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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckplattenbaugruppe, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung mit automatischem Verschleißausgleich, umfassend ein Gehäuse, welches an einem Schwungrad zur gemeinsamen Drehung mit diesem um eine Drehachse festlegbar oder festgelegt ist, eine mit dem Gehäuse durch eine Verbindungsanordnung axial verlagerbar verbundene Anpreßplatte, einen Kraftspeicher, vorzugsweise Membranfeder, welcher am Gehäuse einerseits und an der Anpreßplatte andererseits abgestützt ist und die Anpreßplatte in Richtung auf eine zwischen der Anpreßplatte und dem Schwungrad positionierbare oder positionierte Kupplungsscheibe zu drücken kann.
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Eine derartige Druckplattenbaugruppe ist beispielsweise bei der in der
DE 39 40 917 A1 offenbarten Reibungskupplung eingesetzt. Die Anpreßplatte ist mit dem Gehäuse durch Tangentialblattfedern verbunden, welche bei im wesentlichen drehfester Verbindung zwischen Gehäuse und Anpreßplatte eine axiale Bewegbarkeit der Anpreßplatte bezüglich des Gehäuses ermöglichen und gleichzeitig eine Abhubkraft oder Luftkraft der Anpreßplatte bei Freigeben derselben durch die Membranfeder erzeugen. Die im eingerückten Zustand oder bei Durchführung eines Einrückvorgangs erzeugte Anpreßkraft wird alleine durch die sich am Gehäuse einerseits und an der Anpreßplatte andererseits abstützende Anpreßfeder, also die Membranfeder, bereitgestellt. Soll bei derartigen Druckplattenbaugruppen oder Kraftfahrzeug-Reibungskupplungen das über die Kupplung maximal übertragbare Drehmoment erhöht werden, so ist es erforderlich, durch entsprechende Variation im Bereich der Ausgestaltung der Membranfeder eine höhere Anpreßkraft zu erzielen. Dies führt jedoch zu dem Nachteil, daß auch die zur Durchführung von Ausrückvorgängen erforderliche und auf die Membranfeder einwirkende Kraft erhöht wird, was insbesondere bei nichtautomatisierten Kupplungen, also mechanisch mit einem Kupplungspedal verbundenen Kupplungen, für den Fahrer eines mit einer derartigen Kupplung ausgestatteten Fahrzeugs in unangenehmer Weise spürbar wird.
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Ferner besteht bei derartigen Kupplungen das Erfordernis, die durch die Membranfeder erzeugte Anpreßkraft hinsichtlich der im normalen Betrieb tatsächlich erforderlichen Anpreßkraft deutlich zu erhöhen, um im Falle des Auftretens von Drehmomentschwankungen, d. h. insbesondere spontanen Drehmomentanstiegen, dafür sorgen zu können, daß das Schlupfen der Kupplung vermieden werden kann.
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Aus der nachveröffentlichten
DE 198 48 582 A1 ist bereits eine selbstverstärkende Reibungskupplung mit einem drehfest mit einer angetriebenen Schwungmasse verbindbaren Gehäuse, einer darin angeordneten, von einer sich am Gehäuse abstützenden Anpreßfeder beaufschlagbaren Anpreßplatte zur Anpressung einer mit Reibbelägen versehenen Kupplungsscheibe auf die Schwungmasse bekannt, wobei die Anpreßfeder beim Einkuppeln eine sich verändernde Anpreßkraft auf die Anpreßplatte ausübt. Diese selbstverstärkende Reibungskupplung weist eine auf die Anpreßplatte einwirkende Einrichtung aus, über die die Anpreßkraft der Anpreßplatte im wesentlichen proportional zur Kraft der Anpreßfeder verändert wird.
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Aus der
DE 43 29 063 A1 ist ebenfalls eine selbstverstärkende Reibungskupplung bekannt. Zur Selbstverstärkung sind hierbei an der Anpressplatte Kugeln angeordnet, welche in Taschen angeordnet sind, die wiederum Auflauframpen aufweisen. Bei einer relativen Verdrehung zwischen Anpressplatte und dem Kupplungsdeckel oder der Membranfeder spreizen die Kugeln die Anpressplatte in Richtung Kupplungsscheibe.
