DE4424479C2

DE4424479C2 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE4424479C2
Application number: DE4424479A
Authority: DE
Inventors: Michael Grosse-Erdmann; Joseph B Bair; Edwin Murray; Gerda Rudolph; Peter Doll; Heiko Schulz-Andres; Georg Traub; Reinhold Weidinger
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2014-07-13
Also published as: FR2722548A1; GB2291144A; ES2119630A1; DE4424479A1; FR2722548B1; GB9514162D0; ES2119630B1; GB2291144B; US5634542A

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1.

Durch die DE 43 09 570 A1 ist eine Reibungskupplung mit einem Schwungrad bekannt, dessen radial äußerer Durchmesserbereich von einer axial verlaufenden Wand eines Kupplungsgehäuses umgriffen ist, wobei diese Wand ihrerseits wie derum von einem Zahnkranz umschlossen wird. Der letztgenannte ist über radiale Stifte gegenüber dem Schwungrad lagefixiert. Der Zahnkranz wird durch Auf schrumpfen auf das Kupplungsgehäuse aufgebracht, wobei er im aufgeschrumpf ten Zustand über das Kupplungsgehäuse einen radialen Kraftschluß zwischen dem Schwungrad und dem demselben zugeordneten Kontaktbereich an der axial verlaufenden Wand des Kupplungsgehäuses erzeugt. Der Zahnkranz ist demnach als Spanneinrichtung wirksam, durch welche das Schwungrad mit dem Kupp lungsgehäuse in kraftschlüssiger Verbindung gehalten ist.

Bei einer derartigen Konstruktion sollte der Zahnkranz, um seine Zusatzfunktion erfüllen zu können, im axialen Erstreckungsbereich des Schwungrades angeord net sein, so daß die konstruktiven Möglichkeiten im Hinblick auf seine Anordnung begrenzt sind. Außerdem ist der Zahnkranz gemäß der Beschreibung vor dem Aufschieben auf das Kupplungsgehäuse zu erwärmen, was wiederum im Hinblick auf seine eigentliche Funktion, nämlich der Bereitstellung einer Verzahnung für ein Antriebsritzel, hinsichtlich der Zahnfestigkeit, insbesondere aber der Zahnver sprödung, von Nachteil sein kann.

Aus der DE 38 02 955 A1 ist eine weitere Reibungskupplung mit einem Schwungrad bekannt, das im Umfangsbereich zur drehfesten und gegen Axial bewegungen gesicherten Aufnahme einer vorzugsweise zylindrischen Wand eines topfförmigen Kupplungsgehäuses vorgesehen ist. Das Schwungrad weist hierzu an seiner vom Kupplungsgehäuse abgewandten Seite eine im Umfangsbereich umlaufende Aussparung auf, in welche am freien Ende der zylindrischen Wand des Kupplungsgehäuses vorgesehene Nasen einrastbar sind. Außerdem ist das Schwungrad entlang seines Umfangs mit einer Mehrzahl von Gewindebohrungen versehen, in welche Schrauben, welche entsprechende Öffnungen in der zylindri schen Wand des Kupplungsgehäuses durchgreifen, eindrehbar sind.

