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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruches.
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Eine
solche Reibungskupplung ist beispielsweise durch die deutsche Patentschrift
DE 29 20 932 C2 bekannt.
Bei der bekannten Reibungskupplung bestehen die Bauteile des automatischen
Verschleißausgleichs
aus einem Ringelement, welches an einem Führungsdurchmesser der Anpressplatte
konzentrisch zur Drehachse geführt
ist und welches mit umfangsmäßig verlaufenden
Schrägflächen an
entsprechenden Gegenschrägflächen der
Anpressplatte anliegt. über
eine Zugfeder wird das Ringelement gegenüber der Anpressplatte umfangsmäßig kraftbeaufschlagt,
dergestalt, dass das Ringelement infolge Relativverdrehung zur Anpressplatte
eine Abstandsvergrößerung zu
dieser Anpressplatte durchführen möchte. Auf
der der Anpressplatte abgewandten Seite des Ringelements liegt die
Membranfeder auf. Bei Verschleiß der
Reibbeläge
der Kupplungsscheibe und beim Abheben der Membranfeder vom Ringelement
wird dieses durch die Feder in den entstehenden Spalt hinein verdreht
und so der Verschleißausgleich
hergestellt. Die Membranfeder bleibt daher auch über den gesamten Verschleißweg in
ihrer relativen Stellung zum Kupplungsgehäuse konstant, so dass auch
die Kraftverhältnisse
der Membranfeder erhalten bleiben. Die Ausführung nach dem Stand der Technik
ist ziemlich aufwendig, da eine exakte Bearbeitung der Anpressplatte
nötig ist
sowie ein kompliziertes Ringelement verwendet werden muss.
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Außerdem ist
aus der nachveröffentlichten
DE 43 22 506 A1 eine
Reibungskupplung zur Aufnahme einer Kupplungsscheibe bekannt, bei
der eine mit dem Eingangsplattenteil verbundene tellerförmige Kupplungsabdeckung,
eine innerhalb der Kupplungsabdeckung angeordnete, mit einer Reibfläche versehene
ringförmige
Andrückplatte,
die das Bauteil zum Andrücken
der Reibbeläge
an das Eingansplattenteil bildet, einen an einer Endfläche der
Andrückplatte rückseitig
der Andrückfläche vorgesehenen
Vorsprung, eine Membranfeder mit einem durch die Kupplungsabdeckung
gehaltenen Stützbereich
und einem den Vorsprung derart antreibenden Bereich, dass die Andrückplatte
in Richtung auf das Eingangsplattenendteil gedrückt wird, und einen Mechanismus zur
Beibehaltung der Membranfederdarstellung, der für eine konstante axiale Trennung
zwischen einer auf die Kupplung gerichteten Fläche des Vorsprungs und dem
Stützbereich
der Membranfeder sorgt, wobei der Mechanismus zur Beibehaltung der
Membranfederstellung aus einem Keilmechanismus mit sich in Umfangsrichtung
erstreckenden schräg
verlaufenden Flächen,
die in Oberflächenkontakt
miteinander stehen, und aus einem Andrückelement besteht, das eine
der schräg
verlaufenden Flächen
in Umfangsrichtung an die andere drückt und dadurch eine der schräg verlaufenden
Flächen
axial verschiebt.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reibungskupplung
mit automatischem Verschleißausgleich
zu erstellen, die preiswert und einfach herstellbar ist und die
leicht montiert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Merkmale Hauptanspruches gelöst. Durch die Aufteilung des
Ringelementes in zwei axial hintereinander angeordnete Ringe und
durch die Anordnung der die Steigung bewirkenden Teilflächen in
den einander zugekehrten Bereichen der beiden Ringe ist es möglich, dass
beide Ringe nach axial außen
hin, also einmal zur Anpressplatte und einmal zur Membranfeder,
mit einer einfachen umlaufenden Kante versehen werden können, wobei
auch die Anpressplatte mit einer entsprechenden Kante versehen werden kann,
was die Herstellung wesentlich vereinfacht. Durch die Anordnung
der Federeinrichtung zwischen den beiden Ringen ist es möglich, dass
die beiden Ringe als Einheit leicht an der Anpressplatte verbaut werden
können
ohne dass an eine umfangsmäßig exakte
Zuordnung zwischen den Ringen und der Anpressplatte gedacht werden
muss.
