DE60026901T2

DE60026901T2 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE60026901T2
Application number: DE60026901T
Authority: DE
Inventors: Stuart Nr Coventry Crowe
Original assignee: AP Racing Ltd
Current assignee: AP Racing Ltd
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: EP1065400A2; US6419062B1; EP1065400A3; DE60026901D1; EP1065400B1; GB9915344D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Reibungskupplungen für Kraftfahrzeuge und speziell zur Verwendung in Autos und Motorrädern, insbesondere in Rennautos und -motorrädern.
Diese Art von Reibungskupplungen, die in Rennautos und -motorrädern eingesetzt wird, ist derart ausgestaltet, dass der Kupplungsweg zwischen einer entkuppelten Position und einer gekuppelten Position sehr klein ist. Dies bewirkt, dass das Einkuppeln sehr plötzlich und schart erfolgt.
Es ist bekannt, den plötzlichen Eingriff einer Kupplung zu reduzieren, indem eine Polsterung in dem Kraftweg zwischen den Federmitteln zum Einkuppeln und dem Schwungrad oder der Reaktionsplatte der Kupplung vorgesehen wird. Zum Beispiel offenbart das frühere Patent WO 93/07400 des Anmelders eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug, bei welcher eine ringförmige Platte, die koaxial und drehfest mit der Schwungscheibe ist, von der Schwungscheibe weg beaufschlagt wird, um eine axiale Polsterung des Einkuppelns vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung soll derartige Reibungskupplungen weiter verbessern.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine axial gepolsterte Kupplung vorzusehen, die einfacher und günstiger herzustellen ist als die axial gepolsterten Kupplungen nach dem Stand der Technik.
Es ist eine weitere Aufgabe, eine axial gepolsterte Kupplung bereitzustellen, bei welcher die Polsterungseigenschaften verlässlicher und/oder schneller festgesetzt oder eingestellt werden können als bei den bekannten axial gepolsterten Kupplungen.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Reibungskupplung bereitgestellt, die Mittel zum Polstereingriff der Kupplung aufweist, wobei die Polstermittel wenigstens eine nachgiebige Einrichtung aufweisen, welche in einer Aussparung in einer ersten Komponente der Kupplung angeordnet ist, wobei die wenigstens eine nachgiebige Einrichtung dahingehend wirkt, dass eine zweite Komponente der Kupplung von der ersten Komponente weg vorgespannt wird, um das Polstern zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede nachgiebige Einrichtung so angeordnet ist, dass sie auf die zweite Komponente über einen Einsatz wirkt, welcher in einer Aussparung in der zweiten Komponente montiert ist.
Die erste Ausführungsform der Erfindung sieht eine gepolsterte Kupplung vor, die axial kompakt ist, da die nachgiebige Einrichtung in einer Aussparung in der ersten Komponente angeordnet ist und der Einsatz in einer Aussparung in der zweiten Komponente angeordnet ist. Die Erfindung stellt eine besonders kompakte Anordnung zur Verfügung, wenn diese in einer Vielplattenkupplung angewendet wird, in welcher die zweite Komponente eine der antreibenden Platten ist. Insbesondere kann die Erfindung auf Vielplattenkupplungen angewendet werden, bei denen die antreibenden und angetriebenen Platten aus einem Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundmaterial hergestellt sind, bei welchem direkter Kontakt zwischen der nachgiebigen Einrichtung und einer der angetriebenen Platten dazu führen würde, dass die angetriebenen Platten beschädigt werden. Unter diesen Bedingungen sieht die Verwendung eines Einsatzes, der in einer Aussparung in der angetriebenen Platte angeordnet ist, eine Einrichtung zur Verhinderung eines direkten Kontaktes zwischen der nachgiebigen Einrich tung und der antreibenden Platte vor, wobei die Gesamterstreckung der Kupplung in axialer Richtung nicht oder nur minimal gesteigert wird.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine Reibungskupplung vorgesehen, welche Mittel zum Polstereingriff der Kupplung aufweist, wobei die Polstermittel eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten nachgiebigen Einrichtungen aufweist, die in einer oder mehreren Aussparungen in der ersten Komponente der Kupplung angeordnet sind, wobei jede nachgiebige Komponente einen Stapel von zwei oder mehr Federscheiben (sogenannte Belleville-Scheiben) aufweist, der dahingehend wirkt, dass eine zweite Komponente der Kupplung weg von der ersten Komponente vorgespannt ist, um das Polstern zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ringscheiben-Stapel an der ersten Komponente durch eine jeweilige Befestigung angeordnet ist, die die axiale Position der Scheiben in der Aussparung derart festlegt, dass bei außer Eingriff befindlicher Kupplung ein Abschnitt der äußersten Scheibe aus der Aussparung um einen vorbestimmten Betrag hervorsteht.
Eine Reibungskupplung nach der zweiten Ausführungsform sieht vorzugsweise eine axiale Polsterung mit einer minimalen Anzahl von beweglichen Teilen vor, während die nachgiebige Einrichtung an der ersten Komponente in einer Weise sicher zurückgehalten wird, welche den Zusammenbau der Kupplung vereinfacht und welche eine Einstellung der Polsterungseigenschaften ermöglicht. Insbesondere weist die Anordnung keine relativ zueinander gleitenden Komponenten auf, welche im Betrieb feststecken könnten.
Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist eine Reibungskupplung mit Mitteln zum Polstereingriff der Kupplung vorgesehen, wobei die Polstermittel mehrere in Umfangsrichtung beabstandete nachgiebige Einrichtungen aufweisen, die in einer oder mehreren Aussparungen in einer ersten Komponente der Kupplung angeordnet sind und dahingehend wirken, dass eine zweite Komponente der Kupplung axial weg von der ersten vorgespannt ist, um eine Polsterung zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass jede nachgiebige Einrichtung in ihrer Aussparung durch einen Befestiger gehalten ist, welcher eine axiale Anlageeinrichtung für ein Zusammenarbeiten mit seiner jeweiligen nachgiebigen Einrichtung trägt, wobei die Position der axialen Anlageeinrichtung relativ zu der Basis der Aussparung durch Angriff eines Anschlages an dem Befestiger mit einem entsprechenden Anschlag an der ersten Komponente derart festgelegt ist, dass, wenn der Anschlag an dem Befestiger vollständig gegen den Anschlag an der ersten Komponente angezogen ist, die nachgiebige Einrichtung eine vorbestimmte Polstervorbelastung vorsieht.
Diese Ausführungsform der Erfindung sieht vorteilhafterweise einen vereinfachten Aufbau der Reibungskupplung vor, wobei die Befestiger, die die nachgiebigen Einrichtungen anordnen, vollständig angezogen sind, bis der Anschlag an dem Befestiger mit dem Anschlag an der ersten Komponente eingreift. Dies stellt sicher, dass die Position der axialen Anlageeinrichtung an dem Befestiger relativ zu der Basis der Aussparung oder der nachgiebigen Einrichtung für jede nachgiebige Einrichtung die gleiche ist und so sicherstellt, dass jede nachgiebige Einrichtung dem selben Grad der Vorspannung ausgesetzt wird, ohne dass der Mechaniker umsichtig die Position der axialen Anlageeinrichtung relativ zu der Basis der Aussparung oder der nachgiebigen Einrichtung überwachen muss.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann jede nachgiebige Einrichtung bei einer Kupplung nach der dritten Ausführungsform einen Stapel von zwei oder mehr Federscheiben (sogenannte Belleville-Scheiben) gemäß der zweiten Ausführungsform aufweisen. Auf diese Weise wird eine Kombination der Vorteile sowohl der zweiten als auch der dritten Ausführungsform erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den verschiedenen abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vielplattenkupplung ist;
2 eine Vergrößerung eines Details von 1 ist;
3 eine isometrische Ansicht einer antreibenden Platte der Kupplung nach 1 ist, die mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Einsätze zeigt, die in jeweiligen Aussparungen in der antreibenden Platte befestigt sind;
4 ein Diagramm der Ausrückkraft gegenüber dem Ausrücklagerstellweg und dem Hub der Druckplatte für Kupplungen ohne Polsterung und Kupplungen mit Polsterung ist;
5 eine Ansicht ähnlich zu der nach 1 ist, die eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrplattenkupplung zeigt; und
6 eine Vergrößerung eines Details von 5 ist; und
7 eine Ansicht ähnlich der nach 1 ist, die eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vielplattenkupplung zeigt; und
8 eine Vergrößerung eines Details nach 7 ist; und
9 bis 11 jeweils modifizierte nachgiebige Einrichtungen zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Kupplung zeigen.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ist eine Vielplattenkupplung 10 der Art dargestellt, die in Rennautos und -motorrädern verwendet wird. Die Reibungskupplung 10 umfasst eine als Schwungrad 11 ausgebildete Reaktions platte, die an der Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines Motors und an einer Abdeckeinrichtung 12 befestigt ist, die eine an dem Schwungrad 11 mit Bolzen befestigte Abdeckung 13 aufweist, eine Druckplatte 14 und eine Membranfedereinrichtung 15, die an der Abdeckung 13 festgelegt ist und die derart angeordnet ist, dass die Druckplatte 14 in Richtung zu dem Schwungrad 11 vorgespannt ist. Die Abdeckung 13 weist mehrere sich axial erstreckende Armabschnitte und einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden ringartigen Endabschnitt 17 auf, an welchem die Membranfedereinrichtung 15 befestigt ist. Die Druckplatte 14 ist mittels äußerer radialer Zähne 18, die in die Armabschnitte 16 eingreifen, drehfest an der Abdeckung 13 gehalten.
Zwischen der Druckplatte 14 und dem Schwungrad 11 ist ein Stapel überlappender antreibender und angetriebener Platten 19 bzw. 20 angeordnet. Die angetriebenen Platten 20 haben innere radiale Zähne 21, die in eine zentrale Nabe 22 eingreifen, um in Drehrichtung an der Nabe befestigt zu sein. Die Nabe 22 weist eine innere Keilverzahnung 23 zur Verbindung mit einer Welle (nicht gezeigt) eines angeschlossenen Antriebsstranges auf.
Die antreibenden Platten 19 haben äußere radiale Zähne 24, die mit den Armabschnitten 16 der Kupplungsabdeckung 13 ineinander greifen, um mit der Kupplungsabdeckung 13 und dem Schwungrad 11 drehfest, jedoch zu einer Bewegung in axialer Richtung relativ hierzu im Stande zu sein.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, beaufschlagt die Membranfedereinrichtung 15 die Druckplatte 14 in Richtung zu dem Schwungrad 11, wobei die antreibenden und angetriebenen Scheiben 19 bzw. 20 zwischen der Druckplatte 14 und dem Schwungrad 11 festgeklemmt werden, um eine Übertragung des Antriebs von dem Schwungrad 11 zu der Antriebswelle zu ermöglichen.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Membranfedereinrichtung 15 zwei Membranfedern 15a, 15b auf, die axial Rücken an Rücken angeordnet sind. Jede Membranfeder 15a, 15b ist eine kegelstumpfartige Feder, die einen radial äußeren ringförmigen Abschnitt aufweist, der eine Vielzahl von radial nach innen erstreckende beabstandete Finger 25a, 25b daran aufweist. Die Federn sind von dem Schwungrad 11 weg geneigt.
