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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein
Membranfederkupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Sie
bezieht sich insbesondere auf den gemeinhein als
Mechanismus bezeichneten Teil dieser Kupplungen, der
selbst eine einheitliche Baugruppe bildet und als
solche nach der Einfügung einer Reibungsscheibe an
einer als Gegenanpreßplatte bezeichneten Platte
anzubringen ist, um eine derartige Kupplung zu bilden.
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Wie in der FR-A-2-463 874 und in der EP-A-0 249 469
beschrieben, umfaßt ein solcher Mechanismus
grundsätzlich einen hohlen Deckel, der an seinem Außenrand
mit einer insgesamt axial ausgerichteten ringförmigen
Einfassung versehen ist, mindestens eine Druckplatte,
die drehfest mit dem Deckel durch Anfügemittel
verbunden ist, die eine axiale Verschiebung der besagten
Druckplatte gegenüber dem besagten Deckel
ermöglichen, und, zwischen dem Deckel und der Druckplatte,
eine Membranf eder, deren Außenrand eine Tellerfeder
bildet, die einerseits an ihrem Außenrand an einer am
Deckel angebrachten Kippauflage aus einem stauchbaren
elastischen Werkstoff, gemäß der EP-A-0 249 469,
anliegt und andererseits an ihrem Innenrand auf einem
Vorsprung der Druckplatte zur Auflage kommt, um die
besagte Druckplatte in einer Richtung zu
beaufschlagen, bei der sie sich vom Deckel entfernt.
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In der GB-A-2 222 439 ist gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 die Kippauflage einstückig mit einem
Verschleißschutzring ausgeführt, der zur Positionierung
der Membranfeder anhand seiner radialen Innenfläche
dient.
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Ein solcher Kupplungsmechanismus ist mit Problemen
verbunden. So kann sich unter Berücksichtigung der
Fertigungstoleranzen der Durchmesser der
Umfangseinfassung in nicht unerheblichem Maße verändern,
beispielsweise in einer Größenordnung von 1 mm bei einer
Deckelgröße mit einem Durchmesser in einer
Größenordnung von 220 mm.
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Das gleiche gilt in geringerem Maße für die
Membranfeder, deren Fertigungstoleranzen zwar enger sind,
bei der jedoch Unrundheitserscheinungen auftreten
können, die vor allem durch die Wärmebehandlung
bedingt sind, der sie unterzogen wird, um ihr eine
bestimmte Härte und Elastizität zu verleihen. Der
Durchmesser der Membranfeder kann sich beispielse um
0,5 mm bei einer Deckelgröße mit einem Durchmesser
von 220 mm verändern.
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Üblicherweise wird der Kupplungsmechanismus zwar nach
dem Verlassen des Montagebands dynamisch
ausgewuchtet; aber nach dem Einbau im Fahrzeug kann dieser
Mechanismus nicht mehr dynamisch ausgewuchtet werden,
wobei sich die Membranf eder unter der Einwirkung von
Störbewegungen wie Stößen, der Abnutzung der
Kippauflage, der Längs- und Radialbewegungen der Kurbelwelle
des Motors usw. im Verhältnis zum Deckel verschiebt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, diese Nachteile auf einfache und wirtschaftliche
Weise zu beseitigen und einen unter allen Umständen
dynamisch ausgewuchteten, neuen Kupplungsmechanismus
bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsmechanismus der
vorgenannten Art, bei dem die Kippauflage einstückig
eine insgesamt axial ausgerichtete Verlängerung trägt,
die radial zwischen dem Innenrand der Einfassung des
Deckels und dem Außenrand der Membranfeder eingefügt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippauflage und
ihre einstückige Verlängerung aus einem
temperaturbeständigen stauchbaren elastischen Werkstoff bestehen
und daß die besagte Verlängerung ein radiales Lager
bildet, das vorgespannt zwischen der Einfassung des
Deckels und der Tellerfeder der Membranfeder
eingebaut ist.
