DE3323995A1 - Gedrueckte membranfederkupplung mit selbsttaetigem verschleissausgleich im bereich des kippkreises - Google Patents

Description

FICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFURT

ANR 1 001 485 ' ^' Reg.-Nrn. 12 I85 / 12 215

PATENT- XJm GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

GEDRÜCKTE MEMBRANFEDERKUPPLUNG MIT SELBSTTÄTIGEM VERSCHLEISS-

AUSGLEICH IM BEREICH DES KIPPKREISES

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend u. a. aus einem an einem
Schwungrad befestigten Kupplungsgehäuse, einer Anpreßplatte, die
von einer Membranfeder in Richtung auf das Schwungrad axial belastet wird und die axial verlagerbar, aber in Umfangsrichtung fest angeordnet ist, wobei sich die Membranfeder in ihrem radial äußeren Bereich an der Anpreßplatte und in einem mittleren Bereich am Gehäuse abstützt und radial nach innen reichende Federzungen als
Ausrückelemente aufweist, und zur Fixierung und axialen Ab-• Stützung der Membranfeder in ihrem mittleren Bereich Stützelement.e am Gehäuse befestigt sind, welche die Membranfeder in entsprechenden öffnungen durchdringen.

Eine solche Reibungskupplung ist beispielsweise aus der DE-PS
1 775 Ho bekannt. Bei dieser bekannten Reibungskupplung wird zur Vermeidung von Spiel zwischen der Membränfeder und ihrer Einspannung im Bereich ihres Kippkreises bei Verschleiß vorgeschlagen,
die während des Ausrückvorganges kraftbeaufschlagte Auflage durch eine Feder so stark anzufedern, daß in allen Betriebszuständen
die Membranfeder an dieser Stelle spieljfrei eingespannt ist.
Durch diese spielfreie Einspannung der Membranfeder über eine
sehr hohe Federkraft ergibt sich eine starke Hysteresis, zwischen
Ein- und Ausrückvoi'gang, was bedeutet, daß ein Anpreßkraftverlust zwischen Anpreßplatte und Schwungrad auftritt. Zudem ist hierbei
zu berücksichtigen.; daß die bei der Vernietung der Stützelemente

entstehenden Toleranzen durch diese Federvorspannung überbrückt werden müssen, so daß in der Praxis eine weit höhere Federvorspannung vorgesehen werden muß, als sie tatsächlich unter Umständen notwendig wäre.

Es'ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile einer spielfreien Anordnung einer Membranfeder zu vermeiden und eine automatische Spielnachstellung vorzusehen,, die möglichst wenig negative Auswirkungen auf die Funktion der Reibungskupplung aufweist O

Die gestellte Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch Anordnung fliehkraftbeaufschlagbarer, im wesentlichen radial verlagerbarer Ausgleichselemente zwischen Membranfeder und Stützelementen auf der belastungsfreien Seite der Membranfeder im eingerückten Zustand der Kupplung und durch entsprechende Neigung der Anlageflächen, an denen die Ausgleichselemente anliegen, ist es möglich_s eine automatische Verschleißkompensation durchzuführen, welche allenfalls mit einer geringen axialen Kraftkomponente auf die Einspannung der Membranfeder einwirkt .

Die Ausgleichselemente können hierbei eine rotationssymmetrische jFörm aufweisen., und infolgedessen sind die Toleranzen zwischen den Stützelementen und der Membranfeder in Achsrichtung praktisch · bedeutungslos, da jedes dieser rotationssymmetrischen Ausgleichselemente unabhängig vom anderen den Spielausgleich an seinem Einbauort vornehmen kann.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte. Weiterbildungen des Erfindungsgedankens dargelegt. So sind beispielsweise die einzelnen Ausgleichselemente als getrennte Bauteile ausgeführt und mit einem Langloch versehen, dessen parallele Führungsflächen durch entsprechende parallele, radial verlaufende Gegenführungsflächen an den Stützelementen exakt geführt sind. Damit ist sichergestellt, daß die Ailageflachen -an den Stützelementen mit den Gegenanlageflächen an den Ausgleichselementen immer in der gewünschten Weise korrespondieren. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Ausgleichselemente als mehrere gleich große Kreisringabschnitte

auszuführen, die jeweils mindestens zwei benachbarte Stützelemen-.te umfassen und diesen gegenüber bei ihrer radialen Verschiebung geführt sind.

