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Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft
eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Kupplungsfeder
zum Einrücken des getriebenen Kupplungsteiles und einem mit der Kupplung sowie mit
dem einen. Ende der Feder verbundenen schwenkbaren Glied, das von der Feder .in
Kupplungseinrückrichtung gedrängt wird, aber in: eine Stellung verschwenkbar ist,
in welcher es die Federlast aufnimmt und die Kupplung zwecks Ausrückens vom Federdruck
entlastet.
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Von Reibungskupplungen mit diesen bekannten Merkmalen: unterscheidet
sich die Erfindung dadurch, daß die Feder und das schwenkbare Glied derart einander
zugeordnet sind, daß der wirksame Hebelarm der Feder in bezug auf den Drehpunkt
des schwenkbaren Gliedes bei der Ausrückbewegung fortschreitend abnimmt, ohne jedoch
den Nullpunkt zu erreichen, so daß die zum Ausgerückthalten der Kupplung erforderliche
Kraft erheblich geringer ist als die bei eingerückter Kupplung anfänglich zum Überwinden
des Federdrucks erforderliche Kraft.
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Diese Ausbildung der Kupplung ergibt infolgedessen eine erhebliche
Erleichterung der Kupplungsbedienung und. ermüdet den Fuß viel weniger, als wenn,
wie bisher üblich, die Einrückfeder der Kupplung beim Ausrücken gespannt ward und
diese
Spannung in - zunehmendem Maße von dem das Kupplungspedal
drückenden Fuß überwunden werden muß.
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In der Zeichnung sind -Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise dargestellt. Fig. I veranschaulicht in einer Ansicht eine gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung konstruierte Reibungskupplung und deren Schaltung,
wobei sich die Kupplung in ausgelöster Stellung befindet; Fig. 2 ist eine Teilansicht
der Fig. I und zeigt die Kupplungsfeder und zugehörige Teile in ihrer Stellung bei
eingerückter Kupplung; Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung, die im wesentlichen das
Anbringen der Druckplatte zeigt; Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung im wesentlichen
längs der Linie IV-IV der Fig. I; Fig. 5 ist eine der Fig. I ähnliche Ansicht -einer
abgeänderten Ausführungsform der Erfindung und zeigt die Kupplung in eingerücktem
Zustand; Fig. 6 ist eine Darstellung im wesentlichen längs der Linie VI-VI der Fig.
5; Fig. 7 zeigt in einer Ansicht eine weitere abgeänderte Anordnung, wobei Teile
weggeschnitten und einige Teile im Schnitt gezeichnet sind; Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung
im wesentlichen längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7.
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Die Antriebsmaschine, die insbesondere eine Brennkraftmaschine ist,
besitzt einen Teil I (Fig. I), welcher mit einem Lager :2 für die Kurbelwelle 3
ausgestattet ist. Das Lager :2 besitzt einen Flansch 4 zur Aufnahme eines durch
eine Schulter 5 an der Kurbelwelle 3 ausgeübten Druckes oder Schubes. An dem Schwungrad
6 der Antriebsmaschine ist die Deckelplatte 8 befestigt.
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Auf der getriebenen Welle Io ist die Kupplungsscheibe 1.2 angebracht,
welche mit den üblichen Kupplungsbelägen. versehen und mit einem Schwingungsdämpfer
13 ausgestattet ist. Die getriebene Welle Io kann in dem Schwungrad 6 bei 14 gelagert
sein.