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Dank der Erfindung bildet die Verlängerung ein
elastisches Lager, das die Membranfeder automatisch im
Verhältnis zum Deckel nachzentriert, wenn eine
relativen Bewegung der Membranfeder im Verhältnis zum
Deckel eintritt.
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Der auf dem Montageband durchgeführte dynamische
Massenausgleich bleibt daher weiterhin erhalten. Darüber
hinaus isoliert die Kippauflage mit ihrer
Verlängerung die Membranfeder im Verhältnis zum Deckel, so
daß der Kupplungsmechanismus besonders geräuscharm
arbeitet, was sich zugunsten des Komforts der
Fahrzeuginsassen auswirkt.
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Desweiteren ist zu beachten, daß durch die
Kippauflage der Verschleiß und die Fertigungstoleranzen,
insbesondere die geometrischen Abweichungen des Deckels,
ausgeglichen werden können.
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Denn der üblicherweise mittels Tiefziehen
hergestellte Deckel weist keine einwandfreie Geometrie auf, so
daß die Auflage, die der Deckel für die Membranfeder
bietet, nicht gleichmäßig ausfällt, was wiederum zur
Folge hat, daß einige Finger der Membranfeder im
Verhältnis zu den anderen verschoben sind.
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Das Ausrücklager kommt daher, wenn es auf das Ende
der Finger der Membranfeder einwirkt, zunächst auf
den versetzten Fingern und anschließend auf den
anderen zur Auflage.
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Daraus ergibt sich ein Hubverlust im Bereich der
Druckplatte.
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Dank der Erfindung wird die Auflage unter der
Einwirkung der Membranfeder gestaucht, so daß sie diese
geometrischen Abweichungen zugunsten eines besseren
Hubs der Druckplatte ausgleicht. Außerdem wird das
Ausrücklager weniger beansprucht und der Verschleiß
der Finger der Membranfeder verringert.
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Darüber hinaus ermöglicht bei einer
Membranfederkupplung in gezogener Ausführung die Kippauflage mit
ihrer Verlängerung die Drehsicherung der Membranfeder,
insbesondere durch reibschlüssiges Zusammenwirken,
wodurch die Verwendung von Drehsicherungsstiften
entfallen kann, wie dies beispielsweise in Figur 14 der
vorerwähnten FR-A- 463 874 zu erkennen ist.
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Die Kippauflage mit ihrer Verlängerung besteht
vorteilhafterweise aus einem vernetzbaren elastischen
Werkstoff und wird durch Auftragung auf einer mit dem
Deckel und/oder mit der Membranf eder verbundenen
Auftragfläche ausgeführt.
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Dadurch kann die Auflage durch Haftverbindung an der
Membranfeder angebracht werden, so daß der Verschleiß
zwischen der Membranfeder und ihrer Kippauflage
minimiert wird.
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Desweiteren ist festzustellen, daß die Kippauflage
mit ihrer erfindungsgemäßen einstückigen Verlängerung
die Verwendung eines Deckels aus faserverstärktem
Kunststoff aufgrund des Ausgleichs der geometrischen
Abweichungen durch die Auflage und der durch die
Verlängerung vorgenommenen Nachzentrierung ermöglicht.
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Grundsätzlich können die Fertigungstoleranzen des
Deckels und der Membranfeder weniger präzise
ausfallen, so daß die erfindungsgemäße Anordnung besonders
wirtschaftlich ist. Außerdem verringern sich die
Verschleißerscheinungen, was sich zugunsten der
Lebensdauer des Kupplungsmechanismus auswirkt.
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Darüber hinaus ermöglicht diese Auflage den Abbau der
Schwingungen, insbesondere der durch die Längs- und
Radialbewegungen der Kurbelwelle bedingten
Schwingungen.
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In einer Ausführungsform ist der Deckel so gestaltet,
daß eine torische Aufnahme entsteht, in welche die
Kippauflage als ringförmiger Wulst in Form einer
Leiste mittels Einpassung eingesetzt ist. Der Einbau der
Membranfeder kann dann mittels Aufstecken erfolgen.
