DE19827365A1 - Kupplungsausrückhebel mit Rollen - Google Patents

Description

Bei der Erfindung geht es um Kupplungen für Kraft­ fahrzeuge und insbesondere um Kupplungen, die eine Aus­ rückhülse verwenden, die sich zwischen dem Ausrücklager und einem Hülsenende erstreckt, das mit einer Kupplungs­ feder und/oder Kupplungshebeln in Eingriff steht, sowie um Mittel, um das zu solchen Kupplungen gehörende Ausrück­ lager zu verschieben.

Kupplungen, die für schwere und mittelschwere Anwen­ dungen konstruiert sind, verwenden üblicherweise Hülsen, die auf einer Getriebeeingangswelle sitzen. Diese Hülse verbindet ein Ausrücklager mit einer Kupplungsfeder und/­ oder Kupplungshebel, die die Kupplungseinrückkraft erzeu­ gen, die gegen eine Anlageplatte wirkt. Die Hülse steckt über der Getriebeeingangswelle und läuft mit der Feder, dem Kupplungskorb der Schwungscheibe und der Anlageplatte der Kupplung um. Eine bezüglich der axialen Richtung mit dem Ausrücklager ausgerichtete Lagerbüchse sitzt mit Preß-Sitz in der Hülse, um mit dieser drehfest umzulau­ fen, und sie ist unmittelbar auf der Getriebeeingangswelle gelagert. Wenn die Kupplung teilweise oder vollständig ausgerückt ist, tritt zwischen der Hülse und der Getrie­ beeingangswelle eine Relativdrehung auf. Der Innenring des Ausrücklagers ist mit der Hülse verbunden, um sich zusam­ men mit dieser zu bewegen. Der Außenring des Ausrücklagers ist gegen Drehen gesichert und mit einem Kupplungsausrück­ hebel gekuppelt. Anlageplatten an der Außenlauffläche ste­ hen mit den Armenden des Kupplungsausrückhebels in Ein­ griff. Der Kupplungsausrückhebel ist in einem Kupplungs­ gehäuse schwenkbar gelagert, das den Motorblock mit dem Getriebegehäuse verbindet. Der gegabelte Kupplungsausrück­ hebel ist zum wahlweisen axialen Verschieben des Ausrück­ lagers und der Hülse zwecks Ausrückens der Kupplung mit einem durch den Fahrer betätigtes Pedal gekuppelt.

Die Schwenkbewegungen des Kupplungsausrückhebels in Verbindung mit der Reibkraft zwischen den Armen des Aus­ rückhebels sowie den Anlageplatten induzieren eine Radial­ kraft an dem Ausrücklager, die über das Ausrücklager auf die Hülse und die darin sitzende Lagerbüchse übertragen wird. Die anhebende Kraft ist näherungsweise gleich dem Reibkoeffizienten zwischen den Armen des Ausrückhebels und den Anlageplatten multipliziert mit der Normalkraft, die durch die Arme auf die Anlageplatten wirken. Die in Quer­ richtung wirkende Radialkraft drückt während des Ausrü­ ckens der Kupplung die Hülsenlagerbüchse gegen die Ein­ gangswelle, wodurch die Abnutzung der Hülsenlagerbüchse beschleunigt wird.

Von den Fahrzeugzulieferern (OEMs) wird nun gefor­ dert, daß die Kupplungen über eine längere Kilometerlauf­ leistung im Wesentlichen wartungsfrei sind. Um die Lebens­ dauer der Hülsenlagerbüchse zu verlängern, ist es in hohem Maße erwünscht, die Reibung zwischen dem Ausrückhebel und dem Ausrücklager zu vermindern und hierdurch auch die Ra­ dialkraft zu vermindern.