Die Erfindung wird anschließend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 und 2 Teillängsschnitte durch Druckplatten mit der automat tischen Spielnachstellung;

Fig, 3 bis 5 vergrößerte Darstellungen der Einspannstellen der Membranfeder im Bereich des Kippkreisesj

Fig» 6 und 7 Längsschnitt und Ansicht einer Druckplatte mit kreisringförmigen Ausgleichselementen»

In den Figuren 1 und 2 ist jeweils die obere Hälfte einer Druckplatte 1 im Schnitt dargestellt. Sie besteht aus dem Kupplungsgehäuse 2, einer Anpreßplatte 3, die beispielsweise über Tangentialstraps 6 drehfest mit dem Kupplungsgehäuse verbunden ist, jedoch eine Axialverlagerung zuläßt. Zwischen Kupplungsgehäuse 2 und Anpreßplatte 3 ist die Membranfeder 4 angeordnet, die einteilig mit radial nach innen weisenden Federzungen 5 versehen ist. Die Membranfeder 4 stützt sich an ihrem äußeren Umfang an der Anpreßplatte 3 ab und ist in einem mittleren Durchmesserbereich am Kupplungsgehäuse 2 abgestützt. Diese Abstützung ist bei den sog. "gedrückten" Reibungskupplungen, bei denen die Federzungen 5 zum Ausrücken der Kupplung in Richtung auf die Kupplung zu bewegt werden, zu beiden Seiten der Membranfeder 4 vorgesehen, üblicherweise ist hierzu im Kupplungsgehäuse 2 jeweils ein Stützelement 8 in Form eines Nietbolzens angeordnet, d£r die axiale Kraftabstützung der Membranfeder 4 aufnimmt. Dabei können zwischen dem Kupplungsgehäuse 2 und dem Stützelement 8 zu jeder Seite der Membranfeder 4 jeweils ein Drahtring 9 angeordnet sein, es kann jedoch auch vom Kupplungsgehäuse 2 eine Sicke 10 ,gebildet sein, die den einen Drahtring ersetzt» Eine solche Ausführung ist in Fig. 2 wiedergegeben. In Fig. 1 ist der Drahtring zwischen Membranfeder 4 und Stützelement 8 als Sickenelement 13 angeordnet, wobei diese Ausführung später noch näher erörtert wird»

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Zur prinzipiellen Punktion einer solchen Membranfederkupplung gemäß den Figuren 1 und 2 ist folgendes auszuführen:

Die komplette Kupplung besteht außer der Druckplatte 1 noch aus der nicht dargestellten Kupplungsscheibe und dem Schwungrad» Dabei ist das Kupplungsgehäuse 2 fest am Schwungrad angeschraubt und läuft mit diesem um die Drehachse 7. Zwischen Schwungrad und Anpreßplatte 3 ist die Kupplungsscheibe eingespannt, wobei im eingerückten Zustand der Kupplung die Membranfeder 4 infolge ihrer Vorspannkraft sich einerseits an der Anpreßplatte 3 und andererseits an der Sicke 10 des Gehäuses 2 abstützt. Zum Ausrücken, der Kupplung und somit zum Lösen der Kupplungsscheibe wird über ein Ausrücksystem auf die Federzungen 5 eine Kraft ausgeübt und diese Federzungen 5 in Richtung auf die Anpreßplatte 3 verschwenkt« Dabei findet an der gehäuseseitigen Abstützung der Membranfeder 4 ein Anlagewechsel von der Sicke 10 auf das Sickenele-, ment 13 bzw, den Drahtring 9 statt. Entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Federzungen 5 schwenkt die Membranfeder 4 an ihrem äußeren Umfang vom Schwungrad weg und ermöglicht es der Anpreßplatte 3j ihren Abstand zum Schwungrad soweit zu vergrößern, daß die Kupplungsscheibe frei_ von Reibeinspannung ist. Der Einkuppelvorgang findet in umgekehrter Bewegungsrichtung statt. Durch die Schwenkbewegung der Membranfeder 4 im Bereich' ihrer Abstützung am Kupplungsgehäuse 2 sowie durch den Auflagewechsel ergibt sich mit der Zeit an dieser Stelle ein Verschleiß. Das bedeutet, daß der benötigte Ausrückweg an den Federzungen 5 größer wird. Zur automatischen Spielnachstellung in diesem Bereich ist vorgesehen, daß die den Sicken 10 am Kupplungsgehäuse 2 gegenüberliegenden Stützbereiche 9 und 13 mit einer axialen Verschiebemechanik beaufschlagt werden, um das entstehende Spiel automatisch und stufenlos abzubauen. Zu dieseiji Zwecke sind zwischen dem jeweiligen Stützelement 8 und dem mit der Membranfeder 4 in Berührung stehenden Bauteil 9 bzw, 13 jeweils ein fliehkraftbeaufschlagbares, im wesentlichen radial verJLagerbares Ausgleichselement 11 vorgesehen, dessen Ausbildung näher in ,den Figuren 3 bis 5 in vergrößerter Darstellung wiedergegeben ist.