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Aus der
DE 894 653 B ist ebenfalls eine selbstverstärkende Reibungskupplung bekannt. Hierbei sind Kugeln zwischen zwei Nockenflächen an treibenden Kupplungsgliedern angeordnet, um bei einer Relativdrehung der treibenden Kupplungsglieder zueinander in der einen Drehrichtung das Drehmomentübertragungsvermögen zu erhöhen und auf die Kupplung einen Eingriffsdruck auszuüben.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Druckplattenbaugruppe derart weiterzubilden, daß bei im wesentlichen unveränderter erforderlicher Ausrückkraft in der Druckplattenbaugruppe eine erhöhte Anpreßkraft für die Anpreßplatte erzeugt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Druckplattenbaugruppe gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe ist vorgesehen, daß die Anpreßplatte durch die Verbindungsanordnung mit dem Gehäuse drehbar verbunden ist und daß die Verbindungsanordnung eine Verdrehbewegung der Anpreßplatte bezüglich des Gehäuses in eine Axialbewegung der Anpreßplatte bezüglich des Gehäuses umsetzt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Druckplattenbaugruppe wird im Betrieb derselben in einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung folgender Effekt erzielt: Bei Durchführung eines Einrückvorgangs wird die Anpreßplatte sukzessive gegen die Kupplungsscheibe, d. h. die Reibbeläge derselben, gepreßt. Da im allgemeinen im ausgerückten Zustand der Kupplung die Kupplungsscheibe sich bezüglich des Gehäuses und der Anpreßplatte dreht, wird bei diesem sukzessiven Inkontaktbringen der Anpreßplatte mit der Kupplungsscheibe von der Kupplungsscheibe auf die Anpreßplatte ein Drehmoment übertragen. Durch dieses Drehmoment wird, aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Verdrehbarkeit der Anpreßplatte bezüglich des Gehäuses die Anpreßplatte nunmehr bezüglich des Gehäuses gedreht, wobei ferner aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung diese Verdrehung in eine Axialbewegung der Anpreßplatte umgesetzt wird. Durch diese Axialbewegung wird aufgrund des von der Kupplungsscheibe selbst auf die Anpreßplatte übertragenen Drehmoments die Möglichkeit geschaffen, die Anpreßplatte verstärkt gegen die Kupplungsscheibe, d. h. die Reibbeläge derselben, zu pressen, so daß die Kraft, mit welcher die Anpreßplatte gegen die Kupplungsscheibe gepreßt wird, zum einen vorgegeben ist durch die vom Kraftspeicher ausgeübte Anpreßkraft und zum anderen vorgegeben ist durch die durch Umsetzung der Drehbewegung in eine Axialbewegung der Anpreßplatte erzeugte zusätzliche Druckkraft. Es wird somit ein selbstverstärkender Effekt erzielt, der zur Folge hat, daß bei gleichbleibender Ausgestaltung der Membranfeder, d. h. auch bei gleichbleibender erforderlicher Ausrückkraft, eine erhöhte Anpreßkraft bereitgestellt wird.
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Weiterhin hat eine derartige Ausgestaltung den Vorteil, daß bei Auftreten von Drehschwingungen in einem eine erfindungsgemäße Druckplattenbaugruppe enthaltenden Antriebsstrang, welche Schwingungen letztendlich auch zu einem spontanen Anstieg des zwischen Anpreßplatte und Kupplungsscheibe zur übertragenden Drehmoments führen können, der gleiche Effekt, wie er vorangehend mit Bezug auf den Einrückvorgang beschrieben worden ist, auftritt, d. h. durch den Versuch der Kupplungsscheibe, die an dieser reibend angreifende Anpreßplatte bezüglich des Gehäuses zu verdrehen, kann die Anpreßplatte verstärkt gegen die Kupplungsscheibe gepreßt werden, so daß auch bei starkem Anstieg des zu übertragenden Drehmoments das Auftreten eines Kupplungsschlupfs vermieden werden kann. Im Gegensatz dazu kann beispielsweise bei spontanem Abfall des von einer Antriebsseite, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, zu übertragenden Drehmoments, also beispielsweise bei Übergang in einen Motorbremszustand, dafür gesorgt werden, daß aufgrund des nunmehr in entgegengesetzter Richtung zwischen der Kupplungsscheibe und der Anpreßplatte zu übertragenden Drehmoments die Anpreßplatte wiederum bezüglich des Gehäuses verdreht wird, nunmehr jedoch in entgegengesetzter axialer Richtung verlagert wird, so daß in gewünschter Art und Weise ein Schlupf in der Kupplung auftreten kann und ein Bremsstoß vermieden werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Fahrzeugfahrer aus Versehen beim Herabschalten nicht vom vierten in den dritten Gang, sondern beispielsweise vom vierten in den zweiten Gang schaltet.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Druckplattenbaugruppe derart aufgebaut, daß die Verbindungsanordnung im wesentlichen keine der Verdrehung der Anpreßplatte bezüglich des Gehäuses entgegenwirkende und diese zurückführende Kraft zwischen Anpreßplatte und Gehäuse erzeugt. Es kann auf diese Art und Weise diese selbstverstärkende Wirkung der erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe in maximal möglichem Ausmaß genutzt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß selbstverständlich das Auftreten von Reibkräften nicht vollständig ausgeschlossen werden kann, derartige Reibfkäfte wirken zwar der Verdrehbewegung der Anpreßplatte bezüglich des Gehäuses grundsätzlich entgegen, sind jedoch nicht dazu in der Lage, eine die Anpreßplatte in entgegengesetzter Richtung zurückführende Kraft zu erzeugen.
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Beispielsweise kann die Verbindungsanordnung an wenigstens einer Komponente von Anpreßplatte und Gehäuse wenigstens einen sich im wesentlichen radial erstreckenden Führungsvorsprung sowie jedem Führungsvorsprung zugeordnet an der anderen Komponente von Anpreßplatte und Gehäuse eine Führungsvertiefung umfassen, wobei zumindest die dem wenigstens einen Führungsvorsprung zugeordnete Führungsvertiefung in Richtung der Drehachse und bezüglich dieser beziehungsweise einer zur Drehachse parallelen Achslinie in Umfangsrichtung geneigt verläuft.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die dem wenigstens einen Führungsvorsprung zugeordnete Führungsvertiefung bezüglich der Drehachse schraubgewindegangartig verlaufend ausgebildet ist.