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Eine
besonders einfach herzustellende und preiswerte Lösung ist
darin zu sehen, dass die beiden Ringe aus Blechstreifen hergestellt
sind. Solche Blechstreifen bringen einmal einen sehr geringen Abfall
beim Herstellungsverfahren (vorzugsweise stanzen) und können anschließend leicht
zu einem Ring gebogen werden.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die
Teilflächen
der beiden Ringe jeweils kontinuierlich verlaufen entsprechend der vorgegebenen
Steigung. Eine solche Ausführung
ist besonders preiswert herstellbar.
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Es
ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die
Teilflächen
der beiden Ringe aus einzelnen jeweils parallel zu einer Ebene senkrecht
zur Drehachse stufenartig verlaufen den Teilstücken herzustellen, die jeweils
mit einem axialen Absatz versehen sind. Eine solche Ausbildung hat
den Vorteil, dass weder durch die Federeinrichtung noch durch die
Anpresskraft der Membranfeder eine umfangsmäßig gerichtete Kraftkomponente
entsteht, die die beiden Ringe in die eine oder die andere Drehrichtung
belastet. Bei einer solchen Ausführung
mit Teilflächen
und jeweils einem Absatz wird die Verstellwirkung nach aufgetretenem
Belagverschleiß dadurch
bewirkt, dass bei Kraftentlastung durch die Membranfeder während des
Ausrückvorgangs
die Vibrationen der Brennkraftmaschine dafür sorgen, dass die Teilflächen über den jeweiligen
Absatz hinweg gelüftet
werden können,
so dass eine Relativverdrehung der beiden Ringe möglich wird.
Die einzelnen Absätze
sind dabei in einer Größenordnung
von etwa 0,2 mm gehalten.
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Es
wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Federeinrichtung aus wenigstens
einer Zugfeder besteht, die im wesentlichen tangential und an der
Innenseite der beiden Ringe verläuft
und die mit einem Ende in eine Öffnung
des einen Ringes und mit dem anderen Ende in eine Öffnung des
anderen Ringes eingehängt
ist. Eine solche Ausbildung kann leicht vormontiert werden und dann
in die Anpressplatte eingesetzt werden.
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Eine
vorteilhafte Ausbildung kann sich auch dadurch ergeben, dass die
Federeinrichtung aus wenigstens einer Schenkelfeder besteht, die
an der Innenseite der beiden Ringe angeordnet ist, wobei die Schenkelfeder
an beiden Enden mit je einem etwa radial abstehenden Schenkel versehen
ist, von denen einer eine Öffnung
des einen Ringes und der andere eine Öffnung des anderen Ringes von
radial innen nach radial außen
durchdringt. Dabei können
einmal mehrere kleine Schenkelfedern am Umfang verteilt angeordnet
werden, die gegenüber
den Ringen einen kleineren Windungsdurchmesser aufweisen, es ist
jedoch auch möglich,
mit einer einzigen Schenkelfeder auszukommen, deren Windung(en)
koaxial und parallel zur Innenwandung der Ringe und an dieser anliegend
verläuft.
In beiden Fällen
ist eine Vormontage möglich,
wobei im Fall der einen großen
Schenkelfeder die geringe Zahl der Einzelteile und die einfache
Montage besonders hervortreten.
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Die
so gebogenen Blechringe können
dabei umfangsmäßig geschlossen
ausgeführt
werden (beispielsweise durch Verschweißen), sie können jedoch auch umfangsmäßig offen
ausgeführt
sein und einen Spalt aufweisen. Eine solche Ausführung ist besonders einfach
in der Herstellung.