Als Variante kann die Verlängerung an ihrem freien
Ende eine zur Achse der Bauemheit gerichtete
Querrandleiste aufweisen, so daß die Kippauflage die
Membranfeder in der Art eines Reifens abdeckt.
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Als Variante kann der Deckel vereinfacht werden und
einen flachen Boden aufweisen, was durch das
Vorhandensein der erfindungsgemäßen Kippauflage ermöglicht
wird.
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Die nachstehende Beschreibung veranschaulicht die
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen. Darin zeigen:
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- Figur 1 einen Aufriß des erfindungsgemäßen
Kupplungsmechanismus mit partiellem Ausbruch zur
Darstellung des Umfangsteils der Membranfeder;
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- Figur 2 eine Schnittansicht entlan der Linie 2-2
von Figur 1;
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- Figur 3 eine vergrößerte Teilansicht zu Figur 2 zur
Darstellung der Kippauflage und ihres zugehörigen
Teils des Deckels;
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- die Figuren 4 bis 8 ähnliche Ansichten wie Figur 3
zu anderen Ausführungsvarianten.
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In diesen Figuren wird ein Kupplungsmechanismus für
Kraftfahrzeuge dargestellt, umfassend einen hohlen
Deckel 1, der an seinem Außenrand mit einer insgesamt
axial ausgerichteten ringförmigen Einfassung 3
versehen ist, mindestens eine Druckplatte 20, die drehfest
mit dem Deckel 1 durch Anfügemittel 47 verbunden ist,
die eine axiale Verschiebung der besagten Druckplatte
20 gegenüber dem besagten Deckel 1 ermöglichen, und,
zwischen dem Deckel 1 und der Druckplatte 20, eine
Membranfeder 30, deren Außenrand eine Tellerfeder 31
bildet, die einerseits an ihrem Außenrand an einer am
Deckel 1 angebrachten Kippauflage 6, 60, 61, 62
anliegt und andererseits an ihrem Innenrand auf einem
Vorsprung 22 der Druckplatte 20 zur Auflage kommt, um
die besagte Druckplatte 20 in einer Richtung zu
beaufschlagen, bei der sie sich vom Deckel 1 entfernt.
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Um unter allen Umständen einen dynamischen
Massenausgleich zu erhalten und dementsprechend die relative
Verschiebung der Membranfeder im Verhältnis zum
Dekkel 1, insbesondere im Verhältnis zu dessen
Umfangseinfassung 3, zu begrenzen, besteht die Kippauflage
6, 60, 61 nach einem Merkmal der Erfindung aus einem
temperaturbeständigen elastischen und stauchbaren
Werkstoff, wobei sie einstückig eine insgesamt axial
ausgerichtete Nachzentrierverlängerung 7, 71 trägt,
die radial zwischen dem Innenrand der Einfassung 3
des Deckels 1 und dem Außenrand der Membranf eder 30
eingefügt ist.
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Im einzelnen hat der Deckel 1 in den Figuren 1 und 2
die Form eines tiefen Tellers mit einer radial
ausgerichteten Randleiste 4, die sich in entgegengesetzter
Richtung zur Achse der Einheit erstreckt, wobei eine
insgesamt axial ausgerichtete ringförmige Einfassung
3 die besagte Randleiste 4 mit dem mittig gelochten
Boden 2 des Deckels verbindet.
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Der Deckel umschließt hier mit seiner Einfassung die
Druckplatte 20. Diese ist hier drehfest mit dem
Dekkel anhand von Anfügemitteln in Form von tangentialen
Zungen 47 verbunden, die seine axiale Verschiebung
gegenüber dem Deckel 1 und in Querrichtung zur Achse
der Einheit ermöglichen.
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Auf an sich bekannte Weise sind diese tangentialen
Zungen 47, wie in den Figuren 1 und 2 zu erkennen,
mit einem ihrer Enden, hier mittels Aufnieten, an
einem Ansatz der Druckplatte 20 und mit ihrem anderen
Ende durch Aufnieten an einem versetzten Bereich der
Randleiste 4 befestigt.