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Ferner kann zum Erhöhen der Führungsgenauigkeit vorgesehen sein, daß der wenigstens eine Führungsvorsprung bezüglich der Drehachse schraubgewindeartig verlaufend ausgebildet ist.
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Um über den Umfang der Anpreßplatte herum verteilt eine möglichst gleichförmige selbstverstärkende Wirkung erzielen zu können, wird vorgeschlagen, daß eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Führungsvorsprüngen und diesen zugeordneten Führungsvertiefungen vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Verbindungsanordnung an einer Außenumfangsfläche der Anpreßplatte eine mehrgängige Außen-Gewindeformation und an einer Innenumfangsfläche des Gehäuses eine mit der Außen-Gewindeformation eingreifende mehrgängige Innen-Gewindeformation umfaßt.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Druckplattenbaugruppe muß im wesentlichen auf zwei Dinge geachtet werden. Zum einen muß das Umsetzverhältnis von Drehbewegung in Axialbewegung so groß sein, daß ein spürbarer selbstverstärkender Effekt erzielt wird. Zum anderen darf diese Umsetzung nicht so stark sein, daß bereits eine geringste Drehbewegung zu einer sehr starken axialen Verlagerung führt. Dies würde nämlich bedeuten, daß bereits eine geringe Erhöhung der Anpreßkraft, welche durch den Kraftspeicher erzeugt wird, ein spontaner sehr starker Anstieg der durch die in eine Axialbewegung umgesetzten Drehbewegung der Anpreßplatte hervorruft, so daß letztendlich eine selbsthemmende Kupplungswirkung erzeugt wird. Eine derartige Kupplung wäre hinsichtlich ihrer Ein- und Ausrückcharakteristik nur schwer zu definieren, d. h. Aus- und Einrückvorgänge wären nur äußerst schwierig in dosierter Art und Weise durchzuführen. Es wird daher vorgeschlagen, daß eine durch die durch die Verbindungsanordnung induzierte Axialbewegung erzeugte Anpreßkraft der Anpreßplatte gegen die Kupplungsscheibe im wesentlichen proportional zu einer durch den Kraftspeicher erzeugten Anpreßkraft der Anpreßplatte gegen die Kupplungsscheibe ist.
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Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß ein Steigungswinkel der dem wenigstens einen Führungsvorsprung zugeordneten Führungsvertiefung beziehungsweise der Außen- und Innen-Gewindeformation im Bereich von 25° bis 65° liegt. Diese Werte für die obere bzw. untere Grenze des Steigungswinkels sind derart gewählt, daß selbst bei relativ hohem Reibwert im Bereich von μ ungefähr 0,4 keine Selbsthemmung auftritt, daß jedoch auch bei relativ geringem Reibwert im Bereich von μ ungefähr 0,2 zumindest noch eine Selbstverstärkung von ca. 10% erreicht wird. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß der Steigungswinkel über die Erstreckungslänge der Führungsvertiefung nicht konstant ist. Es läßt sich damit beispielsweise zunächst eine relativ starke Zustellung und dann eine allmähliche Erhöhung der Anlagekraft erzielen.
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Bei der erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe kann ferner eine die Anpreßplatte in einer der Kraftbeaufschlagungsrichtung durch den Kraftspeicher entgegengesetzten Richtung drückende Lüftkrafterzeugungsanordnung vorgesehen sein.
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Diese Lüftkrafterzeugungsanordnung kann eine an der Anpreßplatte einerseits und dem Gehäuse oder einer mit diesem fest verbundenen Komponente andererseits angreifende Lüftfederanordnung umfassen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, in welcher eine erfindungsgemäße Druckplattenbaugruppe vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen beschrieben. Es zeigt:
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1 eine schematische Längsschnittansicht einer Reibungskupplung mit einer erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe;
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2 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses der erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe;
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3 eine Längsschnittansicht des Gehäuses der erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe;
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4 eine perspektivische Ansicht einer Anpreßplatte der erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe;
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5 eine längsschnittansicht der in 4 dargestellten Anpreßplatte;
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6. eine Teil-Radialansicht einer nicht erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe;
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7 eine Schnittlinie der in 6 dargestellten Variante längs einer Schnittlinie VII-VII in 6;
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8 eine Teil-Radialansicht einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe;
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9 eine Schnittansicht der in 8 dargestellten Variante längs einer Schnittlinie IX-IX in 8;
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10 eine weitere Teil-Radialansicht einer nicht erfindungsgemäßen Druckplattenbaugruppe.
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11–13 Teil-Schnittansichten weiterer alternativer erfindungsgemäße Ausgestaltungen
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In 1 ist eine Reibungskupplung allgemein mit 10 bezeichnet. Die Reibungskupplung 10 umfaßt eine Druckplattenbaugruppe 12, die an einem Schwungrad 14 festgelegt ist. Die Druckplattenbaugruppe 12 ist zusammen mit dem Schwungrad 14 um eine Drehachse A drehbar.