Da einerseits am Schwungrad die Ausnehmung sowie eine Mehrzahl von Gewin debohrungen und am Kupplungsgehäuse die Nasen sowie eine Mehrzahl von Öff nungen auszubilden sind, ist der fertigungstechnische Aufwand für die beiden Elemente hoch. Hinzu kommt, daß aufgrund des Eindrehens der Schrauben der Aufwand beim Zusammenfügen der beiden Elemente ebenfalls beträchtlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsgehäuse bei minimalem fertigungstechnischen sowie montagebedingten Aufwand an einem Schwungrad zu befestigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 oder 9 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch Zuordnung der Spanneinrichtung gemäß Anspruch 1 entweder zum Schwungrad oder zum Kupplungsgehäuse besteht die Möglichkeit, zwischen den beiden Elementen eine kraftschlüssige Verbindung herzustellen. Hierzu kann das Kupplungsgehäuse einfach durch Aufschieben auf das Schwungrad an dem letzt genannten befestigt werden, wodurch der Montageaufwand ein Minimum an nimmt. Da bei kraftschlüssiger Verbindung zudem auf besondere konstruktive Merkmale, die bei einer formschlüssigen Verbindung notwendig wären, verzichtet werden kann, ist sowohl das Schwungrad als auch das Kupplungsgehäuse sehr einfach auszubilden. Zur Erzeugung der kraftschlüssigen Verbindung wird die Spanneinrichtung mit mindestens einem Klemmittel ausgebildet, das zwischen dem radial äußeren Durchmesserbereich des Schwungrades und der axial verlau fenden Wand des Kupplungsgehäuses einbringbar ist und dadurch eine Klemm wirkung zwischen Schwungrad und Kupplungsgehäuse erzeugt. Auf ein derarti ges zusätzliches Klemmittel kann verzichtet werden, wenn entweder das Schwungrad in dem vorbestimmbaren Durchmesserbereich oder das Kupplungs gehäuse entlang der zylindrischen Wand bereits mit einem Klemmittel versehen ist, wobei dieses nach Anspruch 2 an dem jeweiligen Element befestigt ist. Durch diese Maßnahme wird die Anzahl der Teile in der Reibungskupplung weiter reduziert, so daß sich ein besonders einfacher, konstruktiver Aufbau ergibt.

Es ist besonders vorteilhaft, die vorgenannten Klemmittel entsprechend Anspruch 3 mit keilförmigem Querschnitt auszubilden, da hierdurch das Aufschieben des Kupplungsgehäuses auf das Schwungrad erleichtert wird, indem beim Ansetzen des Kupplungsgehäuses noch Spiel zum Schwungrad herrscht, das aber im Ver lauf der Aufschiebebewegung verbraucht wird, so daß nach Überwindung einer vorbestimmbaren Relativstrecke das Kupplungsgehäuse mit dem Schwungrad verspannt ist und somit die kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Elementen besteht.

In Anspruch 4 ist eine besonders vorteilhafte Ausbildung für ein Klemmittel an gegeben, da die Klemmwirkung auf den gesamten Kontaktbereich mit dem Schwungrad einerseits und dem Kupplungsgehäuse andererseits verteilbar ist. Außerdem ermöglicht eine ringförmige Ausbildung des Klemmittels eine konzentri sche Anordnung von Schwungrad und Kupplungsgehäuse relativ zur Drehachse der Reibungskupplung.

Beim Aufschieben des Kupplungsgehäuses ist eine Axialkraft aufzubringen, um die im wesentlichen in radialer Richtung wirksamen Kräfte zwischen dem Kupp lungsgehäuse und einem Klemmittel einerseits sowie zwischen dem Klemmittel und dem Schwungrad andererseits zu überwinden. Es ist daher vorteilhaft, ge mäß Anspruch 5 Ausnehmungen am Kupplungsgehäuse vorzusehen, in welche die Druckmittel eines Werkzeuges, wie beispielsweise einer Anpreßvorrichtung, einsetzbar sind. Außer der leichteren Handhabbarkeit bei der Montage wird durch diese Ausnehmungen auch sichergestellt, daß eine Beschädigung des Kupplungs gehäuses beim Aufschieben auf das Schwungrad verhindert wird. Umgekehrt ist für die Demontage eine Axialkraft in umgekehrter Richtung aufzubringen, um das Kupplungsgehäuse gegen die Wirkung der besagten Radialkräfte vom Schwung rad abzunehmen. Hierzu ist das Kupplungsgehäuse nach Anspruch 6 vorzugswei se mit Aussparungen ausgebildet, in welche Zugmittel eines anderen Werkzeu ges, vorzugsweise einer Abziehvorrichtung, einsetzbar sind.

