DE1294230B

DE1294230B - Sicherheitsreibungskupplung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1294230B
Application number: DEW30150A
Authority: DE
Inventors: Schroeter Kurt
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1961-06-12
Filing date: 1961-06-12
Publication date: 1969-04-30
Also published as: US3216543A

Description

Die Erfindung betrifft die Weiterbildung und Verbesserung einer Sicherheitsreibungskupplung mit Reibscheiben, die mit einer vorgespannten, im degressiven Kennungsbereich wirksamen Tellerfeder gegeneinandergepreßt sind, und einer Spreizvorrichtung, welche die Federspannung in Abhängigkeit von dem jeweils zur Übertragung anliegenden Drehmoment einstellt, nach Patent 1211874, wobei die Kupplung vorwiegend für Kraftfahrzeuge geeignet sein soll.
Durch die Zusatzerfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Dämpfungswirkung der Kupplung gegenüber Drehschwingungen weiter zu verbessern und die Konstruktion der Kupplung zu vereinfachen, wobei bei schwankendem Reibwert das Produkt aus Reibwert und Anpreßkraft der Kupplung möglichst konstant bleiben soll.
Es ist eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekanntgeworden, bei der ein oder mehrere Rollglieder, z. B. Kugeln, je zwischen zwei Nockenflächen an treibenden Kupplungsgliedern angeordnet sind, um bei einer Drehung der treibenden Kupplungsglieder zueinander in der einen Drehrichtung das Drehmomentübertragungsvermögen zu erhöhen, wobei die Nockenflächen derartig gestaltet sind und die Kugeln derart nachgiebig in Eingriff mit den Nockenllächen gedrängt werden, daß die Bewegung der Kugeln in irgendeine Richtung von einer Neutralstellung aus eine Zunahme des Drehmomentübertragungsvermögens bewirkt und somit in beiden Drehrichtungen den Eingriffsdruck der Kupplung erhöht. Bei dieser Kupplung handelt es sich also nicht um eine Sicherheitsreibungskupplung, bei der es darauf ankommt, daß bei schwankendem Reibwert der Kupplungsbeläge das übertragbare Grenzdrehmöment möglichst konstant bleibt. , Es ist eine weitere Reibungskupplung mit einer oder mehreren Tellerringfedern zur Reibllächenanpressung bekannt, bei der die Kennlinie der Tellerringfeder bzw. -federn im Betriebsbereich einen überwiegend negativen Charakter aufweist, so daß bei einer neuen Kupplung die Reibflächenanpreßkraft kleiner ist als bei einer Kupplung mit abgenutzten Reibflächen. Auch diese Kupplung ist nicht geeignet, bei schwankendem Reibwert des Kupplungsbelages ein möglichst gleichmäßiges Grenzdrehmoment sicherzustellen.
Bei den beiden bekannten Kupplungen ist weder die Aufgabe gestellt noch sind Lösungsmittel dafür ängegeben, um eine wirksame Dämpfung von Dreh-Schwingungen der Antriebsteile zu erzielen. ; Die Aufgabe, die Dämpfungswirkung weiter zu verbessern und die Konstruktion der Kupplung gegenüber derjenigen nach dem Hauptpatent zu vereinfachen, wird bei der eingangs beschriebenen Kupplung nach der Zusatzerfindung dadurch gelöst; -daß ; die Druckplatte einerseits. in üblicher Weise über die Reibungsflächen der Kupplungsscheibe und andererseits über die Spreizvorrichtung und die Tellerfeder gegen das Gehäuse abgestützt wird, wobei die Tellerfeder sowohl mit dem Gehäuse als auch mit der e Druckplatte zur Übertragung eines Drehmomentes verbunden und eine dieser Verbindungen als Spreizvorrichtung zur Veränderung der Anpreßkraft der Tellerfeder in Abhängigkeit vom Drehmoment ausgebildet ist. E Die Konstruktion der Kupplung ist insbesondere dadurch einfacher, daß ein Drehmoment durch die Tellerfeder vom Gehäuse auf die Druckplatte übertragen wird. Hierbei ergibt sich als weiterer Vorteil eine selbsttätige Zentrierung der Druckplatte gegenüber dem Kupplungsgehäuse, so daß die sonst für diese Aufgabe erforderlichen Teile wegfallen können. Eine bessere Dämpfung gegenüber Drehschwingungen der Antriebswelle wird dadurch erzielt, daß nur etwa die Hälfte der Anpreßkraft der Tellerfeder in Abhängigkeit vom übertragbaren Drehmoment zum Regeln der Anpreßkraft herangezogen wird, während die andere Hälfte der Anpreßkraft eine wirksame Reibungsdämpfung der Drehschwingungen herbeiführt, welche zwischen der Kupplungsscheibe und dem Kupplungsgehäuse auftreten können.