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Die Kupplungsdruckplatte 16 ist so angebracht, daß sie mit dem Schwungrad
6 und der Deckelplatte 8 angetrieben und in Axialrichtung zum Einrücken und Ausrücken
der Kupplung verschoben wird. Hierzu dienen vorzugsweise biegsame Segmentplatten
17 (Fig. 3), deren jede an ihrer Innenkante an der Druckplatte 16 bei 18 und an
ihrer Außenkante an der Deckelplatte 8 befestigt ist, die zu diesem Zweck Bohrungen
2o besitzt, um Niete I9 aufnehmen zu. können. Diese Platten: 17 dienen dazu, die
Druckplatte 16 anzutreiben und sie zugleich zentriert zu halten, lassen aber infolge
ihrer Biegsamkeit eine axiale Verschiebung der Druckplatte 16 zu. Bei der Verschiebung
der Druckplatte 16 in axialer Richtung bewegen sich die Verbindungsstellen 18 auf
geraden, zur Achse der Kupplung parallelen Linien, während die Kröpfungen 21 der
Deckelplatte 8 nachgeben.
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Die Konstruktion: der eigentlichen Reibungskupplung ist vorzugsweise
so angeordnet, daß sie eine ausgerückte Stellung einnimmt, sofern sie nicht der
Einwirkung eines äußeren, die Kupplung einrückenden Druckes unterliegt. Um die Kupplung
ausgerückt zu halten, können, an der Druckplatte 16 bei 24 und an der Deckelplatte
8 bei 25 vorzugsweise drei Rückziehfedern 23 befestigt sein. Die Segmentplatten
17 und die Rückziehfedern 23 sind so verlegt, daß sich jede Feder durch eine Öffnung
27 in, der Segmentplatte 17 erstreckt.
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Die Reibungskupplung ist mit Schalthebeln 30 ausgerüstet, und zwar
sind bei der dargestellten Kupplung drei Hebel vorgesehen, wobei jeder Hebel 3o
an der Druckplatte 16 bei 3 1 schwenkbar angebracht ist und einen Arm 32
besitzt, der sich gegen einen entsprechend gestalteten. Teil 33 der Deckelplatte
8 legen kann. Die inneren Enden der Hebel 30 sind so angeordnet, daß sie vorzugsweise
über ein Wälzlager 34 eine Belastung aufnehmen können.
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Die Hebel 3o sind somit einarmige Hebel und sehen eine größte Hebelübersetzung
infolge des Umstandes vor, daß die Belastung an dem einen Ende der Hebel ausgeübt
wird und der Schwenkpunkt sich an dem anderen befindet, während sich das Widerlager
dazwischen in der Nähe des Schwenkpunktes befindet.
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Das Drucklager 34 kann auf einem verschiebbaren Ring 36 angebracht
sein, welcher auf der Verlängerung 37 des Getriebegehäuses 38 gleitet. 46 ist das
Kupplungspedal.
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Bei der in Fig. I gezeigten Ausführungsform ist das Kupplungspedal
oder der Kupplungshebel 46 auf einer Kupplungsschwenkwelle 141 gelagert. Ein an
der Schwenkwelle 141 befestigtes Glied 143 besitzt nach entgegengesetzten Seiten
ragende Arme 144 und 145. Der Arm 145 kann eine Stellschraube 146 aufweisen, gegen
die sich. ein an dem Pedal befindlicher Anschlag 147 legen kann. Die Schwenkwelle
141 hat außerdem ein Joch 148 mit Stiften I49, die in: die Nut des Ringes 36 eingreifen.
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Eine die Kupplung einrückende Kupplungsfeder I5o ist um eine Stange
151 herumgelegt, die bei I52 mit dem Arm 144 schwenkbar verbunden ist und eine Schulter
153 aufweist, gegen die sich die Feder I5o anlegt. Die Stange 151 tritt verschiebbar
durch ein bei 155 schwenkbar befestigtes Anschlagglied 154, gegen das die Feder
i5o einen Druck ausübt. In der normalen eingerückten Stellung der Kupplung nehmen
die Feder 150 und die zugehörige Schalteinrichtung im wesentlichen die in Fig.2
dargestellte Lage ein. Die Druckfeder i5o sucht das Glied 143 und die Schwenkwelle
141 im: Zeigersinn, gesehen in Fig. i und 2, zu schwenken, und diese Kraft verschiebt
den Ring 36 sowie das Drucklager 34 nach links und verursacht eine Schwenkung der
Kupplungshebel 3o. Der Hebel 3o dreht sich, wie in Fig. i dargestellt, entgegen
dem Zeigersinn um seinen Auflaigepunkt an dem Teil 33, wodurch die Druckplatte 16
nach links verschoben wird und das Einrücken der Kupplung erfolgt.