Die in Anspruch 7 angeführte flexible Platte ist für das Kupplungsgehäuse bei dessen Aufschiebebewegung auf das Schwungrad in Axialrichtung als Anschlag wirksam. Begrenzungsmittel zur Vorgabe der Aufschiebetiefe des Kupplungsge häuses auf das Schwungrad sind dadurch nicht erforderlich. Anspruch 8 gibt eine vorteilhafte Weiterbildung dieser flexiblen Platte an.

Durch die in Anspruch 9 aufgenommene Maßnahme ist ein besonders einfaches Aufbringen des Kupplungsgehäuses auf das Schwungrad möglich, da das Auf schieben selbst mit Spiel erfolgen kann und die kraftschlüssige Verbindung erst anschließend beim Aufschrumpfen des Kupplungsgehäuses auf das Schwungrad entsteht. Ein Aufschrumpfen kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Kupplungsgehäuse vor dem Aufschieben auf das Schwungrad erhitzt wurde und, nachdem es auf dem letztgenannten angeordnet ist, sich beim Abkühlen zusam menzieht.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Reibungskupplung mit einem Schwungrad und einem im Umfangsbe reich eine zylindrische Wand aufweisenden Kupplungsgehäuse sowie einer radial zwischen denselben angeordneten Spanneinrichtung im Längs schnitt;

Fig. 2 einen Ausschnitt des Verbindungsbereichs Kupplungsgehäuse/Schwungrad mit Blickrichtung A gemäß Fig. 1;

Fig. 3 den Verbindungsbereich von Kupplungsgehäuse und Schwungrad gemäß

Fig. 1 vergrößert herausgezeichnet, aber mit in entgegengesetzter Richtung wirksamer Spanneinrichtung;

Fig. 4 wie Fig. 3, aber mit einer Spanneinrichtung quadratischen Querschnitts;

Fig. 5 entsprechend Fig. 1, aber mit am Schwungrad fester, keilförmiger Spanneinrichtung;

Fig. 6 wie Fig. 5, aber ohne keilförmige Ausbildung der Stelleinrichtung;

Fig. 7 Schwungrad zur kraftschlüssigen Aufnahme des Kupplungsgehäuses an dessen radial äußerer Seite;

Fig. 8 wie Fig. 3, aber mit flexibler Platte an der vom Kupplungsgehäuse abgewandten Seite des Schwungra des.

Die in Fig. 1 dargestellte Reibungskupplung umfalt ein Schwungrad 1, welches mit einer um eine Drehachse 2 rotieren den, nicht gezeigten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine gleichachsig verbunden ist. Das Schwungrad 1 ist in einem vorbestimmbaren Durchmesserbereich 3, beispielsweise im Um fangsbereich, mit Vertiefungen 4 (Fig. 2) ausgebildet, in welche ohne Spiel in Umfangsrichtung jeweils ein Klemmele ment 5 einer Spanneinrichtung 7 und eine Zunge 8 eines Kupp lungsgehäuses 9 eingreifen. Das Schwungrad 1 ist an seiner dem Klemmelement 5 zugewandten Seite angeschrägt, wobei sein Durchmesser in Richtung zum Kupplungsgehäuse 9 zunimmt. Dieser Schrägung angepaßt ist das Klemmelement 5, das sich in Rich tung zum Kupplungsgehäuse 9 keilförmig verjüngt. Das Klemm element 5 wird ebenso wie die Zunge 8 des Kupplungsgehäuses 9 durch einen Anlasserzahnkranz 10 umschlossen, der ansonsten an dem Umfangsbereich des Schwungrades 1 aufliegt.

Das Kupplungsgehäuse 9 weist im Umfangsbereich eine vorzugs weise zylindrische Wand 12 auf, an deren freier Seite die Zungen 8 aufgenommen sind.