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Die
Erfindung wird anschließend
an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen im einzelnen:
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1 die
obere Hälfte
eines Axialschnittes durch eine komplette Reibungskupplung;
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2 die
obere Hälfte
einer ähnlichen
Konstruktion in Teilschnitt;
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3 die
Ansicht "B" von zwei verschiedenen
Ringausführungen
von radial innen her;
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4 Axialansicht
und Ansicht "Z" mit der Anordnung
von mehreren am Umfang verteilten Schenkelfedern;
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5 Axialansicht
mit der Anordnung einer großen
Schenkelfeder, die radial innerhalb und parallel zu den Ringen verläuft.
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1 zeigt
eine Reibungskupplung 1 mit einem Schwungrad 2,
welches an der Kurbelwelle 12 einer Brennkraftmaschine
befestigt ist. Das Schwungrad 2 läuft zusammen mit der Kurbelwelle 12 um
die Drehachse 11 um. Am Schwungrad 2 ist ein Kupplungsgehäuse 6 befestigt,
welches die Kupplungsscheibe 3, die Anpreßplatte 5 und
die Membranfeder 7 umfaßt. Die Anpreßplatte 5 ist
in nicht näher
dargestellter Weise drehfest aber axial verschiebbar am Kupplungsgehäuse 6 gelagert.
Die Anordnung der Membranfeder 7 zeigt eine sogenannte
gezogene Reibungskupplung, wobei sich die Membranfeder mit ihrem
Außendurchmesser über einen
Drahtring 31 am Kupplungsgehäuse 6 abstützt und
in einem mittleren Bereich eine axial gerichtete Kraft auf die Anpreßplatte 5 ausübt zum Einspannen der
Reibbeläge 4 der
Kupplungsscheibe 3 zwischen sich und dem Schwungrad 2.
Die Kupplungsscheibe 3 ist dabei drehfest aber axial verschiebbar
auf der Getriebewelle 10 gelagert. Die Kraftübertragung
im eingerückten
Zustand der Reibungskupplung 1 erfolgt von der Membranfeder 7 her über ein
Ringelement, welches an einem Führungsdurchmesser
D der Anpreßplatte 5 radial
geführt
ist. Das Ringelement besteht aus den beiden Ringen 27 und 29,
deren Ansicht "B" im oberen Teil der 3 zu
sehen ist. Die beiden Ringe 27 und 29 sind wenigstens
durch eine Zugfeder 25 gegeneinander in Umfangsrichtung mit
einer Kraft beaufschlagt, die die beiden Ringe in Richtung der Pfeile
E gegenseitig zu verdrehen sucht. Weiterhin ist aus 1 der
Ausrücker 9 zu
erkennen, der die Federzungen 8 der Membranfeder 7 hintergreift
und der zum Ausrücken
der Reibungskupplung in Richtung des Pfeiles A bewegt wird. Beim
Lüften
der Reibungskupplung 1 entsprechend der Bewegung A des
Ausrückers 9 nach
rechts wird die Membranfeder 7 um den Drahtring 31 gekippt
und die Einspannung der Reibbeläge 4 gelöst. Durch
eine an der Anpreßplatte 5 angreifende
Lüftkraft
entsprechend dem Pfeil C wird die Anpreßplatte über die beiden Ringe 27 und 29 in
Anlage am mittleren Bereich der Membranfeder 7 gehalten
und gleichzeitig liegt der Ring 27 am Betätigungshebel 14 eines
Spielgebers 13 an. Der andere Ring 29 liegt in
axialer Richtung gesehen an einem umlaufenden Bereich der Anpreßplatte 5 an.
