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DE19716396B4 - Single disc clutch for manual transmission - Google Patents

Single disc clutch for manual transmission Download PDF

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DE19716396B4 DE19716396A DE19716396A DE19716396B4 DE 19716396 B4 DE19716396 B4 DE 19716396B4 DE 19716396 A DE19716396 A DE 19716396A DE 19716396 A DE19716396 A DE 19716396A DE 19716396 B4 DE19716396 B4 DE 19716396B4
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Abstract

Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfassend
a) einen mit der Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors drehfest verbindbaren Kupplungskorb,
b) einen mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweglich verbundenen Druckring,
c) eine zwischen dem Druckring und der Schwungscheibe angeordnete und mit einer Getriebewelle drehfest, aber axial verschiebbar verbindbare Mitnehmerscheibe, und
d) eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangsbereich gegen den Druckring drückt und mit deren innerem Umfangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist, wobei die ringförmigen Berührungsflächen des Druckrings und der Tellerfeder zur Drehachse des Druckrings geneigt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Berührungsflächen des Druckrings (12, 12') und der Tellerfeder (16, 16') konkav gekrümmt ist und dass die andere Berührungsfläche konvex gekrümmt ist, sowie dass die konkave Berührungsfläche ein Teilbereich einer Kugelfläche ist, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings (12, 12') liegt.Single disc clutch for manual transmission, comprising
a) a rotatably connectable to the flywheel of an internal combustion engine clutch basket,
b) a non-rotatably connected to the clutch basket, but limited axially movable pressure ring,
c) a arranged between the pressure ring and the flywheel and rotatably with a transmission shaft, but axially slidably connectable drive plate, and
d) a plate spring connected to the clutch basket, whose outer peripheral portion presses against the pressure ring and with the inner peripheral portion of a release bearing is engageable, wherein the annular contact surfaces of the pressure ring and the plate spring are inclined to the rotational axis of the pressure ring,
characterized in that one of the two contact surfaces of the pressure ring (12, 12 ') and the plate spring (16, 16') is concavely curved and that the other contact surface is convexly curved, and that the concave contact surface is a partial region of a spherical surface whose center on the axis of rotation of the pressure ring (12, 12 ').

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfassend einen mit der Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors drehfest verbindbaren Kupplungskorb, einen mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweglich verbundenen Druckring, eine zwischen dem Druckring und der Schwungscheibe angeordnete und mit einer Getriebewelle drehfest, aber axial verschiebbar verbindbare Mitnehmerscheibe, und eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangsbereich gegen den Druckring drückt und mit deren innerem Umfangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist, wobei die ringförmigen Berührungsflächen des Druckrings und der Tellerfeder zur Drehachse des Druckrings geneigt sind.The The invention relates to a single disc clutch for transmission, comprising a rotatably connected to the flywheel of an internal combustion engine Clutch basket, one with the clutch basket rotation-proof, but limited axially movably connected pressure ring, one between the pressure ring and the flywheel arranged and rotatable with a gear shaft, but axially slidably connectable drive plate, and one with the clutch basket connected plate spring whose outer peripheral region against press the pressure ring and with the inner peripheral region of a release bearing engageable is, with the annular Contact surfaces of the Pressure ring and the plate spring are inclined to the axis of rotation of the pressure ring.

Eine Einscheibenkupplung dieser Bauart ist in der DE 41 42 124 A1 offenbart. Bei dieser bekannten Einscheibenkupplung ist die ringförmige Berührungsfläche der Tellerfeder ein Teilbereich einer Kegelfläche, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings liegt. Die Berührungsfläche des Druckrings ist zu seiner Drehachse geneigt.A single disc clutch of this type is in the DE 41 42 124 A1 disclosed. In this known single disc clutch, the annular contact surface of the plate spring is a portion of a conical surface whose center is located on the axis of rotation of the pressure ring. The contact surface of the pressure ring is inclined to its axis of rotation.