Das Kupplungsgehäuse 9 umschließt eine im wesentlichen ring scheibenförmige Anpreßplatte 13, die in Umfangsrichtung dreh fest, aber axial verschiebbar am Kupplungsgehäuse 9 geführt ist. Axial zwischen dem Schwungrad 1 und der Anpreßplatte 13 ist gleichachsig mit der Drehachse 2 eine Kupplungsscheibe 15 angeordnet, die in üblicher Weise axial verschiebbar, aber drehfest mit einer nicht dargestellten Eingangswelle eines Getriebes gekuppelt ist. Diese Kupplungsscheibe 15 trägt Reibbeläge 16 und kann Torsionsschwingungsdämpfer 17 sowie nicht näher gezeigte Reibschwingungsdämpfer umfassen. Die Reibbeläge 16 der Kupplungsscheibe 15 sind wirksam, wenn die Anpreßlatte 13 durch eine am Kupplungsgehäuse 9 gelagerte Membranfeder 18 in Richtung zum Schwungrad 1 gepreßt wird.

Zur Nontage des Kupplungsgehäuses 9 am Schwungrad 1 wird das erstgenannte relativ zum letztgenannten hinsichtlich seines Drehwinkels so ausgerichtet, daß die an der zylindrischen Wand 12 vorgesehenen Zungen 8 mit jeweils einer Vertiefung 4 des Schwungrades 1 fluchten. Durch eine Axialbewegung am Kupplungsgehäuse 9 werden dessen Zungen 8 in die Vertie fungen 4 eingeschoben. Die Herstellung des zur Verbindung des Kupplungsgehäuses 9 mit dem Schwungrad 1 notwendigen Kraft schlusses kann auf unterschiedliche Weise erfolgen:
Es besteht die Möglichkeit, den Anlasserzahnkranz 10 mit Spiel gegenüber dem Umfangsbereich des Schwungrades 1 auszubilden und die Zungen 8 des Kupplungsgehäuses durch Einschieben der Klemmelemente 5 von der dem Kupplungsgehäuse 9 abgewandten Seite des Schwungrades 1 her in die jeweilige Vertiefung 4 einzutreiben, bis der notwendige Kraftschluß zwischen den Zungen 8 des Kupplungsgehäuses 9 und dem Zahnkranz 10 einer seits und zwischen den Zungen 8 über die Klemmelemente 5 mit dem Schwungrad 1 andererseits hergestellt ist. Als weiterer Weg ist vorstellbar, sowohl die Zungen 8 des Kupplungsgehäu ses 9 als auch die Klemmelemente 5 vor Aufbringen des Anlas serzahnkranzes 10 in eine vorbestimmbare Position zueinander zu bringen und anschließend den durch Erhitzung aufgeweiteten Anlasserzahnkranz 10 auf zuschieben, der im Verlauf seiner Ab kühlung auf dem Umfangsbereich des Schwungrades 1 fest schrumpft und dabei eine Radialkraft erzeugt, die eine Anpressung des Kupplungsgehäuses 9 über dessen Zungen 8 und die Klemmelemente 5 an das Schwungrad 1 bewirkt.

In Fig. 3 ist ein Schwungrad 1 dargestellt, dessen Augen durchmesser sich in vom Kupplungsgehäuse 9 abgewandter Rich tung vergrößert. Bei dieser Ausführung wird das Klemmelement 5 von der Seite des Kupplungsgehäuses 9 aus zwischen das letzt genannte und das Schwungrad 1 geschoben. Das Klemmelement 5 verjüngt sich an seiner vom Kupplungsgehäuse 9 abgewandten Seite keilförmig und ist durch ein nur schematisch darge stelltes Druckmittel 20 einer Anpreßvorrichtung 21 aus seiner strichpunktiert gezeichneten Ansetzstellung in seine Wirk stellung drückbar. Zum Durchgang des Druckmittels 20 ist das Kupplungsgehäuse 9 im zugeordneten Bereich mit einer Ausnehmung 22 ausgebildet.