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Es können natürlich alle in der FR-A-2 463 874
dargelegten Anordnungen in Betracht gezogen werden, wobei
die Anfügemittel aus radialen Zapfen der Druckplatte
bestehen können, die jeweils in eine axiale Nut
eingesetzt sind, die in die Einfassung 3 des Deckels 1
eingearbeitet ist.
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Die radiale Randleiste 4 kann eine andere Form haben
und Verstrebungen aufweisen, die durch ihre
Verbindung mit der Gegenanpreßplatte verschweißt sind. Der
einheitliche Mechanismus kann zwei Druckplatten und
eine Reibungsscheibe aufweisen, deren Reibbeläge
zwischen den beiden Platten eingespannt werden.
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In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, daß der
einheitliche Kupplungsmechanismus, der durch die
ringförmigen Teile - Deckel 1, Druckplatte 20 und
Membranfeder 30 - gebildet wird, so gestaltet ist,
daß er mit seinem Deckel 1 (hier mit dessen Bereich
4) an der (nicht dargestellten) Gegenanpreßplatte der
Kupplung angebracht werden kann, um zwischen der
besagten Druokplatte und der besagten Gegenanpreßplatte
die Reibbeläge einer Reibungsscheibe einzuspannen,
die an ihrem Innenrand eine genutete Nabe für ihre
drehfeste Verbindung mit der Eingangswelle des
Getriebes aufweist, während die Gegenanpreßplatte und
der Kupplungsmechanismus drehfest mit der Kurbelwelle
des Verbrennungsmotors verbunden sind.
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In der Position mit eingerückter Kupplung
beaufschlagt die an der Kippauflage 6 anliegende
Membranfeder 30 (Figur 2) die Druckplatte in
entgegengesetzter Richtung zum Boden 2, wobei sie sich in dieser
Richtung vom Deckel 1 entfernt, um die Reibeläge der
Reibungsscheibe zwischen der Druckplatte und der
Gegenanpreßplatte einzuspannen.
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Zum Ausrücken der Kupplung muß unter Zug auf die
Membranfeder 30 eingewirkt werden, was anhand eines
Ausrücklagers erfolgt, das beispielsweise in Figur 1 der
vorerwähnten FR-A-2 463 874 zu erkennen ist, und zwar
in Richtung des Pfeils F von Figur 2, um die besagte
Membranfeder 30 zu kippen und ihre Einspannwirkung
auf die Druckplatte zu beenden, damit sich die
besagte Druckplatte hebt und die Reibbeläge der besagten
Reibungsscheibe freigegeben werden.
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Diese Membranfeder 30 hat im unbelasteten Zustand
eine kegelstumpfartige Form, während sie nach dem
Einbau in den Kupplungsmechanismus eine anfänglich
insgesamt flache Form in der Position mit eingerückter
Kupplung aufweist. Sie umfaßt einen Umfangsteil in
Form einer Tellerfeder 31, von der aus sich mittig
nach innen radiale Finger 32 erstrecken, die durch
Schlitze 33 paarweise voneinander getrennt sind.
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Diese Schlitze münden in eine gemeinsame mittlere
Öffnung 34. Durch Zugeinwirkung auf das freie Ende
der Finger der Membranfeder wird diese gekippt. Diese
Membranf eder liegt mit dem Innenrand ihrer
Tellerfeder 31 an einem, hier in Sektoren unterteilten,
Vorsprung 21 der Druckplatte 20 und mit dem Außenrand
ihrer Tellerfeder an der am Deckel 1 angebrachten
Kippauflage 6 an.
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In den Figuren 1 bis 3 enthält der Deckel eine
tonsche Aufnahme 5, die den Anschlußbereich zwischen der
Einfassung 3 und dem Boden 2 des Deckels bildet.
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Die erfindungsgemäß aus einem elastischen Werkstoff
ausgeführte Kippauflage umfaßt einen ringförmigen
Wulst, hier mit kreisförmigem Querschnitt, der
mittels Einpassung in die besagte torische Aufnahme 5
eingesetzt werden kann.