Fig. 3 zeigt eine der möglichen Ausführungsformen. Im Kupplungsgehäuse 2 ist das Stützelement 8 in Form eines Nietbolzens fest

verankert. Im Gehäuse 2 ist weiterhin eine Sicke 10 zur Darstellung der gehäuseseitigen Abstützung der Membranfeder 4 ausgebildet. Auf der dem Gehäuse 2 gegenüberliegenden Seite ist die Membranfeder 4 über einen Drahtring 9 und das Ausgleichselement 11 am Kopf des Stützelementes 8 abgestützt. Das Stützelement 8 weist hierbei eine Anlagefläche 15 auf, welche gegenüber der Senkrechten durch die Drehachse 7 geneigt ist. Demgegenüber bildet der Drahtring 9 eine weitere Anlagefläche 16, welche senkrecht zur Drehachse 7 verläuft. Durch diese beiden Anlageflächen 15 und 16 wird ein Spalt gebildet, der nach radial außen hin enger wird. In diesem Spalt ist das Ausgleichselement 11 angeordnet, das mit seinen Gegenanlageflachen 17 und 18 exakt in diesen Spalt paßt. Das Ausgleichselement .11 ist - wie besonders deutlich aus Fig. 5 ersichtlich <- mit einem Langloch 19 versehen, welches von zwei parallelen Führungsflächen 20 gebildet ist» Diese Führungsflächen 20 verlaufen radial und sind an Gegenführungsflächen 21 des Stützelementes 8 geführt. Dadurch ist sichergestellt, daß jedes der Ausgleichselemente 11 bei Verlagerung eine exakt radiale Bewegung ausführt. Sämtliche Ausgleichselemente 11 werden durch die Fliehkraft beim Umlauf der Kupplung nach radial außen belastet _Λ Im eingerückten Zustand der Kupplung sind Drahtring 9 und Ausgleichselement 11, von der Membranfeder 4 her gesehen, belastungsfrei, da sich diese an der Sicke 10 abstützt. Infolgedessen ist das Ausgleichselement 11 in der Lage, sich nach radial außen soweit zu verlagern, bis kein Spiel zwischen Stützelement 8 und Membranfeder 4 vorhanden ist.

Im Prinzip die gleiche Ausführung zeigt Fig. 4, bei welcher der Drahtring 9 von Fig, 3 durch ein Sickenelement 13 ersetzt ist,

welches eine Nase 14 zur direkten Anlage an der Membranfeder 4 aufweist ,> In dieser Ausführung ist das Stützelement 8 mit einer senkrecht zur Drehachse 7 verlaufenden Anlagefläche 15 versehen, wogegen die Anlagefläche .16 des Sickenelementes 13 geneigt ist. In den somit entstandenen Spalt, der eine konische Form hat, paßt das Aus'gleichselement 11 mit seinen Gegenanlageflächen 17 und 18 hinein. Auch hier ist über die Führungsflächen 20 und die Gegenführungsflächen 21 dafür gesorgt, daß sich das Ausgleichselement 11 bei seiner radialen Verlagerung nicht verdrehen kann.