Die Ausführung nach Fig. 4 entspricht derjenigen nach Fig. 3 mit der Ausnahme, daß das Klemmelement 5 einen quadratischen Querschnitt anstatt eines keilförmigen hat. Dementsprechend verläuft der Außendurchmesser des Schwungrades 1 parallel zur zylindrischen Wand 12 des Kupplungsgehäuses 9. Die Spannein richtung 7 dieser Figur kann ebenso wie diejenige nach Fig. 1,2 oder 3 aus einer Mehrzahl von in vorbestimmbaren Winkeln zueinander angeordneten Klemmelementen 5 bestehen, sie kann aber auch durch einen die Drehachse 2 umgebenden geschlossenen Ring 45 als Klemmelement 5 gebildet werden. Letzterer hat den Vorteil, daß der Kraftschluß zwischen dem Kupplungsgehäuse 9 und dem Schwungrad 1 entlang des gesamten Umfangsbereichs wirksam ist.

In Fig. 5 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher das Klemmelement 5 auf dem radial äußeren Bereich des Schwungra des 1 befestigt ist. Das Klemmelement 5 weist einen keilförmigen Querschnitt auf, der sich zum Kupplungsgehäuse 9 hin verjüngt. Dadurch entsteht bei einer Axialbewegung des Kupplungsgehäuses 9 in Richtung zum Schwungrad 1 eine kraft schlüssige Verbindung zwischen dem letztgenannten und dem Kupplungsgehäuse 9, sobald das Kupplungsgehäuse eine vorbe stimmbare axiale Strecke überwunden hat.

Die Ausführung gemäß Fig. 5 ist ebenso funktionsfähig, wenn das Klemmelement 5 einstückig mit dem Schwungrad 1 ausgebildet ist.

Eine derartige einstückige Ausbildung zeigt Fig. 6, wobei hier allerdings das im Schwungrad 1 integrierte Klemmelement 5 parallel zur Zunge 8 und damit zur zylindrischen Wand 12 des Kupplungsgehäuses 9 verläuft. Eine kraftschlüssige Verbindung bei einer derartigen Ausbildung wird vorzugsweise dadurch hergestellt, daß das Kupplungsgehäuse 9 vor Aufsetzen auf das Schwungrad 1 erhitzt und damit aufgeweitet wird. Nach dem Aufschieben des Kupplungsgehäuses 9 schrumpft dieses beim Ab kühlen wieder auf sein ursprüngliches Maß, wobei die kraft schlüssige Verbindung zu dem Schwungrad 1 entsteht.

Für den Fall, daß für eine Demontage des Kupplungsgehäuses 9 daßelbe wieder vom Schwungrad 1 entfernt werden soll, sind, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, in der zylindrischen Wand 12 des Kupplungsgehäuses 9 Aussparungen 25 vorgesehen, welche dazu dienen, schematisch dargestellte Zugmittel 26 (Fig. 6) einer Abziehvorrichtung 27 aufzunehmen.

Abweichend von den seitherigen Figuren ist in Fig. 7 eine Ausführung gezeigt, bei welcher die Zungen 8 der zylindrischen Wand 12 des Kupplungsgehäuses 9 durch das Schwungrad 1 radial außen abgestützt werden. In diesem Fall sind die Klemmittel 5 der Spanneinrichtung 7 an dem den Zungen 8 zugewandten, in Richtung zum Kupplungsgehäuse 9 verlaufenden Steg 30 des Schwungrades 1 an dessen radialer Innenseite vorgesehen, wobei die Klemmelemente 5, wie anhand der vorangegangenen Beispiele erläutert, keilförmig oder mit quadratischem Querschnitt aus gebildet und als zusätzliches Element oder als Teil des Schwungrades 1 ausgebildet sein können. Gemäß der Darstellung in Fig. 7 ist das Klemmelement 5 einstückig mit dem Steg 30 ausgebildet und verläuft an seiner der Zunge 8 zugewandten Seite parallel zu dieser.

