Koppelingscursus van LuK. Inleiding in de koppelingstechniek voor personenauto's en bestelwagens

Transcriptie

1 Koppelingscursus van LuK Inleiding in de koppelingstechniek voor personenauto's en bestelwagens

2 De inhoud van deze brochure is wettelijk niet bindend en is uitsluitend bedoeld ter informatie. In zoverre wettelijk geoorloofd is de aansprakelijkheid van Schaeffler Automotive Aftermarket GmbH & Co. KG in verband met deze brochure uitgesloten. Copyright Schaeffler Automotive Aftermarket GmbH & Co. KG Juni 2015 Alle rechten voorbehouden. Elke reproductie, verspreiding, weergave, beschikbaarstelling aan publiek of andere openbaarmaking van deze brochure, geheel of gedeeltelijk, zonder de voorafgaande schriftelijke toestemming van Schaeffler Automotive Aftermarket GmbH & Co. KG is niet toegestaan.

3 Schaeffler Automotive Aftermarket meer innovatie, meer kwaliteit, meer passie. Schaeffler Automotive Aftermarket 4 sterke merken. Wanneer een voertuig voor onderhoud of reparatie naar de werkplaats wordt gebracht, zijn de producten en reparatieoplossingen van Schaeffler Automotive Aftermarket meestal de eerste keuze. Met haar vier merken LuK, INA, FAG en Ruville is de ondernemingsdivisie verantwoordelijk voor de wereldwijde verkoop van vervangingsonderdelen van Schaeffler. Of het nu gaat om personenauto's, bestelwagens, vrachtauto's, bussen of tractoren: Schaeffler Automotive Aftermarket kan terugvallen op een decennialange ervaring op de vrije vervangingsonderdelenmarkt en biedt voor de meest uiteenlopende reparatievragen oplossingen op maat aan. Schaeffler REPXPERT de uitgebreide portal voor werkplaatsen. Met REPXPERT voegt Schaeffler Automotive Aftermarket een nieuwe dimensie toe aan dienstverlening. Online portal, technische livedemonstraties of -trainingen: hier vindt u het complete dienstenpakket centraal op één plek. Hebt u belangstelling voor actueel productnieuws, service-info's, montage-instructies of trainingen? Zoekt u specifieke informatie over schadediagnose? Of hebt u praktische hulpmiddelen nodig die de dagelijkse werkzaamheden in de werkplaats vergemakkelijken? Registreer u dan nu gratis en met slechts enkele muisklikken via: Bovendien staan alle producten en reparatieoplossingen van Schaeffler Automotive Aftermarket voor technologische voorsprong en de hoogste kwaliteit. Hierbij streven we naar een toonaangevend assortiment voor alle categorieën en modellen voertuigen. Als gevolg van innovatieve technologieën, tal van nieuwe voertuigmodellen en steeds complexere voertuigcomponenten en servicewerkzaamheden worden werkplaatsprofessionals tegenwoordig voortdurend met uitdagende reparatiesituaties geconfronteerd. In het assortiment van Schaeffler Automotive Aftermarket vindt u daarom alles wat u nodig hebt voor het vervangen van onderdelen: van het originele vervangingsonderdeel via doordachte reparatieoplossingen tot en met het geschikte speciale gereedschap. Onze merken en producten: toonaangevend in de auto-industrie. Schaeffler is met zijn productmerken LuK, INA, FAG en Ruville een wereldwijd toonaangevende aanbieder van rol- en glijlageroplossingen, lineaire- en directeaandrijvingstechnologie evenals een gerenommeerde toeleverancier van de auto-industrie voor precisiecomponenten en systemen in motor, transmissie en onderstel. De mondiaal opererende ondernemingsgroep is een van de grootste Duitse en Europese industrieondernemingen in familiebezit. Schaeffler beschikt over een wereldwijd netwerk van productielocaties, onderzoeks- en ontwikkelingsfaciliteiten, verkoopkantoren, ingenieursbureaus en scholingscentra.

4 Inhoud 1 Ontwikkeling van de koppelingstechniek 6 2 Koppelingssysteem Werkingsprincipe Berekening van het overdraagbare koppel Ontwerp Werking 17 3 Koppelingsdrukplaat Taken Koppelingskarakteristieken en krachtdiagrammen Uitvoeringen Diafragmakoppeling in standaarduitvoering Diafragmakoppeling met veerschommels Diafragmakoppeling met steunveer Boutloze diafragmakoppeling Getrokken diafragmakoppeling Zelfnastellende diafragmakoppeling SAC I (krachtgestuurd) Zelfnastellende koppeling in meerplatenuitvoering (krachtgestuurd) Zelfnastellende diafragmakoppeling SAC II (krachtgestuurd) Zelfnastellende diafragmakoppeling SAC III (krachtgestuurd) Zelfnastellende diafragmakoppeling (weggestuurd) 30 4 Koppelingsplaat Werking Koppelingsplaat met torsiedempers Koppelingsplaat met trillingsdemper Uitvoeringen Koppelingsplaten voor tweedelige vliegwielen 35 5 Koppelingsvoering 36 6 Hydraulisch ontkoppelingssysteem Hoofdcilinder Hoofdcilinder met wegsensorfunctie Hydraulische drukleiding Hydraulische trillingsdemper (antitrillingsunit) Overdrukbegrenzer Hulpcilinder Hydraulisch druklager (Concentric Slave Cylinder, CSC) Koppelingsbekrachtiging (Clutch Servo Assistance, CSA) Druklager Werkzaamheden aan het ontkoppelingssysteem 45 4

5 Inhoud 7 Tweedelig vliegwiel Ontwerp Werking Speciale uitvoeringen 48 8 Geautomatiseerde transmissie (ASG) Techniek Functies 49 9 Dubbelekoppelingstransmissie (DKT) Basisprincipe Ontwerp CVT-transmissie (Continuously Variable Transmission) Ontwerp De continu variabele wrijvingsgesloten vermogensoverdracht Lamellenketting Koppelomvormer Ontwerp Werking Torsiedemper Algemene instructies 58 5

6 1 Ontwikkeling van de koppelingstechniek 1 Ontwikkeling van de koppelingstechniek Bijna alle componenten hebben in de meer dan 100-jarige geschiedenis van de auto een enorme technische ontwikkeling doorgemaakt. Betrouwbaarheid, productiekosten, onderhoudsgemak en duurzaamheid waren en zijn hierbij factoren die autoconstructeurs tot nieuwe en steeds betere oplossingen hebben gebracht. De basisontwerpen waren meestal al vanaf het begin bekend, maar konden pas worden gerealiseerd dankzij nieuwe materialen en bewerkingsmethoden. Het duurde tot het begin van de 20e eeuw voordat de verbrandingsmotor als een van de concurrerende aandrijvingsconcepten naast stoom- en elektrische aandrijvingen definitief en overtuigend doorbrak. In 1902 kon een voertuig met benzinemotor voor de eerste keer het absolute snelheidsrecord vestigen. Tot dan waren stoom- en elektrische voertuigen sneller, en ook nog tijdens het eerste decennium van de 20e eeuw streden de voorvechters van de drie aandrijvingsconcepten verder om het absolute snelheidsrecord. Stoom- en elektrische aandrijvingen hadden ten opzichte van de motorwagens voor vloeibare brandstoffen, zoals ze toen nog werden genoemd, een beslissend voordeel. Door de bijna ideale koppelcurve hadden ze geen koppeling of transmissie nodig, waardoor ze veel eenvoudiger waren te bedienen en bovendien minder storingsgevoelig en veel onderhoudsvriendelijker waren. Aangezien de verbrandingsmotor enkel vermogen afgeeft als er toeren worden gemaakt, moet deze bijgevolg over een ontkoppelingsvoorziening tussen motor en transmissie beschikken. Het toerentalafhankelijke aandrijfprincipe van de benzinemotor kan niet zonder mechanische hulp bij het wegrijden, om het nadeel dat er pas bij een bepaald toerental voldoende vermogen en daarmee koppel beschikbaar komt, te compenseren. Naast deze functie van wegrijkoppeling is de functie van scheidingskoppeling net zo belangrijk, om tijdens het rijden onbelast te kunnen schakelen. Vanwege de complexiteit van de problemen die hierbij moesten worden opgelost, waren in het begin veel, vooral kleinere, voertuigen niet uitgerust met een wegrijkoppeling. De motorwagen moest worden aangeduwd. Het werkingsprincipe van de eerste koppelingen stamt uit de machinehallen van de opkomende industrie. Net als bij de daar toegepaste transmissieriemen werden ook bij de motorwagens platte leren riemen gebruikt. Door de riem werd het aandrijfvermogen van de motorpoelie via een spanrol overgebracht op de aandrijftandwielen. Door de riem losser te maken, gleed deze door en werd er ontkoppeld. Door deze methode was de leren riem echter snel versleten. Daarom ging men er al snel toe over om naast de aandrijfschijf en even grote, onbelast lopende schijf te monteren. Met een hendel kon de transmissieriem van de onbelast draaiende schijf naar de aandrijfschijf worden omgeleid. De Benz Patent- Motorwagen uit 1886, waarmee Bertha Benz de eerste langeafstandsrit uit de autogeschiedenis, van Mannheim naar Pforzheim, op haar naam zette, was uitgevoerd met deze koppelingsoplossing. Vanwege enerzijds de nadelen van de riemaandrijving, zoals een laag rendement, een hoge slijtagegevoeligheid en matige rijeigenschappen, met name bij regenachtig weer, en anderzijds de noodzaak van transmissies die overweg konden met de steeds grotere motorvermogens gingen de constructeurs op zoek naar betere oplossingen dan de koppeling met transmissieriem. Transmissieriemkoppeling bij de Benz Patent-Motorwagen uit 1886 Fig. 1 6

7 Daarbij ontstonden diverse typen koppelingen. Ook de voorlopers van onze huidige koppelingen, die allemaal zijn gebaseerd op het basisprincipe van de wrijvingskoppeling, zijn destijds ontwikkeld. Om te koppelen wordt hierbij een schijf, die zich op het krukasuiteinde bevindt, in de richting van een tweede, stilstaande schijf bewogen. Als de schijven elkaar raken, ontstaat er wrijving, en de niet-aangedreven schijf komt in beweging (Figuur 2). Basisprincipe van de wrijvingskoppeling De aangedreven schijf wordt op de aandrijvende schijf gedrukt tot er een krachtgesloten verbinding is Fig. 2 Bij toenemende aandrukkracht en toenemend toerental neemt de aandrijvende schijf de aangedreven schijf mee tot er een krachtgesloten verbinding is en beide schijven dezelfde rotatiesnelheid hebben. In de overgangsperiode, dus tussen het moment dat de schijven gescheiden en het moment dat ze gekoppeld zijn, wordt de hoofdaandrijvingsenergie door het over elkaar glijden van de schijven omgezet in warmte. Op deze manier is het mogelijk om de koppeling geleidelijk en soepel in te schakelen, om te voorkomen dat de motor afslaat bij het wegrijden en dat motor en transmissie te lijden hebben van schokken. En tegelijkertijd kan bij ingeschakelde koppeling het motorvermogen zonder krachtverlies worden overgebracht. Constructie van de tot in de jaren twintig van de vorige eeuw dominerende conus- of kegelwrijvingskoppeling Vanaf de motor 2 Motorvliegwiel met holle kegel 3 Drukveer 4 Naar de transmissie 5 Meeneemkegel met leren bekleding 4 5 Fig. 3 De basisuitvoering van dit ontwerp werd al toegepast in de in 1889 door Daimler vervaardigde wagen met stalen wielen, die met een conus- of kegelwrijvingskoppeling was uitgerust (Figuur 3 en 4). In het conisch uitgedraaide vliegwiel grijpt hierbij een op de aandrijvende motoras vrij bewegende wrijvingskegel in, die door het koppelingshuis vast met de koppelingsas verbonden is. De kegel wordt met een veer tegen het vliegwiel gedrukt en kan door druk op het pedaal over de vrijlopende ontkoppelingsmof tegen de veerdruk worden teruggetrokken. Op deze manier wordt het krachtverloop onderbroken. Lengtedoorsnede van een koppeling met de kenmerkende onderdelen: koppelingskegel en bijbehorend uitgedraaid vliegwiel Fig. 4 1 Krukasflens 2 Vliegwiel 3 Ontkoppelingsmof 4 Koppelingspedaal 5 Ontkoppelvork 6 Koppelingsas 7 Koppelingshuis 8 Koppelingsveer 9 Koppelingskegel 10 Koppelingsvoering 7

8 1 Ontwikkeling van de koppelingstechniek Oorspronkelijk werden riemen van kameelhaar toegepast als frictievoering op het kegelvlak. Hiervoor kwamen echter snel leren riemen in de plaats, die ter bescherming tegen vocht, vet en olie eerst in ricinusolie werden gedrenkt (Figuur 5). Kegelkoppeling met verende leren voering Dit systeem had als voordeel dat het zelfnastellend is en de aandrijf- en transmissieas niet belast. De nadelen wogen echter zwaarder. De frictievoering versleet snel en was niet eenvoudig te vervangen. Daarom ging men al snel over op constructies met verende pennen of bladveren onder de frictievoering. Een ander nadeel was dat het vliegwiel en de koppelingskegel heel zwaar waren en bij het ontkoppelen te langzaam tot stilstand kwamen als gevolg van het grote massatraagheidsmoment van het koppelingsdeel. Aangezien de versnellingsbakken echter nog niet waren gesynchroniseerd, moest het koppelingsdeel na het ontkoppelen snel tot stilstand komen om te kunnen schakelen. Om dit probleem te verhelpen, werd vanaf ongeveer 1910 een extra koppelings- of versnellingsbakrem toegepast. Deze moest via een voetpedaal worden bediend, meestal in combinatie met het koppelingspedaal, waarbij beide pedalen van een gemeenschappelijke pedaalas gebruikmaakten. Uit gemakzucht lieten veel chauffeurs destijds het schakelen achterwege en lieten ze in plaats daarvan de koppeling liever slippen om de snelheid van het voertuig te regelen. Hierdoor werd het vliegwiel echter nog heter dan de door de isolerende leren voering thermisch beschermde wrijvingskegel. Vervolgens deed het probleem zich voor dat de kegel na zo'n zware rit dieper in het door de hitte uitgezette vliegwiel kon ingrijpen. Als het vliegwiel na verloop van tijd was afgekoeld, zat de kegel vastgeklemd in het vliegwiel (Figuur 5). Zo wonnen al na de Eerste Wereldoorlog metalen frictievoeringen steeds meer terrein. NAG-koppeling met tweedelige holle kegelring Fig. 5 Fig. 6 Maar gelijktijdig werden er ook andere varianten uitgeprobeerd. Zo paste de Neue Automobil-Gesellschaft (NAG) een koppeling (Figuur 6) toe, die was uitgerust met een uit staalplaat gestanste en voor de koeling van ventilatorachtige vleugels voorziene kegel met kameelharen voering. Deze kegel greep in een tweedelige ring met leren voering die in het vliegwiel was geschroefd. Door de tweedelige constructie kon de ring probleemloos worden gedemonteerd. Hierdoor werd het onderhoud eenvoudiger en bleef de koppeling minder vaak vastzitten. 8