Die antreibende Platte 19a, welche axial dem Schwungrad 11 am nächsten liegt, wird von dem Schwungrad durch mehrere nachgiebige Einrichtungen 26 weg beaufschlagt, die in Umfangsrichtung um das Schwungrad 11 voneinander beabstandet sind. Es sind zehn derartige nachgiebige Einrichtungen 26 in der dargestellten Ausführungsform vorgesehen, die verwendete genaue Anzahl ist jedoch nicht erfindungswesentlich und kann wie erforderlich variiert werden, um zu einer speziellen Kupplung zu passen.
Jede nachgiebige Einrichtung 26 weist zwei Rücken an Rücken angeordnete Federscheiben (sogenannte Belleville-Scheiben) 27a, 27b auf, die in einer ringförmigen Aussparung 28 in dem Schwungrad 11 angeordnet sind. Die Mitte der ringförmigen Aussparung 28 weist einen Pfosten 29 auf und die Belleville-Scheiben 27a, 27b werden durch einen Bolzen 30 in ihrer Position gehalten, der in einer Bohrung 31 eingeschraubt ist, welche in dem Pfosten 29 ausgebildet ist. Der Kopf 32 des Bolzens 30 hat eine untere Oberfläche 33, die fluchtend an der axialen Fläche 34 des Pfostens anliegt, wenn der Bolzen 30 vollständig festgezogen ist. Die Oberfläche 33 sieht hierdurch einen Anschlag vor, der mit der axialen Endfläche 34 des Pfostens in Eingriff tritt. Die Fläche 33 erstreckt sich über einen radial inneren Abschnitt der ringförmigen Aussparung 28, um eine Anlagefläche vorzusehen, um die radial inneren Kanten der Belleville-Scheiben 27a, 27b in der Aussparung in einer gewünschten Position zu halten, so dass, wenn die Kupplung ausgekuppelt wird, die radial äußere Kante der Scheibe 27b sich über die axiale Fläche 35 des Schwungrades um einen Betrag X erstreckt, der üblicherweise weniger als 0,5 mm beträgt.
Die Abmessungen der Aussparungen 28, die Höhe des Pfostens 29 und die Eigenschaften der Scheiben 27a, 27b sind derart gewählt, dass die gewünschten Polstereigenschaften der Kupplung erreicht werden. Zum Beispiel können die Abmessungen derart gewählt werden, dass bei dem Zusammenbau die Scheiben 27a, 27b leicht zusammengedrückt werden, um eine gewünschte Vorspannung zu erzielen.
Weiter ist es möglich, die Polstereigenschaften während des Zusammenbaus zu variieren, indem Scheiben 27a, 27b mit geeigneten Federeigenschaften ausgewählt werden oder durch die Verwendung von Abstandsscheiben (nicht gezeigt) in der Basis 28a der Aussparung, um den Abstand zwischen der Anschlagfläche 33 und der effektiven Basis der Aussparung 28 zu variieren. Dies ist so zu verstehen, dass wenn eine Abstandsscheibe oder Abstandsscheiben in der Basis der Aussparung angeordnet werden, die äußere Oberfläche der Abstandsscheiben die effektive Basis der Aussparung wird, so dass der Abstand zwischen der Anschlagfläche 33 und der effektiven Basis der Aussparung von der Dicke der Abstandsscheiben abhängt. Durch Auswahl von Abstandsscheiben einer geeigneten Dicke kann die Polstervorlast variiert werden, um zu der Anwendung oder der Präferenz des Fahrers zu passen. Bezugnahmen in den Ansprüchen auf die Basis der Aussparung sind in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass die tatsächliche Basis 28a der Aussparung oder die äußere Fläche der Abstandsscheiben umfasst ist, wenn Abstandsscheiben eingesetzt werden.
Die Abstandsscheiben können auch dazu dienen, um die Scheibe 27a darin zu begrenzen, sich in das Schwungrad 11 einzugraben, insbesondere wenn das Schwungrad aus einem relativ weichen Material wie Aluminium hergestellt wird.
Die radial äußere Kante der Belleville-Scheibe 27b berührt die angetriebene Platte 19a über einen entsprechenden ringförmigen Einsatz 37, der in einer kreisförmigen Aussparung 38 in der antreibenden Platte 19a angeordnet ist. Der Einsatz 37 verteilt die Last, welche die Scheiben 27a, 27b auf die antreibende Platte 19a ausüben. Dies ist notwendig, da die Materialeigenschaften der Kohlenstoff/Kohlenstoff-Antriebsscheibe 19a derart sind, dass direkte Berührung zwischen der Scheibe 27b und der antreibenden Platte dazu führen würden, dass eine Beschädigung an der antreibenden Platte auftritt. Jeder Einsatz 37 besteht vorzugsweise aus einem Material mit einer geringen thermischen Leitfähigkeit, üblicherweise weniger als 20 W/M·K, wie rostfreier Stahl, und ist, wie am besten in 3 gesehen werden kann, in der Form eines gespaltenen Ringes ausgebildet, der sich ausdehnt, um die Kante der Aussparung 38 zu ergreifen.