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Die Druckplattenbaugruppe 12 weist ein Gehäuse 16 auf, das in der dargestellten Ausgestaltungsform mit einem radial äußeren flanschartigen Abschnitt 18 an dem Schwungrad 14 festgelegt oder festlegbar ist. Zu diesem Zwecke weist, wie in 2 erkennbar, der flanschartige Vorsprung 18 in Umfangsrichtung verteilt eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 20 auf, durch welche hindurch Befestigungsschrauben in das Schwungrad 14 eingeschraubt werden können. Eine mit 22 bezeichnete der Öffnungen kann eine Zentrieröffnung bilden, welche eine Lagezuordnung von Druckplattenbaugruppe 12 und Schwungrad 14 vorgeben kann.
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Im Gehäuse 16 ist eine Anpreßplatte 24 angeordnet, welche über eine nachfolgend noch zu beschreibende Verbindungsanordnung 26 mit dem Gehäuse 16 gekoppelt ist und im Gehäuse in Richtung der Drehachse A verlagerbar ist. Ein Kraftspeicher, hier in Form einer Membranfeder 28, ist in seinem radial mittleren Bereich 30 über eine Mehrzahl von Distanzbolzen 32 am Gehäuse 16 gehalten und stützt sich dort ab. Die Distanzbolzen 32 durchsetzen im Gehäuse 16 vorgesehene Öffnungen (siehe 2). In ihrem radial äußeren Bereich 34 stützt sich die Membranfeder 28 an einem schneidenartigen Vorsprung 36 der Anpreßplatte 24 ab. Die Abstützung am Gehäuse 16 oder/und an der Anpreßplatte 24 kann direkt oder indirekt über andere Komponenten erfolgen. Durch die Einspannung der Membranfeder 28 zwischen der Anpreßplatte 24 und dem Gehäuse 16 und die dabei erzeugte Verformung der Membranfeder 28 preßt diese die Anpreßplatte 24 in Richtung auf eine zwischen den Anpreßplatte 24 und dem Schwungrad 14 angeordnete Kupplungsscheibe 38 beziehungsweise die Reibbeläge 40, 42 derselben zu. Diese Reibbeläge 40, 42 sind durch einen Mitnehmer 44 mit einer allgemein mit 46 bezeichneten Nabe der Kupplungsscheibe verbunden, wobei der Mitnehmer 44 beispielsweise eine Belagfederung bilden kann oder die Reibbeläge 40, 42 unter Zwischenanordnung einer Belagfederung tragen kann.
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In der Darstellung der 2 und 3 erkennt man, daß an der Innenoberfläche 48 eines im wesentlichen zylindrischen Abschnitts 50 des Gehäuses 16 ein mehrgängiges schneckenartiges Innengewinde 52 ausgebildet ist. Das heißt, an der Innenoberfläche 48 sind in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend radial nach innen vorstehende Vorsprünge 54 und darauf folgende Einsenkungen 56 ausgebildet. Man erkennt insbesondere in 2, daß diese Vorsprünge und Einsenkungen sich bezüglich einer zur Drehachse im wesentlichen parallel erstreckenden Achslinie unter einem Winkel α erstrecken. Das heißt, es sind jeweils schraubgewindeartige Vorsprünge beziehungsweise Einsenkungen gebildet.
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Man erkennt ferner in 4, daß die Verbindungsanordnung 26, durch welche die Anpreßplatte 24 an das Gehäuse 16 angekoppelt ist, an einer Außenumfangsfläche 58 der Anpreßplatte 24 eine Außen-Schraubgewindeformation 60 aufweist. Auch die Außen-Gewindeformation 60 weist also in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend nach radial außen vorstehende Vorsprünge 62 sowie in Umfangsrichtung unmittelbar darauffolgende Einsenkungen 64 auf. Ferner erkennt man in 4, daß auch die Außen-Schraubgewindeformation 60 sich bezüglich der zur Drehachse A parallel erstreckenden Achslinie A' unter einem Winkel α erstreckt, d. h. auch hier ist eine schneckenartige Gewindeanordnung mit einem Steigungswinkel α gebildet. Das Bereitstellen der Innen-Gewindeformation 52 am Gehäuse 16 sowie der Außen-Gewindeformation 60 an der Anpreßplatte 24, welche Gewindeformationen derart aufeinander abgestimmt sind, daß ihre Vorsprünge beziehungsweise Einsenkungen 54, 56, 62, 64 im wesentlichen spielfrei miteinander kämmen können, wird erreicht, daß bei axialer Verlagerung der Anpreßplatte 24 im Gehäuse 16 die Anpreßplatte 24 gleichzeitig gedreht wird beziehungsweise daß bei Drehung der Anpreßplatte 24 bezüglich des Gehäuses 16 eine Axialverlagerung der Anpreßplatte 24 im Gehäuse 16 induziert wird.