9 1 Motor 2 Koppeling 3 Koppelingspedaal 4 Versnellingsbak 5 Kruiskoppeling 6 Cardanas 7 Linker achterwiel 8 Cardanasbuis 9 Veer 10 Kroonwiel 11 Aandrijfas linksachter 12 Achterbrug 13 Differentieel 14 Aandrijfas rechtsachter 15 Pignon 16 Achterashuis 17 Drukkogel voor opname van de achterasdruk en de overbrenging op het chassisraam 18 Chassisraam 19 Rechter achterwiel De Daimler-Motoren-Gesellschaft ontwikkelde een open wrijvingskoppeling met een kegel van blank aluminium (Figuur 8). Om de koppeling soepel te laten aangrijpen moest met regelmatige tussenpozen olie op de wrijvingsvlakken druppelen. Dankzij hun eenvoudige constructie werden kegelkoppelingen tot in de jaren twintig van de vorige eeuw op grote schaal toegepast. Metalen koppelingen met cilindrische wrijvingsvlakken konden zich niet handhaven omdat ze lastig te doseren waren. Enkel de door Daimler sinds 1900 ingebouwde veerbandkoppeling, een variant van de cilindrische koppelingsvorm, wist zich tot ongeveer de Eerste Wereldoorlog te handhaven dankzij zijn ontwerp dat van een geniale eenvoud getuigde. Bij de veerbandkoppeling zat in een uitsparing van het vliegwiel een sterke, spiraalvormige veerband, waarin het trommelvormige uiteinde van de overbrengingsas liep. Het ene uiteinde van de schroefveer was verbonden met het vliegwiel, terwijl het andere uiteinde was bevestigd aan het deksel van de veerbehuizing. Door het intrappen van het koppelingspedaal werd de veerband gespannen, deze wond zich (zelfversterkend) steeds vaster om de trommel, de transmissieas werd meegenomen en er werd gekoppeld. Voor het aanspannen van de veren was maar weinig kracht nodig en hierdoor werd de koppeling soepel ingeschakeld (Figuur 9). Aandrijflijn met kegelkoppeling Fig. 7 De koppeling wordt bediend via het pedaal, dat via een ontkoppelvork de meeneemkegel tegen de drukveer terugtrekt en daardoor ontkoppelt Conuskoppeling met aluminiumkegel* Veerbandkoppeling* Fig. 8 Fig. 9 * Daimler-Motoren-Gesellschaft Vanwege het eenvoudige ontwerp is deze koppeling vervaardigd tot de Eerste Wereldoorlog 9

10 1 Ontwikkeling van de koppelingstechniek Ongeveer op hetzelfde moment als de Daimler-Motoren- Gesellschaft zijn veerbandkoppeling ontwikkelde, experimenteerde de Engelse professor Hele-Shaw al met een lamellen- of meervoudige plaatkoppeling. Deze koppeling geldt als voorloper van de tegenwoordig gebruikelijke enkelvoudige droge plaatkoppeling. Lamellenkoppelingen, die vaak ook naar de eerste grote producent "Weston-koppelingen" worden genoemd, hadden grote voordelen ten opzichte van de kegelwrijvingskoppeling. Ze beschikten over veel grotere wrijvingsvlakken in combinatie met een geringe inbouwruimte en een permanent ingrijpen (Figuur 10). Lamellen- of meervoudige plaatkoppeling Bij de meervoudige plaatkoppeling is het vliegwiel verbonden met een trommelvormige behuizing, die aan de binnenkant is voorzien van groeven waarin aan de buitenrand dienovereenkomstig ingesneden platen worden geplaatst. Deze draaien mee met de krukas of het vliegwiel maar kunnen tegelijkertijd in de lengterichting worden verschoven. Een identiek aantal platen is dienovereenkomstig met binnenuitsparing gecentreerd op een met de koppelingsas verbonden naaf. Deze platen kunnen op de naaf bewegen in de lengterichting van de koppelingsas. Bij de montage worden binnenste en buitenste koppelingsplaten samengevoegd tot één lamellenpakket, waarin een aandrijvende en een aangedreven plaat elkaar altijd afwisselen. De zo gevormde platenparen, waarbij aanvankelijk steeds een bronzen plaat tegen een stalen plaat draaide, werden door een drukplaat via een koppelingsveer samengedrukt. Alle koppelingslamellen waren zo permanent ingeschakeld. Door deze steeds grotere wrijvingskracht kon de lamellenkoppeling zeer soepel aangrijpen. Bij het verminderen van de veerdruk werden de platen weer ontkoppeld. Voor een deel werden ze ondersteund door verende strips die uit het plaatvlak waren gebogen. Door het aantal platenparen te variëren kon dit type koppeling aan elk motorvermogen worden aangepast. Meervoudige plaatkoppelingen werkten in een olie- of petroleumbad of droog. Hierbij werden meestal speciale, vastgeklonken frictievoeringen toegepast (Figuur 11). De Engelse professor Hele-Shaw experimenteerde als eerste met een lamellen- of meervoudige plaatkoppeling Platenpaar van een lamellenkoppeling 1 Binnenste koppelingsplaat 2 Buitenste koppelingsplaat Meervoudige plaatkoppeling in een oliebad Fig. 10 Fig Vliegwiel 2 Krukasflens 3 Koppelingshuis 4 Koppelingsnaaf 5 Koppelingspedaal 6 Koppelingsplaten 7 Drukplaat 8 Koppelingsveer 9 Ontkoppelingsmof 10 Koppelingsas 11 Scharnieroog Fig

11 Het grootste nadeel van de lamellenkoppeling was beslist het sleepeffect, vooral in het oliebad. Hierdoor werd de krachtoverbrenging onvoldoende onderbroken, waardoor het schakelen werd bemoeilijkt (Figuur 12 en 13). Meervoudige droge plaatkoppeling met vastgeklonken voering Centreerstift 2 Aandrijfplaat voor de koppelingsas 3 Drukplaat met onkoppelingsmof 4 Koppelingsveer 5 Binnenste koppelingsplaten 6 Buitenste koppelingsplaten met koppelingsvoering Fig. 13 Al in 1904 hadden De Dion & Bouton het principe van de enkelvoudige plaatkoppeling geïntroduceerd (Figuur 14). Vanwege de aanvankelijk gebrekkige materialen won dit type koppeling pas terrein in de VS toen de auto in de jaren twintig populair werd, vooral ook op aandringen van de toeleveringsindustrie die vanaf het einde van de jaren twintig licenties verleende aan de Europese fabrikanten. Binnen een paar jaar verdrong de enkelvoudige plaatkoppeling de kegel- en lamellenkoppeling. Terwijl De Dion & Bouton de wrijvingsvlakken van hun platenkoppelingen nog met grafiet smeerden, kwam de grote doorbraak van deze koppelingstechnologie door de introductie van Ferodoasbestvoeringen, die vanaf ongeveer 1920 werden toegepast en pas aan het einde van de 20e eeuw door asbestvrije frictievoeringen werden vervangen. Enkelvoudige plaatkoppeling* Fig. 14 De voordelen van de enkelvoudige droge plaatkoppeling waren onmiskenbaar: vanwege de geringe massa van de koppelingsplaat kwam deze bij het ontkoppelen sneller tot stilstand, waardoor het schakelen veel gemakkelijker ging. Het eerste ontwerp van de enkelvoudige droge plaatkoppeling was relatief complex. Op het vliegwiel werd het koppelingshuis geflensd, waarin het koppelingsdeksel werd geschroefd. In het deksel zaten gekromde hefbomen die via veren naar binnen werden gedrukt en die vanaf een tussenplaat via de frictieplaat de druk en daarmee de verbinding door wrijvingskracht vanaf het vliegwiel overbrachten. * volgens De Dion & Bouton 11

12 1 Ontwikkeling van de koppelingstechniek De frictieplaat was via een aandrijfplaat verbonden met de verbindings- of transmissieas. De koppeling werd gekoppeld of ontkoppeld via een sleepringplaat, die een kegel heen en weer bewoog. De kegelflanken duwden hierbij de gekromde hefbomen, die voor het be- en ontlasten van de tussenplaat (en dus het koppelen en ontkoppelen) zorgden, tegen de veerdruk in naar buiten. Omdat de kegel rond de stilstaande sleepringplaat draaide, moest er regelmatig worden gesmeerd. De enkelvoudige koppeling werd pas populair toen de aandrukkracht door schroefveren werd geleverd (Figuur 15). Aanvankelijk experimenteerde men met één centraal geplaatste veer. Pas toen gebruik werd gemaakt van meerdere kleinere, aan de buitenrand van het koppelingshuis verdeelde spiraal- of koppelingsveren, werd het ontwerp in serie gefabriceerd (Figuur 16). Via een vrij op de koppelingsas verschuifbare ontkoppelingsmof konden de schroefveren via hefbomen worden samengedrukt en daarmee de drukplaat worden ontlast. Zo werd er ontkoppeld. Door verschillende veren toe te passen, kon de aandrukkracht worden gevarieerd. Deze constructie had echter als groot nadeel dat de schroefveren, die aan de buitenkant van de drukplaat zaten, bij toenemend toerental door de middelpuntvliedende kracht steeds sterker naar buiten tegen de veerhuizen werden gedrukt. Hierdoor veranderde de drukkarakteristiek door de wrijving die ontstond tussen veer en huis. Bij toenemend toerental werd de bediening van de koppeling steeds zwaarder. Bovendien was de lagering van de ontkoppelingsvingers, die voortdurend belast werden, slijtagegevoelig en konden de veerhuizen snel doorslijten, vooral als er vaak bij hoge toerentallen werd geschakeld (Figuur 17 en 18). Om deze inherente nadelen op te heffen, werd de diafragmakoppeling (Figuur 19) ontwikkeld. Deze koppeling werd in 1936 in het onderzoekslaboratorium van General Motor ontwikkeld en werd aan het eind van de jaren dertig in de VS in serieproductie genomen. In Europa werd de 1 Vliegwiel 2 Tussenplaat 3 Frictieplaat 4 Koppelingshuis 5 Koppelingsdeksel 6 Veer 7 Gekromde hefboom 8 Kegel 9 Sleepringplaat 10 Veerkoppeling 11 Verbindingsas 12 Leren voering 13 Aandrijfplaat diafragmakoppeling vooral na de Tweede Wereldoorlog bekend door haar toepassing in de Amerikaanse militaire vrachtwagens van GMC, en vanaf het midden van de jaren vijftig werd dit type koppeling, zij het aanvankelijk slechts incidenteel, ook toegepast door Europese fabrikanten. Porsche 356, Goggomobil, BMW 700 en DKW Munga waren de eerste voertuigen van Duitse oorsprong die ermee werden uitgerust. De koppeling werd in 1965 voor het eerst in serieproductie toegepast in de Opel Rekord. Aangezien de diafragmakoppeling rotatiesymmetrisch en dus toerentalonafhankelijk is, beleefde ze haar glorietijd in de jaren zestig, toen hoogtoerige motoren met bovenliggende nokkenassen (Glas, BMW, Alfa- Romeo) de constructies met stoterstangen op grote schaal begonnen te verdringen. Aan het einde van de jaren zestig waren nagenoeg alle fabrikanten overgestapt op diafragmakoppelingen. LuK speelde hierbij een belangrijke rol om de diafragmakoppeling rijp te maken voor serieproductie. De vervanging van het complete hefboomschroefveersysteem door een diafragmaveer, die beide functies vervult, bracht veel voordelen met zich mee. De eenvoudige mechanische constructie, de constante drukkracht, de geringe inbouwruimte bij een hoge aandrukkracht (van wezenlijk belang bij dwarsgeplaatste motoren) en de prestaties bij hoge toerentallen leidden ertoe dat deze koppeling tegenwoordig bijna uitsluitend in personenauto's wordt toegepast en in toenemende mate ook wordt ingebouwd in bedrijfswagens, waarin nog lang schroefveerkoppelingen werden gebruikt. Eerste ontwerp van de schroefveerkoppeling met loodrecht op de middenas geplaatste koppelingsveren Fig

13 De schroefveerkoppeling werd tot in de jaren zestig gemonteerd en beschikte over parallel aan de middenas geplaatste koppelingsveren. Schroefveerkoppeling Vliegwiel 2 Koppelingsvoering 3 Koppelingsplaat 4 Krukas 5 Koppelingsveren 6 Ontkoppelingsmof 7 Koppelingsas 8 Koppelingsdeksel 9 Drukplaat 10 Bedieningshendel Fig. 16 In Engeland en de VS was het Borg & Beckkoppelingstype, dat beschikte over in de koppelingskorf liggende veren, het meest verbreid. Borg & Beck-type Koppelingshuis 2 Koppelingskorf (koppelingsdeksel) 3 Koppelingsdrukveer 4 Druklager (zelfsmerend) 5 Koppelingsvork 6 Ontkoppelvork 7 Instelmoer 8 Drukplaat (aandrukplaat) 9 Aandrijfplaat (geveerd en gedempt) 10 Vliegwiel Fig. 17 Het ontwerp dat op het Europese vasteland veel werd toegepast, had externe, boven het koppelingsdeksel geplaatste veren. 1 Vliegwiel 2 Drukplaat 3 Instelmoer 4 Ontkoppelvork 5 Ontkoppelring 6 Koppelingsas 7 Druklager met grafietring 8 Aandrijfplaat 9 Koppelingsdrukveer 10 Koppelingsdeksel Koppeling met externe veren Fig

14 1 Ontwikkeling van de koppelingstechniek Parallel aan deze ontwikkeling werd ook de koppelingsplaat geoptimaliseerd. Het voortdurend veranderende toerental en het fluctuerende koppel van een verbrandingsmotor genereren trillingen die van de krukas, koppeling en ingaande as van de transmissie worden overgebracht op de transmissie. Bijgeluiden en hogere slijtage van de tandflanken zijn het gevolg. Dit effect wordt versterkt door het kleinere vliegwiel en de lichte constructie bij moderne voertuigen. Daarom werden koppelingsplaten uitgerust met torsiedempers en voeringvering. Gedurende lange tijd vereiste de bediening van het koppelingspedaal een krachtige voet omdat de pedaaldruk via stangen en assen werd overgebracht. Het comfort werd echter verbeterd door het toepassen van kabels vanaf de jaren dertig en de hydraulische bediening vanaf de jaren vijftig. Ook alle inspanningen om het koppelingsproces te automatiseren waren erop gericht om de bediening te vergemakkelijken. In 1918 kwam Wolseley met het idee van een elektromagnetische koppeling. In het begin van de jaren dertig bouwde de Franse firma Cotal zijn transmissie met voorkeuzeschakelaar en elektromagnetische koppeling, die in sommige luxeauto's werd ingebouwd. Het meest bekend werden de centrifugaalkoppelingen, waarbij de aandrukkracht afhankelijk van het toerental door de centrifugaalkracht werd geregeld, en automatische koppelingen als Saxomat (Fichtel & Sachs), LuKomat (LuK), Manumatik (Borg & Beck) en Ferlec (Ferodo). Geen ervan werd een blijvend succes. De concurrentie van de handmatige en automatische transmissies met koppelomvormer was te groot. Lamellenkoppeling van Chevrolet* Fig. 19 Bij de door Chevrolet ontwikkelde lamellenkoppeling werden de drukveren vervangen door een diafragmaveer. Daarom wordt dit type koppeling ook wel Chevrolet-koppeling genoemd 1 Voorste toplager van de koppelingsas 2 Klemveer met schroef 3 Schotel- of diafragmaveer met de vingervormige ontkoppelingslamellen 4 Druklager 5 Klemveer 6 Kogelbout voor de lagering van de koppelingsvork 7 Vliegwiel 8 Aandrijfplaat 9 Drukplaat 10 Binnenste geleidingsring 11 Buitenste geleidingsring 12 Koppelingskorf 13 Koppelingsvork 14 Terugtrekveer van de koppelingsvork * met goedkeuring van het tijdschrift "Markt für klassische Automobile und Motorräder" 14

15 2 Koppelingssysteem 2 Koppelingssysteem 2.1 Werkingsprincipe Verbrandingsmotoren geven slechts in een beperkt toerentalbereik bruikbaar vermogen af. Om dit bereik bij verschillende rijsnelheden en -omstandigheden te kunnen benutten, hebben motorvoertuigen een versnellingsbak nodig. Deze wordt tegenwoordig meestal via een enkelvoudige droge plaatkoppeling met de motor verbonden. Meervoudige droge plaatkoppelingen worden toegepast wanneer zeer hoge vermogens bij lage bedieningskrachten moeten worden overgebracht. Daarom worden deze hoofdzakelijk in sportauto's of vrachtwagens toegepast. Anders dan droge koppelingen, die luchtgekoeld zijn, werken natte koppelingen in een oliebad of olienevel. Ze worden hoofdzakelijk als lamellenkoppeling in automatische transmissies, bouwmachines, bijzondere voertuigen en in de meeste motorfietsen toegepast. Een koppeling moet aan de volgende vereisten voldoen: Motorkoppel overbrengen Krachtverloop tussen motor en transmissie onderbreken en tot stand brengen Snel schakelen mogelijk maken Soepel wegrijden mogelijk maken Trillingen dempen Fungeren als beveiliging tegen overbelasting Gedurende de gehele levensduur onderhoudsvrij zijn Slijtarm functioneren Gemakkelijk vervangbaar zijn Enkelvoudige droge plaatkoppeling Gekoppeld Ontkoppeld Fig