Es sind Kupplungsausrückhebel bekannt, die Rollen verwenden, über die sie mit den Ausrücklagern der Kupp­ lungen in Verbindung stehen. Jedoch werden solche Ausrück­ hebel in Verbindung mit Kupplungsausrücklagern verwendet, die nicht auf der Getriebeeingangswelle stecken, sondern auf einem feststehenden Kragen, der aus dem Getriebegehäu­ se vorsteht und die Eingangswelle umgibt, diese jedoch nicht berührt. Außerdem sind die bekannten, mit Rollen versehenen Ausrückhebel nicht in geeigneter Weise gestal­ tet, damit sie bei existierenden Kupplungssystemen einge­ setzt werden können, die in dem Kupplungsgehäuse einen sehr beschränkten Raum aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen gegabel­ ten Kupplungsausrückhebel mit niedriger Reibung an der Anlagefläche mit einem Ausrücklager zu schaffen, um die Abnutzung der Hülsenlagerbüchse zu vermindern.

Zweckmäßigerweise soll eine solche Kombination aus einem gegabelten Kupplungsausrückhebel und aus einem Aus­ rücklager in den Raum hineinpassen, der für eine konven­ tionelle Kombination aus einem gegabelten Kupplungsaus­ rückhebel und einem Ausrücklager verfügbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kupplung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Zu einem Kupplungsausrückmechanismus gehört eine Kupplungsausrückhülse, ein Kupplungsausrücklager sowie ein gegabelter Kupplungsausrückhebel. Die Kupplungsausrückhül­ se ist an einem Ende mit Mitteln versehen, um mit einem Hebel in Eingriff zu kommen. Das Kupplungsausrücklager steht mit dem anderen Ende der Kupplungsausrückhülse in Eingriff und weist einen inneren Laufring auf, der dreh­ fest mit dem betreffenden Ende der Kupplungsausrückhülse verbunden ist. An dem gegabelten Kupplungsausrückhebel sind an dessen beiden Armen Rollen vorgesehen, die mit dem Außenlaufring des Kupplungsausrücklagers in Eingriff bringbar sind.

Zu einer Kupplung gehört eine Schwungscheibe, eine Kupplungseingangswelle, ein Kupplungskorb, eine Druckplat­ te, eine angetriebene Kupplungsscheibe, eine Kupplungsaus­ rückhülse, mehrere radial ausgerichtete Hebel, eine Feder, ein Kupplungsausrücklager, ein Kupplungsgehäuse, eine Kupplungsausrückhebelwelle, ein gegabelter Kupplungsaus­ rückhebel sowie Rollen. Die Schwungscheibe ist bezüglich einer Drehachse drehbar. Die Getriebeeingangswelle liegt auf dieser Drehachse und ist mit einem profilverzahnten Abschnitt versehen. Der Kupplungskorb ist an der Schwung­ scheibe befestigt. Die Druckplatte ist zwischen dem Kupp­ lungskorb und der Schwungscheibe axial beweglich angeord­ net und gegenüber dem Kupplungskorb drehfest. Die ange­ triebene Kupplungsscheibe sitzt mittels der Profilverzah­ nung drehfest auf der Eingangswelle und sie befindet sich zwischen der Schwungscheibe sowie der Druckplatte, zwi­ schen denen sie axial beweglich ist. Die Kupplungsausrück­ hülse sitzt verschieblich auf der Eingangswelle und sie weist ein erstes Ende, das zwischen der Druckplatte und dem Kupplungskorb liegt, sowie ein zweites Ende auf, das sich auf der der Druckplatte gegenüberliegenden Seite des Kupplungskorbes befindet. Die radial nach innen ausgerich­ teten Enden der Hebel stehen mit dem ersten Ende der Kupp­ lungsausrückhülse in Eingriff. Die Hebel erstrecken sich zwischen der Kupplungsausrückhülse und der Druckplatte oder Feder. Die Feder liegt zwischen der Druckplatte und dem Kupplungskorb und spannt die Druckplatte in Richtung auf die Scheibe vor. Das Kupplungsausrücklager ist an dem zweiten Ende der Kupplungsausrückhülse außerhalb des Kupp­ lungskorbs angeordnet. Das Kupplungsgehäuse umgibt den Kupplungskorb sowie das Kupplungsausrücklager. In dem Kupplungsgehäuse ist die Kupplungsausrückhebelwelle dreh­ bar gelagert und bezüglich einer Schwenkachse zu drehen, die unter 90° gegenüber der Drehachse der Getriebeeingangs­ welle verläuft. Der gegabelte Kupplungsausrückhebel sitzt starr an der Kupplungsausrückhebelwelle und weist zwei Arme auf, die neben dem Kupplungsausrücklager verlaufen. Die Rollen sind an den beiden Armen des gegabelten Kupp­ lungsausrückhebels angeordnet und liegen an dem Kupplungs­ ausrücklager an.