Eine derartige Einscheibenkupplung kommt insbesondere bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz, die mit einem sogenannten Zweimassenschwungrad ausgerüstet sind. Dabei erfolgt die Kraftübertragung vom Verbrennungsmotor auf die Eingangswelle des Getriebes dadurch, dass die zu Beginn der Anfahrt stehende Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad und der Druckplatte eingeklemmt wird und hierdurch Drehmomente übertragen werden, wobei die Kupplungsscheibe in Rotation versetzt wird. Beim Einkuppeln kann es zu Schwankungen des übertragenen Dreh moments kommen, was zu einer als Kupplungsrupfen bezeichneten Erscheinung führt. Ursache für derartige Drehmomentschwankungen beim Einkuppeln sind unter anderem geometrische Störungen der Kupplungsbauteile im Reibkontakt zwischen Druckplatte, Kupplungsscheibe und Schwungrad. Bisher wurde versucht, diese Drehmomentschwankungen durch die Einengung der Toleranzen einzelner Bauteile zu verringern. Nachteilig hierbei ist, dass die Einengung der Toleranzen deutliche Mehrkosten verursacht und zudem die technischen Grenzen einer prozesssicheren Fertigung bereits erreicht sind. Zudem können bei einer ungünstigen Kombination zeichnerisch einwandfrei gefertigter Einzelbauteile immer noch unzulässig hohe Drehmomentschwankungen auftreten.A Such single-plate clutch comes especially in motor vehicles used, which are equipped with a so-called dual-mass flywheel. The power transmission takes place from Internal combustion engine to the input shaft of the transmission in that the clutch disc between the flywheel at the beginning of the approach and the pressure plate is clamped and thereby transmit torques be, with the clutch disc is rotated. At the Engaging may cause fluctuations in the transmitted torque, which leads to a phenomenon called clutch picking. reason for such Torque variations during engagement are among others geometric disorders the coupling components in frictional contact between pressure plate, clutch disc and flywheel. So far, attempts have been made to these torque fluctuations by reducing the tolerances of individual components. The disadvantage here is that the narrowing of the tolerances clear Additional costs caused and also the technical limits of a process-safe Manufacturing already achieved. In addition, at an unfavorable Combination of perfectly crafted individual components still inadmissible high torque fluctuations occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einscheibenkupplung dahingehend zu verbessern, dass unabhängig von den Einzeltoleranzen ein schiefes Abheben des Druckrings von der Mitnehmerscheibe ausgeschlossen ist.Of the Invention is based on the object, the generic single disc clutch to improve so that regardless of the individual tolerances a skewed lifting of the pressure ring excluded from the drive plate is.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine der beiden Berührungsflächen des Druckrings und der Tellerfeder konkav gekrümmt ist und dass die andere Berührungsfläche konvex gekrümmt ist, sowie dass die konkave Berührungsfläche ein Teilbereich einer Kugelfläche ist, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings liegt.According to the invention this Task solved by that one of the two contact surfaces of the Pressure ring and the diaphragm spring is concavely curved and that the other Contact surface convex bent is, as well as that the concave contact surface a Part of a sphere is, whose center lies on the axis of rotation of the pressure ring.

Infolge dieser Ausbildung der Berührungsflächen kann der Druckring bei einer ungleichmäßigen Reaktionskraft in Bezug auf die Tellerfeder eine pendelartige Bewegung ausführen. Diese Pendelbewegung des Druckrings bewirkt einen selbsttätigen Ausgleich bei einer Schiefstellung, so dass der Druckring zur Mitnehmerscheibe stets parallel angeordnet ist. Die fertigungsbedingten Toleranzen der einzelnen Bauteile der Kupplung können daher auf einfache Weise ausgeglichen werden, und ein gleichmäßiges Anlegen und Abheben der drei Reibpartner Schwungscheibe, Druckring und Mitnehmerscheibe kann gewährleistet werden. Wenn der Druckring zur Mitnehmerscheibe einmal parallel angeordnet ist, dann bleibt er in dieser Position, bis durch einen Verschleiß neue Abweichungen entstehen, die in Verbindung mit einer Pendelbewegung des Druckrings zu einem erneuten Ausrichten in Bezug auf die Mitnehmerscheibe führen.As a result this training of the contact surfaces can the pressure ring with respect to a non-uniform reaction force on the plate spring perform a pendulum-like movement. These Oscillation of the pressure ring causes an automatic compensation in a misalignment, so that the pressure ring to the drive plate always arranged in parallel. The production-related tolerances The individual components of the clutch can therefore easily be balanced, and a uniform applying and lifting the three friction partners flywheel, thrust ring and drive plate can guaranteed become. If the thrust ring to the drive plate once parallel is arranged, then he remains in that position until by one Wear new Deviations arise in conjunction with a pendulum motion the pressure ring to re-align with respect to the drive plate to lead.