16 2 Koppelingssysteem 2.2 Berekening van het overdraagbare koppel Een van de hoofdtaken van de koppeling is om het motorkoppel over te brengen op de ingaande as van de transmissie. Met de volgende formule kan het overdraagbare koppel van een koppeling worden berekend: Weergave van de berekeningsparameters M d = r m n μ F a F a Waarbij: M d overdraagbaar koppel r m gemiddelde wrijvingsradius van de koppelingsvoering n aantal wrijvingsvlakken μ wrijvingswaarde van de voeringen aandrukkracht van de diafragmaveer F a d i d a Voorbeeld: Binnendiameter van de voering d i = 134 mm Buitendiameter van de voering d i = 190 mm Aandrukkracht F a = N Wrijvingswaarde μ = 0,27 0,32 (organische voeringen) 0,36 0,40 (anorganische voeringen) Fig. 21 Berekening van r m r m = d i + d a 4 r m = 134 mm mm 4 r m = 81 mm Bij de volgende berekening wordt het resultaat weergegeven in meters. 81 mm en 0,081 m M d = 0,081 m x 2 x 0,27 x N M d = 153 Nm Koppelingen worden in principe ontworpen met een veiligheidsfactor. Om die reden is het overdraagbare koppel altijd groter dan het maximale motorkoppel. 16

17 2.3 Ontwerp In het koppelingshuis vormen diafragmaveren, afstandsbouten, steunringen, tangentiaalbladveren en de drukveer een mechanisme dat een moduleerbare wrijvingsgesloten verbinding mogelijk maakt. De diafragmaveer genereert de aandrukkracht en vormt de hefboom tussen druklager en aandrukplaat. Steunringen die via afstandsbouten worden geleid, dienen als contactpunten van de diafragmaveer. De aandrukplaat wordt centraal geleid door meerdere tangentiaalbladveren in het koppelingshuis. De kracht wordt overgebracht door de koppelingsplaat met de koppelingsvoeringen. De koppelingsplaat creëert een wrijvingsgesloten verbinding met de motor via de voeringen, en met de naaf een vormgesloten verbinding met de ingaande as van de transmissie. 1 Tangentiaalbladveer 2 Koppelingshuis/koppelingsdeksel 3 Aandrukplaat 4 Steunring (ook kantelring) 5 Diafragmaveer 6 Torsiedemper 7 Naaf 8 Geleidingsbus 9 Ingaande as van de transmissie 10 Druklager 11 Pilotlager (ook toplager) 12 Koppelingsplaat 13 Afstandsbout 14 Segmenten voor voeringvering 15 Frictievoering 16 Vliegwiel Enkelvoudige droge plaatkoppeling (gesloten), componenten Fig Werking Enkelvoudige droge plaatkoppeling (geopend) Koppeling gesloten (Figuur 22) In gekoppelde toestand oefent de kracht van de diafragmaveer druk uit op de aandrukplaat. Hierdoor wordt de axiaal beweegbare koppelingsplaat tegen het vliegwiel gedrukt. Er ontstaat een wrijvingsgesloten verbinding. Zo kan het motorkoppel via het vliegwiel en de aandrukplaat naar de ingaande as van de transmissie worden geleid. Koppeling geopend (Figuur 23) Wanneer het koppelingspedaal wordt ingetrapt, wordt het druklager tegen de kracht van de diafragmaveer in de richting van de motor bewogen. Tegelijkertijd worden de diafragmaveren afgeleid via de steunringen waardoor de kracht op de aandrukplaat afneemt. Deze kracht is nu zo gering dat de tangentiaalbladveren de aandrukplaat tegen de kracht van de diafragmaveer in kunnen bewegen. Hierdoor ontstaat er speling tussen de wrijvingsvlakken, waardoor de koppelingsplaat zich vrij kan bewegen tussen het vliegwiel en de aandrukplaat. Bijgevolg is het krachtverloop tussen motor en aandrijving onderbroken. Fig

18 3 Koppelingsdrukplaat 3 Koppelingsdrukplaat 3.1 Taken De koppelingsdrukplaat vormt samen met het vliegwiel en de koppelingsplaat een wrijvingssysteem. Dit is op het vliegwiel bevestigd en zorgt ervoor dat het motorkoppel via de koppelingsplaat wordt doorgegeven aan de ingaande as van de transmissie. De diafragmaveer De belangrijkste component van de koppelingsdrukplaat is de diafragmaveer. In tegenstelling tot de eerder gebruikte schroefveren in koppelingen van personenauto's heeft de diafragmaveer het voordeel dat deze veel vlakker en lichter kan worden uitgevoerd. Vooral de karakteristiek van de diafragmaveer is van groot belang. Deze onderscheidt zich duidelijk van de lineaire karakteristiek van een schroefveer. Door het doordachte ontwerp van de binnen- en buitendiameter van de diafragmaveer, de dikte, opstellingshoek en materiaalhardheid kan een karakteristiekverloop worden gerealiseerd, zoals is weergegeven door de doorlopende curve in het eerste diagram in Figuur 24. Terwijl de aandrukkracht bij een schroefveerkoppeling lineair minder wordt naarmate de voeringdikte door slijtage afneemt, neemt deze hier eerst toe en wordt vervolgens weer minder. Dit krachtverloop is merkbaar comfortabeler dan bij de variant met schroefveren. De koppeling is zo ontworpen dat deze begint te slippen voordat de slijtagegrens van de voering wordt bereikt. Zo wordt de noodzaak om de koppeling te vervangen op tijd gesignaleerd, zodat verdere schade, bijvoorbeeld klinknagels van de voering die zich invreten, wordt voorkomen. Vanwege de karakteristiek van de diafragmaveer zijn de vereiste pedaalkrachten bovendien kleiner dan bij schroefveerkoppelingen. De Figuren 24 t/m 26 tonen bij wijze van voorbeeld koppelingskarakteristieken en krachtdiagrammen. Deze hebben niet direct betrekking op de afgebeelde uitvoeringen, maar zijn van algemene aard. De verticale assen links geven de krachten weer. Onderaan, op de horizontale assen, wordt de ontkoppelweg en in Figuur 24 de druklagerweg weergegeven. Op de verticale assen rechts ziet u de hefafstand van de aandrukplaat. Ausrückkraft [N] Ausrückkraft [N] Ausrückkraft [N] zulässige Belagabnutzung Betriebspunkt neue Kupplung Fig ,4 Betriebspunkt 2,2 Druckplattenabhub , ,6 1,4 Wirksame Anpresskraft der Druckplatte 1, ,8 Ausrückkraft 0, ,4 0, Ausrückweg [mm] Anpresskraft Ausrückkraft bei Belagverschleiß Ausrückweg/Ausrücklagerweg [mm] Abhub [mm] Fig ,4 Betriebspunkt 2, , ,6 1, Anpresskraft = Belagfederkraft 1, Lüftspalt 0,8 Ausrückkraft 0, ,4 0, Ausrückweg [mm] Druckplattenabhub Ausrückkraft neu 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Abhub [mm] Abhub [mm] Fig

19 3.2 Koppelingskarakteristieken en krachtdiagrammen In Figuur 24 geeft de doorgetrokken streep het verloop van de aandrukkracht aan. Met een nieuw gemonteerde koppelingsplaat wordt de positie van de max. veerkracht van de diafragmaveer overtroffen (operationeel punt van nieuwe koppeling). Naarmate de dikte van de voering afneemt, neemt de aandrukkracht van de diafragmaveer toe tot de maximale kracht, om vervolgens weer af te nemen tot ongeveer de waarde van de nieuwstaat totdat de toegestane slijtage van de voering is bereikt. De dikte van de koppelingsplaat neemt tijdens de levensduur af met ongeveer 1,5 tot 2 mm. De aandrukkrachten zijn zo berekend dat de koppeling begint te slippen kort voordat de klinknagels van de koppelingsvoeringen zich in de aandrukplaat of het vliegwiel invreten en daardoor extra schade aanrichten. De gestippelde/gestreepte lijn geeft het verloop van de ontkoppelingskracht weer, dus de voor het intrappen van de koppeling benodigde kracht in nieuwe staat en, weergegeven door de stippellijn, na het slijten van de voering. Eerst neemt de ontkoppelingskracht toe, totdat het operationele punt bereikt wordt, om dan weer langzaam af te nemen. De curve voor de ontkoppelingskracht bij slijtage van de voering is naar links verplaatst om de verhouding van aandrukkracht tot ontkoppelingskracht duidelijker te illustreren. Tegenover de hogere aandrukkracht in het operationele punt bij verslijtende voeringen staan overeenkomstig hogere ontkoppelingskrachten. De stippellijn geeft het verloop van de hefafstand van de drukplaat boven de druklagerweg weer. Hier wordt de overbrenging van de gaffel in de koppeling duidelijk: 8 mm ontkoppelweg komt overeen met 2 mm hefafstand, dus een overbrengingsverhouding van 4:1 (zonder rekening te houden met rek in de koppeling). Deze verhouding geldt ook voor de bovengenoemde aandruk- en ontkoppelingskracht. In het middelste (Fig. 25) en het onderste (Fig. 26) diagram worden metingen aan koppelingen vergeleken met en zonder rekening te houden met de voeringvering van een koppelingsplaat. De voordelen van een voeringvering zijn een soepel koppelingsgedrag en minder slijtage. Zonder vering van de voering neemt de effectieve aandrukkracht (doorgetrokken lijn) bij het ontkoppelen lineair en relatief steil af. Omgekeerd neemt deze bij het koppelen even steil en plotseling toe. In het onderste diagram daarentegen is te zien dat de ter beschikking staande ontkoppelweg waarlangs de aandrukkracht afneemt, ongeveer tweemaal zo lang is. Omgekeerd neemt bij het koppelen de aandrukkracht langzaam in een curve toe, omdat de voeringveren eerst moeten worden samengedrukt. Door de geringere afloop en toename van de aandrukkrachtcurve (doorgetrokken lijn) wordt ook de uitgesproken krachtpiek bij de benodigde ontkoppelingskracht verminderd. Zolang de aandrukplaat nog contact maakt met de koppelingsplaat, is de aandruk- en voeringveringkracht in evenwicht. 3.3 Uitvoeringen Afhankelijk van ontwerp en bedieningssysteem van de koppeling wordt onderscheid gemaakt tussen: Samengedrukte diafragmakoppelingen (openen door druk op de tongen van de diafragmaveer) Fig. 27 Getrokken diafragmakoppelingen (openen door trekken aan de tongen van de diafragmaveer) Fig

20 3 Koppelingsdrukplaat Diafragmakoppeling in standaarduitvoering Bij deze uitvoering wordt de diafragmaveer via afstandsbouten en steunringen geleid. De aandrukplaat is via tangentiaalbladveren verbonden met de behuizing en ligt op de buitenste rand van de diafragmaveer. Hierbij nemen de tangentiaalbladveren drie belangrijke functies voor hun rekening: De aandrukplaat terugtrekken bij het ontkoppelen Het motorkoppel overbrengen De aandrukplaat centreren motorzijde transmissiezijde motorzijde transmissiezijde 1 Koppelingshuis 2 Aandrukplaat 3 Diafragmaveer 4 Ring 5 Bout 6 Tangentiaalbladveer 7 Centreerboring Fig. 29 De diafragmaveer is onder voorspanning gemonteerd tussen aandrukplaat en koppelingshuis. Daarom stelt ze de vereiste aandrukkracht beschikbaar om de koppelingsplaat krachtgesloten te verbinden met het vliegwiel en de aandrukplaat. Hierbij wordt de diafragmaveer ondersteund door een met bouten bevestigde ring in het koppelingshuis. Optioneel kan deze ring ook worden vervangen door een geribbelde rand. De buitendiameter van de diafragmaveer ligt op de aandrukplaat. Als het koppelingspedaal wordt ingetrapt, drukt het druklager tegen de uiteinden van de diafragmaveertongen. De aandrukplaat trekt zich terug met behulp van de tangentiaalbladveren en de koppelingsplaat wordt vrijgegeven. 20

21 3.3.2 Diafragmakoppeling met veerschommels De diafragmakoppeling met veerschommels is een verdere ontwikkeling van de standaarduitvoering. Hierbij zijn de veerschommels zo vormgegeven dat ze de bouten in het koppelingshuis naar buiten trekken. Hierdoor wordt de slijtage in de lagering van de diafragmaveer gecompenseerd. Het voordeel van deze uitvoering is een gelijkblijvende ontkoppeling gedurende de gehele levensduur. motorzijde transmissiezijde motorzijde transmissiezijde 1 Koppelingshuis 2 Aandrukplaat 3 Diafragmaveer 4 Ring 5 Bout 6 Tangentiaalbladveer 7 Centreerboring 8 Veerschommel Fig

22 3 Koppelingsdrukplaat Diafragmakoppeling met steunveer Een speciale uitvoering is de diafragmakoppeling met steunveer. Voor de ondersteuning van de diafragmaveer op het koppelingshuis zorgt een ring, die optioneel ook kan worden vervangen door een geribbelde rand in het koppelingshuis. Het druklager vormt de steunveer. Hierdoor wordt een spelings- en verliesvrije diafragmaveerlagering met automatische slijtagecorrectie bereikt. Verder lijkt dit ontwerp op de eerder beschreven uitvoeringen. motorzijde transmissiezijde motorzijde transmissiezijde 1 Koppelingshuis 2 Aandrukplaat 3 Diafragmaveer 4 Ring 5 Bout 6 Tangentiaalbladveer 7 Centreerboring 8 Steunveer Fig

23 3.3.4 Boutloze diafragmakoppeling Een andere speciale uitvoering is de boutloze diafragmakoppeling. Net als bij de diafragmakoppeling met steunveer wordt de ondersteuning van de diafragmaveer op het koppelingshuis verzorgd door een ring, die optioneel ook kan worden vervangen door een geribbelde rand in het koppelingshuis. Als druklager dient net als bij de koppeling met bouten een draadring. Een bijzonder kenmerk is dat de ring op zijn plaats wordt gehouden door uit het koppelingsdeksel gevormde schommels. Net als bij de koppeling met veerschommels zijn de schommels ook hier voorgespannen, zodat de slijtage van de diafragmaveerlagering bij deze koppelingsuitvoering automatisch kan worden gecompenseerd en een spelingsvrije lagering van de diafragmaveer gedurende de gehele levensduur van de koppeling gegarandeerd is. motorzijde transmissiezijde motorzijde transmissiezijde 1 Koppelingshuis 2 Aandrukplaat 3 Diafragmaveer 4 Ring 5 Tangentiaalbladveer 6 Centreerboring 7 Schommels Fig

24 3 Koppelingsdrukplaat Getrokken diafragmakoppeling De onderstaande figuur toont een diafragmakoppeling in getrokken uitvoering. Het verschil met de gedrukte diafragmakoppeling is de omgekeerde montage van de diafragmaveer. De koppeling wordt bij dit type bediend door aan de tongen van de diafragmaveer te trekken. Hierbij steunt de diafragmaveer met de buitenrand op het koppelingshuis en met de binnenrand op de aandrukplaat. Het voordeel van deze koppelingsuitvoering is de mogelijkheid om, vanwege de hefboomverhoudingen, bij gelijke aandrukkracht geringere ontkoppelingskrachten te realiseren in vergelijking met een gedrukte diafragmaveerkoppeling. Daarnaast zijn getrokken koppelingen efficiënter dan gedrukte diafragmakoppelingen omdat de diafragmaveer wordt ondersteund door de buitendiameter van het koppelingshuis. Anders dan bij de gedrukte uitvoering is de demontage en montage van de getrokken koppeling aanzienlijk lastiger. Dit komt onder meer door het complexere ontwerp van het druklager. motorzijde transmissiezijde motorzijde transmissiezijde 1 Koppelingshuis 2 Aandrukplaat 3 Diafragmaveer 4 Tangentiaalbladveer 5 Centreerboring 6 Drukstuk Fig