Die neue Kupplung sowie der neue Kupplungsausrückme­ chanismus, bei denen ein Kupplungsausrückhebel mit Rollen verwendet wird, ist im Sinne einer Verminderung der Rei­ bung zwischen dem Kupplungsausrückhebel und dem Kupplungs­ ausrücklager sehr wirksam und es vermindert sich in vorteilhafter Weise die Abnutzung der Hülsenlagerbüchse. Die beschriebene Kombination aus Kupplungsausrückhebel und Kupplungsausrücklager ist so konstruiert, daß sie in ein Kupplungsgehäuse hineinpaßt, das einen sehr begrenzten Raum hat.

Im übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegen­ stand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge­ genstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 das Kupplungsausrücklager und den gegabelten Kupplungsausrückhebel in einer Ansicht von der Rückseite,

Fig. 2 das Kupplungsausrücklager und den Kupplungs­ ausrückhebel nach Fig. 1, in einem seitlich versetzten Längsschnitt, geschnitten längs der Pfeile 2 aus Fig. 1,

Fig. 3 die Kupplungsanordnung mit dem Kupplungsaus­ rücklager und dem Kupplungsausrückhebel nach Fig. 2, in der ausgerückten Stellung und im Längsschnitt,

Fig. 4 die Kupplungsanordnung nach Fig. 3, in einer eingerückten Stellung und im Längsschnitt,

Fig. 5 das Kupplungsausrücklager nach Fig. 1, in einem Längsschnitt und

Fig. 6 eine Rolle für den Kupplungsausrückhebel nach den Fig. 1 bis 4, in einem Längsschnitt.

In Fig. 1 ist ein Kupplungsgehäuse 10 dargestellt, in dem ein gegabelter Kupplungsausrückhebel 12 schwenkbar gelagert ist. Der Kupplungsausrückhebel 12 dient dazu, wahlweise eine Kupplungsanordnung 14, die am besten aus den Fig. 3 und 7 ersichtlich ist, mit Hilfe der Verschie­ bung eines Kupplungsausrücklagers 15 auszurücken. Ein zwi­ schen einem Fahrerpedal an dem Kupplungsausrückhebel 12 angeordnetes Kupplungsgestänge 16 umfaßt einen Betäti­ gungshebel 17, der außerhalb des Kupplungsgehäuses vor­ gesehen ist.

Zu der Kupplungsanordnung 14 gehört ein Kupplungskorb 18, der an einer Schwungscheibe 20 befestigt ist. Die Schwungscheibe 20 wiederum sitzt drehfest an einer (nicht dargestellten) Motorkurbelwelle und ist um eine Drehachse 22 drehbar. Eine Getriebeeingangswelle 24, die an einem ersten Ende profilverzahnt ist, ragt aus einem (nicht dar­ gestellten) Getriebegehäuse längs der Achse 22 heraus. Eine angetriebene Scheibe 26 steckt verschieblich und drehfest auf dem profilverzahnten Abschnitt der Eingangs­ welle 24. Eine Druckplatte 28 klemmt die angetriebene Scheibe 26 zwischen sich und der Schwungscheibe 20 ein. Sechs Kupplungsandruckhebel 30 sind in Umfangsrichtung um die Achse 22 herum verteilt und führen, ausgehend von ei­ nem ersten Ende, das sich bei einer Kupplungsausrückhülse 32 befindet, radial nach außen. Ein radial außen liegendes Ende jedes Kupplungsandrückhebels 30 steht mit dem Kupp­ lungskorb 18 unmittelbar oder mittelbar über einen Ein­ stellmechanismus in Eingriff.