Nach einem weiteren Merkmal der Zusatzerfindung ist die Tellerfeder durch axial verlaufende Bolzen auf die erforderliche Spannung einstellbar. Hierdurch kann die Vorspannung der Tellerfeder in einfacher Weise bei der Montage der Kupplung so eingestellt werden, daß der Arbeitsbereich der Tellerfeder nach dem Scheitelpunkt der Tellerfederkennlinie beginnt und sich nur auf den abfallenden Teil der Kennlinie erstreckt. Diese Maßnahme, ist für die einwandfreie Funktion der Sicherheitsreibungskupplung wichtig.
Nach einem weiteren Merkmal der Zusatzerfindung ist die Tellerfeder innen mit Einkerbungen versehen, welche mit einer entsprechenden Verzahnung auf einem undrehbar mit dem- Kupplungsgehäuse verbundenen, nabenförmigen Arisätz des llanschartigen Kupplungsteiles im Eingriff stehen. Außen greift die Tellerfeder mit zungenartigen Erhebungen in Ausnehmungen eines Halteringes ein, welcher Vertiefungen für kugelförmige Spreizorgane trägt. Durch dieses Merkmal wird die Konstruktion der Kupplung insofern vereinfacht, als ein Drehmoment unmittelbar vom Kupplungsgehäuse über die Tellerfeder und die Spreizvorrichtung auf die Druckplatte übertragen wird und die Tellerfeder eine einfach herzustellende Form erhält.
In weiterer Ausgestaltung der Zusatzerfindung sind auf dem undrehbar mit dem Kupplungsgehäuse verbundenen, llanschartigen Kupplungsteil, welcher das Gehäuse abschließt, Hebel schwenkbar abgestützt, welche in der Nähe der Kupplungswelle an einem axial verschiebbaren Drucklager anliegen und außen an einstellbaren Schraubenbolzen angreifen. Durch dieses Merkmal wird die Kupplung in einfacher Weise, wie es bei Kraftfahrzeugen notwendig und üblich ist, ausrückbar gestaltet. Die Anordnung der dabei notwendigen Hebel ermöglicht einen geringen Raumbedarf der Kupplung.
Die Ansprüche 2 bis 4 gelten als echte Unteransprüche; sie sollen nur zusammen mit dem Anspruch 1 Schutz genießen.
Ein Ausführungsbeispiel der Sicherheitsreibungskupplung nach der Zusatzerfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
F i g. 1 zeigt die Kupplung im Schnitt; F i g. 2 zeigt die stirnseitige Ansicht der Kupplung; F i g. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil der Tellerfeder mit einer Ausnehmung für die kugelförmigen Spreizorgane.
Mit der Nabe 1 ist die Kupplungsscheibe 2 fest verbunden. Sie wird von einer Druckplatte 3 gegen eine Planfläche 4 im Kupplungsgehäuse 5 gepreßt, wobei die Anpressung durch eine vorgespannte Tellerfeder 6 hervorgerufen wird, welche die Druckplatte 3 axial gegen die Planfläche 4 des Gehäuses 5 drückt. Ein Haltering 8 vermittelt die übertragung der Spannung der Tellerfeder 6 auf die Druckplatte 3, wobei zwischen der Druckplatte 3 und dem Haltering 8 in entsprechend geformten Ausnehmungen Spreizorgane 9 in Kugelform eingelegt sind.
Die Tellerfeder 6 ist innen mit Einkerbungen 10 versehen, welche mit einer entsprechenden Verzahnung auf einem nabenförmigen Ansatz 11 des flanschartigen Kupplungsteiles 12 im Eingriff stehen. Außen hat die Tellerfeder 6 zungenartige Erhebungen 13, welche in entsprechende Vertiefungen am Haltering 8 eingreifen.
Der flanschartige Kupplungsteil 12 ist undrehbar mit dem Kupplungsgehäuse 5 verbunden. Auf ihm sind Hebel 14 schwenkbar gelagert, welche in der Nähe der Kupplungswelle an einem axial verschiebbaren Drucklager 15 anliegen und am anderen Ende mit einstellbaren Schraubenbolzen 16 verbunden sind, die in Vertiefungen der Druckplatte 3 ruhen. Durch einen nicht gezeichneten Endanschlag wird an den Hebeln 14 die Spannung der Tellerfeder 6 aufgenommen. Schenkelfedern 17 halten die Hebel 14 in einer solchen Lage, daß sie an den Stellmuttern der Bolzen 16 anliegen. Die Tellerfeder 6 hat eine zunächst bis zu einem Maximum, d. h. einem Scheitelpunkt ansteigende Kennlinie. Sie wird hier so eingespannt, daß ihr Arbeitsbereich jenseits des Scheitelpunktes, also in dem Teil mit abfallender Kennlinie liegt.
Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende: Bei ansteigender Reibung werden die Druckplatte 3 und der Haltering 8 durch die kugelförmigen Spreizorgane 9 auseinandergespreizt und die Tellerfeder 6 weiter gespannt. Da die Tellerfeder 6 im abfallenden Arbeitsbereich arbeitet, nimmt ihre Anpreßkraft hierbei ab. Durch eine entsprechende Wahl der Federkennung und des möglichen Spreizweges in Abstimmung mit den im Betrieb praktisch vorkommenden Schwankungen des Reibwertes ist es möglich, das Produkt aus Anpreßkraft und Reibbeiwert konstant zu halten. Umgekehrt wird bei einem Sinken des Reibbeiwertes die Spannung der Tellerfeder 6 vermindert, wobei infolge der abfallenden Kennlinie die Anpreßkraft an den Reibungsflächen der Kupplung steigt. Bei einem Verschleiß an den Reibbelägen 7 nimmt ebenfalls die Anpreßkraft nicht ab, sondern eher zu. Eine allmähliche Ermüdung der Tellerfeder 6 wird so durch die natürliche Abnutzung an den Reibflächen ausgeglichen.
Wird das Drucklager 15 axial verschoben, so i rd die Anpressung der Druckplatte 3 über die drei Hebel 14 und die einstellbaren Schraubenbolzen 16 aufgehoben, sofern die Bewegung des Drucklagers 15 in F i g. 1 nach links erfolgt. Bei einer Bewegung nach rechts wird dagegen die Anpressung wieder hergestellt und die vorher ausgerückte Kupplung wieder eingerückt. Treten Drehschwingungen auf, so werden dieselben dadurch wirksam gedämpft, daß der eine Teil der Reibbeläge 7 an der Planfläche 4 des Kupplungsgehäuses 5 eine starke Reibungsdämpfung hervorruft. Dies hängt damit zusammen, daß nur etwa die Hälfte der von der Tellerfeder 6 gelieferten Anpreßkraft für die Regelung dieser Anpreßkraft in Abhängigkeit von einer Änderung des Reibbeiwertes der Beläge 7 herangezogen wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Sicherheitsreibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit Reibscheiben, die mit einer vorgespannten, im degressiven Kennungsbereich wirksamen Tellerfeder gegeneinandergepreßt sind, und einer Spreizvorrichtung, welche die Federspannung in Abhängigkeit von dem jeweils zur Übertragung anliegenden Drehmoment einstellt, nach Patent 1211874,dadurchgekennzeichnet, daß die Druckplatte (3) einerseits in üblicher Weise über die Reibungsflächen der Kupplungsscheibe (2) und andererseits über die Spreizvorrichtung (8, 9) und die Tellerfeder (6) gegen das Gehäuse (5,12) abgestützt ist, wobei die Tellerfeder sowohl mit dem Gehäuse als auch mit der Druckplatte zur Übertragung eines Drehmomentes verbunden und eine dieser Verbindungen als Spreizvorrichtung zur Veränderung der Anpreßkraft der Tellerfeder in Abhängigkeit vom Drehmoment ausgebildet ist.
2. Sicherheitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (6) durch axial verlaufende Bolzen (16) auf die erforderliche Spannung einstellbar ist.
3. Sicherheitsreibungskupplung nach den Ansprüchen 1. und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (6) innen mit Einkerbungen (10) versehen ist, welche mit einer entsprechenden Verzahnung auf einem undrehbar mit dem Kupplungsgehäuse (5) verbundenen nabenförmigen Ansatz (11) des flanschartigen Kupplungsteiles (12) im Eingriff stehen und die Tellerfeder außen mit zungenartigen Erhebungen (13) in Ausnehmungen eines Halteringes (8) eingreift, welcher Vertiefungen für kugelförmige Spreizorgane (9) trägt.
4. Sicherheitsreibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem undrehbar mit dem Kupplungsgehäuse (5) verbundenen flanschartigen Kupplungsteil (12) Hebel (14) schwenkbar abgestützt sind, welche in der Nähe der Kupplungswelle an einem axial verschiebbaren Drucklager (15) anliegen und außen an einstellbaren Schraubenbolzen (16) angreifen.