radial außen ausgelenkt
und führt
somit eine Relativbewegung gegenüber
der Membranfeder 25 durch, bis es an einem an der Anpreßplatte 13 vorgesehenen,
als axial verlaufender Vorsprung 48 ausgebildeten Anschlag 45 zur
Anlage kommt. Durch das Fliehgewicht 43 wird, aufgrund
dessen mit Abstand zur Erstreckungsebene der Membranfeder 25 angeordneten
Schwerpunktes ein Moment auf die Membranfeder 25 übertragen,
durch welches diese verstärkt
gegen den Ansatz 27 der Anpreßplatte 13 gepreßt wird. Das
von dem Fliehgewicht 43 ausgeübte Moment wird um so stärker, je
mehr sich das Fliehgewicht unter dem Einfluß der Fliehkraft dem Anschlag 45 der Anpreßplatte 13 nähert. Aufgrund
dieses Momentes wird die von der Membranfeder 25 erzeugbare
Anpreßkraft
erhöht,
bis durch Anlage des Fliehgewichtes 43 an dem Anschlag 45 eine
Begrenzung der Anpreßkraft
erfolgt. Ein weiterer Drehzahlanstieg an der Membranfeder 25 und
somit ein weiterer Anstieg der Fliehkraft nehmen daher keinen Einfluß mehr auf
das Verhalten der Fliehgewichte 43.
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In 3 ist
eine weitere Ausführung
des Erfindungsgegenstandes gezeigt. Da bei dieser Ausführung durch
das Ausrücklager 31 die
Membranfeder 25 nicht durch Zug ausgerückt wird, sondern durch Druck,
unterscheidet sich die Einbaulage der Membranfeder 25 von
derjenigen der Membranfeder bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel,
indem die Membranfeder 25 nun im mittleren Bereich am Kupplungsgehäuse 11 befestigt
ist und sich im radial äußeren Bereich
an einem Ansatz 27 der Anpreßplatte 13 abstützt. Bedingt
durch die andere Einbaulage der Membranfeder 25 ist bei
dieser Ausführung
das Fliehgewicht 43 von der Anpreßplatte 13 weggerichtet
und durchgreift eine in dem Kupplungsgehäuse 11 ausgebildete
Radialführung 46.
Das Fliehgewicht 43, das, wie bereits beschrieben, über ein
Federelement 41 in Form einer gebogenen Blattfeder 40 mittels
eines Niets 42 an je einer Federzunge 35 der Membranfeder 25 befestigt
ist, wird unter der Wirkung von Fliehkraft bei Drehung der Membranfeder 25 in
der Radialführung 46 nach
radial außen
bewegt und erzeugt dabei aufgrund des Abstandes seines Schwerpunktes
gegenüber
der Membranfeder 25 ein Moment, durch welches die Membranfeder
um so stärker
gegen den Ansatz 27 der Anpreßplatte 13 gedrückt wird,
je weiter das Fliehgewicht 43 nach radial außen wandert.
Die Bewegung des Fliehgewichtes 43 nach radial außen endet,
wenn dieses an einem am Kupplungehäuse 11 ausgebildeten
Anschlag 47 zur Anlage kommt. Jede weitere Drehzahlzunahme wird
folglich nicht mehr in ein die Anpreßkraft verstärkendes
Moment umgesetzt. Der Anschlag 47 am Kupplungsgehäuse 11 wird
gemäß 3 vorzugsweise durch die
radial äußere Begrenzung
der Radialführung 46 gebildet.