25 3.3.6 Zelfnastellende diafragmakoppeling SAC I (krachtgestuurd) De laatste jaren is het koppel van nieuwe motoren sterk toegenomen. Dit heeft onvermijdelijk geleid tot koppelingssystemen met hogere aandrukkrachten, die weer toegenomen bedieningskrachten tot gevolg hadden. Het hieruit voortvloeiende verminderde comfort werd effectief gecompenseerd door de SAC-koppeling (Self-Adjusting Clutch). Principe van de zelfnastellende koppeling Bij een zelfnastellende koppeling wordt de toename van de ontkoppelingskracht van de diafragmaveer als gevolg van slijtage voorkomen en wordt gecompenseerd voor de afnemende dikte van het frictiemateriaal (slijtagecompensatie door krachtsturing). Het wezenlijke verschil met een conventionele koppeling is dat de (hoofd)diafragmaveer niet aan het deksel is vastgeklonken, maar via een zogeheten sensorveer wordt ondersteund. Deze sensorveer heeft een voldoende lang bereik waarbij de kracht nagenoeg constant is. Dit in tegenstelling tot de sterk degressieve hoofddiafragmaveer. De sensorveer wordt vervormd zodra het krachtniveau iets hoger is dan de ontkoppelingskracht. Zolang de ontkoppelingskracht lager is dan de kracht van de sensorveer, blijft het kantelpunt van de hoofddiafragmaveer bij het ontkoppelen op dezelfde plaats liggen. Wanneer echter door slijtage van het frictiemateriaal de ontkoppelingskracht toeneemt, wordt de tegenkracht van de sensorveer overschreden. Het kantelpunt verplaatst zich in de richting van het vliegwiel totdat de ontkoppelingskracht weer minder is dan de kracht van de sensorveer. Wanneer de sensorveer verschuift, ontstaat tussen het kantelpunt en het deksel een ruimte, die door de nastelring wordt gecompenseerd. Werking van de slijtagecorrectie De krachtsensor met diktecompensatie kan eenvoudig en effectief worden gerealiseerd met wiggen die naar elkaar bewegen. In vergelijking met een conventionele koppeling worden slechts een sensorveer (rood) en een nastelring (geel) toegevoegd. De sensorveer zit in het deksel gehaakt en ondersteunt door middel van zijn binnenste tongen de hoofddiafragmaveer. De wiggen zorgen voor de feitelijke correctie. Vanwege de middelpuntvliedende kracht zijn ze in de omtrekrichting gegroepeerd. Hierbij loopt de nastelring met wiggen op tegenoverliggende wiggen in het deksel. Deze nastelring wordt door drukveren in de omtrekrichting voorgespannen. Op deze manier wordt de ruimte tussen diafragmaveerlagering en deksel opgevuld, wanneer de sensorveer verschuift. Schematische weergave van het SAC-systeem 3 1 Koppelingshuis 2 Nastelring 3 Drukveer 4 4 Diafragmaveer 5 Sensorveer Fig. 34 Figuur 35 toont het verloop van de ontkoppelingskracht van een conventionele koppeling zowel met nieuw als met versleten frictiemateriaal. In vergelijking hiermee blijft de karakteristiek van de veel lagere ontkoppelingskracht van de zelfnastellende koppeling (SAC) gedurende de gehele levensduur nagenoeg ongewijzigd. Een bijkomend voordeel is de grotere slijtagereserve, die nu niet meer, zoals bij conventionele koppelingen, afhankelijk is van de lengte van de karakteristiek van de diafragmaveer, maar van de wighoogte. Deze kan zonder probleem worden vergroot tot ongeveer 3 mm bij kleine koppelingen en tot ongeveer 10 mm bij heel grote koppelingen. Dit is een belangrijke stap voorwaarts bij het verlengen van de levensduur van koppelingen Vergelijking van de ontkoppelingskrachten van een conventionele koppeling met die van de SAC Conventionele koppeling SAC Ausrückkraft Sensorkraft Slijtage Nieuw Fig

26 3 Koppelingsdrukplaat De belangrijkste kenmerken van deze constructie ten opzichte van de conventionele uitvoeringen zijn: Geringe ontkoppelingskrachten, die gedurende de gehele levensduur nagenoeg constant blijven Hierdoor meer rijcomfort gedurende de gehele levensduur van de koppeling Verhoogde slijtagereserve en dus een langere levensduur dankzij de automatische slijtagecorrectie Dit biedt een aantal voordelen: Servosystemen kunnen komen te vervallen (bijv. CSA, pagina 43) Eenvoudiger ontkoppelingssystemen Kortere pedaalwegen Gelijke bedieningskracht bij de diverse motorvarianten Nieuwe mogelijkheden om de diameter van de koppeling te verkleinen (koppeloverdracht) Kleiner werkbereik van het druklager gedurende de levensduur motorzijde transmissiezijde motorzijde transmissiezijde 1 Koppelingshuis 2 Nastelring 3 Drukveer 4 Diafragmaveer 5 Sensorveer 6 Bout 7 Bout 8 Tangentiaalbladveer 9 Aandrukplaat 10 Dekselaanslag Fig

27 3.3.7 Zelfnastellende koppeling in meerplatenuitvoering (krachtgestuurd) Krachtiger motoren met koppels > 500 Nm hebben ook koppelingen nodig die deze hogere koppels kunnen overbrengen. Bijna automatisch is hierdoor ondanks het gebruik van zelfnastellende koppelingssystemen ook de pedaalkracht toegenomen. Deze toename kon weliswaar door verschillende maatregelen, bijvoorbeeld door verbeterde ontkoppelingssystemen, binnen de perken worden gehouden, maar toch is er steeds meer vraag naar koppelingen die minder bedieningskracht vergen. motorzijde transmissiezijde motorzijde transmissiezijde Koppelingshuis 2 Nastelring 3 Drukveer 4 Diafragmaveer 5 Sensorveer 6 Bout 7 Bout 8 Tangentiaalbladveer 9 Aandrukplaat 10 Dekselaanslag 11 Tussendrukplaat 12 Hefklinknagel 13 Koppelingsplaat 1 14 Koppelingsplaat Fig. 37 Twee koppelingsplaten verhogen het overdraagbare koppel. Het belangrijkste verschil met de enkelvoudige plaatuitvoering is de uitbreiding van de SAC met een tussendrukplaat en nog drie tangentiaalbladveerpakketten om het ontkoppelen van de tussendrukplaat te waarborgen. Om beide koppelingsplaten zo gelijkmatig mogelijk te laten slijten, wordt de tussendrukplaat aangestuurd via de zogenaamde hefklinknagels. Deze zorgen ervoor dat de ontkoppeling van de tussendrukplaat overeenkomt met de helft van de opheffing van de aandrukplaat. Voor voertuigtoepassingen waarbij men om isolatieredenen een gedempte koppelingsplaat nodig heeft, kan een speciale uitvoering van de koppelingsplaat worden gebruikt. Een voordeel van de SAC in meerplatenuitvoering is dat de ontkoppelingskrachten kunnen worden verminderd of dat bij een gelijkblijvende ontkoppelingskracht het overdraagbare motorkoppel kan worden vergroot. Bij motorconcepten waarbij hoge koppels worden bereikt bij hoge toerentallen, biedt de SACmeerplatenkoppeling ook de mogelijkheid de buitendiameter van de voering te verkleinen waardoor het barsttoerental van de koppelingsplaten kan worden verhoogd. Bovendien kan door het lichter maken van de koppelingsplaten het massatraagheidsmoment in vergelijking met een enkelvoudige plaatkoppeling van gelijke grootte neutraal worden gehouden of in sommige gevallen zelfs iets worden verminderd. 27

28 3 Koppelingsdrukplaat Zelfnastellende diafragmakoppeling SAC II (krachtgestuurd) Om de bedieningskrachten verder te verminderen en het bedieningskrachtverloop te optimaliseren, is de huidige uitvoering van de SAC I verder ontwikkeld. Bij dit koppelingstype is de karakteristiek van de krachtsensor zodanig gewijzigd dat de koppeling bij grote bedieningsslagen een geringere nastelgevoeligheid heeft. Dit wordt bereikt door bladveren met een degressieve karakteristiek en een sensorveer met een lineaire karakteristiek, die buiten het draaipunt van de hoofddiafragmaveer aangrijpt. In veel gevallen kan deze sensorveer ook direct uit de diafragmaveer in de vorm van sensortongen worden ontwikkeld. Hierdoor komt de sensorveer volledig te vervallen. Met de SAC II kan de bedieningskracht bij hetzelfde over te brengen koppel met maximaal 15% worden verminderd. Het is ook mogelijk om de maximale bedieningskracht op het oorspronkelijke niveau te handhaven en het ontstane potentiaal te gebruiken om het karakteristiekverloop te optimaliseren. Fig Bladveren 2 Getrapte bout 3 Vlakke klinknagel om de sensortongen voor te spannen 4 Diafragmaveer met sensortongen 5 Deksel met 6 bladveerschommels Kracht [N] Conventionele koppeling Pedaalweg [mm] SAC I voor voetbediende koppeling SAC II voor voetbediende koppeling SAC II voor automatische koppeling Fig

29 3.3.9 Zelfnastellende diafragmakoppeling SAC III (krachtgestuurd) Een volgende stap in de ontwikkeling van de zelfnastellende koppeling is de SAC III. Om het verschil tussen de maximale en de minimale bedieningskracht (Figuur 41) verder te verminderen, is de constructie van de huidige SAC II op enkele punten zo gewijzigd, dat het koppelingspedaal een nog gelijkmatiger krachtsverloop heeft. Hiermee voldoet deze versie zelfs aan de hoogste comfortvereisten van het premium segment. Let op: Uitgebreide informatie over de SAC-koppeling is te vinden in de technische brochure "Zelfnastellende koppeling (SAC)" en op com en Fig. 40 SAC III met verminderd krachtverschil Ontkoppelingskracht Max. Min. Ontkoppelweg Fig

30 3 Koppelingsdrukplaat Zelfnastellende diafragmakoppeling (weggestuurd) Anders dan bij de krachtgestuurde slijtagecompensatie van de SAC-koppeling wordt de nastelprocedure bij deze uitvoering gerealiseerd door het meten van de weg bij het koppelen en ontkoppelen. Als de afstand tussen aandrukplaat en vliegwiel verandert, wordt de axiale verandering van de weg door een pignon met direct gekoppelde as omgezet in een radiale beweging van de nastelring. De afstand wordt vervolgens gecompenseerd met het uit de SAC bekende nastelsysteem. Componenten van de zelfnastellende koppeling met wegsturing 1 Aandrukplaat met verstelinrichting 2 Nastelring 3 Klinknagel 4 Steunveer 5 Getrapte bout 6 Diafragmaveer 7 Centreerbout 8 Steunring 9 Deksel met verstelveer Fig. 42 Werking De diafragmaveer (Figuur 43) is via een afstandsbout (1) verbonden met de aandrijfpal/verstelveer (3) van het nastelmechanisme. Door het lichten van de diafragmaveer wordt de afstandsbout bij toenemende slijtage steeds verder opgelicht en daardoor wordt ook de aandrijfpal hoger opgelicht. Deze beweging wordt door de aandrijfpal/verstelveer overgebracht op de pignon. Een blokkeerpal (2) blokkeert de pignon in tegengestelde richting. Als de dikte van de frictievoering en daarmee de weg verandert, draait de pignon en wordt de koppeling nagesteld. Doorsnede van het verstelmechanisme Om een fijn afgestemde nastelling te realiseren (Figuur 44), is er naast de aandrijfpal nog een in tussenstappen verdeelde blokkeerpal (2). Hierdoor kan de pignon (3) in zeer kleine stappen worden gedraaid. De draaiing van de pignon drijft de as (4) aan en veroorzaakt een axiale beweging van de moer (5). Deze is uitgerust met een meenemer, die in de nastelring (1) ingrijpt. De overbrengingsverhouding tussen pignon en moer compenseert ten slotte de hoogte bij de nastelring in stappen van 2/100 mm. Dit heeft tot resultaat dat een voeringsslijtage van 0,2 mm gedurende 10 koppelingsbedieningen wordt nagesteld. Er is geen ander systeem dat over zo'n gevoelige nastelling beschikt. Hierdoor blijft het bedieningscomfort van de koppeling van het begin tot de slijtagegrens constant op een zeer hoog niveau. Onderdelen van de verstelinrichting Fig Fig

31 4 Koppelingsplaat 4 Koppelingsplaat 4.1 Werking 4.2 Koppelingsplaat met torsiedempers De koppelingsplaat fungeert als wrijvingselement tussen vliegwiel en aandrukplaat en heeft tot taak het motorkoppel naar de ingaande as van de transmissie over te brengen. Om het toerental van motor en transmissie op elkaar af te stemmen en om het motorkoppel over te brengen worden frictievoeringen gebruikt, die niet alleen aan technische vereisten zoals geringe slijtage, constante wrijvingswaarde en geleidelijke vermogensopbouw, maar ook aan de huidige milieuvoorschriften voldoen. De voeringen die op de koppelingsplaten worden toegepast, worden door LuK zelf ontwikkeld en vervaardigd. Er worden torsiedempers toegepast om de door de verbrandingsmotor veroorzaakte onregelmatigheden, die kunnen leiden tot trillingen in de transmissie en daardoor tot storende bijgeluiden, te verminderen. Als vanwege de beperkte inbouwruimte of uit kostenoverwegingen geen tweedelig vliegwiel kan worden toegepast, is de koppelingsplaat met torsiedempers de beste oplossing. Koppelingsplaten kunnen nauwkeurig worden afgestemd op de vereisten van het betrokken voertuigmodel. De constructie van de voeringvering beïnvloedt zowel de vermogensopbouw bij het wegrijden als ook de ergonomische bediening van het koppelingspedaal. Naast de standaardversie met afzonderlijke segmenten worden voor veeleisende toepassingen meervoudig gegolfde dubbele segmenten (Figuur 45) toegepast. Door de effectieve ondersteuning van de voeringen ontstaat een gelijkmatig contactbeeld. Het aanlopen en doorbuigen onder temperatuur en daardoor een verandering van de voeringvering gedurende de levensduur worden tot een minimum beperkt. Afzonderlijke segmenten Dubbele segmenten Fig

32 4 Koppelingsplaat Om ondanks de lichte en zuinige aandrijflijnen aan de huidige comfortvereisten te voldoen, moeten uitgekiende veerdempingssystemen met frictiesturingselementen worden toegepast (Figuur 46). De uitdaging is om op elke bedrijfs- of belastingsconditie een aparte torsiedemperkarakteristiek met gedefinieerde veerstijfheid en frictiedemping (hysterese) af te stemmen. Hierbij kan de torsiedemperkarakteristiek (Figuur 47) worden aangepast aan de specifieke wensen van de voertuigfabrikant. Er zijn verschillende mogelijkheden: van de meerfasige uitvoering met de trillingstechnisch beste aanpassing van alle karakteristieke waarden via kostenoptimale compromisoplossingen met voordempers voor stationair draaien tot de eenfasige karakteristiek. Verder compenseert de door LuK ontwikkeld conuscentrering de mogelijke asuitlijningsfout tussen motor en transmissie. Hierdoor wordt ook bij stationair toerental een nauwkeurige werking van de speciaal voor deze belastingsconditie ontworpen demper (voordemper) gegarandeerd. Voordempers zorgen ook bij lagere stationaire toerentallen voor een goede trillingsisolatie en helpen zo het verbruik en de uitstoot te verminderen. Koppelingsplaat met verschillende veerdempingssystemen en frictiesturingselementen Aandrijfplaat 2 Klinknagel van de frictievoering 3 Frictievoeringen 4 Drukveren (stationaire of lagebelastingsdemper) 5 Drukveren (belastingsdemper) 6 Naafflens 7 Frictieringen 8 Steunschijf 9 Diafragmaveren 10 Afstandsplaat 11 Tegenplaat Demperkooien (stationaire of lagebelastingsdemper) 13 Centreerconus 14 Axiaal veersegment 15 Klinknagel van het veersegment 16 Naaf Fig. 46 Torsiedemperkarakteristiek en rijomstandigheden Schub 4. Stufe Lastwechsel 20 Torsionsdämpferkennlinie und Fahrzustände 3. Stufe Schubstufe 10 M [Nm] Stufe Leerlauf 3. Stufe Übergangsstufe 4. Stufe Last 2. Stufe Kriechen, Niedriglast De torsiedemperkarakteristiek geeft de verdraaiingshoek weer afhankelijk van het overgebrachte koppel. [ ] 2. Stufe Kriechen, Niedriglast 1. Stufe Leerlauf Zug Fig