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Offensichtlich übt zu dieser Zeit die Feder i5o ein beträchtliches
Drehmoment auf die Schwenkwelle' 141 aus. Der Mittelpunkt der Verbindung 152 liegt
in Fig. 2, die als Stellung A bezeichnet sei, in einem beträchtlichen Abstand von
der Verbindungs-
Linie B zwischen der Schwenkwelle 1,41 und der
Schwenklagerung I55. Die wirksame Hebellänge ist daher gleich dem lotrechten Abstand
zwischen der Mittellinie der Schwenkwelle 141 und der verlängerten Mittellinie der
Stange I5I. Dieser Abstand ist in Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie X angedeutet.
Wenn der Bedienende die Kupplung auszurücken wünscht, wird das Kupplungspedal 46
herabgedrückt (Fig. I). Wenn es im wesentlichen bis in: seine unterste Stellung
gedrückt ist, hat sich die Schwenkverbindung I52 in die Stellung C verschoben, die
sehr dicht an der Verbindungslinie B liegt (Fig. 2). Das durch die Feder hervorgerufene
Drehmoment ist daher beträchtlich herabgesetzt.
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Um die Betätigung der Kupplung deutlicher zu erläutern, sei ein spezielles
Beispiel angegeben: Es sei angenommen, daß eine Fahrzeugkupplung gewünscht wird,
die in voll eingerücktem Zustand einen kuppelnden Druck von etwa 544 kg hat. Wenn
sich die Feder 150 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet, übt sie etwa 6I,3
kg aus. Diese Kraft wird aber, da sie über die von, den einarmigen Kupplungshebeln
30 hervorgebrachte Hebelübersetzung und die durch die relativen Abmessungen des
Armes 144 und des Joches 148 erzielbaren anderen Übersetzungen wirkt, auf die geforderten
544 kg gesteigert. Wenn das Kupplungspedal 46 gedrückt wird, kann hierzu eine Kraft
im Bereich von II,3 oder I3 kg erforderlich sein, um die Feder I5o in ihrer Stellung
nach Fig. 2 zu überwinden, jedoch kann dies durch Festsetzung der durch das Kupplungspedal
46 hervorgebrachten Übersetzung geregelt werden. Wenn die Kupplung ausgerückt wird,
bewegt sich die Schwenkverbindung I52 nach der Mittellinienstellung hin, und der
erforderliche Kraftaufwand seitens des Bedienenden nimmt allmählich fortschreitend
ab. Bei einer an einem Kraftfahrzeug ausgeführten Einrichtung betrug der von dem
Bedienenden geforderte Druck zum Halten des Pedals 46 in gedrückter Stellung kaum
mehr als der zur Bedienung des Gashebels erforderliche Druck, und praktisch war
nicht mehr als das bloße Gewicht des Fußes erforderlich, um die Kupplung vollständig
ausgerückt zu halten. Obwohl die Kupplung mit den gebräuchlichen Bewegungen. bedient
wird, ist daher der erforderliche Kraftaufwand zum Halten der Kupplung in ausgerückter
Stellung praktisch vernachlässigbar. Muß eine Kupplung häufig oder lange Zeitspannen
hindurch ausgerückt gehalten werden, so ist dies leicht möglich, wobei das Getriebe
im Zahneingriff bleibt.