Beide Ringe 27 und 29 sind in radialer Richtung
durch den Führungsdurchmesser
D der Antriebsplatte 5 fixiert. Während des Ausrückvorgangs
bewegt sich der Spielgeber 13, von dem mehrere am Umfang
verteilt sind, zusammen mit der Anpreßplatte 5 nach rechts,
wobei jeder Betätigungshebel 14 mit
einem Schiebebolzen 17 versehen ist, dessen Achse parallel
zur Drehachse 11 verläuft
und der in einer Bohrung 20 die Anpreßplatte 5 durchdringt. In
dieser Bohrung 20 ist der Schiebebolzen 17 während dieses
Vorgangs durch Verkanten fixiert. Dieses Verkanten wird durch jeweils
eine Zugfeder 18 unterstützt. Der Schiebebolzen 17 durchdringt
dabei das Kupplungsgehäuse 6 mit
ausreichend großem
Spiel in einer entsprechenden Öffnung.
Der Betätigungshebel 14 durchdringt
ebenfalls radial innerhalb des Schiebebolzens 17 das Kupplungsgehäuse 6 in
einer Öffnung 22 und
die Membranfeder 7 in einer Öffnung 21. Er liegt
mit seinem Ende direkt auf dem Ring 27 auf.
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Beim
anschließenden
Einrückvorgang
kann durch hohe Belastung ein Verschleiß an den Reibbelägen 4 auftreten,
so daß die
Membranfeder 7 die Anpreßplatte 5 in eine
nähere
Position zum Schwungrad 2 bringt. Die entsprechende Differenzbewegung kann
der Betätigungshebel 14 nicht
nachvollziehen, da er auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses 6 entsprechend
der Darstellung im Bereich des Schiebebolzens 17 zur Anlage
kommt. Damit entsteht während
des Einrückvorganges
ein Spalt zwischen dem Ring 27 und dem radial inneren Bereich
des Betätigungshebels 14.
Die beiden Ringe 27 und 29 können jedoch durch die axiale
Kraftbeaufschlagung der Membranfeder in diesem Zustand noch keinen
Verschleißausgleich
herbeiführen.
Erst während
des anschließenden
Ausrückvorganges,
wenn also die Einspannkraft der Membranfeder 7 aufgehoben
ist und lediglich die relativ geringe Lüftkraft entsprechend dem Pfeil
C zwischen Anpreßplatte 5 und
Membranfeder 7 wirksam ist, kann der Spalt zwischen dem Ring 27 und
dem Betätigungshebel 14 dadurch
ausgeglichen werden, daß die
Federeinrichtung, bestehend aus wenigstens einer Zugfeder 25,
die beiden Ringe 27 und 29 entsprechend der Richtung
der Pfeile E zueinander verdreht, so daß die Teilflächen 33 und 34,
die eine Schräge
aufweisen gegenüber
einer Ebene senkrecht zur Drehachse 11, aneinander aufsteigen.
Dabei ist festzuhalten, daß die
Zugfeder 25 mit dem einen Ende in einer Öffnung 24 des
einen Rings 27 eingehängt
ist und mit dem anderen Ende in einer Öffnung 24 des anderen
Ringes 29. Die beiden Ringe können sich dabei soweit verdrehen,
bis der Spalt zwischen dem Ring 27 und dem Betätigungshebel 14 aufgebraucht
ist. Damit befindet sich die Membranfeder 7 wieder in ihrer
ursprünglichen räumlichen
Zuordnung zum Kupplungsgehäuse 6 und
es ist dafür
Sorge getragen, daß über den
gesamten Verschleißbereich
der Reibbeläge 4 diese Zuordnung
beibehalten wird. Damit sind die Kraftverhältnisse der Membranfeder 7 über die
gesamte Lebensdauer erhalten.