33 4.3 Koppelingsplaat met trillingsdemper Bij alle aandrijflijnen met wrijvingsgesloten overbrengingselementen kunnen in de slipfase wisselende koppels worden overgedragen, die bij hogere intensiteit als trillingen of schokken kunnen worden gevoeld. Dit leidt tot comfortverlies, dat vaak met de koppeling in verband wordt gebracht. Echter ook andere factoren kunnen bijdragen tot onrust in de aandrijflijn. Zo zijn bijvoorbeeld de plaatsing van motor en transmissie, de configuratie van aggregaatsteunen, maar ook de vormgeving van de gehele aandrijflijn van grote invloed op het rijgedrag van een voertuig. De koppelingsplaat met trillingsdempers compenseert schokken die niet door de koppeling worden veroorzaakt. Hierbij wordt de trilling, afhankelijk van de relatieve verdraaiingshoek, via een kleine slipkoppeling variabel omgezet in frictie, en wel zodanig dat deze met het toenemende impulsmoment groter wordt. Qua ontwerp is dit systeem uitgerust met tegen elkaar verdraaibare wiggen, die op een membraanveer met lineaire karakteristiek werken. Zo kan de aandrukkracht in de frictie-inrichting en daardoor de frictie in precies de gewenste mate toenemen, zodra de dempermassa ten opzichte van de koppelingsplaat wordt verdraaid. Constructie van een koppelingsplaat met trillingsdemper 1 Diafragmaveer 2 Frictiering 3 Membraanveer 4 Frictiering met wiggen 5 Veerkooi 6 Dempermassa met wiggen 7 Dekplaat Fig. 48 Werkbereik van de trillingsdemper Versterking Frequentie Zonder trillingsdemper Met trillingsdemper Fig

34 4 Koppelingsplaat 4.4 Uitvoeringen Starre koppelingsplaat Kenmerken: Speciaal afgestemde veringvoering Voor voertuigen met tweedelig vliegwiel Fig. 50 Voordelen: Soepeler vermogensopbouw bij het wegrijden Veilige koppeloverdracht door gedeeltelijke compensatie van de temperatuurvervorming van vliegwiel en drukplaat Maakt ergonomische pedaalkrachten mogelijk Koppelingsplaat met uitlijningsfoutcompensatie Kenmerken: Speciaal afgestemde veringvoering Eenfasige torsiedemper voor stationair draaien Conuscentrering voor uitlijningsfoutcompensatie Voor voertuigen met tweedelig vliegwiel Fig. 51 Voordelen: Soepeler vermogensopbouw bij het wegrijden Veilige koppeloverdracht door gedeeltelijke compensatie van de temperatuurvervorming van vliegwiel en drukplaat Maakt ergonomische pedaalkrachten mogelijk Compensatie voor uitlijningsfouten tussen ingaande as van de transmissie en krukas zonder dat de werking nadelig wordt beïnvloed Verbeterde trillingsdemping bij stationair toerental Koppelingsplaat met eenfasige torsiedemper Kenmerken: Eenfasige torsiedemper met gedefinieerde veerstijfheid en frictiedemping Speciaal afgestemde veringvoering Voor voertuigen met een- of tweedelig vliegwiel Fig. 52 Voordelen: Minder trillingen en bijgeluiden in de aandrijflijn Soepeler vermogensopbouw bij het wegrijden Veilige koppeloverdracht door gedeeltelijke compensatie van de temperatuurvervorming van vliegwiel en drukplaat Maakt ergonomische pedaalkrachten mogelijk 34

35 Koppelingsplaat met meerfasige torsiedemper en gescheiden voor- en hoofddemper Kenmerken: Meerfasige torsiedemper met gescheiden voor- en hoofddemper De afzonderlijke fasen zijn aangepast aan de corresponderende belastingscondities en kunnen onafhankelijk van elkaar worden gedefinieerd Speciaal afgestemde veringvoering Conuscentrering voor uitlijningsfoutcompensatie Voor voertuigen met enkelvoudig vliegwiel Fig. 53 Voordelen: Minder trillingen en bijgeluiden in de aandrijflijn, met name bij lichte en zuinige aandrijflijnen Verbeterde trillingsdemping Soepeler vermogensopbouw bij het wegrijden Veilige koppeloverdracht door gedeeltelijke compensatie van de temperatuurvervorming van vliegwiel en drukplaat Compensatie voor uitlijningsfouten tussen ingaande as van de transmissie en krukas zonder dat de werking nadelig wordt beïnvloed Maakt ergonomische pedaalkrachten mogelijk 4.5 Koppelingsplaten voor tweedelige vliegwielen Als een tweedelig vliegwiel wordt gebruikt om de torsietrillingen in de aandrijflijn te verminderen, kunnen koppelingsplaten met of zonder torsiedemper worden gebruikt. De combinatie van tweedelig vliegwiel en een koppelingsplaat met eenfasige torsiedemper wordt altijd toegepast wanneer aan de hoogste comforteisen moet worden voldaan. Bij lagere eisen bieden starre koppelingsplaten of koppelingsplaten met compensatiemechanisme een goedkoper alternatief. Motor- en transmissietoleranties, met name bij ingaande assen van de transmissie zonder pilotlager, kunnen een uitlijningsfout tussen krukas en aandrijving veroorzaken. In combinatie met starre koppelingsplaten kan deze uitlijningsfout in sommige gevallen bijgeluiden bij stationair toerental en verhoogde profielslijtage veroorzaken. Een oplossing voor dit probleem biedt de koppelingsplaat met compensatiemechanisme, die bij stationaire toerentallen en lage belasting een radiale beweging van de naaf mogelijk maakt en die hierdoor radiale krachten compenseert. De veren van de koppelingsplaat met uitlijningsfoutcompensatie werken daarbij alleen bij lage belasting. Zonder torsiedemper Met torsiedemper 2000 Acceleratie [1/s] ,1 0,2 0 0,1 0,2 Tijd [s] Tijd [s] Motor Transmissie Fig. 54 In de diagrammen (Figuur 54) wordt het torsietrillingsgedrag van motor en transmissie bij stationair toerental weergegeven. Zonder torsiedemper worden de trillingen direct overgebracht op de transmissie. Een gedeelte van de trillingen wordt door een torsiedemper geabsorbeerd. 35

36 5 Koppelingsvoering 5 Koppelingsvoering Een van de zwaarst belaste onderdelen van de krachtoverbrenging is de koppelingsvoering. De voering is meestal vastgeklonken op de koppelingsplaat en vormt samen met de koppelingsdrukplaat en het vliegwiel in eerste instantie een glij- en vervolgens een adhesief frictiesysteem. De grootste uitdaging is om het motorkoppel bij elke bedrijfsconditie zo comfortabel mogelijk over te brengen op de transmissie. Al bij de eerste motorvoertuigen werden droge koppelingen toegepast. Als frictiemateriaal werden voeringen van beuken- of eikenhout gebruikt. Met de uitvinding van de fenolhars in het begin van de 20e eeuw werd de basis gelegd voor de tegenwoordig gebruikelijke organische koppelingsvoeringtechnologie. De voordelen van fenolharsen als bindmiddel voor remen koppelingsvoeringen werden al snel ontdekt en benut. Voor het eerst konden onderdelen uit een gemakkelijk vormbare massa worden vervaardigd, die na uitharding ook bij grote hitte hun vorm behielden. Fabricageprocessen Organisch gewikkelde koppelingsvoeringen, zoals we die tegenwoordig kennen, worden sinds 1930 vervaardigd. Als basis dient een geïmpregneerde band. Voor de vervaardiging van banden die oplosmiddelen bevatten worden grondstoffen zoals rubber, hars of vulstoffen opgelost in een organisch oplosmiddel, bijv. tolueen of water. Zelf vervaardigde garens, bestaande uit glas, koper, aramide en synthetische vezels, worden deels meerdere keren door een met opgeloste grondstoffen (frictiecement) gevuld impregneerbad geleid. Hier wordt het frictiecement door de garens opgenomen. Het geïmpregneerde garen wordt vervolgens door een droogtoren geleid, waar het oplosmiddel wordt verdampt en via een complex proces wordt teruggewonnen. De gebruikte grondstoffen hebben hierbij een grote invloed op de eigenschappen van een frictievoering. Productie van banden op basis van oplosmiddelen Trockenturm Er zijn in principe twee verschillende soorten koppelingsvoeringen: Rohstoffe Lösemittel Anorganische voeringen Organische voeringen, gewikkeld of geperst Garn De anorganische voeringen, ook sinter- of keramische voeringen geheten, worden onder andere bij tractoren toegepast. Het voordeel van deze voeringen is een hogere frictiewaarde van μ ~ 0,4 bij een temperatuur van max. ca. 600 C. Organische voeringen daarentegen hebben een frictiewaarde van μ ~ 0,3 en zijn bestand tegen thermische belastingen tot ca. 350 C. Het voordeel van organische voeringen is de aanzienlijk comfortabeler werking (minder neiging tot schokken), waardoor ze voor personenauto's en de meeste bedrijfswagens nog steeds onmisbaar zijn. Mixer Tränkwanne Oplosmiddelvrije productie van banden Rohstoffe Compounder Imprägniertes Band Fig. 55 Garn Extruder Beschichtetes Band Fig

37 Terugkijkend op de geschiedenis van de koppelingsvoering kunnen we vaststellen dat de technische vooruitgang van de koppeling lange tijd maar weinig invloed heeft gehad op de technologie of de productie van de koppelingsvoering. Met het nieuw ontwikkelde LMF-proces (oplosmiddelvrije productie) is hier verandering in gekomen. Koppelingsvoeringen in verschillende uitvoeringen Met de geïmpregneerde of gecoate band werden in de volgende processtap machinaal gewikkelde onderdelen (Figuur 58) geproduceerd. Hydraulische persen vormen vervolgens onder druk en hoge temperatuur de geperste onderdelen. Speciale ovens met verschillende temperatuurprogramma's sturen het uithardingsproces, dat wel 30 uur kan duren. Tot slot worden de geperste onderdelen op maat geslepen, geboord en worden ze geïmpregneerd tegen stof en corrosie. Anders dan bij de productie van banden die oplosmiddelen bevatten worden bij de oplosmiddelvrije methode de grondstoffen tot een frictiecement (Figuur 59) gekneed of gemengd en vervolgens gegranuleerd. Dit heeft als voordeel dat door de enorme taaiheid van de kneedmassa geen grondstof bezinkt of boven komt drijven, zoals het geval is wanneer oplosmiddelen worden gebruikt. Het frictiecement in granulaatvorm wordt dan in een extruder (wormpers) onder hoge druk en hoge temperatuur weer zacht gemaakt, om vervolgens het garen hiermee te coaten. Bij deze baanbrekende methode, waarbij geen oplosmiddel meer wordt gebruikt, wordt vanwege het geringere energieverbruik veel minder CO 2 uitgestoten dan bij de productie met behulp van oplosmiddelen. Het belangrijkste voordeel is echter de veel grotere keuze aan grondstoffen die kunnen worden gebruikt, omdat er geen rekening meer hoeft te worden gehouden met het oplosmiddel. Hierdoor worden de prestaties van de koppelingsvoeringen aanzienlijk verbeterd. Naast de eigenschappen frictiewaarde, slijtage en wegrijcomfort (tribologische eigenschappen), die op basis van de nieuwe, oplosmiddelvrije bandproductie zijn verbeterd, zijn er verschillende design- en materiaaloplossingen, die vooral de mechanische eigenschappen van de voering (stevigheid en thermische bestendigheid) positief beïnvloeden. Gewikkeld onderdeel Frictiecement in granulaatvorm Fig. 57 Fig. 58 Fig

38 5 Koppelingsvoering Dit productieproces biedt specifieke mogelijkheden om de voering verder te ontwikkelen. Als voorbeeld noemen we de organische sandwichtechnologie. Het zogeheten sandwichontwerp verbindt twee verschillende gewikkelde onderdelen met elkaar, die worden samengeperst tot een ondeelbare eenheid. De frictielaag (eerste gewikkelde onderdeel) kan zonder op stevigheid te letten, speciaal worden geoptimaliseerd op tribologische eigenschappen. Een grotere stevigheid wordt bereikt door een speciale dragende laag (tweede gewikkeld onderdeel). Fasen in de voeringproductie Eindproduct, geboord en gemerkt Garen, bestaande uit verschillende vezels Frictiecement in granulaatvorm Geperst onderdeel, uitgehard en geslepen Gecoate/ geïmpregneerde band Geperst gewikkeld onderdeel (geperst onderdeel) Gewikkelde band (gewikkeld onderdeel) Fig. 60 Dubbelekoppelingstransmissies stellen de hoogste eisen aan een koppelingsvoering. Dat aan deze eisen moet worden voldaan bij een zo klein mogelijke inbouwruimte, maakt het nog lastiger. Als oplossing is het speciale Slim Disc Design ontwikkeld. Slim Disc-voering De Slim Disc-voering (Figuur 61) is opgebouwd uit verschillende lagen, waarbij het tweede gewikkelde onderdeel wordt vervangen door staalplaat. Dit zorgt voor een nog grotere stevigheid terwijl de dragende plaat dient voor de bevestiging van de koppelingsvoering. Dit gebeurt door de verbinding aan de achterzijde van de voeringdrager. Bij gelijkblijvende slijtagevolumes kan zo ongeveer 2 mm axiale inbouwruimte extra worden gecreëerd. 1 Voeringsegment 2 Dragersegment 3 Voeringveersegment 4 Plaatverbinding Fig

39 6 Hydraulisch ontkoppelingssysteem 6 Hydraulisch ontkoppelingssysteem In voertuigen met een handmatig bediende droge koppeling moet de door de bestuurder gegenereerde pedaalkracht door een mechanisme worden versterkt en op de koppeling worden overgebracht. Om dit te realiseren hebben de auto-ontwerpers de meest uiteenlopende oplossingen ontwikkeld. Oorspronkelijk werden de pedaalkrachten via een kabel van het pedaal naar een hefboommechanisme in het koppelingshuis overgebracht. Via de hefboom en een druklager werd zo de koppeling bediend. Het marktaandeel van dit systeem is inmiddels uiterst gering. In de kleiner wordende motorruimten is het namelijk steeds lastiger om een kabel in een zo recht mogelijke lijn tussen het pedaal en de hefboom aan te brengen. Kleine radii zijn bij een kabel niet haalbaar, omdat de wrijving en de slijtage hierdoor ontoelaatbaar sterk toenemen en het comfort bij het bedienen van de koppeling nadelig wordt beïnvloed. In moderne voetbediende koppelingen wordt een hydraulische koppelingsbediening toegepast. Er zijn in principe twee systemen: Semihydraulisch systeem Volledig hydraulisch systeem Bij het semihydraulische systeem wordt de kabel vervangen door een hydraulisch gedeelte, bestaande uit een hoofdcilinder, een hydraulische slang en een hulpcilinder aan de buitenzijde van de transmissie. Bij het volledig hydraulische systeem (Figuur 62) worden de functies van het ontkoppelingsmechanisme aan transmissiezijde overgenomen door een hydraulisch druklager (CSC Concentric Slave Cylinder). Dit is direct in het transmissiehuis tussen transmissie en koppeling geplaatst. Constructie van een volledig hydraulisch koppelingssysteem 1 Tweedelig vliegwiel 2 Koppeling 3 Ingaande as van de transmissie 4 Hydraulisch druklager (CSC) 5 Trillingsdemper/antitrillingsunit 6 Overdrukbegrenzer 7 Hydraulische drukleiding 8 Reservoir voor hydraulische vloeistof 9 Hoofdcilinder Fig