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Die vorstehend angegebenen Werte sind nur Beispiele, da sich diese
Werte bei Kupplungen verschiedener Leistungen ändern können. Die genaue Lage und
der Abstand der Stellen _A und C von der Mittellinie B unterliegen ebenfalls einer
Änderung. Wenn die Stellung C auf die Verbindungslinie B verlegt wird, würde der
Druck, der dazu erforderlich ist, die Feder I5o in dieser Stellung zu halten, gleich
Null sein. Es ist jedoch nicht erwünscht, die Stellung C sich über die Verbindungslinie
B hinaus bewegen zu lassen., weil dann das Pedal 46 über diese Mittelstellung zurückgezogen
werden müßte, um das Einrücken der Kupplung zu bewirken, wodurch eine zusätzliche
Bedienungsmaßnahme seitens des Bedienenden oder das Hinzufügen einer Pedalrückführfeder
erforderlich würde. Bei der dargestellten Anordnung wird die Feder I5o zusammengedrückt,
wenn das Pedal 46 zum Ausrücken der Kupplung verstellt wird. Daher ist die Kraft,
welche durch die Feder I5o ausgeübt wird, wenn die Schwenkverbindung I52 sich in
der Stellung C befindet, größer, als wenn diese Verbindung I52 sich in der Stellung
A befindet. Wenn eine Feder I5o in der Stellung A etwa 6I,3 kg ausübt, kann diese
Feder in der Stellung C etwa. 94,4 kg ausüben, jedoch kann die Stellung C in eine
solche Nähe zu der Verbindungslinie B gebracht werden, daß der zum Halten dieser
Stellung erforderliche physische Kraftaufwand; wie oben dargelegt wurde, fast vernachlässigt
werden kann.
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In Fig.5 und 6 ist eine ähnliche Anordnung dargestellt, bei der die
Feder 150 als Zugfeder wirkt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Ende der Feder
I5o fest an einem Glied I6o verankert, das an einer festen Schwenkachse bei I6I
schwenkbar angebracht ist, und das andere Ende der Feder I5o ist an einem Glied
I62 befestigt, das vorzugsweise für Einstellzwecke auf die Zugstange I63 aufgeschraubt
ist, die an der Scwenkverbindung I52 mit dem Arm I4i verbunden ist. Für dies: Ausführung
ist nur eine Stellung veranschaulicht; es ist aber leicht zu verstehen, daß beim
Niederdrücken des Pedals der Anschlag I47 das Glied I43 zum Ausdrücken der Kupplung
entgegen dem Zeigersinn schwenkt, wobei die Schwenkverbindung I52 sich aus der Stellung
A nach der Stellung C in der Nähe der durch die Mitten der Schwenkverbindung I6I
und der Schwenkwelle I4I gehenden Verbindungslinie B bewegt. Es ist also ersichtlich,
daß eine Kupplungsfeder entweder als Zugfeder oder als Druckfeder benutzt werden
kann.
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Wird bei beiden Ausführungsformen wie auch bei den in. Fig. 7 und
8 gezeigten Ausführungsformen, das Kupplungspedal niedergedrückt, um die Kraft der
Kupplungsfeder von dem Drucklager fortzunehmen, rücken die Rückziehfedern, die verhältnismäßig
schwach sind, die Kupplung durch Zurückziehen der Druckplatte I6 aus..
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Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform werden Parallellenker
171 verwendet, damit die Antriebsmaschine, die auf elastischen Lagerungen angebracht
ist, infolge Schwingungen. und Verdrehung schwenken und sich verschieben kann. Bei
dieser Ausführungsform ist der Kupplungsschalthebel oder das Pedal 46 an, einer
Achse 17o angebracht und durch parallele Lenker 171 mit einem Schwenkglied. 172
verbunden. Dieses Schwenkglied 172 besitzt einen Arm 173, der mit einer Stange 174
verbunden ist, die sich durch eine Öffnung in dem Ende eines Kupplungsscha.ltarmes
175 erstreckt. Die Stange 174 trägt an ihrem Ende eine Mutter oder einen Anschlag
176 zum Erfassen einer Seite, des Armes 175. Um die Stange 174 liegt eine Feder
177, die eine unmittelbare Verbindung
zwischen dem Arm 175 und
dem Anschlag 176 aufrechterhält. Der Arm 175 hat vorzugsweise eine Kugel- und Pfannenlagerung
178 in dem Gehäuse 8a, und sein inneres, jochförmiges Ende I8o greift in die Nut
des Ringes 36.