Der erfindungsgemäße Gedanke kann in der Weise verwirklicht werden, dass die Berührungsfläche des Druckrings konkav gekrümmt und die Berührungsfläche der Tellerfeder konvex gekrümmt ist. Es ist aber auch das umgekehrte Prinzip anwendbar, dass die Berührungsfläche des Druckrings konvex und die Berührungsfläche der Tellerfeder konkav gekrümmt ist.Of the inventive idea can be realized in such a way that the contact surface of the Pressure ring concavely curved and the interface of the Disc spring convexly curved is. But it is also the reverse principle applicable that the Contact surface of the Pressure ring convex and the contact surface of the Disc spring concavely curved is.

In jedem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die konkave Berührungsfläche ein Teilbereich einer Kugelfläche ist, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings liegt. Dabei ist der Krümmungsradius der konvexen Berührungsfläche vorteilhafterweise kleiner als derjenige der konkaven Berührungsfläche.In In any case, it is particularly advantageous if the concave contact surface Part of a sphere is, whose center lies on the axis of rotation of the pressure ring. there is the radius of curvature the convex contact surface advantageously smaller than that of the concave interface.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below explained. It shows:

1 einen Querschnitt durch die wesentlichen Bestandteile einer Einscheibenkupplung, 1 a cross section through the essential components of a single-disc clutch,

2 in größerem Maßstab eine Einzelheit von 1, und 2 on a larger scale a detail of 1 , and

3 eine Darstellung ähnlich wie 2, die aber eine andere Ausführungsform zeigt. 3 a representation similar to 2 but showing another embodiment.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Einscheibenkupplung für ein Schaltgetriebe, wobei die Mitnehmerscheibe und das Ausrücklager der Einfachheit halber weggelassen sind. 1 shows a schematic cross section through a single disc clutch for a manual transmission, wherein the drive plate and the release bearing are omitted for simplicity.

Ein Kupplungskorb 10 ist mit einer (nicht gezeigten) Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors starr verbunden. Ein Druckring 12 ist über mehrere Blattfedern 14 (von denen nur eine angedeutet ist) mit dem Kupplungskorb 10 drehfest, aber begrenzt axial bewegbar verbunden. Mit dem Kupplungskorb 10 ist ferner eine Tellerfeder 16 verbunden. Genauer gesagt, der Innenrand der ringförmigen Tellerfeder ist zwischen zwei Ringen 18 festgelegt, die mit Bolzen 20 mit dem Kupplungskorb 10 vernietet sind. Die Tellerfeder 16 hat die Aufgabe, den Druckring 12 nach unten gegen eine (nicht gezeigte) Mitnehmerscheibe vorzuspannen, die auf einer Getriebewelle drehfest, aber axial verschiebbar gelagert ist. Von der Tellerfeder 16 ragen mehrere Finger 22 radial nach innen, die mit einem (nicht gezeigten) Ausrücklager zusammenwirken. Zum Auskuppeln werden die Finger 22 von dem Ausrücklager nach unten gedrückt, mit der Folge, daß der äußere Umfangsrand der zwischen den Ringen 18 festgelegten Tellerfeder 16 vom Druckring 12 weg nach oben bewegt wird.A clutch basket 10 is rigidly connected to a flywheel (not shown) of an internal combustion engine. A pressure ring 12 is over several leaf springs 14 (only one of which is indicated) with the clutch basket 10 rotationally fixed, but limited axially movable connected. With the clutch basket 10 is also a plate spring 16 connected. More specifically, the inner edge of the annular plate spring is between two rings 18 set with bolts 20 with the clutch basket 10 riveted. The plate spring 16 has the task of the pressure ring 12 down bias against a (not shown) drive plate which is rotatably mounted on a transmission shaft, but axially displaceable. From the plate spring 16 several fingers protrude 22 radially inwardly cooperating with a release bearing (not shown). To disengage the fingers 22 pushed down from the release bearing, with the result that the outer peripheral edge of the between the rings 18 fixed plate spring 16 from the pressure ring 12 is moved upwards.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung einer Einscheibenkupplung ist herkömmlicher Art, so daß eine weitere Erläuterung entfallen kann.The described above is a single-plate clutch conventional Kind, so that one further explanation can be omitted.