40 6 Hydraulisch ontkoppelingssysteem 6.1 Hoofdcilinder De hoofdcilinder (Figuur 63) bestaat uit een huis, een zuiger met zuigerstang en een rangschikking van twee afdichtingen (primaire en secundaire afdichting) en bezit een hydraulische aansluiting voor de drukleiding van de hulpcilinder. Deze is meestal als snelkoppeling uitgevoerd, maar in sommige toepassingen worden ook nog de in de remtechniek gebruikelijke schroefverbindingen gebruikt. Verder heeft de hoofdcilinder een aansluiting voor de olievoorziening. Deze is vaak via een slang verbonden aan het reservoir van de remmen. Er zijn echter ook systemen waarbij de koppelingscilinder een eigen reservoir heeft. De primaire afdichting scheidt het reservoir van de hydraulische drukruimte. Deze afdichting maakt de drukopbouw voor het bedienen van de koppeling mogelijk. De secundaire afdichting scheidt de lagedrukruimte af van de omgeving. Als het pedaal wordt losgelaten, zorgt een veer aan het pedaal of in de hoofdcilinder ervoor dat de zuiger volledig wordt terugbewogen. In deze rustpositie van het pedaal is de verbinding tussen het reservoir en de drukruimte geopend. Nu kan in het systeem ingesloten lucht ontsnappen en kan er vloeistof binnenstromen. Hier komt het zelfnastellend mechanisme van het hydraulisch systeem tot zijn recht. Bij de eerste hydraulische koppelingshoofdcilinders was het huis van metaal; dit vergde een langdurig productieproces. Dankzij de introductie van de kunststof hoofdcilinder werd het productieproces eenvoudiger, maar de ontwerpprocessen van een voor kunststof geschikte constructie stonden aanvankelijk nog in de kinderschoenen en boden nog lang niet de huidige mogelijkheden. Zowel de zuiger als de afdichtingsloopvlakken bestonden uit oppervlaktegehard metaal, de zuigerstangen waren doorgaans van staal en de cilinders hadden een groot aantal afzonderlijke afdichtingen. Hoofdcilinder in doorsnede Aansluiting naar het reservoir 2 Primaire afdichting 3 Secundaire afdichting 4 Aansluiting naar de drukleiding 5 Behuizing 6 Zuiger 7 Zuigerstang Een nadeel van de lichtgewicht kunststofbehuizingen van de hoofdcilinder is de sterkere neiging tot piepgeluiden, die worden veroorzaakt door de snelheidsafhankelijke frictiewaarde tussen de elastomeerafdichtingen en het afdichtingsloopvlak. Hiervoor zijn inmiddels afdoende corrigerende maatregelen ontwikkeld, zoals coatings of speciale vetten. Bij de productie worden bij voorkeur zuigers van duroplastisch materiaal toegepast in combinatie met een geoptimaliseerd vet. Hierdoor kunnen storende piepgeluiden ook onder kritische klimatologische omstandigheden en bij gebruik van verschillende typen remvloeistof op betrouwbare wijze worden voorkomen Fig. 63 Door systematische ontwikkelingsinspanningen is het inmiddels gelukt om het aantal onderdelen met ongeveer de helft te verminderen en tegelijkertijd zoveel mogelijk af te zien van dure onderdelen van metaal. Dankzij geschikte materiaalcombinaties worden bedrijfszekere afdichtingsloopvlakken van kunststof vervaardigd, en met glasvezel versterkte thermoplasten vervangen steeds vaker de stalen zuigerstangen. Door het combineren van functies is het aantal afdichtingen van oorspronkelijk vijf teruggebracht naar twee. 40

41 6.2 Hoofdcilinder met wegsensorfunctie Wie een auto met stop-startfunctie bezit, kent het volgende gedrag: de motor wordt automatisch uitgeschakeld wanneer deze niet nodig is. Als de schakelhendel in de vrijstand wordt geplaatst en de voet van de koppeling wordt gehaald, dan schakelt het elektronisch systeem de motor uit. Om de motor weer te starten, is het voldoende om het koppelingspedaal in te trappen. Het starten gaat razendsnel en zonder dat verdere actie is vereist. Het tussentijds uitschakelen bespaart brandstof en vermindert de CO 2 -uitstoot. Om een stop-startfunctie soepel te laten werken, heeft het voertuig voortdurend informatie nodig over de stand van het koppelingspedaal. Deze informatie is afkomstig van een geïnstalleerde extensometer. Deze zet verschillende posities van de zuiger in de cilinder contactloos om in verschillende elektrische signalen en geeft deze door aan het motor- en transmissiemanagementsysteem. Hoofdcilinder met inductieve weg- en positiesensor Fig Hydraulische drukleiding De hydraulische drukleiding is geïnspireerd op de remleidingen in het voertuig. De leiding bestaat uit een slang en een stalen buis of is geheel uit kunststof vervaardigd. Bij de stalen buis is een slang nodig om bewegingen tussen de aandrijflijn en het chassis van het voertuig op te vangen. Het voorgeschreven verloop van de leiding moet behouden blijven om ervoor te zorgen dat deze niet in contact komt met andere componenten in de motorruimte. Bij kunststofleidingen en slangen, die in de buurt van hete delen, zoals turboladers of uitlaatspruitstukken, worden gemonteerd, moet voor afdoende hittebescherming worden gezorgd. Fig

42 6 Hydraulisch ontkoppelingssysteem 6.4 Hydraulische trillingsdemper (antitrillingsunit) In motorvoertuigen kunnen als gevolg van het verbrandingsproces van de motor trillingen in de koppeling ontstaan, die via het bedieningssysteem zelfs aan het pedaal kunnen worden doorgegeven (Figuur 66). De bestuurder ervaart dit als onaangenaam trillen onder de voet of hoort bijgeluiden. Om de overdracht van trillingen te voorkomen kunnen filterelementen in de leiding worden toegepast. Dit zijn membraandempers of antitrillingsunits (Figuur 67) met twee tegenover elkaar geplaatste terugslagkleppen of een slangklep. Trillingen in het koppelingspedaal Antitrillingsunit Met antitrillingsunit Naar het druklager Van het pedaal Acceleratie (m/s 2 ) Tijd [s] Zonder antitrillingsunit Fig. 67 Acceleratie (m/s 2 ) Behuizing 2 Slangelement 3 Slanghouder 4 Bronring Tijd [s] Fig Overdrukbegrenzer De overdrukbegrenzer (Figuur 68) begrenst bij hoge koppelingssnelheden de volumestroom in het hydraulisch systeem met behulp van verschuifbare kleppen. Dit voorkomt overbelasting van de aandrijflijn bij plotseling koppelen, bijvoorbeeld wanneer de voet Overdrukbegrenzer van het koppelingspedaal afglijdt (Figuur 69). Overdrukbegrenzers mogen tijdens onderhoud niet uit het hydraulisch systeem worden verwijderd, omdat dit anders later kan leiden tot schade aan transmissie, aandrijfassen of tweedelig vliegwiel. Afglijden van het koppelingspedaal 100 Pedaalweg (%) Verschuifbare kleppen 2 Behuizing 1 2 Fig ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Tijd [s] Fig. 69 Drukvermindering in het ontkoppelingssysteem in verhouding tot de koppelingssnelheid 42

43 6.6 Hulpcilinder In een semihydraulisch systeem bevindt de hulpcilinder zich buiten het transmissiehuis en wordt hiermee de ontkoppelvork bediend (Figuur 71). In het getoonde voorbeeld bestaat de hulpcilinder uit een behuizing, de zuiger met afdichting, een voorlastveer en een ontluchtingsschroef. De voorlastveer zorgt voor een Hydraulisch druklager in montagepositie permanente voorlast van het druklager. Hierdoor draait het druklager ook in drukvrije toestand mee met de koppeling en worden storende geluiden tussen lager en diafragmaveertongen voorkomen. De ontluchtingsschroef maakt het vullen en ontluchten van het systeem tijdens onderhoud mogelijk. Hulpcilinder in montagepositie Fig. 70 Fig Hydraulisch druklager (Concentric Slave Cylinder, CSC) Volledig hydraulische systemen zijn uitgerust met een hydraulisch druklager. Dit bestaat uit een ringvormige hydraulische cilinder met geïntegreerd druklager, die in het koppelingshuis tussen de transmissie en de koppeling in het midden van de ingaande as van de transmissie is geplaatst. Hierdoor komt de gaffel in het transmissiehuis, zoals wordt gebruikt bij systemen met kabel of hulpcilinder, te vervallen. Bovendien beschikt dit systeem over een hoge mate van constructieve flexibiliteit ten aanzien van de plaatsing van de hydraulische leiding in de motorruimte. Hydraulisch druklager 1 Voorlastveer 2 Zuiger 3 Afdichting 4 Behuizing 5 Vouwbalg ter bescherming tegen stof 6 Druklager Fig Koppelingsbekrachtiging (Clutch Servo Assistance, CSA) Koppelingsbekrachtiging De elektrohydraulische koppelingsbekrachtiging zorgt voor vermindering van de pedaalkracht met behulp van een externe energiebron. Een elektromotor drijft een hydraulische pomp aan, die indien nodig de door de bestuurder uitgeoefende druk op het bedieningssysteem ondersteunt. Hierdoor wordt de maximale pedaalkracht met de helft verminderd Hydraulische pomp 2 Elektromotor Fig

44 6 Hydraulisch ontkoppelingssysteem 6.9 Druklager Het druklager is het verbindingselement tussen de roterende diafragmaveer aan de motorzijde en het vaste ontkoppelingsmechanisme aan de transmissiezijde. Het loopt centraal op een geflensde huls in het transmissiehuis. De geleidingsmoffen van druklagers en hydraulische druklagers zijn tegenwoordig zo vormgegeven dat de aanloopring in een bepaalde mate radiaal kan bewegen. Hierdoor wordt tijdens het rijden een centrische positie ten opzichte van de diafragmaveertongen van de koppeling bereikt. Deze zelfcentrering vermindert de slijtage bij de tongen van de diafragmaveer en compenseert een mogelijke uitlijningsfout tussen motor en transmissie. Om de ontkoppelingskrachten over te brengen op de koppelingsdrukplaat, worden hoekcontactkogellagers gebruikt. Deze constructie kan grote axiale krachten overbrengen, is bestand tegen hoge toerentallen en kan worden gebruikt bij een bedrijfstemperatuur van maximaal 150 C. Druklagers hebben een lange levensduur en zijn vanwege de permanente smering onderhoudsvrij. Geblokkeerde borgring Borgring geactiveerd Fig. 75 Als de montagehulp van het druklager voor de montage met de hand wordt bewogen, wordt de borgring geactiveerd. Hierdoor kan geen verbinding met de diafragmaveer worden gemaakt en werkt het ontkoppelingssysteem niet. Standaarddruklager Fig. 76 Fig. 74 Druklager voor getrokken koppeling Anders dan bij de standaardkoppeling wordt het krachtverloop bij deze uitvoering onderbroken door aan de diafragmaveertongen te trekken. Een voorgespannen borgring, die bij de montage in de diafragmaveer ingrijpt, fungeert als verbindingselement. Deze ring is in nieuwstaat geblokkeerd door een montagehulp. Wanneer het ontkoppelingssysteem en de koppeling worden samengevoegd, verschuift de montagehulp en wordt de borgring vrijgegeven. Extra functies Druklagers kunnen met extra functies worden uitgerust om het bedieningscomfort te verhogen. Hiertoe behoren de eerder genoemde zelfcentrering en het in Figuur 77 getoonde compensatiemechanisme. Hierbij is het druklager verbonden met een axiaal beweegbare aanloopring, die met de uiteinden van de diafragmaveer in contact staat. Zo worden mogelijke onderdeeltoleranties, die tot pedaaltrillingen kunnen leiden, doeltreffend voorkomen. Druklager met axiaal beweegbare aanloopring Fig

45 6.10 Werkzaamheden aan het ontkoppelingssysteem Sensoren Steeds vaker worden hoofd- en hulpcilinders uitgerust met sensoren om de bedieningsweg te meten en deze informatie door te geven aan het motor- en transmissiemanagementsysteem. Met sensoren uitgeruste systemen zijn doorgaans herkenbaar aan het feit dat aan de hoofd- of hulpcilinder een kleine behuizing met stekker- of kabelverbinding is bevestigd. Elke sensor is individueel op de hoofd- of hulpcilinder afgestemd en vormt hiermee dus een eenheid. Sensoren mogen niet van een cilinder worden verwijderd en aan een andere cilinder worden bevestigd. Als een van de componenten defect is, moet altijd een nieuwe cilinder/ sensorcombinatie worden gemonteerd. Hydraulische vloeistof Volledig hydraulisch bediende koppelingen kunnen zijn uitgerust met gesloten of extern gevoede ontkoppelingssystemen. Bij een gesloten systeem is er geen verbinding met andere hydraulische systemen van het voertuig. Het systeem is onderhoudsvrij. Daarom kan de hydraulische vloeistof niet worden vervangen of bijgevuld. Het extern gevoede systeem is via een slang verbonden met het reservoir van de remvloeistof. Tijdens het gebruik neemt de remvloeistof water op. Dit kan leiden tot schade aan afdichtingen of tot bijgeluiden van de hoofdcilinder. Om dit te voorkomen moet de remvloeistof ten minste elke twee tot drie jaar worden vervangen. Bij de keuze voor de te gebruiken vloeistof is het belangrijk om de voorschriften van de autofabrikant te volgen. Het onderhoud van een hydraulisch bedieningssysteem beperkt zich normaal gesproken tot het vervangen van de remvloeistof. Net als bij de rem kan de vloeistof worden vervangen door met het pedaal te pompen en de ontluchtingsschroef synchroon te openen en te sluiten. Omdat de vloeistof volledig moet worden vervangen en er geen luchtbellen in het systeem mogen ontstaan, is het ook hierbij belangrijk om de voorschriften van de autofabrikant te volgen. Bij alle werkzaamheden aan een hydraulisch systeem is netjes werken absoluut noodzakelijk. De kleinste verontreiniging met vuildeeltjes kan al leiden tot lekkage en storingen. Bij systemen die zijn ontworpen voor remvloeistof, mag in geen geval minerale olie worden gebruikt. Het invetten van de cilinders of connectoren is daarom niet toegestaan. Zelfs de kleinste hoeveelheid minerale olie kan al tot schade aan de afdichtingen leiden. Bij koppelingssystemen die een gemeenschappelijk reservoir met het remsysteem hebben, bestaat het gevaar dat zelfs het remsysteem verontreinigd raakt. Ontkoppelingsas De ontkoppelingsas moet voor een schadebeoordeling altijd worden uitgebouwd, omdat een controle in ingebouwde toestand niet mogelijk is. Een ingelopen of versleten lagering leidt tot verkeerde uitlijning van de ontkoppelingsas en bijgevolg tot stroef lopen en/of schokken. De lagering moet altijd worden gesmeerd. Ontkoppelvork/lagering Bij professioneel onderhoud van een koppeling behoort de controle van de ontkoppelvork en de bijbehorende lagering. Hierbij moeten de contactvlakken van de vork en het scharnierstuk in de transmissie nauwkeurig worden onderzocht op sporen van slijtage. Bij duidelijk zichtbare slijtage moeten de componenten worden vervangen. Geleidingsbus De geleidingsbus moet absoluut centrisch en precies parallel met de hoofdas van de transmissie zijn geplaatst. Druk- of slijtplekken op de bus kunnen het glijden van het druklager nadelig beïnvloeden en tot schokken of slippen leiden. Beschadigde of versleten geleidingsbussen moeten altijd worden vervangen, omdat dit een van de belangrijkste oorzaken van een stroeve bediening van de koppeling is. Druklager In de werkplaats kan de werking van het druklager niet worden gecontroleerd. Een versleten aanloopring leidt onvermijdelijk al tot bijgeluiden. Daarom moet het druklager bij het vervangen van de koppeling in principe ook worden vervangen. Na montage moet het lager gemakkelijk op de geleidingsbus glijden. Hydraulisch druklager (CSC) Om schade aan het CSC te voorkomen, wordt tijdens het inbouwen de volgende procedure geadviseerd: Bouw het CSC in en draai de bouten handmatig tot het raakvlak in Monteer de adapter van de hydraulische leiding (indien aanwezig) Draai de bouten met 2 Nm vast Bevestig de bouten volgens de instructies van de autofabrikant Koppelingskabel Aangezien een nauwkeurige controle van de werking van de kabel in de werkplaats niet mogelijk is, is het raadzaam om deze bij elke vervanging van de koppeling ook te vervangen. Let hierbij op de correcte montage. Een te zeer gebogen of geknikte kabel heeft een nadelige invloed op het bedieningscomfort. Smeermiddel Dankzij de moderne materialen hoeft bij de huidige ontkoppelingssystemen doorgaans geen smeermiddel te worden gebruikt. Het wordt enkel op nauwkeurig gedefinieerde punten gebruikt overeenkomstig de aanwijzingen van de autofabrikant. 45