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Bei einer derart aufgebauten Druckplattenbaugruppe 12 beziehungsweise bei einer eine derartige Druckplattenbaugruppe 12 enthaltenden Reibungskupplung, bei welcher die Anpreßplatte 24 durch eine Schrägverzahnung in Eingriff mit dem Gehäuse 16 steht, wird folgende Betriebscharakteristik erhalten: Es sei zunächst ein ausgerückter Zustand der Kupplung angenommen, in welchem die Membranfeder 28 in ihrem radial inneren Bereich auf das Schwungrad 14 zu verschoben ist und somit die Kraftbeaufschlagung der Anpreßplatte 24 aufgehoben ist. In diesem Zustand wird die Anpreßplatte 24 durch eine Lüftfederanordnung 66, welche am Schwungrad 14 einerseits und an der Anpreßplatte 24 andererseits abgestützte und in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Luftfedern 66 umfaßt, die Anpreßplatte 24 vom Schwungrad 14 weg gedrückt, so daß im wesentlichen keine gegenseitige reibende Anlage zwischen Anpreßplatte 24 und Reibbelag 40 und zwischen Reibbelag 42 und Schwungrad 14 erzeugt ist. Wird dann die Membranfeder sukzessive freigegeben, so verschwenkt diese mit ihrem radial äußeren Bereich 34 auf das Schwungrad 14 zu und drück auf den Schneidenbereich 36 der Anpreßplatte 24. Um hier eine Drehentkopplung zwischen Anpreßplatte 24 und Membranfeder 28 zu erhalten, ist vorzugsweise im Bereich der Schneide 36 ein Material mit hoher Gleitfähigkeit bezüglich der Membranfeder 28 vorgesehen, oder es ist eine Lageranordnung, beispielsweise eine Wälz- oder Rollkörperlageranordnung zwischen diesen Komponenten vorgesehen.
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Bei diesem Vorgang wird die Anpreßplatte 24 auf das Schwungrad 14 zu bewegt, wobei aufgrund der ineinander eingreifenden Verzahnungsformationen 52, 60 mit ihren Führungsvorsprüngen 54, 62 beziehungsweise Führungsvertiefungen 56, 64 bereits eine geringfügige Verdrehung der Anpreßplatte 24 bezüglich des Gehäuses 16 induziert wird. Bei Durchführung derartiger Ein- und Ausrückvorgänge herrscht im allgemeinen eine Drehzahldifferenz zwischen Druckplattenbaugruppe 12 und Schwungrad 14 einerseits und Kupplungsscheibe 38 andererseits. Wenn in einem derartigen Zustand nunmehr die Anpreßplatte 24 in Reibkontakt mit dem sich mit anderer Drehzahl drehenden Reibbelag 40 der Kupplungsscheibe 38 kommt, so wird über die Reibverbindung ein Drehmoment übertragen, durch welches zwangsweise die Anpreßplatte 24 bezüglich des Gehäuses 16 in Umfangsrichtung mitgenommen, also gedreht wird. Aufgrund der ineinander eingreifenden Verzahnungsformationen 52, 60 wird diese Verdrehbewegung der Anpreßplatte 24 in eine axiale Bewegung umgesetzt, welche je nach Relativdrehrichtung zur Folge hat, daß die Anpreßplatte 24 weiter auf die Kupplungsscheibe 38 zu gedrückt wird oder von dieser wegbewegt wird. Insbesondere in dem Zustand, in dem die Anpreßplatte 24 durch die schraubenartig ausgebildeten Verzahnungsformationen 52, 60 auf die Kupplungsscheibe 38 zu bewegt wird, wird zusätzlich zu der durch die Membranfeder 28 ausgeübten Anpreßkraft eine weitere Anpreßkraftkomponente eingeführt. Diese weitere Anpreßkraftkomponente hängt davon ab, wie stark die Anpreßplatte 24 durch die Kupplungsscheibe 38 bezüglich des Gehäuses 16 verdreht wird, was letztendlich wieder von der Stärke des zwischen der Anpreßplatte 24 und der Kupplungsscheibe 38 aufgebauten Reibanlagekontakts abhängt. Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist durch die geeignete Auswahl des Winkels α dafür gesorgt, daß die durch zusätzliche Axialverlagerungeingeführte Anpreßkraftkomponente proportional zu derjenigen Anpreßkraft ist, welche durch die Membranfeder 28 erzeugt wird. Es ist selbstverständlich, daß bei der Auslegung des Winkels α verschiedenste Faktoren, wie z. B. die eingesetzten Reibbeläge, die Größe der effektiv wirksamen Reibfläche, die Anzahl der reibend aneinander angreifenden Flächen, d. h. Einscheibenkupplung oder Mehrscheibenkupplung, eine Rolle spielt. Im allgemeinen hat sich jedoch gezeigt, daß ein Winkel α im Bereich von 25° bis 65° zu dem gewünschten Effekt führen kann.