Bei der Ausformung des Einsatzes 37 als ein ringförmiger gespaltener Ring kann die Masse des Einsatzes minimal gehalten werden und die Wärmedehnung des Einsatzes kann durch den Spalt aufgenommen werden, was die Gefahr des Auftretens eines Schadens an der antreibenden Scheibe reduziert, wenn sich der Einsatz ausdehnt. Ferner wird die Wärmeleitung von der antreibenden Scheibe 19a zu den Belleville-Scheiben reduziert, da der Einsatz eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wodurch die Scheiben von dem Einfluss der in der Kupplung erzeugten Hitze geschützt werden können.
Der Betrieb der Kupplung 10 wird nachfolgend beschrieben.
Wenn ein Kupplungsausrücklager (nicht gezeigt) einen Kupplungsausrückweg 'L' auf die radial inneren Enden der Finger 25a, 25b der Membran federn 15a, 15b aufbringt, sinkt die auf die Druckplatte 14 ausgeübte Klemmkraft und die Druckplatte neigt dazu, sich in axialer Richtung von dem Schwungrad weg zu bewegen, wenn die radial inneren Enden der Federfinger sich axial nach innen zu der Position 25c mit durchgezogenen Linien bewegen.
Wenn sich die Druckplatte 14 von dem Schwungrad 11 weg bewegt, neigt die Vorspannung der nachgiebigen Einrichtung 26, welche auf die antreibende Platte 19a wirkt, dazu, den Stapel aus antreibenden und angetriebenen Platten gegen die Druckplatte 14 geklemmt zu halten, so dass die Klemmlast an den angetriebenen Platten 20 allmählich reduziert wird, bis die antreibende Platte 19a sich von dem Schwungrad in axialer Richtung um einen Abstand 'X' weg bewegt hat, der der maximale Betrag ist, den sich die Belleville-Scheibe 27b über die Fläche 25 des Schwungrades erstreckt. Danach bewegt sich die Druckplatte 14 axial von der antreibenden Platte 19 weg und die Rate, mit welcher die Klemmlast abnimmt, steigt an.
Wenn die Kupplung eingekuppelt wird, tritt die umgekehrte Folge von Schritten auf. Die Druckplatte 14 tritt mit der axial am weitesten von dem Schwungrad entfernten antreibenden Platte 19b in Kontakt, die den Stapel antreibender und angetriebener Platten gegen die nachgiebige Einrichtung 26 klemmt, die die anfängliche Klemmlast polstert.
Während die Klemmlast erhöht wird, bewegt sich die antreibende Platte 19a gegen einen steigenden Widerstand der nachgiebigen Einrichtung 26 in Richtung zu dem Schwungrad 11, bis die antreibende Platte 19a an dem Schwungrad 11 anliegt.
Die Folge von Schritten ist in 4 dargestellt, welche ein Diagramm der Klemmlast (d.h. der Last auf den angetriebenen Platten) gegenüber dem Ausrückweg und dem Hub der Druckplatte ist. Der Ausrückweg ist der von dem Ausrücklager während des Betriebs der Kupplung bewegte Abstand. Die Kurve A zeigt die Klemmlast gegenüber dem Ausrückweg für eine typische nicht gepolsterte Rennkupplung.
Die Kurve B zeigt die Klemmlast gegenüber dem Ausrückweg für eine erfindungsgemäße Kupplung. Es ist ersichtlich, dass, wenn das Ausrücklager sich von einer Position des maximalen Stellweges zu einer Position des minimalen Stellweges, d.h. während des Kupplungseingriffes, bewegt, die Klemmlast zu Beginn des Eingriffs in dem Fall der Kurve 'B' allmählicher auf die angetriebenen Platten ausgeübt wird als bei der Kurve 'A'. Dies ermöglicht es, den Eingriff der Kupplung leichter zu steuern, insbesondere während des Rennstarts.
5 und 6 zeigen eine modifizierte Kupplung 110. Komponenten der Kupplung 110, welche ähnliche Funktionen wie die der Kupplung 10 ausüben, sind mit den gleichen Bezugsziffern um 100 erhöht bezeichnet.
Die Kupplung 110 ist im Wesentlichen identisch zu der Kupplung 10 mit der Ausnahme, dass in der Kupplung 110 die nachgiebigen Einrichtungen 126 in der Druckplatte 114 vorgesehen sind und mit Einsätzen 137 in Eingriff treten, die in Aussparungen 138 in der axial von dem Schwungrad 111 am weitesten entfernten antreibenden Platte 119b befestigt sind. Ansonsten sind die Kupplung 110 und die nachgiebigen Einrichtungen 126 die gleichen wie die Kupplung 10 und die nachgiebigen Einrichtungen 26.
Der Betrieb der Kupplung 110 wird nachfolgend beschrieben.
Wenn ein Kupplungsausrücklager (nicht gezeigt) einen Kupplungsausrückweg 'L' auf die radial inneren Enden der Finger 125a, 125b der Membranfedern 115a, 115b ausübt, nimmt die auf die Druckplatte 114 ausgeübte Klemmkraft ab und die Druckplatte neigt dazu, sich axial von dem Schwungrad weg zu bewegen, während die radial inneren Enden der Federfinger sich axial nach innen in die Position 125c mit durchgezogenen Linien bewegen.
Während die Druckplatte 114 sich von dem Schwungrad 111 weg bewegt, neigt die Vorspannung der nachgiebigen Einrichtungen 126, welche auf die antreibende Platte 119b wirkt, dazu, den Stapel antreibender 19 und angetriebener Platten der Kupplung gegen das Schwungrad 111 geklemmt zu halten, so dass die Klemmkraft an den angetriebenen Platten 120 langsam abnimmt, bis die Druckplatte 114 sich axial von der antreibenden Platte 119b um einen Abstand 'X' weg bewegt hat, der der maximale Betrag ist, den die Belleville-Scheibe 127b sich über die axiale Fläche 114a der Druckplatte 114 erstreckt. Anschließend bewegt sich die Druckplatte 114 weiter axial von der antreibenden Platte 119b weg und die Rate, mit welcher die Klemmkraft abnimmt, steigt an.