46 7 Tweedelig vliegwiel 7 Tweedelig vliegwiel De ontwikkeling in de auto-industrie heeft de laatste jaren een enorme sprong gemaakt. De vermogens van motoren zijn enorm gestegen, daarnaast zijn ook de comfortwensen sterk toegenomen. Door gewichtsbesparing in auto s en door de in de windtunnel geoptimaliseerde modellen zijn er andere geluiden dan windgeruis hoorbaar geworden. Ook het feit dat er tegenwoordig veel lager in toeren gereden kan worden en de nieuwe generatie versnellingsbakken met dunnere olie dragen hieraan bij. De in de jaren tachtig ontwikkelde torsiedemper in de koppelingsplaat liep technisch gezien tegen zijn grenzen aan. De gestegen motorvermogens en de daarbij behorende koppels, bij gelijke of zelfs kleinere cilinderinhouden, konden niet meer toereikend opgevangen worden. Aanzienlijke ontwikkelingsinspanningen bij LuK leverden een eenvoudige, maar zeer effectieve oplossing op: het tweedelig vliegwiel. Dit was destijds een nieuw torsiedempingsconcept voor de aandrijflijn. Doorsnede van een tweedelig vliegwiel Met een tweedelig vliegwiel uitgeruste voertuigen aantallen van 1990 tot heden Wereldwijd 115 mln. Jaarcijfers in miljoenen EU 85 mln Fig. 78 Fig. 79 Waarom een tweedelig vliegwiel? De periodieke ontbrandingsprocessen in een verbrandingsmotor resulteren in onparige draaimomenten. Dit veroorzaakt geluiden, zoals versnellingsbakratelen, trillingen bij lastwissel en het dreunen van de carrosserie, waardoor het geluids- en rijcomfort minder worden. Het doel bij de ontwikkeling van het tweedelig vliegwiel was deze trillingen zo dicht mogelijk bij de bron te dempen en te scheiden van de aandrijflijn. 46

47 7.1 Ontwerp Een standaard tweedelig vliegwiel bestaat uit een primaire massa en een secundaire massa. De beide ontkoppelde gedeelten zijn via een veer-/ dempingssysteem met elkaar verbonden en door middel van een kogel- of glijlager verdraaibaar gelagerd. De aan de motor gekoppelde primaire massa met starterkrans wordt vast met de krukas verbonden. Deze omsluit samen met het primaire deksel een holle ruimte, die de veerkamer vormt. Het veer-/dempingssysteem bestaat uit de boogveren. Deze liggen in glijschalen in de veerkamer en zorgen op zeer efficiënte wijze voor de ideale torsiedemping. De glijschalen zorgen voor een goede geleiding van de boogveren. Een vetvulling in de veerkamer vermindert de wrijving tussen boogveer en glijschaal. Het koppel wordt overgedragen via de pendel. Deze is door middel van klinknagels vast met het secundaire gedeelte verbonden en ligt met zijn pendelvleugels tussen de boogveren in. Het secundaire gedeelte van het vliegwiel vergroot het massatraagheidsmoment aan versnellingsbakzijde. Om de warmteafvoer te verbeteren is dit gedeelte voorzien van luchtsleuven. Omdat zich in het tweedelig vliegwiel een veer-/dempingssysteem bevindt, wordt de koppelingsplaat doorgaans zonder torsiedemper uitgevoerd. Standaard tweedelig vliegwiel Fig Starterkrans 2 Primaire massa 3 Boogveer 4 Glijlager 5 Pendel 6 Zwevend gelagerde frictie-inrichting 7 Primair deksel (doorsnede) 8 Secundaire massa De voordelen van het tweedelig vliegwiel in één oogopslag: Uitstekend rijcomfort Absorbeert trillingen Isoleert geluiden Brandstofbesparing door lage motortoerentallen Verhoogd schakelcomfort Minder slijtage van de synchronisatie Beveiliging tegen overbelasting van de aandrijflijn 47

48 7 Tweedelig vliegwiel 7.2 Werking Het basisprincipe van het tweedelig vliegwiel is eenvoudig en efficiënt. Met de extra massa op de ingaande as van de transmissie wordt het resonantiebereik, dat bij een conventionele torsiedemper tussen de 1200 en 2400 toeren ligt, verschoven naar een lager bereik. Daarmee is ook bij stationair toerental een uitstekende trillingsdemping mogelijk. Bij de tot nu toe gebruikelijke uitvoering met een conventioneel vliegwiel en een torsiedemper in de koppelingsplaat worden de torsietrillingen bij stationaire toerentallen vrijwel ongefilterd doorgegeven aan de transmissie. Dit heeft tot gevolg dat de tandflanken van de tandwielen in de versnellingsbak tegen elkaar slaan (ratelen van de transmissie). Door het gebruik van een tweedelig vliegwiel worden de door de motor opgewekte torsietrillingen daarentegen gefilterd via het veer-/dempingssysteem. De onderdelen van de versnellingsbak worden niet door deze trillingen belast. Er zijn geen ratelgeluiden te horen en aan de comforteisen wordt volledig tegemoetgekomen. Vergelijking van constructie en werking Met een conventioneel vliegwiel Met een tweedelig vliegwiel 1 Motor 2 Koppeling 3 Transmissie 4 Torsiedemper Primaire massa 6 Secundaire massa 7 Vliegwiel 1/min 1/min Fig Speciale uitvoeringen De speciale uitvoeringen zijn specifiek ontwikkeld voor gebruik in CVT (Continuously Variable Transmission) en transmissies met dubbele koppeling. Het wezenlijke verschil met de standaarduitvoering is de gewijzigde vormgeving van de secundaire massa. Deze is niet uitgevoerd als vliegwiel met geïntegreerd wrijvingsoppervlak, maar in de vorm van een flens. Hierdoor kan de aansluiting op verschillende aandrijvingsconcepten met betrekkelijk kleine wijzigingen worden gerealiseerd. Tweedelig vliegwiel voor transmissie met dubbele koppeling Fig. 82 Let op: Uitgebreide informatie over het tweedelig vliegwiel is te vinden in de technische brochure "Tweedelig Vliegwiel" en op en 48

49 8 Geautomatiseerde transmissie (ASG) 8 Geautomatiseerde transmissie (ASG) De geautomatiseerde transmissie is een uitbreiding van de beproefde handgeschakelde transmissie. Alle handelingen die de bestuurder bij een conventionele transmissie tijdens het schakelen verricht, worden bij de ASG uitgevoerd door actuators. Deze eigenschappen maken de techniek hoofdzakelijk interessant voor kleine tot middelgrote auto's, omdat de kosten aanzienlijk lager zijn dan voor een automatische transmissie met koppelomvormer. Het koppelingspedaal komt te vervallen en de gebruikelijke versnellingshendel wordt vervangen door een keuzehendel. Net als bij de automatische transmissie met koppelomvormer heeft de keuzehendel standen voor Neutraal, Achteruit, Automatisch en Handmatig. De hendel is enkel elektronisch en niet mechanisch met de transmissie verbonden. Omdat de geautomatiseerde transmissie is gebaseerd op het principe van de handgeschakelde transmissie, is anders dan bij de automatische transmissie met koppelomvormer geen parkeerstand aanwezig. Net als bij de handgeschakelde transmissie blijft bij het uitschakelen van het contact de huidige versnelling ingeschakeld en wordt de koppeling automatisch gesloten. 8.1 Techniek Bij de transmissie worden elektromotoren geplaatst die de bewegingen voor het koppelen en schakelen overnemen van de bestuurder. Ze worden aangestuurd door de controller van de transmissie, die uit een groot aantal CAN-BUS-signalen van de voertuigsystemen altijd het juiste moment voor de schakelacties genereert. In de ASG is deze controller ondergebracht in een gemeenschappelijke behuizing met de elektromotor en het mechanisme dat voor de bediening van de koppeling zorgt. Als de controller wordt vervangen moet de juiste software voor de voertuigvariant geïnstalleerd zijn en moet een aanpassing worden uitgevoerd. ASG-schakelrooster (bron: Opel) Om de elektromotoren zo klein, licht en snel reagerend mogelijk te kunnen uitvoeren, moet de bedieningskracht zo gering mogelijk zijn. Dit wordt bereikt door het toepassen van een zelfnastellende koppeling (SAC). Voor het schakelen wordt de versnellingshendel van de handgeschakelde transmissie vervangen door een component met twee elektromotoren. Eén elektromotor is verantwoordelijk voor de keuze van de hendelpositie, overeenkomstig de zijdelingse beweging van de hand bij het schakelen. De tweede, grotere elektromotor zorgt voor het inschakelen van de versnelling. 8.2 Functies Kruipfunctie Bij het lossen van de rem wordt de koppeling licht geactiveerd. Het voertuig zet zich op een vlak wegdek zachtjes in beweging, zonder dat er gas hoeft te worden gegeven. Het koppel is begrensd om de koppeling te beschermen; het toegepaste koppel wordt verminderd bij verhoogde temperatuur van de koppeling. Het aangrijpingspunt van de koppeling bepalen Door temperatuurschommelingen en andere invloeden verandert het punt waarop de koppeling begint het motorkoppel over te brengen op de wielen. Dit punt wordt het aangrijpingspunt genoemd. De geautomatiseerde transmissie past dit aangrijpingspunt steeds aan wanneer het voertuig gedurende een langere periode met ingetrapte rem en lopende motor stilstaat, bijv. voor een verkeerslicht. Hierbij wordt de koppeling steeds weer kort zo ver gesloten tot de motor reageert op het lichte contact van de drukplaat met de koppelingsplaat. Hierna wordt de koppeling meteen geopend. Deze procedure wordt normaal gesproken niet opgemerkt door de bestuurder en vereist een stabiel stationair toerental van de motor. Ook is het voor de correcte werking van belang dat bij een vervanging van de regeleenheid of de koppeling een geslaagde inbedrijfstelling met het diagnoseapparaat is uitgevoerd. Een correct aangrijpingspunt zorgt ervoor dat de koppeling soepel en tegelijkertijd zonder lange sliptijden aangrijpt. Fig. 83 Koppelingsbeveiliging De geautomatiseerde transmissie signaleert wanneer de koppeling heet wordt, bijv. door veelvuldig stoppen en wegrijden op een helling. Om het stijgen van de temperatuur te vertragen wordt de kruipfunctie stapsgewijs uitgeschakeld. Bij het wegrijden wordt de koppeling sneller gesloten, om lange tijden met slippende koppeling te voorkomen. 49

50 8 Geautomatiseerde transmissie (ASG) Voordelen van de ASG: Hoog rendement en een laag verbruik bij optimale schakelpunten Naar keuze automatisch of handmatig Gemakkelijker manoeuvreren zonder dat de motor afslaat Kleine en lichte componenten Meer rijcomfort Lage prijs Schematische voorstelling van een ASG 1 Keuzehendel 2 Koppelingsactuator 3 Transmissieactuator 4 Hydraulisch druklager Fig

51 9 Dubbelekoppelingstransmissie (DKT) 9 Dubbelekoppelingstransmissie (DKT) Sinds er automatische transmissies met koppelomvormer zijn, wordt het grootste pluspunt van deze transmissies, het schakelen onder belasting, zeer gewaardeerd. Maar in vergelijking met handgeschakelde transmissies hebben automatische transmissies, als gevolg van koppelomvormerverliezen, een aanmerkelijk lager rendement. Daarom hield men zich al vroeg bezig met de ontwikkeling van een dubbelekoppelingstransmissie (DKT). Men wilde in een nieuwe transmissieconstructie het rendement van handgeschakelde transmissies combineren met het comfort van automatische transmissies. 9.1 Basisprincipe Tijdens het rijden worden alle schakelmanoeuvres automatisch geregeld. Een controller stuurt de opdrachten door naar een elektrohydraulisch of elektromechanisch actuatorsysteem. De koppelingen en schakelvorken kunnen hierdoor hun werk in een nauwkeurig bepaald tijdvenster uitvoeren. Zo is altijd een deeltransmissie krachtgesloten met de motor verbonden. In de andere deeltransmissie wordt de volgende versnelling voorgeselecteerd, zodat deze alvast klaar staat. Tijdens het rijden worden de koppelingen nu beurtelings binnen milliseconden bediend. Voor de bestuurder betekent dit onder andere meer rijcomfort doordat de trekkracht nauwelijks merkbaar wordt onderbroken tijdens het accelereren. De DKT bestaat uit twee van elkaar onafhankelijke deeltransmissies die in een transmissiehuis zijn ondergebracht. Elke deeltransmissie is functioneel geconstrueerd als een handgeschakelde transmissie. Hieruit volgt dat aan elke deeltransmissie een eigen koppeling is toegewezen. Deze koppelingen kunnen, afhankelijk van het motorkoppel en de inbouwruimte, nat of droog zijn geconstrueerd. Weergave van het principe van een transmissie met dubbele koppeling 7 Deeltransmissie R 1 Krukas 2 Dubbele koppeling 3 Ingaande as van de transmissie 1 4 Ingaande as van de transmissie 2 5 Uitgaande as van de transmissie 1 6 Uitgaande as van de transmissie 2 7 Uitgaande as van de transmissie 3 (achteruitversnelling) 6 5 Deeltransmissie Fig

52 9 Dubbelekoppelingstransmissie (DKT) 9.2 Ontwerp Een van de belangrijkste componenten van dit type transmissie is de droge dubbele koppeling. Deze moet het motorkoppel naar de beide deeltransmissies leiden. De koppelingen zijn achter elkaar geplaatst en drijven met hun koppelingsplaten de beide in elkaar grijpende ingaande assen van de transmissie aan. In tegenstelling tot een niet-automatische koppeling is de dubbele koppeling niet samen met het tweedelig vliegwiel geïntegreerd op de krukas, maar gelagerd op de ingaande as 2 van de transmissie. Net als de SAC-koppeling van LuK beschikt ook de dubbele koppeling over een nastelmechanisme dat de effecten van de slijtage van de koppelingsplaten in de loop van de tijd kan compenseren. Voor de bestuur- en regelbaarheid van zo'n systeem zijn zowel de continu korte bedieningswegen als de lage bedieningskrachten gedurende de gehele levensduur van groot belang. Alle voordelen van een dubbelekoppelingssysteem op een rij: Combineert het comfort van automatische transmissies met het reactiegedrag van handgeschakelde transmissies Vergelijkbare eigenschappen als een automatische transmissie, maar met een uitstekend rendement Nauwelijks waarneembare onderbreking van de trekkracht tijdens het schakelen dankzij overlappende schakelmanoeuvres Brandstofbesparing CO 2 -reductie Droge dubbele koppeling (VW-systeem) Fig

53 10 CVT-transmissie (Continuously Variable Transmission) 10 CVT-transmissie (Continuously Variable Transmission) Automatische transmissies met koppelomvormer of dubbele koppeling en handgeschakelde transmissies hebben vaste versnellingen, waardoor de motor niet altijd in het optimale toerentalgebied loopt. Dit is alleen mogelijk als het lukt om traploos te variëren tussen de maximum en minimum overbrengingsverhouding. Als er geen vaste versnellingen meer zijn, wordt een duidelijke verbetering van het rijcomfort en rijprestaties gecombineerd met een lager verbruik. LuK houdt zich sinds 1993 bezig met de ontwikkeling van componenten voor continu variabele transmissies. Sindsdien is het overdraagbare motorkoppel van dit systeem voortdurend toegenomen, bij gelijktijdige verbetering van de rijprestaties en een vermindering van het brandstofverbruik. CVT-componenten de bijbehorende overbrengingsverhouding. De koppeloverdracht vindt net als bij de koppeling plaats door middel van wrijving. Daarom moet ervoor worden gezorgd dat de op de conische poelies werkende drukkrachten voldoende groot zijn om enerzijds het motorkoppel op een betrouwbare manier over te dragen, maar anderzijds ook om koppelimpulsen van de wielen te compenseren zonder dat de ketting slipt. Het aandrukken en verstellen van de poelieparen gebeurt hydraulisch Ontwerp Naast het instellen van de gewenste overbrengingsverhouding is er nog een aantal andere functies waar de transmissie voor moet zorgen. Denk bijvoorbeeld aan het wegrijden of het achteruitrijden. Figuur 88 toont het ontwerp van een CVT-transmissie in de uitvoering van de Audi multitronic, die in verschillende modellen in serieproductie wordt aangeboden. Verder is de planetaire transmissie met de vooruit- en achteruitkoppeling te herkennen. Het gaat hierbij om een planetair tandwielstelsel, waarbij zowel vooruit als achteruit sprake is van dezelfde overbrenging. Naast het aandrukken en verstellen worden deze functies ook verzorgd door de hydraulische aansturing van de koppelingen. Dit hydraulische systeem wordt op zijn beurt aangestuurd door een elektronische regeling. 1 Primair poeliepaar 2 Lamellenketting 3 Secundair poeliepaar 4 Hydraulische regeling met pomp Fig. 87 Bij dit systeem loopt een lamellenketting tussen twee paar conische poelies, die elk uit een zogeheten vaste en een verplaatsbare poelie bestaan. Deze laatste poelie is verplaatsbaar op de as gelagerd en kan hydraulisch axiaal worden verschoven. De axiale verschuiving van deze poelie gaat gepaard met een verandering van de loopradius van de ketting en dus van Als wegrijvoorziening is voor de Audi multitronic gekozen voor een natte lamellenkoppeling. Naar keuze kunnen bij CVT's echter ook hydrodynamische koppelomvormers of hydraulische koppelingen worden toegepast. Via een tandwieltrap wordt het koppel overgebracht op het primaire poeliepaar. Met deze tandwieltrap kan de totale overbrengingsverhouding worden afgestemd op verschillende motoren. Het primaire poeliepaar is uitgerust met een tweetraps koppelsensor. De poelieparen zijn uitgevoerd met het zogeheten dubbelezuigerprincipe, dus met gescheiden cilinders voor de aandruk- en verstelfunctie. Tussen de beide poelieparen bevindt zich de lamellenketting. Het secundaire poeliepaar is direct gemonteerd op de pignonas, die op zijn beurt het kroonwiel aandrijft. Vandaar wordt het koppel via het differentieel overgedragen naar de flenzen op de aandrijfassen van het voertuig. Bij een hydraulisch systeem met een elektronische regeling kan de pomp als binnentandwielof schoepenpomp zijn uitgevoerd. 53