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Die Steigungsrichtung, d. h. die Verwindungsrichtung der Verzahnungsformationen 52, 60 ist derart gewählt, daß dann, wenn die Kupplungsscheibe 38 ein Bremsmoment auf die Anpreßplatte 24 ausübt, d. h. wenn ein Drehmoment von der Antriebsseite her auf die Kupplungsscheibe zu übertragen ist, die zwangsweise induzierte Axialverlagerung der Anpreßplatte 24 auf die Kupplungsscheibe 38 zu erfolgt, und daß dann, wenn von der Antriebsseite, also der Kupplungsscheibe 38, her eine Antriebskraft übertragen wird, also beispielsweise in einem Motorbremszustand, die Anpreßplatte 24 von der Kupplungsscheibe 38 wegbewegt wird. Es kann somit insbesondere bei einem ungewollten Schalten in eine zu niedrige Gangstufe dafür gesorgt werden, daß durch die zwangsweise Wegbewegung der Anpreßplatte 24 von der Kupplungsscheibe 38 die Einrückkraft vermindert wird und somit ein Schlupf in der Kupplung ermöglicht wird. Andererseits führen Drehmomentspitzen bei Drehmomentübertragung vom Antrieb her zu einer Verstärkung der Kupplungseinrückkraft, mit der Folge, daß in diesem Zustand ein Schlupf der Kupplung in gewünschter Weise vermieden werden kann.
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Aus der vorangehenden Beschreibung erkennt man, daß durch die erfindungsgemäße Druckplattenbaugruppe beziehungsweise eine diese enthaltende Reibungskupplung eine selbstverstärkender Effekt erhalten werden kann, so daß bei gleichbleibender Kraftcharakteristik des Kraftspeichers, d. h. der, Membranfeder, eine erhöhte Anpreßkraft erzielt werden kann. Es läßt sich damit eine bisher zwangsweise vorzunehmende Überdimensionierung der Membranfeder vermeiden, und es läßt sich bei gleicher Kupplungsgröße ein deutlich erhöhtes maximal übertragbares Drehmoment erzielen. Es sei darauf verwiesen, daß selbstverständlich die erfindungsgemäße Ausgestaltung insbesondere im Bereich der Verbindung zwischen Anpreßplatte und Gehäuse auch bei Mehrscheibenkupplungen oder Lamellenkupplungen Anwendung finden kann. Ferner ist es selbstverständlich, daß die Kupplung nicht notwendigerweise von dem in der 1 dargestellten gedrückten Typ sein muß. Auch kann die Luftkraft für die Anpreßplatte in anderer Weise erzeugt werden als in der Figur dargestellt. Beispielsweise ist es möglich, zwischen Anpreßplatte und Gehäuse sogenannte Tangentialblattfedern wirken zu lassen, welche an einer der beiden Komponenten Anpreßplatte und Gehäuse festgelegt sind und mit der anderen der beiden Komponenten in einer Langlochführung verbunden sind. Das heißt, diese Tangentialblattfedern erzeugen lediglich eine in Achsrichtung wirkende Luftkraft, erzeugen jedoch im wesentlichen keine Kraft, welche der Drehung der Anpreßplatte bezüglich des Gehäuses entgegenwirkt.
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Es sei ferner noch darauf hingewiesen, daß zum Erhalt der vorangehend beschriebenen Axialbewegung nicht notwendigerweise die im wesentlichen spielfrei ineinander eingreifenden Verzahnungsformationen vorgesehen sein müssen. Prinzipiell genügt es, wenn beispielsweise am Gehäuse eine einzige schraubartig verlaufende Vertiefung vorgesehen ist, in welche ein beispielsweise auch stiftartig ausgebildeter Vorsprung an der Anpreßplatte eingreift. Auch die umgekehrte Formation, also ein stiftartiger Vorsprung am Gehäuse und eine Vertiefung mit schraubgewindeartigem Verlauf an der Anpreßplatte führen zu diesem Effekt. Um auch bei einer derartigen Ausgestaltung eine über den Umfang näherungsweise gleichmäßig wirkende Anpreßkraftverstärkung zu erhalten, sind dann vorzugsweise mehrere derartige Anordnungen über den Umfang verteilt vorgesehen, wobei letztendlich die dargestellten Verzahnungsformationen den Extremfall einer Vielzahl derartiger Vorsprünge an einer Komponente und eine diesen jeweils zugeordneten Vertiefung an der anderen Komponente wiedergibt, wobei zusätzlich auch noch der Vorsprung eine langgestreckte und gewindeartig verlaufende Konfiguration aufweist. Eine derartige Ausgestaltungsvariante ist beispielsweise in den 6 und 7 dargestellt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. hinsichtlich Funktionsweise entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs „a” bezeichnet.
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Man erkennt, dass hier an der Anpreßplatte 24a zumindest ein, in Umfangsrichtung verteilt vorzugsweise mehrere Führungsvorsprünge 162a vorgesehen sind. Jeder dieser Führungsvorsprünge 162a umfaßt beispielsweise ein Bolzenelement 164a, das an einem Außenumfangsbereich der Anpreßplatte 24a sich nach radial außen erstreckend angebracht, beispielsweise dort eingepreßt oder eingeschraubt ist. Auf diesem Bolzenelement ist zwischen einer Lagerschulter 166a und einem beispielsweise durch einen Sprengring o. dgl. Gebildeten Sicherungselement 168a eine Lagerungshülse, beispielsweise eine Gleithülse 170a, angeordnet. Im Bereich dieser Gleithülse 170a ist der Führungsvorsprung 162a nunmehr in einer im Gehäuse 16a, d. h. dem im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Abschnitt 50a desselben vorgesehenen Führungsvertiefung 156a positioniert. Die Führungsvertiefung 156a erstreckt sich mit ihrer Längsmittellinie M bezüglich der Achslinie A bzw. der dazu parallel versetzten Linie geneigt, so daß bei Relativdrehung zwischen der Anpreßplatte 24a und dem Gehäuse 16a und somit auch dem Schwungrad der vorangehend beschriebenen Effekt der erzwungenen Axialverlagerung der Anpreßplatte 24a erzielt wird.