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2 zeigt
eine etwas andere Konstruktion gegenüber 1 und zwar
beziehen sich die Unterschiede einmal darauf, daß die Reibungskupplung eine
sogenannte "gedrückte Konstruktion" aufweist, bei der
die Membranfeder 7 mit ihrem Außendurchmesser auf die Anpreßplatte 5 einwirkt
und in ihrem mittleren Durchmesser über Distanzbolzen 30 und wenigstens
einem Drahtring 32 am Kupplungsgehäuse 6 fixiert ist
und dort einen Kippkreis bildet. Weiterhin ist der Spielgeber 13 von
anderer Konstruktion, in dem hier die Betätigungshebel 15 auf
der der Anpreßplatte 5 abgewandten
Seite der Membranfeder 7 aufliegen und die entsprechenden
Schiebebolzen 17 durch die Bohrung 20 in der Anpreßplatte 5 so
weit hindurchreichen, daß sie
mit einem entsprechenden Kopf 16 am Schwungrad 2 zur
Anlage kommen. Dabei ist eine Druckfeder 19 zwischen dem
Kopf 16 und der Anpreßplatte 5 derart
schräg
angeordnet, daß der
Schiebebolzen in der Bohrung 20 verkantet ist und eine
axiale Relativbewegung nur dann stattfindet, wenn nach eingetretenem
Verschleiß an
den Reibbelägen 4 der
Kopf 16 am Schwungrad 2 zur Anlage kommt, bevor
die Anpreßplatte 5 ihre
eingerückte
Stellung eingenommen hat.
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Die Funktion ist nun folgende:
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Zum
Einleiten eines Ausrückvorganges
wird über
den hier nicht dargestellten Ausrücker eine Kraft in Richtung
des Pfeiles A auf die Federzungen 8 der Membranfeder 7 ausgeübt. Dadurch
schwenkt die Membranfeder 7 um ihre Einspannstelle am Kupplungsgehäuse 6,
so daß sie
mit ihrem Außendurchmesser
vom Schwungrad 2 wegbewegt wird. Sie lüftet dabei die Anpreßplatte 5 zwangsweise über die Betätigungshebel 15 und
die Schiebebolzen 17, die in der Bohrung 20 verkantet
sind. Die beiden Ringe 27 und 29 werden durch
die Federeinrichtung mit den Zugfedern 25 in dauernder
Anlage, einmal an der Anpreßplatte 5 und
zum anderen an der Membranfeder 7 gehalten. Beim nachfolgenden
Einrückvorgang
mit entsprechendem Verschleiß der
Reibbeläge 4 wird die
Anpreßplatte 5 durch
die Kraft der Membranfeder 7 unter Zwischenschaltung der
beiden Ringe 27 und 29 in die neue Position näher am Schwungrad 2 gebracht.
Die Spielgeber mit den Betätigungshebeln 15 können dieser
Bewegung nicht folgen, da die Köpfe 16 der
Schiebebolzen 17 noch vorher am Schwungrad 2 zur
Anlage kommen, so daß zwischen
dem Außendurchmesser
der Membranfeder 7 und den radial inneren Bereichen der
Betätigungshebel 15 ein
Spiel entsprechend dem vorher aufgetretenen Verschleiß entsteht.
Beim nächsten
Ausrückvorgang
legt die Membranfeder 7 den Verschleißweg gegenüber den Betätigungshebeln 15 zurück ohne
daß in
diesem Bereich ein Ausrückvorgang
bezüglich
der Anpreßplatte 5 stattfindet.
Dadurch ist den beiden Ringen 27 und 29 die Möglichkeit
gegeben, durch die Zugfedern 25 eine gegenseitige Relativbewegung
entsprechend den Pfeilen E in 3 zu vollziehen,
so daß der
beim vorangegangenen Einrückvorgang
entstandene Verschleißweg
durch die axiale Ausdehnung der beiden Ringe 27 und 29 aufgebraucht
wird. Dadurch ist die relative Verschiebung der Anpreßplatte 5 gegenüber der
Membranfeder 7 hergestellt.