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Das Schwenkglied 172 ist bei I8I schwenkbar an dem Widerlagerarm 182
angebracht, welcher bei 183 schwenkbar an: einem Zapfen 184 ange bracht ist, der
an einer an dem Motorgehäuse angebrachten Stütze 185 befestigt ist. Der Widerlagerarm
182 kann ein Doppelarm sein:, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Eine Stange 188 ist
bei 152 schwenkbar an das Schwenkglied I72 angeschlossen und verschiebbar in einen.
Anschlag 186 eingepaßt, der mit in den beiden Teilen des Widerlagerarmes 182 drehbaren
Querzapfen 187 versehen ist. Eine Druckfeder I9o liegt zwischen dem Anschlag 186
und einem Anschlag I9I au der Stange 188.
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In der normalen Stellung, d. h. bei eingerückter Kupplung, liegen
die Teile im wesentlichen so, wie in Fig. II dargestellt ist. Die Druckfeder I9o
sucht sich auszudehnen und ist daher bestrebt, das Schwenkglied 172 im Zeigersinn.
um seine Lagerung 181 zu schwenken. Demgemäß zieht die Stange 174 an dem Arm 175
und schwenkt dessen inneres Ende I8o nach links zum Einrücken der Kupplung. Bei
dieser Stellung befindet sich die Verbindung 152 in der Stellung A. Wenn das Pedal
46 zum Ausrücken der Kupplung niedergedrückt wird, bewegt sich. die Schwenkverbindung
152 in die Stellung C in der Nähe der durch die Schwenklagerung 181 und den Querzapfen
I87 laufenden Verbindungslinie B. Ein Bolzen oder Querstück 192 kann sich quer über
den zweiteiligen Widerlagerarm 182 erstrecken, um als Begrenzungsanschlag zum Begrenzen
der Ausrückbewegung und zum Festlegen der Stellung C zu dienen. Wenn daher bei dieser
Ausführungsform die Kupplung eingerückt ist, wirkt die Feder I9o mit einem Moment,
das sich aus der lotrechten Entfernung von. der verlängerten Mittellinie der Stange
188 in der Stellung A bis zur Mitte des Drehzapfens 181 ergibt, wie durch die strichpunktierte
Linie X' gezeigt, während bei ausgerückter Kupplung die Feder I9o mit einem viel
kleineren Moment wirkt, das sich aus der lotrechten Entfernung von der verlängerten
Mittellinie der Stange 188 in der Stellung C bis zur Mitte des Drehzapfens 181 errechnet.
Die Lage einiger Kupplungsteile bei ausgerückter Kupplung ist in Fig. 7 durch die
gestrichelten Linien veranschaulicht.
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Da bei der vorliegenden Erfindung die die Kupplung einrückende Feder
außerhalb der Kupplung und verhältnismäßig weit entfernt von den Reibungsgliedern
der Kupplung liegt, ist die Feder nicht der durch Reibung verursachten. Hitze ausgesetzt.
Dies bedeutet einen. Vorteil, weil zeitweise eine beträchtliche Hitze erzeugt wird,
insbesondere wenn eine Kupplung einem harten: Gebrauch oder Mißbräuchen unterworfen
ist. Da ferner in der Kupplungskonstruktion selbst keine Federn benötigt werden,
kann der Raum, der andernfalls von den Federn benötigt werden würde, für eine bessere
und wünschenswertere Hebelkonstruktion oder Konstruktion anderer Teile verwendet
werden, oder es können die Gesamtabmessungen verringert werden.
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Die Unteransprüche enthalten zu einem Teil an sich bekannte Merkmale,
zum anderen Teil bauliche Maßnahmen ohne selbständige erfinderische Bedeutung, so
daß sie nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch gelten.