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Die Führungsvertiefung 156a kann, wie man in 6 erkennt, gebildet sein durch eine nach radial außen offene, beim Umformungsvorgang eines Blechrohlings für das Gehäuse 16a mit angeformte Einsenkung oder Öffnung, die durch den auch dort fortgesetzten flanschartigen Bereich 18a umgeben ist. In diesem Verlängerungsbereich des Flanschabschnitts 18a bildet das Gehäuse 16a somit eine Führungsfläche für den Führungsvorsprung 162a. Es sei darauf hingewiesen, daß die Längsmittellinie M der Führungsvertiefung bzw. der Führungsöffnung 156a sich nicht notwendigerweise geradlinig erstreckt. Vielmehr kann diese derart gekrümmt sein, dass sie beispielsweise bei Annäherung an das Schwungrad, d. h. dem unteren Bereich der 6, einen größeren Neigungswinkel bezüglich der Linie A aufweist, als in dem weiter entfernt liegenden Bereich. Maßgebend ist, daß in allen Bereichen eine näherungsweise gleichbleibende Führungsbreite dieses Vertiefungsbereichs 156a für den Führungsvorsprung 162a bereitgestellt ist.
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Wie vorangehend bereits angesprochen, ist es aus Symmetriegründen bevorzugt, zumindest drei derartige Führungsvorsprünge 162a und entsprechende Führungsvertiefungen 156a beispielsweise mit gleichem Winkelabstand vorzusehen.
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Eine Abwandlung der in den 6 und 7 dargestellten Variante ist in den 8 und 9 gezeigt. Komponenten, die vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs ”b” bezeichnet. Im Folgenden wird lediglich auf die konstruktiven Unterschiede eingegangen.
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In Abwandlung zur vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsvariante ist der Führungsvorsprung 162b bzw. jeder Führungsvorsprung 162b durch einen an der Anpreßplatte 24b integral ausgebildeten Ansatz 172b gebildet. Dieser Ansatz 172b kann sich dann mit seinen Führungsflächen 174b, 176b jeweils entlang den die Führungsvertiefung 156b begrenzenden Abschnitten des Flansches 18b verschieben. Da die Führungsvertiefung 156b bezüglich der Axiallinie A geneigt verläuft, sind vorzugsweise dann auch die Flächen 174b, 176b entsprechend geneigt verlaufend ausgebildet.
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Bei den vorangehend mit Bezug auf die 6–9 beschriebenen Ausgestaltungsvarianten kann die die Anpreßplatte vom Schwungrad weg vorspannende Kraft durch eine Feder erzeugt werden oder eine Federanordnung, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist. Eine Abwandlung zu diesem Prinzip ist in 10 dargestellt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs ”c” beschrieben.
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Man erkennt, dass hier in einer an die Führungsvertiefung 156c anschließenden axialen Einsenkung 180c des Gehäuses 16c an den dort sich erstreckenden Bereich des Flansches 18c eine Tangentialblattfeder 166c angenietet ist. Diese erstreckt sich nahezu in Umfangsrichtung und ist in ihrem anderen Endbereich mit dem Führungsvorsprung 162c, der beispielsweise so wie in 8 dargestellt ausgebildet sein kann, ebenfalls durch Nietverbindung angebunden. Diese Nietverbindung ist jedoch derart ausgestaltet, dass die Tangentialblattfeder 166c dort ein Langloch 182c aufweist, so daß bei Axialverlagerung der Anpreßplatte 24c eine Längenkompensation bei der Anbindung der Tangentialblattfeder 166c an das Gehäuse 16c bzw. die Anpreßplatte 24c stattfinden kann, was dadurch erforderlich wird, daß die Anpreßplatte 24c sich zwangsweise bei Axialbewegung verdrehen wird. Man erkennt bei der Ausgestaltungsform gemäß 10, daß die Führungsvertiefung 156c lediglich in einem Bereich des Flansches 18c, nämlich dem mit der Fläche 176c des Führungsvorsprungs 162c zusammenwirkenden Bereich eine Führungsbahn für diesen Führungsvorsprung 162c bereitstellt. Die in der anderen Richtung führende bzw. wirkende Führungsbahn, welche bei Bewegung der Anpreßplatte 24c in der Darstellung der 10 nach unten, d. h. auf das Schwungrad zu, für eine Zwangsverdrehung sorgt, kann beispielsweise an einem anderen Führungsvorsprung vorgesehen sein, der so wie in 8 dargestellt ausgebildet sein kann.