Wenn die Kupplung eingekuppelt wird, findet die umgekehrte Folge von Schritten statt. Während die Druckplatte 114 gegen das Schwungrad 111 vorgespannt wird, werden die nachgiebigen Einrichtungen 126 in Kontakt mit der antreibenden Platte 119b gebracht, wobei der Stapel antreibender und angetriebener Platten gegen das Schwungrad 111 geklemmt wird, wobei die anfängliche Klemmlast durch die nachgiebigen Einrichtungen 126 gepolstert wird.
Wenn die Klemmkraft der Membranfeder ansteigt, bewegt sich die Druckplatte 114 in Richtung zu der antreibenden Platte 119b gegen den wachsenden Widerstand der nachgiebigen Einrichtungen 126, bis die Druckplatte 114 an der antreibenden Platte 119b anliegt und die antreibenden und angetriebenen Platten zwischen sich und dem Schwungrad 111 vollständig festklemmt.
7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Kupplung 210 gemäß der Erfindung.
Komponenten der Kupplung 210, welche ähnliche Funktionen wie die der Kupplung 10 ausführen, sind mit den gleichen Bezugsziffern erhöht um 200 bezeichnet.
Die Kupplung 210 umfasst ein Schwungrad 211, welches an der Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines zugeordneten Motors (nicht gezeigt) befestigt ist. Mittels Bolzen 239 ist an dem Schwungrad ein Kupplungsabdeckungsaufbau 212 befestigt, der eine Abdeckung 213, eine Druckplatte 214 und eine Membranfedereinrichtung 215 umfasst. Die Abdeckung 213 umfasst mehrere sich axial erstreckende Armabschnitte 216 und eine ringförmige Endfläche 217. In dieser Ausführungsform umfassen die Membranfedereinrichtungen 215 drei Membranfederelemente 215a, 215b, 215c, die Rücken an Rücken axial angeordnet sind. Die Kupplung 210 ist eine Zugtyp-Kupplung, bei welcher ein äußerer Durchmesserabschnitt der Membranfedereinrichtung 215 an einen Drehpunkt 240 an der ringförmigen Endfläche 217 anliegt und die Druckplatte 214 an einer Stelle zwischen dem äußeren Durchmesser und den nach innen gerichteten Federfingern 225 berührt, um die Druckplatte in Richtung zu dem Schwungrad vorzuspannen. Bei dieser Anordnung wird die Kupplung durch ein Ausrücklagermechanismus 241 entkuppelt, welcher die Federfinger 225 von dem Schwungrad 211 um einen Betrag L wegzieht.
Zwischen der Druckplatte 214 und dem Schwungrad 211 ist ein Stapel antreibender und angetriebener Platten 219 bzw. 220 angeordnet. Die antreibenden und angetriebenen Platten 219 bzw. 220 bestehen aus einem metallischen Material, wie Stahl, und die angetriebenen Platten 220 können mit einem gesinterten Metall 241 bekleidet sein. Die antreibenden Platten 219 sind mittels sich radial nach außen erstreckenden Zähnen oder Antriebsformationen 224, welche sich mit axial erstreckenden Armabschnitten 216 der Kupplungsabdeckung 213 in Eingriff befinden, drehfest an der Kupplungsabdeckung fixiert. Es sind vier angetriebene Platten 220a, 220b, 220c, 220d vorgesehen, von denen jede an ein entsprechendes Nabenelement 222a, 222b, 222c, 222d angenietet ist. Die Nabenelemente 222a, 222b, 222c, 222d weisen jeweils innere Keilverzahnungen 223 zum Eingriff mit entsprechenden Keilverzahnungen an einer zugehörigen Antriebswelle (nicht gezeigt) auf.
Die Druckplatte 214 umfasst zwei Teile, einen Hauptteil 214a und einen ringförmigen Schwenkring 214b. Der Schwenkring 214b ist in einer ringförmigen Aussparung 242 aufgenommen, die in der axialen Fläche des Hauptteils 214a ausgebildet ist, die von dem Schwungrad 211 weg weist.
Eine axiale Polsterung wird zwischen dem Schwenkring 214b und dem Hauptteil 214a der Druckplatte vorgesehen, um einen sanften Eingriff sicherzustellen. Hierzu sind mehrere gleichförmig um den Umfang beabstandete nachgiebige Einrichtungen 226 vorgesehen. Jede nachgiebige Einrichtung 226 ist im Wesentlichen dieselbe wie die nachgiebige Einrichtung 26 in der Kupplung 10 mit einem Stapel Rücken an Rücken angeordneter Belleville-Scheiben 227a, 227b, die in einer jeweiligen Aussparung 228 angeordnet sind, welche in der Basis 242a der ringförmigen Aussparung 242 ausgebildet ist, die den Schwenkring 214b aufnimmt. Die äußerste Scheibe 227b springt von der Basis der ringförmigen Aussparung 242 vor, um eine axiale Fläche 243 des Schwenkrings zu berühren. Ein Bolzen 230 ist in einen Pfosten 229 in der Mitte der Aussparung 228 eingeschraubt. Eine Fläche 233 an dem Kopf des Bolzens wirkt als ein Anschlag zum Eingriff mit der axialen Endfläche 234 des Pfostens 229, wenn der Bolzen 230 fest angezogen ist. Die Fläche 233 an dem Kopf 232 berührt auch die innere Kante der äußersten Scheibe 227b, um die Scheiben 227a, 227b in der Aussparung zu halten.