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Die Aufnahme 5 ist formschlüssig mit dem Auflagewulst
in Form einer Leiste ausgeführt.
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Die Kippauflage 6 (Figur 3) ist an ihrem Außenrand so
gestaltet, daß sie die erfindungsgemäße axial
ausgerichtete Verlängerung 7 aufweist, die hier mit
konstanter Dicke ausgeführt ist.
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An ihrem freien Ende weist diese Verlängerung eine
zur Achse der Einheit gerichtete Querrandleiste 8
auf.
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Die Kippauflage 6 deckt daher mit ihrer Verlängerung
7 und ihrer Randleiste 8 in der Art eines Reitens den
Außenrand der Membranfeder, genauer gesagt: den
Außenrand der Tellerfeder 31 ab.
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Die Tellerfeder 31 ist somit zwischen der
eigentlichen Auflage 6 und der Randleiste 8 eingeklemmt.
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Die Verlängerung 7 ist radial zwischen dem Außenwand
der Tellerfeder 31 (deren Kante) und dem Innenrand
der Einfassung 3 eingefügt.
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Wie verständlich geworden sein dürfte, kann die
Auflage 6 dank ihrer Randleiste 8 im voraus an der
Tellerfeder 31 angebracht werden, woraufhin die Einheit
31, 6, 7, 8 axial im Innern der Einfassung 3
eingesteckt wird, bis die, hier insgesamt als ringförmige
Leiste ausgeführte, Auflage 6 in die formschlüssige
torische Aufnahme 5 eingepaßt ist.
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Natürlich (Figur 4) kann die Leiste 6 im voraus in
ihre torische Aufnahme 5 eingesteckt werden,
woraufhin dann die Membranf eder auf der Verlängerung 71 der
Leiste 6 aufgesteckt wird.
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In diesem Fall ist die Verlängerung 71 ohne
Randleiste 8 ausgeführt, wobei sie ein abgeschrägtes freies
Ende aufweist, um das Aufstecken der Tellerfeder 31
zu erleichtern.
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Der Deckel 1 kann vereinfacht werden und einen quer
ausgerichteten Boden 22 aufweisen, der zur Achse der
Einheit gerichtet ist, wobei sich der besagte Boden
über eine Rundung 23 an die Einfassung 3 anschließt.
In diesem Fall (Figur 5) hat die als ringförmige
Leiste ausgebildete Kippauflage 60 im Querschnitt eine
längliche Form, wobei sie eine Verlängerung 7 und
eine Randleiste 8 aufweist. Die Kippauflage 60 paßt
sich an die Form der Rundung 23 des Deckels an.
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Diese Kippauflage 60 erstreckt sich in Querrichtung
und weist eine erste Fläche auf, die sich an die Form
des Bodens 22 und an die Form der Rundung 23 anpaßt,
um den Kontakt mit den besagten Teilen herzustellen,
sowie eine insgesamt ebene zweite Fläche für den
Kontakt mit der betreffenden Fläche der Tellerfeder 31.
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Diese zweite Fläche hat ein abgeschrägtes inneres
Ende.
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In diesem Fall wird die Kippauflage 60 mit ihrer
Verlängerung 7 und ihrer Randleiste 8, wie in Figur 3,
an der Tellerfeder 31 angebracht, woraufhin diese
Baugruppe in die Einfassung 3 eingesteckt wird, bis
der ringförmige Wulst 60 am Boden 22 und an der
Rundung 23 anliegt.
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In Figur 6 hat die Kippauflage 60 die gleiche Form
wie in Figur 5, wobei sie jedoch lediglich eine
Verlängerung 7 aufweist, nachdem die Kippauflage 60 im
voraus am Deckel 6 angebracht wird. Das gleiche gilt
für Figur 7. In diesem Fall hat die Kippauflage 62
jedoch eine andere Form, wobei sie eine zweite Fläche
mit gerundeter Form aufweist, um einen punktuellen
Kontakt mit der betreffenden Fläche der Tellerfeder
31 herbeizuführen.