In Fig. 8 ist eine Ausführung gezeigt, bei welcher am Schwungrad 1 an seiner vom Kupplungsgehäuse 9 abgewandten Seite eine flexible Platte 31 vorgesehen ist. Das Schwungrad 1 ist über diese Platte 31 mit der nicht gezeigten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden. Die flexible Platte 31 ragt in radialer Richtung über das Schwungrad 1 hinaus und greift von radial außen an den Zungen 8 der Wand 12 des Kupp lungsgehäuses 9 an. Bei dieser Ausführung dient die Platte 31 gleichermaßen als Anlasserzahnkranz 10 und als axialer An schlag 32 für die freien Enden der Zungen 8. Ansonsten ent spricht diese Ausführung, was die Ausbildung und Anordnung von Schwungrad 1, Spanneinrichtung 7 und Kupplungsgehäuse 9 be trifft, der in Fig. 3 gezeigten Ausführung.

Claims

1. Reibungskupplung mit einem Schwungrad, das einen radial äußeren Durch messerbereich aufweist, der zur drehfesten und gegen Axialbewegungen gesi cherten Aufnahme einer axial verlaufenden Wand eines Kupplungsgehäuses vorgesehen ist, wobei im Kontaktbereich der vorzugsweise zylindrischen Wand mit dem radial äußeren Durchmesserbereich des Schwungrades eine Span neinrichtung vorgesehen ist, durch welche das Schwungrad mit dem Kupp lungsgehäuse in kraftschlüssiger Verbindung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (7) wenigstens ein radial zwischen dem radial äuße ren Durchmesserbereich (3) des Schwungrades (1) und der axial verlaufenden Wand (12) des Kupplungsgehäuses (9) angeordnetes Klemmittel (5) aufweist.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einem der beiden Elemente (1, 9) im Kontaktbereich mit dem jeweils anderen Element (1, 9) wenigstens ein Klemmittel (5) der Spanneinrich tung (7) befestigt ist.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmittel (5) im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmittel (5) durch einen die Drehachse (2) des Schwungrades (1) umgreifenden Ring (45) gebildet wird.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgehäuse (9) mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen (22) versehen ist, die zum Ansetzen von Druckmitteln (20) einer die Spanneinrich tung (7) aktivierenden Anpreßvorrichtung (21) vorgesehen sind.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgehäuse (9) eine Mehrzahl von Aussparungen (25) auf weist, die zum Ansetzen von Zugmitteln (26) einer die Wirkung der Spannein richtung (7) aufhebenden Abziehvorrichtung (27) dienen.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 1 mit einem Schwungrad, das über eine flexible Platte an der Antriebswelle einer Maschine, vorzugsweise einer Brenn kraftmaschine befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Platte (31) im Angriffsbereich der Wand (12) des Kupplungs gehäuses (9) als die montagebedingte Axialbewegung des letztgenannten be grenzender Anschlag (32) wirksam ist.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Platte (31) mit ihrem radial äußeren Bereich die Wand (12) des Kupplungsgehäuses (9) umschließt und in diesem Bereich als Anlasserzahn kranz (10) ausgebildet ist.

9. Reibungskupplung mit einem Schwungrad, das einen radial äußeren Durch messerbereich aufweist, der zur drehfesten und gegen Axialbewegungen gesi cherten Aufnahme einer axial verlaufenden Wand eines Kupplungsgehäuses mit dem Kontaktbereich der vorzugsweise zylindrischen Wand in kraftschlüssi ger Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft zur Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Schwungrad (1) und dem Kupplungsgehäuse (9) durch unmittelbares Auf schrumpfen eines der beiden Elemente (1, 9) auf das jeweils andere erzeugt wird.