Die Fläche 243 des Schwenkrings ist mit einer Vielzahl von kreisförmigen Aussparungen 244 versehen, welche die Köpfe 132 der Bolzen 230 jeder nachgiebigen Einrichtung aufnehmen. Der Eingriff der Köpfe 232 in die Aussparungen 244 hält den Schwenkring 214b drehfest mit dem Hauptteil 214a der Druckplatte.
Die Funktion der Kupplung 210 wird nachfolgend beschrieben.
Wenn das Kupplungsausrücklager 214 einen Kupplungsausrückweg 'L' auf die radial inneren Enden der Finger 225a, 225b, 225c der Membranfedern 215a, 215b, 215c ausübt, nimmt die auf die Druckplatte 214 ausgeübte Klemmkraft ab und der Schwenkring 214b neigt dazu, sich axial von dem Schwungrad 211 weg zu bewegen, während die radial inneren Enden der Federfinger sich axial nach innen in die Position 225d in punktierter Linie bewegen.
Während der Schwenkring 214b sich von dem Schwungrad 211 weg bewegt, neigt die Vorspannung der nachgiebigen Einrichtungen 226, welche auf den Hauptteil der Druckplatte 214a wirkt, dazu, den Stapel der antreibenden 219 und angetriebenen 220 Platten der Kupplung gegen das Schwungrad 211 geklemmt zu halten, so dass die Klemmkraft auf den angetriebenen Platten 220 langsam reduziert wird, bis sich der Schwenkring 214b axial von dem Hauptteil der Druckplatte 214a um eine Entfernung 'X' axial weg bewegt hat, welche dem maximalen Betrag entspricht, welchen die Belleville-Scheibe 227b über die Basis der ringförmigen Aussparung 242 erstreckt. Anschließend bewegt sich der Schwenkring 214a weiter axial von dem Schwungrad 211 weg und die Rate, mit welcher die Klemmkraft abnimmt, steigt an.
Wenn die Kupplung eingekuppelt wird, findet die umgekehrte Folge von Schritten statt. Wenn der Schwenkring 214b in Richtung zu dem Schwung rad vorgespannt wird, tritt er mit der nachgiebigen Einrichtung 226 in dem Hauptteil der Druckplatte 214a in Kontakt und klemmt den Stapel antreibender und angetriebener Platten gegen das Schwungrad 211, wobei die anfängliche Klemmkraft durch die nachgiebigen Einrichtungen 226 gepolstert wird.
Wenn die Klemmkraft der Membranfeder gesteigert wird, bewegt sich der Schwenkring 214b in Richtung zu dem Hauptteil der Druckplatte 214a gegen einen steigenden Widerstand der nachgiebigen Einrichtungen 226 und übt so eine ansteigende Klemmkraft auf die antreibenden und angetriebenen Platten aus. Dies wird fortgesetzt, bis der Schwenkring 214b an dem Hauptteil der Druckplatte 214a anliegt, wobei an diesem Punkt die volle Klemmkraft der Membranfedereinrichtung 215 auf den Stapel antreibender und angetriebener Platten ausgeübt wird, die vollständig zwischen der Druckplatte 214 und dem Schwungrad 111 festgeklemmt werden.
9 zeigt eine modifizierte nachgiebige Einrichtung 326, die in einer der oben beschriebenen Kupplungen 10, 110, 210 verwendet werden kann. Die nachgiebige Einrichtung 326 ist im Wesentlichen gleich mit der oben beschriebenen nachgiebigen Einrichtung 26, 126, 226 mit der Ausnahme, dass der Befestiger die Form einer Mutter 330 aufweist, die auf einen Schraubbolzen 343, welcher auf dem Pfosten 329 ausgebildet ist, aufgeschraubt ist. Eine Fläche 333 der Mutter 230 wirkt als eine Anschlagfläche zum Kontakt mit einer axialen Fläche 334 an dem Pfosten 329, wenn die Mutter 330 vollständig angezogen ist. Die Fläche 333 erstreckt sich über einen radial inneren Abschnitt der Aussparung 328, um die radial inneren Kanten der Belleville-Scheiben 327a, 327b in der gewünschten Position zu halten.
10 zeigt eine weiter modifizierte nachgiebige Einrichtung 426, die ebenfalls mit einer der oben beschriebenen Kupplungen 10, 110, 210 verwendet werden kann. Die nachgiebige Einrichtung 426 umfasst Rücken an Rücken angeordnete Belleville-Scheiben 427a, 427b, welche in einer Aussparung 428 angeordnet sind. Die Scheiben sind durch einen Bolzen 430 in der Aussparung gehalten, der in eine Gewindebohrung 431 eingeschraubt ist, welche in der Basis der Aussparung 428 ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung ist kein Pfosten in der Aussparung vorgesehen und somit keine Anschlagfläche zum Eingriff mit dem Bolzen. Die Fläche 433 an dem Kopf des Bolzens berührt den radial inneren Abschnitt der Scheibe 427a, um die Scheiben 427a, 427b in der Aussparung 428 zu halten. Die Vorspannung der Scheiben kann eingestellt werden, indem die axiale Position der Fläche 433 relativ zu der Basis der Aussparung 428 variiert wird und/oder indem Abstandsscheiben in der Basis der Aussparung eingesetzt werden.