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In Figur 8 weist die Kippauflage 61, ebenso wie in
Figur 5, eine Verlängerung 7 und eine Randleiste 8
auf, wobei ihre zweite Fläche jedoch nicht
abgeschrägt ist.
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In den Figuren 4, 6 und 7 ist festzustellen, daß der
ringförmige Wulst 6, 60, 62 aus einem vernetzbaren
elastischen Werkstoff bestehen kann, wobei er durch
Auftragung auf einer Auftragfläche ausgeführt wird,
die vorzugsweise mit dem Deckel verbunden ist.
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Dieser Wulst aus einem elastischem Werkstoff besteht
beispielsweise aus einer temperaturbeständigen
Silikonmasse, die durch die Firma RHONE-POULENC unter der
Marke "RHODORSEAL" (eingetragenes Warenzeichen)
vertrieben wird.
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Die Auftragung erfolgt vorteilhafterweise anhand
einner Düse, die eine bestimmte Wulstdicke
gewährleistet.
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In diesem Fall wird die Auftragfläche durch den Boden
des Deckels 22, den Innenrand der Einfassung 3 und
die Rundung 23 oder die Aufnahme 5 gebildet.
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Diese Masse haftet daher am Deckel und
vorteilhafterweise auch an der Membranfeder an, die unmittelbar
nach der Auftragung angebracht wird.
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Dadurch verringert sich der Verschleiß der
Kippauflage 6, 60, 62, wobei der Kontakt der Membranfeder mit
ihrer Auflage besonders geräuscharm ausfällt.
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Desweiteren ist zu beachten, daß die torische
Aufnahme 5 eine Form für die Leiste 6 bildet. Das gleiche
gilt in geringerem Maße für die Rundung 23.
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In den Figuren 3, 5 und 8 kann natürlich auch die
Auftragung einer Masse aus elastischem Material auf
der Tellerfeder 31 erfolgen. In allen Fällen ist
festzustellen, daß die Kippauflage 6, 60, 61, 62 dank
ihrer axialen Verlängerung 7, 71 eine drehteste
Verbindung der Membranfeder 30 mit dem Deckel entweder
durch eine reibschlüssige oder eine haftschlüssige
Verbindung ermöglicht. In allen Fällen bildet die
Verlängerung 7, 71 erfindungsgemäß ein radiales
Lager, das vorgespannt zwischen der Tellerfeder 31 und
der Einfassung 3 eingesetzt wird, um unter allen
Umständen eine Nachzentrierung der Membranfeder 30 zu
ermöglichen. Außerdem ermöglicht die durch die
Membranfeder 30 gestauchte elastische Kippauflage 6, 60,
61, 62 den Ausgleich der Verschleißerscheinungen, der
geometrischen Abweichungen der Membranf eder 30 und/
oder des Deckels 1 sowie den Abbau der Schwingungen.
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Außerdem ist festzustellen, daß die Vorspannung der
erfindungsgemäßen Verlängerung die Drehsicherung der
Membranfeder verbessert.
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Anstelle des Aufsteckens der Kippauflage auf der
Tellerfeder 31 in der Art eines Reifens kann natürlich
die Kippauflage mit der Verlängerung anhand einer
Spritzdüse durch Aufrollen aufgetragen werden.
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Als Variante können die Auflage und ihre einstückige
Verlängerung aus einem anderen temperaturbeständigen
elastischen Werkstoff bestehen, etwa aus einem
Elastomer auf Silikonbasis oder aus einem Elastomer auf
Nitrilbasis.
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Wie in Figur 5 zu erkennen ist, können natürlich auch
Lüftungsöffnungen in die Einfassung 3 eingearbeitet
werden, um die Wärme abzuführen und die Auflage und
ihre Verlängerung zu schonen.
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Die Randleiste 8 kann nach innen verlängert werden
(strichpunktierte Linie in Figur 5), um geneigte
Rippen zur Durchwirbelung der Warmluft zu bilden und so
die Temperatur im Bereich der Verlängerung und ihrer
Auflage zu senken. Diese Rippen sind zur Druckplatte
20 gerichtet.