Der äußere Umfangsrand der Tellerfeder 16 ist konkav gekrümmt, wogegen die entsprechende Berührungsfläche des Druckrings 12 konvex gekrümmt ist. Genauer gesagt, die konkave Berührungsfläche der Tellerfeder 16 ist ein Teilbereich einer Kugelfläche, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings 12 liegt. Wie aus 2 hervorgeht, ist der Krümmungsradius der konvexen Berührungsfläche des Druckrings 12 kleiner als derjenige der konkaven Berührungsfläche der Tellerfeder 16. Zwischen der Tellerfeder 16 und dem Druckring 12 kommt es daher zu einer Linienberührung.The outer peripheral edge of the plate spring 16 is concavely curved, whereas the corresponding contact surface of the pressure ring 12 is convexly curved. More precisely, the concave contact surface of the diaphragm spring 16 is a portion of a spherical surface whose center is on the axis of rotation of the pressure ring 12 lies. How out 2 is apparent, the radius of curvature of the convex contact surface of the pressure ring 12 smaller than that of the concave contact surface of the plate spring 16 , Between the plate spring 16 and the pressure ring 12 therefore it comes to a line contact.

Wenn zum Auskuppeln in bekannter Weise mit dem Ausrücklager auf die radial inneren Enden der Finger 22 der Tellerfeder 16 eine zum Druckring 12 hin gerichtete Axialkraft ausgeübt wird, dann wird die Tellerfeder 16 verformt, wobei die Ringe 18 den Drehpunkt bilden. Der auf dem Druckring 12 aufliegende äußere Umfangsbereich der Tellerfeder 16 wird daher vom Druckring weg bewegt. Als Folge von sich aufsummierenden Fertigungstoleranzen besteht dabei die Möglichkeit, daß der äußere Umfangsrand der Tellerfeder 16 bei dieser Verformung zu der Ebene des Druckrings 12 bzw. der (nicht gezeigten) Mitnehmerscheibe nicht mehr parallel ist. In diesem Fall kann der Druckring 12 infolge der ungleichen Reaktionskräfte der Tellerfeder 16 gegenüber dieser eine Pendelbewegung ausführen, bis wieder eine gleichförmige Belastung hergestellt ist. Durch diese Pendelbewegung des Druckrings 12 erfolgt daher ein selbsttätiger Ausgleich bei einer ungleichmäßigen Belastung infolge eines Winkelfehlers. Es ist daher auch im Falle eines schiefen Abhebens der Tellerfeder gewährleistet, daß eine gleichförmige Andrückkraft auf den Druckring 12 ausgeübt wird, so daß das unerwünschte Kupplungsrupfen beim Ein- und Auskuppeln vermieden wird.When disengaging in a known manner with the release bearing on the radially inner ends of the fingers 22 the plate spring 16 one to the pressure ring 12 directed axial force is applied, then the plate spring 16 deformed, with the rings 18 form the fulcrum. The on the pressure ring 12 resting outer peripheral region of the plate spring 16 is therefore moved away from the pressure ring. As a result of accumulating manufacturing tolerances there is the possibility that the outer peripheral edge of the plate spring 16 at this deformation to the plane of the pressure ring 12 or the (not shown) drive plate is no longer parallel. In this case, the pressure ring 12 due to the unequal reaction forces of the diaphragm spring 16 opposite to this perform a pendulum motion until again a uniform load is made. By this pendulum movement of the pressure ring 12 Therefore, an automatic compensation at an uneven load due to an angular error occurs. It is therefore ensured even in the case of an oblique lifting of the plate spring that a uniform pressing force on the pressure ring 12 is exercised, so that the unwanted clutch picking during engagement and disengagement is avoided.