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Es sei ferner noch darauf hingewiesen, daß selbstverständlich auch bei der Ausgestaltungsform gemäß den 8 und 9 und der Ausgestaltungsform gemäß 10 die Zwangsführung, bereitgestellt durch das Zusammenwirken eines jeweiligen Führungsvorsprungs mit einer im Gehäuse gebildeten Führungsvertiefung oder Führungsöffnung derart ausgebildet sein kann, dass, bereitgestellt durch einen gekrümmten Verlauf der Führungsöffnung oder Führungsbahn ein sich änderndes Umsetzverhältnis zwischen Axialbewegung und Drehbewegung bereitgestellt ist.
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In Bild 11 ist eine Mehrscheibenreibungskupplung
10d dargestellt, welche entsprechend der Reibungskupplung gemäß
1 ausgebildet ist. Die Druckplattenbaugruppe
12d ist hier ebenso über das Gehäuse
16d zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse A am Schwungrad
14d befestigt. Der Aufbau des Gehäuses
16d entspricht prinzipbedingt der Ausführung gemäß
2. Zwischen Schwungrad
14d und der Membranfeder
28d befindet sich in axialer Richtung neben der Anpressplatte
24d und der einen Kupplungsscheibe
38d eine Zwischenplatte
241d und eine zweite Kupplungsscheibe
381d. Über die genaue Ausgestaltung dieser beiden axial aufeinander folgenden Kupplungsscheiben sei auf die
DE 199 63 023 A1 verwiesen. Die Zwischenplatte
241d ist in gleicher Art und Weise bezüglich dem Gehäuse
16d gelagert wie die Anpressplatte
24d bzw.
24 in
1. Obwohl bei dieser Ausführungsform die Anpressplatte
24d und die Zwischenplatte
241d integral ausgebildete Ansätzue
172d aufweisen, ist auch eine Ausführungsform denkbar, wie sie in
6 und
7 dargestellt ist.
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In 12 ist eine Ansicht gemäß des Schnittverlaufs a, b in 11 dargestellt. Sie entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung des Gehäuses gemäß 2. Der hierbei dargestellte Ausschnitt des Gehäuses 16d weist ebenfalls flanschartige Bereiche 18d beidseits der Führungsvertiefungen 162d auf Bei der hier vorliegenden Ausführungsform sind die einander zugewandten Flanken der Flansche 18d gerade ausgeführt derart, dass über den Verschleiß und/oder Abhubweg die Steigung der Gewindeformation 60 konstant verläuft. Hierdurch ist eine konstante Selbstverstärkung beim Einrücken der Kupplung gegeben. In 13 ist ebenfalls eine vereinfachte Darstellung gemäß Schnittverlauf a, b in 11 dargestellt. Hierbei weisen jedoch die flanschartigen Vorsprünge 181d des Kupplungsgehäuses 16d eine nicht lineare Steigung der Schraubgewindeformation 60d auf. Durch diesen Verlauf kann erreicht werden, dass einerseits über den Abhubweg die Relativbewegung zwischen Anpress- bzw. Zwischenplatte 24d/241d und Kuppungsgehäuse 16d derart gesteuert wird, dass der durch die Schrägflächen erzeugte Selbstverstäkungseffekt in dem Moment besonders hervortritt, indem die entsprechenden Reibflächen der Kupplungsscheiben 38 in Eingriff kommt. Ebenfalls kann hierbei vorgesehen werden, dass mit zunehmendem Abhubweg von Anpressplatte 24d bzw. Zwischenplatte 241d die Relativverdrehung zwischen Gehäuse 16d und Anpressplatte 24d/Zwischenplatte 241d abnimmt und in einer vornehmlichen Axialbewegung vorgenannter Teile zueinander übergeht Ebenso ist es denkbar, den Effekt der Selbstverstärkung durch nicht lineare Steigung wie vorgenannt zu beeinflussen derart, das bei fortschreitendem Verschleiß der Kupplungsreibbeläge und somit einer weiteren Verlagerung von Anpressplatte 24d/Zwischenplatte 241d bezüglich Gehäuse 16d in axialer Richtung der Effekt der Selbstverstärkung dem Verschleiß angepasst wird. Vorgenannte Ausführungen sind hierbei nicht nur auf eine Kupplung mit mehreren Kupplungsscheiben sondern auch auf eine Einscheibenkupplung anwendbar. Auch ist es möglich, die nicht lineare Steigung der flanschartigen Vorsprünge 18d bzw. 181d derart auszuführen, dass der Selbstverstärkungseffekt der Zwischenplatte 241d stärker oder schwächer in Erscheinung tritt als der vorgenannte Effekt bei der Anpressplatte 24d. Besonders vorteilhaft bei Ausführung einer nicht linearen Steigung ist hierbei eine Ausgestaltung der Anpressplatte 24d bzw. Zwischenplatte 241d gemäß 6 und 7 denkbar.
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Alle vorangehenden mit Bezug auf die 6–10 beschriebenen Ausgestaltungsvarianten weisen den erheblichen Vorteil auf, daß sie fertigungstechnisch sehr einfach herzustellen sind, da die entsprechenden Führungsöffnungen oder Führungsvertiefungen im Gehäuse beim Umformen desselben in einem Arbeitsvorgang herstellbar sind; es sind keine nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitungsschritte zwingend erforderlich.