11 zeigt eine nochmals modifizierte nachgiebige Einrichtung 526, die mit den oben beschriebenen Kupplungen 10, 110, 210 verwendet werden kann. Die nachgiebige Einrichtung 526 umfasst eine Wendelfeder 527, die in einer ringförmigen Aussparung 528 angeordnet ist. Die Wendelfeder 527 ist in der Aussparung durch einen Bolzen 530 positioniert, welcher in einen Pfosten 529 in der Mitte der Aussparung 528 eingeschraubt ist. Der Kopf 532 des Bolzens hat eine axiale Fläche 533, die als ein Anschlag zum Eingriff mit der axialen Endfläche des Pfostens 529 dient. Die Fläche 533 dient weiter als eine Anlagefläche, die mit der Wendelfeder 527 über ein Federrückhalteglied 544 zusammenwirkt. Das Rückhalteglied 544 weist eine erste, sich im Wesentlichen radial erstreckende Region 544a auf, die mit der Fläche 533 in Eingriff steht, wenn der Bolzen 530 vollständig festgezogen ist und die Kupplung ausgekuppelt ist. Eine zweite, sich im Wesentlichen radial erstreckende Region 544b des Rückhalteglieds ist mit der ersten Region durch eine sich axial erstreckende Region 544c verbunden und steht mit dem Ende der Feder 527 in Eingriff, die aus der Aussparung 528 hervorsteht. Das Federrückhalteglied 544 begrenzt zusammen mit der axialen Anlagefläche 533 an dem Kopf 532 des Bolzens 530 den maximalen Betrag X, um welchen die Wendelfeder 527 aus der Aussparung 528 hervorsteht, wenn die Kupplung ausgekuppelt ist und bestimmt ebenfalls die Vorspannung der Feder. Wie bei der nachgiebigen Einrichtung 26 kann die Vorspannung der nachgiebigen Einrichtung 526 durch die Verwendung von Abstandsscheiben 545 in der Basis der ringförmigen Aussparung 528 eingestellt werden. Die zweite Komponente in der Kupplung (nicht gezeigt) wird durch die Wendelfeder 527 über die zweite, sich radial erstreckende Region 544b des Federrückhalteglieds 544 berührt.

Claims

Reibungskupplung (10) mit Mitteln zum Polstereingriff der Kupplung, wobei die Postermittel wenigstens eine nachgiebige Einrichtung (26) aufweist, welche in einer Aussparung (28) in einer ersten Komponente (11) der Kupplung angeordnet ist, wobei die wenigstens eine nachgiebige Einrichtung dahingehend wirkt, dass eine zweite Komponente (19a) der Kupplung weg von der ersten Komponente (11) vorgespannt ist, um das Polstern zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede nachgiebige Einrichtung so angeordnet ist, dass sie auf die zweite Komponente über einen Einsatz (37) wirkt, welche in einer Aussparung (38) in der zweiten Komponente (19a) montiert ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 1, bei welcher der oder jeder Einsatz aus einem Material mit einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit hergestellt ist.
Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der oder jeder Einsatz aus einem metallenem Material hergestellt ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 3, bei welcher der oder jeder Einsatz aus rostfreiem Stahl hergestellt ist.
Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Einsätzen vorgesehen ist, wobei jeder Einsatz in einer jeweiligen Aussparung in der zweiten Komponente angeordnet ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 5, bei welcher jeder Einsatz ringartig von Gestalt ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 6, bei welcher jeder Einsatz in der Form eines gespaltenen Ringes ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher ein einzelner ringartiger Einsatz vorgesehen ist.
Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Vorspannmittel zum Vorspannen der ringartigen Platte eine Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten Federeinrichtungen aufweisen.
Reibungskupplung nach Anspruch 8, bei welcher die Vorspannmittel eine einzige ringartige Federeinrichtung aufweisen.
Reibungskupplung mit Mitteln zum Polstereingriff der Kupplung, wobei die Polstermittel eine Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten nachgiebigen Einrichtungen aufweisen, welche in einer oder mehreren Aussparungen (28) in einer ersten Komponente (11) der Kupplung angeordnet sind, wobei jede nachgiebige Einrichtung einen Stapel von zwei oder mehr Federscheiben (sogenannte Belleville-Scheiben) aufweist, welche dahingehend wirken, dass eine zweite Komponente (19a) der Kupplung weg von der ersten Komponente vorgespannt wird, um das Polstern zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stapel von Unterlegscheiben an der ersten Komponente durch einen jeweiligen Befestiger (30) lokalisiert ist, welcher die axiale Position der Federscheiben in der Aussparung derart bestimmt, dass bei gelöster Kupplung ein Teil der äußersten Federscheibe um einen vorbestimmten Betrag aus der Aussparung herausragt.
Reibungskupplung mit Mitteln zum Polstereingriff der Kupplung, wobei die Polstermittel eine Vielzahl von umgangsmäßig beabstandeten nachgiebigen Einrichtungen aufweisen, welche in einer oder mehreren Aussparungen (28) in einer ersten Komponente der Kupplung lokalisiert und so angeordnet sind, dass eine zweite Komponente (19a) der Kupplung axial weg von der ersten Komponente vorgespannt ist, um die Polsterung zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass jede nachgiebige Einrichtung in ihrer Aussparung mittels eines Befestigers (30) gehalten ist, welcher eine axiale Anlageeinrichtung (33) für ein Zusammenarbeiten mit seiner jeweiligen nachgiebigen Einrichtung trägt, wobei die Position der axialen Anlageeinrichtung relativ zu der Basis der Aussparung durch Angriff eines Anschlags (33) an dem Befestiger mit einem entsprechenden Anschlag (34) an der ersten Komponente derart bestimmt ist, dass, wenn der Anschlag an dem Befestiger vollständig gegen den Anschlag an der ersten Komponenten angezogen ist, die nachgiebige Einrichtung eine vorbestimmte Polstervorbelastung vorsieht.