54 10 CVT-transmissie (Continuously Variable Transmission) Audi multitronic Behuizing van lichtmetaal 2 Aftakas 3 Lamellenkoppeling 4 Differentieel 5 Planetaire keertandwielenset 6 Secundair poeliepaar 7 Pompaandrijving 8 Lamellenketting 9 Koppelsensor 10 Drukruimten 11 Verstelruimten 12 Pomp 13 Primair poeliepaar 14 Hydraulische regeling 15 Elektronische regeling Fig De continu variabele wrijvingsgesloten vermogensoverdracht Een continu variabele wrijvingsgesloten krachtoverbrenging is alleen op een betrouwbare wijze mogelijk wanneer in alle bedrijfstoestanden voor voldoende druk kan worden gezorgd. De optimale bedrijfstoestand is altijd een evenwicht tussen een slippende lamellenketting en een slecht rendement door te hoge druk. Van bijzonder belang is in dit verband, naast het wisselende motorkoppel, de onregelmatige introductie van koppel vanaf het wiel, bijv. bij remmen met ABS met ijs-asfaltovergangen en bij het van het trottoir afrijden met een doordraaiend wiel, waarbij sprake is van zeer grote verschillen in toerental en koppel. Deze uitdagingen worden opgelost door het toepassen van hydromechanische koppelsensoren. Continu variabele wrijvingsgesloten krachtoverbrenging F ZT : kracht in trekkend deel F LT : kracht in getrokken deel F ZT 100 F 2 : axiaalkracht in het 50 secundaire poeliepaar T 1 : ingangskoppel F LT i Var : variatorverhouding 50 1 T 1 [%] 0 2,5 i Var F 2 [%] 0,4 Fig

55 10.3 Lamellenketting PIV (Positive Infinitely Variable) is de Engelse naam die de Engelsman G. J. Abott introduceerde voor de mechanisch verstelbare continu variabele transmissie, die hij in 1924 uitvond. De in Duitsland geboren Werner Reimers ( ) kocht het patent en richtte in Bad Homburg vor der Höhe een Engels-Duits transmissiebedrijf op, dat sinds 1931 geheel in zijn bezit was en waarvan in 1936 de naam werd gewijzigd in P.I.V. Antrieb Werner Reimers KG. Op basis van de tweedelige aspenketting van P.I.V. Antrieb Werner Reimers KG is de lamellenketting voor toepassing in auto's steeds verder ontwikkeld. Hierbij werd en wordt veel aandacht besteed aan maatregelen om de stevigheid te vergroten met het oog op een maximale krachtsoverbrenging en om het akoestisch gedrag te optimaliseren. CVT-transmissies hebben een vaste plek verworven in de autowereld, waarbij het zwaartepunt momenteel in de Aziatische regio ligt. Uitgaande van deze markten en gedragen door nieuwe, interessante toepassingen valt voor de toekomst een verdere uitbreiding van het marktaandeel te verwachten. De CVT kan niet ontkomen aan huidige eisen ten aanzien van de verdere verbetering van het rendement. Om hierbij succesvol te zijn, moet het complete systeem uitgebreid nader worden bekeken. Het lijdt geen twijfel dat ook moderne CVT's, met name in combinatie met druksystemen op basis van koppelsensoren, nog voldoende potentieel hebben voor optimalisatie van het rendement. In vergelijking met handgeschakelde transmissies zijn verdere besparingen van meer dan 5% realistisch. Eigenschappen van de lamellenketting: Door de wrijvingsarme aspenscharnierconstructie, waarmee kleine loopcirkels op de conische poelies en daardoor een groot transmissiebereik kunnen worden gerealiseerd, zijn lage verbruikscijfers en een uitstekende rijdynamiek mogelijk. Met de lamellenketting kunnen hoge koppels worden overgebracht. Door constructieve aanpassingen kan de verdeling van de belasting in de ketting worden geoptimaliseerd Het ontwerp vermindert interne wrijvingsverliezen door de beweging van de tweedelige aspennen en zorgt voor een goed rendement In combinatie met de gewelfde conische poelies verkleinen de bolvormige frontoppervlakken van de tweedelige aspennen en de gelede constructie de spoorverschuiving bij verstelling Verder is de lamellenketting niet gevoelig voor vervormingen van het poeliepaar onder belasting, hoekfouten en relatieve verdraaiing tussen vaste en verschuifbare conische poelie Lamellenketting 1 Lamel, kort 2 Lamel, lang 3 Gewricht: 2 aspennen 4 Borgpen Figuur 90 toont de lamellenketting voor toepassingen tot ongeveer 300 Nm koppel. Deze bestaat uit verschillende kettinglamellen, die met de tweedelige aspennen en de borgingselementen een geheel vormen Fig. 90 Lamellenketting met poeliepaar Fig

56 11 Koppelomvormer 11 Koppelomvormer 11.1 Ontwerp De koppelomvormer of Föttinger-omvormer dient als hydrodynamische transmissie. Deze werd door ingenieur Hermann Föttinger oorspronkelijk ontwikkeld voor scheepsaandrijvingen en later ook toegepast in motorrijtuigen en locomotieven. Tegenwoordig dienen hoofdzakelijk speciale Trilokomvormers als wegrijvoorziening in voertuigen met automatische transmissie. De hoofdcomponenten van een koppelomvormer zijn: Pompwiel (vast verbonden met de behuizing) Turbinewiel (vast verbonden met de ingaande as van de transmissie) Stator met vrijloop 11.2 Werking In principe brengt de omvormer het motorkoppel over op de ingaande as van de transmissie. De pomp en daarmee de gehele omvormerbehuizing is draaivast verbonden met de motor, of de turbine is draaivast via een naafvertanding verbonden met de ingaande as van de transmissie. De gehele omvormer is gevuld met transmissieolie. In de pomp en turbine zijn schoepen gemonteerd die bij een toerentalverschil een circulaire oliestroom tussen pomp en turbine veroorzaken. De olie wordt via de binnendiameter van de pomp aangezogen en door de centrifugaalkracht naar buiten gedrukt. Vervolgens wordt de olie uit de pomp in de turbine geslingerd en daar door de turbineschoepen omgekeerd, waardoor een koppel in de turbine resp. de ingaande as van de transmissie wordt gecreëerd. Bij het wegrijden of bij grote toerentalverschillen tussen pomp en turbine wordt de oliestroom in de turbine zo omgekeerd dat de stator achteruit moet draaien. In de stator is echter een vrijloop gemonteerd, wat tot gevolg heeft dat deze bij achteruitdraaien via de statoras wordt geblokkeerd. Hierdoor wordt een statorkoppel gecreëerd dat vanwege het koppelevenwicht in de omvormer het koppel van de ingaande as van de transmissie met max. factor 3 verhoogt ten opzichte van het motorkoppel. Het rendement van de omvormer is daarom vooral bij het wegrijden heel groot. Houd er rekening mee dat de hydrodynamica van de omvormer enkel een koppel kan overbrengen bij toerentalverschil tussen pomp en turbine. Zodra het toerental tussen pomp en turbine tijdens het rijden overeenkomt, wordt een overbruggingskoppeling ingeschakeld, die hydraulisch door de transmissie wordt aangestuurd. Slip wordt geëlimineerd en er is geen vermogensverlies tijdens de werking van de omvormer, wat resulteert in een lager brandstofverbruik. Koppelomvormer Pompwiel 2 Turbinewiel 3 Stator 4 Statoras 5 Ingaande as van de transmissie 6 Oliestroom Fig

57 11.3 Torsiedemper Aangezien de koppelomvormer in principe alleen koppel kan overdragen bij slip, is er altijd sprake van vermogensverlies. Om dit te vermijden zijn omvormers uitgerust met een overbruggingskoppeling. Deze wordt via de transmissieregeling geactiveerd afhankelijk van de rijsituatie. Zodra de overbruggingskoppeling gesloten is, worden torsietrillingen van de motor overgebracht op de aandrijflijn. Deze kunnen bijgeluiden of trillingen veroorzaken. Hydraulische koppelomvormer met overbruggingskoppeling Als oplossing hiervoor worden speciaal afgestemde hoogwaardige trillingsdempers toegepast, die door gerichte demping en afstemming van de veerconstanten de aanwezige trillingen compenseren. Afhankelijk van het concept kan slip grotendeels worden vermeden als turbinetorsiedempers en speciale systemen met dubbele dempers worden toegepast in plaats van conventionele dempers. 6 Een andere mogelijkheid om trillingen te compenseren is de geregelde modus bij geringe slip. Hierbij worden onregelmatigheden in de draaiende beweging verminderd door wrijving in de overbruggingskoppeling. Een innovatieve koeltechnologie beschermt de frictievoering tegen hoge temperaturen en zorgt voor een lange levensduur. 1 Turbine 2 Frictievoering 3 Pomp 4 Stator 5 Torsiedemper 6 Overbruggingskoppeling met torsiedemper Fig. 93 Hydraulische koppelomvormer met uitgebreid dempingssysteem Fig

58 12 Algemene instructies 12 Algemene instructies Smering Wat de koppeling en het ontkoppelingssysteem betreft geldt in principe de uitspraak "minder is meer". Dankzij de moderne materialen hoeft doorgaans geen extra smeermiddel te worden gebruikt. Er zijn echter nog oudere systemen op de markt, die op nauwkeurig gedefinieerde punten van smeermiddel moeten worden voorzien. Bij de keuze van het smeermiddel moet rekening worden gehouden met de instructies van de autofabrikant. Als er geen informatie beschikbaar is, kan een temperatuur- en verouderingsbestendig hoogwaardig vet met MoS₂ (bijv. Castrol Olista Longtime 2 of 3) worden gebruikt. De ingaande as van de transmissie en de naaf van de koppelingsplaat kunnen het beste worden ingevet als volgt: Voorzie de naaf van de koppelingsplaat en de vertanding van de ingaande as van de transmissie van vet Geleid de koppelingsplaat in drie verschillende hoekposities op de ingaande as van de transmissie en neem deze vervolgens weg Verwijder overtollig smeermiddel op de naaf en de as Let op: Chemisch vernikkelde naven (herkenbaar aan het oppervlak met lichte zilverglans) mogen niet worden ingevet! Star vliegwiel Bij het vervangen van de koppeling is het raadzaam om de wrijvingsoppervlakken van het vliegwiel te controleren op slijtsporen zoals groeven, hittevlekken of verkleuringen. Deze sporen moeten beslist worden verwijderd omdat ze de werking van de nieuwe koppeling negatief beïnvloeden. Het bijwerken, d.w.z. het afslijpen/afdraaien mag hierbij enkel gebeuren binnen de door de autofabrikant opgegeven toleranties. Let erop dat ook het opschroefvlak van de koppeling in dezelfde mate wordt bijgewerkt als het aanloopvlak. Bij deze gelegenheid moet ook de starterkrans visueel worden gecontroleerd. De bevestigingsbouten moeten steeds nadat ze zijn losgedraaid, worden vervangen. Tweedelig vliegwiel Een tweedelig vliegwiel dat is gevallen, mag niet meer worden gemonteerd aangezien de lagerloopbaan door de val is beschadigd Het wrijvingsoppervlak van het tweedelig vliegwiel moet voor de montage van de koppelingsdrukplaat worden ontvet. Gebruik hiervoor een doek die met een vetoplossend reinigingsmiddel is bevochtigd. Rechtstreeks contact met reinigingsmiddel (onderdelenwasmachine, hogedrukreiniger, perslucht en reinigingssprays) is niet toegestaan Let op de afstand tussen toerentalsensor en impulsstiften van het tweedelig vliegwiel De impulsring voor detectie van het motortoerental moet worden gecontroleerd op beschadigingen Nabewerking van het wrijvingsoppervlak van het tweedelig vliegwiel is niet toegestaan Als er langere bevestigingsbouten voor de koppelingsdrukplaat worden gebruikt, wordt het tweedelig vliegwiel geblokkeerd. Dit leidt tot bijgeluiden of tot beschadiging van componenten van de aandrijflijn. Verder moet erop worden gelet dat de paspennen niet zijn ingedrukt, omdat dit eveneens tot de eerder genoemde klachten leidt Bij tweedelige vliegwielen met glijlagers mag het secundaire gedeelte niet met grote kracht, dus niet met behulp van een hefboom of schroevendraaier, in axiale richting worden bewogen Bij de montage moeten altijd nieuwe bevestigingsbouten worden gebruikt, omdat het rekbouten zijn Pilotlager Onopvallend en klein, maar als het defect is, zijn de gevolgen groot. Het pilotlager, ook toplager genoemd, geleidt de ingaande as van de transmissie en is daardoor van wezenlijk belang voor de goede werking van de koppeling. Bij het vervangen van de koppeling moet het pilotlager ook altijd worden gecontroleerd en eventueel worden vervangen. Keerringen Zelfs geringe olie- en vetsporen hebben al een grote nadelige invloed op de werking van de koppeling. Sporen in het koppelingshuis of op de koppeling wijzen op lekkages. Bij oudere voertuigen met hoge kilometrages moeten de keerringen bij de koppeling over het algemeen worden vervangen. Koppelingsplaat Ook voor de koppelingsplaat wordt gezocht naar lichtere constructies. Lichtgewicht platen reageren op ruwe behandeling met zijslag. Daarom wordt geadviseerd om bij beschadigde of ontbrekende verpakking de zijslag te controleren voordat de koppelingsplaat wordt ingebouwd. De zijslag mag maximaal 0,5 mm zijn. 58

59 Centrering Het centreren van de koppelingsplaat is voor de juiste montage van de transmissie en voor de werking van de koppeling van wezenlijk belang. Een correcte centrering zorgt ervoor dat de ingaande as van de transmissie bij de montage soepel door het naafprofiel van de koppelingsplaat kan worden geleid. De kans op beschadiging van de koppelingsplaat of het naafprofiel wordt hierdoor voorkomen. Om de centrering bij alle voertuigtypen te kunnen uitvoeren, heeft Schaeffler Automotive Aftermarket een universele centreerdoorn ontwikkeld. Deze maakt deel uit van de speciale gereedschapsset met het artikelnr Pasbussen Bij het samenvoegen van motor en transmissie kunnen verschillende onderdeeltoleranties zo worden gecombineerd dat ze tot een radiale afwijking leiden. Hierbij liggen de krukas en ingaande as van de transmissie niet op hetzelfde niveau. Dit leidt onvermijdelijk tot bijgeluiden en verhoogde slijtage van de koppeling. Om bij de montage een optimale positie van de transmissie te waarborgen en dus het verschil tot een minimum te beperken, worden pasbussen gebruikt. Let er daarom bij de montage van de transmissie altijd op dat alle pasbussen onbeschadigd aanwezig zijn. Speciale gereedschapsset voor de SAC Artikelnr Fig