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In 3 sind
zwei verschiedene Ausführungsformen
der Ringe wiedergegeben. Wie bereits erwähnt, sind die Ringe 27 und 29 in
der einander zugekehrten Bereichen mit Teilflächen 33 bzw. 34 versehen,
die umfangsmäßig gegenüber einer
Ebene senkrecht zur Drehachse 11 schräg angestellt sind. Bei Wegfall
der Kraftbeaufschlagung zwischen Membranfeder 7 und der
Anpreßplatte 5 können die
beiden Ringe 27 und 29 durch die Kraft der Zugfedern 25 derart
in Richtung der Pfeile E gegeneinander verdreht werden, daß die Teilflächen 33 und 34 aufeinander
aufsteigen und die beiden Ringe somit einen entsprechend dem Verschleißweg größeren axialen Bauraum
einnehmen. Dabei ist in der unteren Darstellung von 3 eine
Variante dargestellt, bei welcher die Ringe 26 bzw. 28 in
den einander zugekehrten Bereichen mit Teilflächen 35 bzw. 36 versehen sind,
die jeweils parallel zu einer Ebene senkrecht durch die Drehachse verlaufen
und die stufenförmig aneinander
gereiht eine Schräge
bilden, wobei jeweils von der einen zur nächsten Teilfläche ein
axialer Absatz 37 vorgesehen ist. Diese Konstruktion ist dadurch
funktionsfähig,
daß von
der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine her Schwingungen in die gesamte
Kupplung eingeleitet werden, die es erlauben, bei einem Verschleiß, der größer ist
als die vorgesehenen Absätze 37,
eine Relativbewegung der beiden Ringe 26 und 28 zueinander
in Richtung der Pfeile E stattfinden kann, wenn die Reibungskupplung
ausgerückt
wird. Damit fällt
nämlich
die große
Axialkraftbeaufschlagung zwischen der Membranfeder 7 und
der Anpreßplatte 5 weg.
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Die
Ringe 26 und 28 sind im vorliegenden Fall umfangsmäßig offen
ausgeführt
(Spalt 23). Damit ist eine einfache Herstellung möglich. Die
vorgebogenen Ringe können
sich somit leicht am Führungsdurchmesser
D der Anpreßplatte 5 anlegen.
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4 zeigt
oben die Axialansicht der beiden Ringe 26, 28 und
unten in vergrößerter Darstellung die
Ansicht "Z" auf die beiden Ringe 26, 28 von
radial innen her. Es sind mehrere am Umfang verteilte Schenkelfedern 38 vorgesehen,
wobei die Achse der Windungen der Schenkelfedern 38 parallel
zur Drehachse 11 und zur Achse der Ringe 26, 28 verläuft und wobei
der Windungsdurchmesser der Schenkelfedern 38 wesentlich
kleiner ausgeführt
ist als der Druckmesser der Ringe 26, 28. Jede
der Schenkelfedern 38 durchdringt mit den Endbereichen
der Schenkel 40 eine entsprechende Öffnung 24, die sowohl
im einen Ring 26 als auch im anderen Ring 28 angeordnet
ist. Durch entsprechende Vorspannung der beiden Schenkel 40 werden
die Ringe 26,28 in Umfangsrichtung gegeneinander
derart verspannt, daß sie
das Bestreben haben, entlang der Teilflächen 33 und 34 durch
eine gegenseitige Relativbewegung ihre axiale Erstreckung zu vergrößern. Die
Wirkungsweise ist ansonsten bereits in Verbindung mit den 1 bis 3 näher erläutert.
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In 5 ist
die hier dargestellte Schenkelfeder 39 mit einem derart
großen
Windungsdurchmesser versehen, daß die Windung(en) von radial
innen her an den Ringen 26 und 28 zur Anlage kommen. Der
Windungsdurchmesser ist hier konzentrisch zur Drehachse 11 ausgeführt. In
jedem Endbereich weist die Schenkelfeder jeweils einen Schenkel 41 auf,
der unter umfangsmäßiger Vorspannung
jeweils eine entsprechende Öffnung 24 in
jedem der Ringe 26, 28 durchdringt und so eine
umfangsmäßige Kraft
auf beide Ringe ausübt.
Die prinzipielle Funktion ist bereits in Verbindung mit den 1 bis 4 näher erläutert.