Reibungskupplung nach Anspruch 12, bei welcher der Anschlag an der ersten Komponente an einem Pfosten (29) in der Aussparung vorgesehen ist, um welche eine jeweilige nachgiebige Einrichtung montiert ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 13, bei welcher jede nachgiebige Einrichtung in einer jeweiligen Aussparung in der ersten Komponente vorgesehen ist, wobei der Pfosten im Wesentlichen in der Mitte ihrer jeweiligen Aussparung angeordnet ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 13, bei welcher eine einzelne ringartige Aussparung in der ersten Komponenten gebildet ist, mit einer Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten Pfosten, vorgesehen in der Aussparung, wobei eine jeweilige nachgiebige Einrichtung um jeden Pfosten herum vorgesehen ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei welcher der Befestiger einen Schraubengewindebefestiger aufweist, welcher mit einem Gewindeabschnitt des Pfostens in Eingriff steht.
Reibungskupplung nach Anspruch 16, bei welcher der Befestiger mit einer Schraubengewindebohrung in dem Pfosten in Eingriff steht.
Reibungskupplung nach Anspruch 16 oder 17, bei welcher der Schraubengewindebefestiger einen Kopf hat, welcher gegen die axiale Stirnfläche des Pfostens geklemmt ist, wobei die axiale Anlagefläche an der Seite des Kopfes, welcher der Aussparung zugewandt ist, vorgesehen ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei welcher die axiale Anlagefläche mit der axialen Oberfläche des Pfostens ausgerichtet ist, wenn der Befestiger vollständig festgezogen ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, bei welcher jede nachgiebige Einrichtung ein Stapel von zwei oder mehr Rücken an Rücken liegende Federscheiben (sogenannte Belleville-Scheiben) in Übereinstimmung mit Anspruch 11 aufweist.
Reibungskupplung nach Anspruch 20, bei welcher die Anlageeinrichtung die äußerste Federscheibe ihres jeweiligen Stapels berührt.
Reibungskupplung nach Anspruch 21, bei welcher die axiale Anlagefläche einen radialen Innenabschnitt der äußersten Federscheibe berührt, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass der radial äußere Abschnitt der äußersten Federscheibe aus der Aussparung herausragt, wenn die Kupplung gelöst ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, bei welcher jede nachgiebige Einrichtung eine Wendelfeder (527) aufweist.
Reibungskupplung nach Anspruch 23, bei welcher jede nachgiebige Einrichtung weiterhin ein Federrückhalteglied aufweist, welches von der Anla geeinrichtung angegriffen ist, wenn die Kupplung gelöst ist, und welche das Ende der Feder angreift, welche aus der Aussparung herausragt.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, bei welcher die Polstervorbelastung einstellbar ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 25, bei welcher die Vorbelastung durch Verändern des Abstandes zwischen den axialen Anlagemitteln und der Basis der Aussparung eingestellt wird, wenn der Anschlag an dem Befestiger vollständig gegen den Anschlag an der ersten Komponenten festgezogen ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 25 oder 26, bei welcher Abstandsscheiben auf der Basis der Aussparung vorgesehen sind, um den Abstand zwischen der effektiven Basis der Aussparung und der axialen Anlageeinrichtung zu verändern.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 11 bis 27, bei welcher die nachgiebigen Einrichtungen auf die zweite Komponente über einen Einsatz wirken, welcher in einer Aussparung in der zweiten Komponente in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 1 bis 10 angeordnet ist.
Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Kupplung eine Vielplatten-Plattenreibungskupplung ist, welche eine Vielzahl von angetriebenen Platten (20) aufweist, wobei jede zwischen axial trennbaren Antriebsplatten (19) angeordnet ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 29, bei welcher die antreibenden und die angetriebenen Platten aus einem Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundmaterial hergestellt sind.
Reibungskupplung nach Anspruch 29, bei welcher die antreibenden und die angetriebenen Platten aus einem Metallmaterial geformt sind, vorzugsweise Stahl.
Reibungskupplung nach Anspruch 31, bei welcher die angetriebenen und/oder die antreibenden Platten mit einem gesinterten Material belegt sind.
Reibungskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die erste Komponente ein Schwungrad oder eine Druckplatte und die zweite Komponente eine Antriebsplatte aufweisen, welche axial benachbart zu und rotierbar fest mit dem Schwungrad vorgesehen ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, bei welcher die Kupplung eine Druckplatte mit einem ersten Teil (214a) und einem zweiten Teil aufweist, welcher zweite Teil zur Rotation an dem ersten Teil montiert ist, wobei die erste Komponente den ersten oder den zweiten Teil der Druckplatte aufweist, und wobei die zweite Komponente den anderen ersten oder zweiten Teil aufweist.
Reibungskupplung nach Anspruch 34, bei welcher der zweite Teil der Druckplatte einen ringartigen Lagerring (214b) aufweist, welcher in einer ringartigen Aussparung in dem ersten Teil der Druckplatte montiert ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 35, bei welcher der erste Teil der Druckplatte die erste Komponente und der Lagerring die zweite Komponente aufweist, wobei die Aussparung oder die Aussparungen für die nachgiebige Einrichtung in der Basis der ringartigen Aussparung in dem ersten Teil geformt ist, welche den Lagerring aufnimmt.