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Die Vorteile dieser Konstruktion liegen darin begründet, daß von den Ausgleichselementen 11 - auch bei relativ hohen Drehzahlen nur sehr geringe, axial wirkende Kräfte auf die Einspannung der Membranfeder 4 ausgeübt werden« Dadurch wird einerseits eine einwandfreie Spielnachstellung erzielt, andererseits ist die Krafthysteresis bei Betätigung der Kupplung zwischen Ein- und Ausrückvorgang äußerst gering. Zudem können die einzelnen Ausgleichselemente 11 für sämtliche Kupplungstypen völlig gleich gehalten werden, wodurch der für den Spielausgleich notwendige Aufwand äußerst gering ist. Ferner ist durch die separate Nachstellung an jedem einzelnen Stützelement 8 der große Vorteil gegeben, daß die Einbautoleranzen der Stützelemente 8 im Hinblick auf den für die Einspannung der Membranfeder 4 und die Anordnung der einzelnen Bauteile notwendigen axialen Raum völlig unkritisch sind, da jedes einzelne Ausgleichselement sich automatisch an die gegebenen PlatζVerhältnisse anpaßt. Durch die Wahl des Winkels zwischen den Anlageflächen bzw» Gegenanlageflächen ist es möglich,- durch Selbst hemmung die Ausgleichselemente 11 in der Stellung zu halten, in die sie sich durch die Fliehkraft bei eingerücktem Zustand der Kupplung begeben haben. Dadurch ist eine Selbsthemmung in jeder Stellung automatisch gegeben.

Eine weitere Variante ist in den Figuren 6 und 7.dargestellt. In Fig. 6 ist der Schnitt durch eine Druckplatte 1 gezeigt; Fig. 7 stellt die Ansicht dieser Druckplatte 1 von vorne dar. Am Kupplungsgehäuse 2 ist eine Anpreßplatte 3 über Straps 6 in der bekannten Weise befestigt. Zwischen Kupplungsgehäuse 2 und Anpreßplatte 3 ist die Memhranfeder 4 mit ihren nach radial innen weisenden Federzungen angeordnet* Um einen mittleren Durchmesser verteilt sind mehrere Stützelemente 8 im Kupplungsgehäuse 2 befestigt. Im vorliegenden Falle sind zu beiden Seiten der Membranfeder 4 mit ihren Federzungen 5 zur Darstellung des Kippkreises Drahtringe 9 vorgesehen. Zwischen dem innenliegenden Drahtring 9 und dem Kopf des jeweiligen Stützelementes 8 ist ein Ausgleichselement 12 angeordnet, dessen Form insbesondere aus Fig. .7 .ersichtlich ist. Das Ausgleichselement 12 weist die Form eines Kreisringabschnittes auf, der an wenigstens zwei benachbarten 'Stützelementen 8 in radialer Richtung geführt ist. Jedes Ausgleicl element 12 weist zu diesem Zwecke wenigstens zwei Langlöcher 22 auf, die zueinander parallel verlaufen und die weiterhin parallel

zu einer Linie 23 verlaufen, die durch den Schwerpunkt 24 des Ausgleichselementes 12 und durch die Drehachse 7 der Druckplatte 1 verläuft« Damit ist sichergestellt, daß die einzelnen.Ausgleichselemente 12 eine rein radiale Ausgleichsbewegung ausführen»

13.06,1983 .
FRP-2 Ho/whm-

- Leerseite -

Claims (1)

1. FICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFURT

   ANR 1 001 485 Reg,-Nrn. 12 185 / 12 215

   PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

   GEDRÜCKTE MEMBRANFEDERKUPPLUNG MIT SELBSTTÄTIGEM VERSCHLEISS-

   AUSGLEICH IM BEREICH DES KIPPKREISES

   PATENTANSPRÜCHE

   IJ Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend u. a, aus einem an einem Schwungrad befestigten Kupplungsgehäuse, einer Anpreßplatte, die von einer Membranfeder axial in Richtung auf das Schwungrad belastet wird und die axial verlagerbar, aber in Umfangsrichtung fest angeordnet ist, wobei sich die Memhra.nfeder in ihrem radial äußeren Bereich an der Anpreßplatte und in einem mittleren Bereich am Gehäuse abstützt und radial nach innen reichende Federzungen als Ausrückelemente aufweist, und zur Fixierung und axialen Abstützung der Membranfeder in ihrem mittleren Bereich Stützelemente am Gehäuse

   befestigt sind, welche die Membranfeder in entsprechenden öffnungen durchdringen, dad. gek., daß zur automatischen Ver-. Schleißkompensation zwischen Membranfeder (Λ) und Stützelementen (8, 9j 13) auf der belastungsfreien Seite der Membranfeder {H) in eingerücktem Zustand der Kupplung zwischen Membranfeder (.4) und den entsprechenden Stützelement en (8, 9, 13) fliehkraft beaufschlagbare, im wesentlichen radial verlagerbare Ausgleichselemente ClI, 12) vorgesehen sind, die bei radialer Verlagerung infolge gegenseitiger Neigung der Anlageflächen (15, 16), an denen die Ausgleichselemente (11, 12) anliegen, eine axiale Ausgleichsbewegung ausführen und infolge Selbsthemmung gegen eine- Verlagerung nach radial innen gehalten sind *

   2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dad. gek., daß die Ausgleichselemente (11) eine rotationssymmetrische.Form aufweisen. .

   3. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dad. gek., daß die Ausgleichselemente (11, 12) Gegenanlageflachen (17, 18) aufweisen, die mit entsprechenden Anlageflächen (15, 16) korrespondieren.

   4. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei welcher zwischen Membranfeder und Stützelementen Drantringe zur Festlegung des Kippkreises der Membranfeder vorgesehen sind, dad.

   gek,, daß zwischen Drahtring (9) und Stützelement (8) Ausgleichselemente (H₃ 12) mit konischem Querschnitt angeordnet sind,

   5. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dad, gek., daß von den Gegenanlageflachen (17, 18) der Ausgleichselemente (11, 12) jeweils eine senkrecht zur Drehachse (7) und eine geneigt ausgeführt ist.

   6. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dad. gek., daß die Ausgleichselemente (11) als jeweils getrenntes Bauteil an jedem Stützelement (8) vorgesehen sind,

   7. Reibungakupplung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dad, gek., daß jedes Ausgleichselement (11) mit einem Langloch (19) mit parallelen Führun-gsflächen (20) versehen ist, die durch parallele, radial verlaufende Gegenführungsflächen (21) an den Stützelementen (8) unverdrehbar geführt sind,

   8. Reibungskupplung nach den Ansprüchen' 1 bis 7, dad. gek., daß anstelle des Drahtringes (9) zwischen Membranfeder (4) und Ausgleichselement (11) an jedem Stützelement (8) ein Sickenelement (13).angeordnet ist, das über radial verlaufende, parallele Führungsflächen (20) am Stützelement (8) gegen Verdrehen gesichert ist, am Ausgleichselement (11) flächig anliegt und radial außerhalb des Stützelementes (8) eine Nase (14) als Berührungsstelle gegenüber der Membranfeder (4) aufweist.

   9. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 5, dad.

   gek., daß die Ausgleichselemente (12) als mehrere gleich große Kreisringatxschnitte ausgeführt sind, die jeweils mindestens zwei benachbarte Stützelemente (8) umfassen und diesen gegenüber in parallelen Langlöchern (22) geführt sind, die parallel zu einer Linie (23) durch den Schwerpunkt (24) des Kreisringabschnittes und die Drehachse (7) verlaufen»

   10. Reibungskupplung nach Anspruch 9, dad., gek., daß die außer-' halb einer Ebene senkrecht zur Drehachse verlaufenden Anlagebzw. Gegenanlageflachen (15, 17) als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet sind.

   13.06,1983

   FRP-2 Ho/whm-