Ein Innenlaufring 36 eines Kupplungsausrücklagers 15 steht mit der Kupplungsausrückhülse 32 axial unverschieb­ lich in Eingriff. Ein Sprengring sorgt dafür, daß der Innenlaufring 36 auf der Hülse 32 axial festgelegt ist. Eine Lagerbüchse 37 steckt mit Preß-Sitz in der Hülse 32 und zwar bezogen auf die Axialrichtung innerhalb des Kupp­ lungsausrücklagers 15. Ein Außenlaufring 38, der drehfest an einem Lagergehäuse 39 befestigt ist, ist dagegen gesi­ chert, sich relativ zu dem Kupplungsgehäuse 10 zu drehen.

Schräg verlaufende Federn 40, die die Kupplungsan­ druckkräfte erzeugen, sind zwischen dem Kupplungskorb 18 und dem ersten Ende der Hülse 32 eingefügt. Sowohl die Hülse 32 als auch der Kupplungskorb 18 sind mit entspre­ chenden Kupplungsfeder-Haltemitteln 42 bzw. 44 versehen.

Der gegabelte Kupplungsausrückhebel 12 übergreift das Lager 15 und ist mit zwei koaxialen Kupplungsausrückwel­ lenzapfen 46 verbunden, mittels derer er um eine Schwenk­ achse 48 schwenkbar ist. Der Betätigungshebel 17 ist an einem der Ausrückhebelwellenzapfen 46 befestigt. Ein Rü­ ckenteil 50 des gegabelten Kupplungsausrückhebels 12 ver­ bindet die beiden einander gegenüberstehenden Arme 52 ne­ ben dem Kupplungsausrücklager 15. Jeder Arm 52 trägt Rol­ len 54, die auf Zapfen 55 sitzen, die von der Innenseite der Arme 52 in der Nähe von deren Enden ausgehen. Die Rol­ len 54 stehen mit Anlageplatten 56 auf der Vorderseite des Kupplungsausrücklagers 15 in Eingriff.

In Fig. 6 ist eine der Rollen 54 vergrößert darge­ stellt. Ein Einsteckzapfen 58 weist ein erstes Ende auf, das in einem der Arme 52 steckt. Ein zweites Ende des Zap­ fens 58 trägt ein Nadellager 60, das in einem Becher 62 aufgenommen ist. Ein äußeres Gehäuse 64 umschließt den Becher 62 und dient als Rollenlauffläche. Ein Sprengring 66 sitzt in einer Nut in dem Zapfen 58 und sichert das Gehäuse 64 sowie den Becher 62. Alle Teile der veranschau­ lichten Rolle 54 bestehen aus Stahl. Zu alternativen Rol­ lenkonstruktionen gehört die Verwendung von Kugellagern an Stelle der Nadellager oder teflonbeschichtete Büchsen, die unmittelbar auf dem Einsteckzapfen aufgesteckt sind.

Die Rolle 54 und das Kupplungsausrücklager 15 sind als zusammenpassender Satz konstruiert, so daß die Axial­ stellung der Hülse 32 als Funktion der Schwenkstellung des Hebels variiert, und zwar genau so, wie sich die Stellung der Hülse 32 mit der Stellung des Betätigungshebels 17 bei einem System ohne Rollen verändern würde. Dies ermöglicht es, daß der mit Rollen versehene Kupplungsausrückhebel 12 in einem System eingebaut werden kann, das nicht speziell im Hinblick auf die Kompatibilität mit einem Ausrückhebel mit Rollen konstruiert ist. Die Arme 52 des Kupplungsaus­ rückhebels 12 wurden verstärkt, um sie gegenüber der Tor­ sionskraft widerstandsfähiger zu machen, die durch die fliegend gelagerten Rollen 24 hervorgerufen wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet wie folgt:

Fig. 3 zeigt die Kupplung im eingerückten Zustand. Die Stellung des Kupplungsausrückhebels 12 und des Betäti­ gungshebels 17 wird durch die Stellung des Ausrücklagers 15 gesteuert, dessen Stellung wiederum durch die Hubgren­ zen der Kupplungsdruckhebel 30 gegen die Druckplatte 28 kontrolliert wird, die in Abhängigkeit von der Kraft der Federn 40 arbeitet. Wenn die Kupplung über das Gestänge 16 seitens des Fahrers ausgerückt wird, verdreht der Betäti­ gungshebel 17 den Kupplungsausrückhebel 12 in die Stellung nach Fig. 4, wodurch das Kupplungsausrücklager 15 gegen die Wirkung der Federn 40 axial nach hinten verschoben wird, um die Druckplatte 28 zu entlasten. Das Entlasten der Druckplatte 28 hebt die Klemmung der angetriebenen Scheibe 26 auf und ermöglicht eine Relativdrehung zwischen der angetriebenen Scheibe 26 einerseits und der Druckplat­ te sowie der Schwungscheibe 28 und 30 andererseits.

Wenn der Kupplungsausrückhebel 12 in die ausgerückte Stellung geschwenkt wird, bewegen sich die Rollen 50 auf die Anlageplatten 56 in einer ersten Richtung. Wenn die Kupplung durch den Fahrer wieder eingerückt wird, bewegen sich die Rollen 54 auf den Anlageplatten 56 in einer zwei­ ten Richtung, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist. Die Rollen 54 verhindern eine unerwünschte Abnutzung der Hülse 37, indem sie im Wesentlichen den gesamten, durch die Reibung hervorgerufenen radial wirkenden Druck des Kupplungsausrückhebels 12 gegen die Platten 56 elimi­ nieren.

Es dürfte ersichtlich sein, daß viele alternative Ausführungsformen möglich sind. Beispielsweise kann eine Membranfeder an Stelle der schräg angeordneten Federn 40 verwendet werden. Ferner kann eine Membranfeder an Stelle sowohl der Federn 40 als auch der Hebel 30 verwendet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung dienen die radial nach innen ragenden Finger der Membranfeder als Hebel. Die Ver­ schiebung der radial nach innen zeigend angeordneten Enden der Hebel bewirkt, daß die Druckplatte wahlweise durch Auslenken eines radial weiter außen liegenden Teils der Feder entlastet wird. Der ringförmige, radial weiter außen liegende Teil der Feder befindet sich unmittelbar zwischen der Druckplatte 28 und dem Kupplungskorb 18 an Stelle ei­ ner mittelbaren Anordnung, wie sie bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit den Federn 40 vorhanden ist, bei denen ein Ende auf den Kupplungskorb 18 und das zweite Ende auf die Hülse 32 einwirkt, die wiederum auf den Hebel 30 wirkt, der die Druckplatte 28 betätigt. Jedoch führt bei beiden Ausführungsbeispielen die Verschiebung der Hül­ se zu einer Auslenkung der Feder oder Federn.

Claims (6)