In 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der die Anordnung der konkaven und konvexen Berührungsflächen vertauscht ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Berührungsfläche des Druckrings 12' konkav gekrümmt, wogegen die Berührungsfläche der Tellerfeder 16' konvex gekrümmt ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Druckring 12' in Bezug auf die Drehachse der Tellerfeder 16' eine Pendelbewegung ausführen. Diese Pendelbewegung wird auch dadurch ermöglicht, daß die Tellerfeder 16' gegenüber den Ringen 18 und den Bolzen 20 eine begrenzte Radialbewegung ausführen kann und auch der Druckring 12' gegenüber dem Kupplungskorb 10 in geringem Maße radial verschiebbar ist. Die Pendelbewegung des Druckrings 12' führt zu einem selbsttätigen Ausgleich von Winkelfehlern, so daß von der Tellerfeder 16' auf den Druckring 12' über den gesamten Umfang eine gleichförmige Andrückkraft ausgeübt wird.In 3 is a modified embodiment shown in which the arrangement of the concave and convex contact surfaces is reversed. In this embodiment, the contact surface of the pressure ring 12 ' concavely curved, whereas the contact surface of the plate spring 16 ' is convexly curved. Also in this embodiment, the pressure ring 12 ' with respect to the axis of rotation of the diaphragm spring 16 ' to perform a pendulum motion. This pendulum motion is also made possible by the disc spring 16 ' opposite the rings 18 and the bolt 20 can perform a limited radial movement and also the pressure ring 12 ' opposite the clutch basket 10 is radially displaceable to a small extent. The pendulum movement of the pressure ring 12 ' leads to an automatic compensation of angular errors, so that of the diaphragm spring 16 ' on the pressure ring 12 ' over the entire circumference a uniform pressure force is applied.

1010
Kupplungskorbclutch basket
12, 12'12 12 '
Druckringpressure ring
1414
Blattfedernleaf springs
16, 16'16 16 '
TellerfederBelleville spring
1818
Ringerings
2020
Bolzenbolt
2222
Fingerfinger

Claims (4)

Einscheibenkupplung für Schaltgetriebe, umfassend a) einen mit der Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors drehfest verbindbaren Kupplungskorb, b) einen mit dem Kupplungskorb drehfest, aber begrenzt axial beweglich verbundenen Druckring, c) eine zwischen dem Druckring und der Schwungscheibe angeordnete und mit einer Getriebewelle drehfest, aber axial verschiebbar verbindbare Mitnehmerscheibe, und d) eine mit dem Kupplungskorb verbundene Tellerfeder, deren äußerer Umfangsbereich gegen den Druckring drückt und mit deren innerem Umfangsbereich ein Ausrücklager in Eingriff bringbar ist, wobei die ringförmigen Berührungsflächen des Druckrings und der Tellerfeder zur Drehachse des Druckrings geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Berührungsflächen des Druckrings (12, 12') und der Tellerfeder (16, 16') konkav gekrümmt ist und dass die andere Berührungsfläche konvex gekrümmt ist, sowie dass die konkave Berührungsfläche ein Teilbereich einer Kugelfläche ist, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Druckrings (12, 12') liegt.Single-disc clutch for transmission, comprising a) a non-rotatably connected to the flywheel of an internal combustion engine clutch basket, b) rotatably connected to the clutch basket, but limited axially movable pressure ring c) arranged between the thrust ring and the flywheel and rotatably with a transmission shaft, but axially slidably connectable drive plate, and d) a plate spring connected to the clutch basket, whose outer peripheral portion presses against the pressure ring and with the inner peripheral portion of a release bearing is engageable, wherein the annular contact surfaces of the pressure ring and the plate spring are inclined to the rotational axis of the pressure ring, characterized in that one of two contact surfaces of the pressure ring ( 12 . 12 ' ) and the diaphragm spring ( 16 . 16 ' ) is concavely curved and that the other contact surface is convexly curved, and that the concave contact surface is a partial region of a spherical surface whose center is on the axis of rotation of the pressure ring ( 12 . 12 ' ) lies. Einscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsfläche des Druckrings (12) konvex gekrümmt und die Berührungsfläche der Tellerfeder (16) konkav gekrümmt ist.Single disc clutch according to claim 1, characterized in that the contact surface of the pressure ring ( 12 ) convexly curved and the contact surface of the plate spring ( 16 ) is concavely curved. Einscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsfläche des Druckrings (12') konkav gekrümmt und die Berührungsfläche der Tellerfeder (16') konvex gekrümmt ist.Single disc clutch according to claim 1, characterized in that the contact surface of the pressure ring ( 12 ' ) concavely curved and the contact surface of the plate spring ( 16 ' ) is convexly curved. Einscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der konvexen Berührungsfläche kleiner ist als derjenige der konkaven Berührungsfläche.Single disc clutch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radius of curvature of the convex contact surface is smaller as that of the concave interface.
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