1. Kupplung (14) zur drehfesten Verbindung der Motorkurbelwelle eines Kraftfahrzeuges mit einer Getriebeeingangswelle (24),
mit einer bezüglich einer Drehachse (22) drehbar an­ geordneten Schwungscheibe (20),
mit einer auf der Drehachse (22) angeordneten Getriebeeingangswelle (24), die einen profilverzahnten Abschnitt aufweist,
mit einem an der Schwungscheibe (20) befestigten Kupplungskorb (18),
mit einer zwischen dem Kupplungskorb (18) und der Schwungscheibe (20) axial beweglich angeordneten Druck­ platte (28), die mit dem Kupplungskorb (18) drehfest ist,
mit einer angetriebenen Kupplungsscheibe (26), die mit der Eingangswelle (24) mittels der Profilverzahnung drehfest ist und zwischen der Schwungscheibe (20) und der Druckplatte (18) axial verschieblich angeordnet ist,
mit einer Kupplungsausrückhülse (32), die auf der Eingangswelle (24) verschieblich steckt und die ein erstes sowie ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende sich zwischen der Druckplatte (28) und dem Kupplungskorb (18) befindet und das zweite Ende auf der der Druckplatte (28) gegenüberliegenden Seite des Kupplungskorbs (18),
mit mehreren radial ausgerichteten Hebeln (30), die um die Drehachse (22) herum verteilt sind und die radial nach innen liegende Enden aufweisen, die mit dem ersten Ende der Kupplungsausrückhülse (32) in Eingriff stehen, wobei sich die Hebel (30) zwischen der Kupplungsausrück­ hülse (32) und der Druckplatte (28) erstrecken,
mit wenigstens einer zwischen der Druckplatte (28) und dem Kupplungskorb (18) angeordneten Feder (40), die die Druckplatte (28) in Richtung auf die angetriebene Scheibe (26) vorspannt,
mit einem Kupplungsausrücklager (15), das mit dem zweiten Ende der Kupplungsausrückhülse (32) verbunden ist und sich außerhalb des Kupplungskorbes (18) befindet und das ferner eine Betätigungsfläche (56) aufweist,
mit einem Kupplungsgehäuse (10), das das Kupplungs­ ausrücklager (32) und den Kupplungskorb (18) umgibt,
mit einer in dem Kupplungsgehäuse (10) drehbar gela­ gerten Kupplungsausrückhebelwelle (46), die bezüglich ei­ ner zweiten Achse (48) drehbar ist, die unter 90° gegenüber der Drehachse (22) verläuft,
mit einem gegabelten Kupplungsausrückhebel (12), der drehfest mit der Kupplungsausrückhebelwelle (46) verbunden ist und der zwei neben dem Kupplungsausrücklager (15) ver­ laufende Arme (52) aufweist und
mit mehreren, an der Innenseite der beiden Arme (52) des Kupplungsausrückhebels (12) drehbar angeordneten Rol­ len (54), die mit der Anlagefläche (56) des Kupplungsaus­ rücklagers (32) in Eingriff bringbar sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsausrücklager (32) und die Rollen (54) als aufeinander abgestimmter Satz ausgebildet sind, um eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Schwenkwinkel, der Kupplungsausrückhebelwelle (46) und einer Axialstel­ lung der Kupplungsausrückhülse (32) zu erreichen.

3. Kupplungsausrückmechanismus
mit einer Kupplungsausrückhülse (32), die an einem Ende Betätigungsmittel für wenigstens einen Hebel (30) aufweist,
mit einem Kupplungsausrücklager (15), das mit einem zweiten Ende der Kupplungsausrückhülse (32) in Eingriff steht und das einen Innenlaufring (36) aufweist, der mit dem zweiten Ende der Kupplungsausrückhülse (32) verbunden ist und
mit einem gegabelten Kupplungsausrückhebel (12), der an jedem seiner beiden Arme (52) Rollen (54) trägt, die mit dem Kupplungsausrücklager (15) in Eingriff zu bringen sind.

4. Kupplungsausrückmechanismus nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rollen (54) an der Innen­ seite der Arme (52) angeordnet sind.

5. Kupplungsausrückmechanismus nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kupplungsausrücklager (32) und die Rollen (54) als Satz aufeinander abgestimmt ausge­ führt sind, um eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Schwenkwinkel, der Kupplungsausrückhebelwelle (46) und einer Axialstellung der Kupplungsausrückhülse (32) zu er­ reichen.

6. Kupplung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder eine Membranfeder ist.