Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf Reibungskupplungen,
insbesondere solche, bei denen eine den Verschleiß zumindest der Reibbeläge
der Kupplung kompensierende Nachstelleinrichtung vorhanden ist, insbesondere
solche, wie sie zum Beispiel in den Patentanmeldungen DE OS 42 39 291,
DE OS 43 06 505, DE OS 42 39 289, DE OS 43 22 677, DE OS 44 18 026,
DE OS 44 31 641 und DE OS 195 10 905 beschrieben oder erwähnt sind.
Derartige Reibungskupplungen sind unter anderem zur Verwendung im
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges gedacht, und besitzen in den weitaus
meisten Fällen eine gegenüber einem Gehäuse drehfeste, jedoch axial begrenzt
verlagerbare Anpreßplatte, wobei zwischen Gehäuse und Anpreßplatte
wenigstens eine Tellerfeder vorgesehen ist, welche die Anpreßplatte in axialer
Richtung vom Gehäuse weg beaufschlagt. Die in der Reibungskupplung zwischen
Gehäuse und Tellerfeder vorgesehene Nachstelleinrichtung gewährleistet einen
zumindest annähernd konstanten Verspannungszustand der Tellerfeder über die
Lebensdauer der im Antriebsstrang montierten Reibungskupplung.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Reibungskupplungen der
eingangs genannten Art zu schaffen, deren Herstellung selbst als auch die
Herstellung deren Komponenten einfach und preiswert erfolgen kann, wobei diese
Komponenten auch möglichst einfach dimensionierbar sein sollen, um eine
optimale Funktion der Reibungskupplung zu gewährleisten. Der Zusammenbau
der einzelnen Bauteile beziehungsweise Komponenten soll in einfacher Weise
gewährleistet sein, wobei auch die Anzahl an Bauteilen reduziert werden soll. Eine
weitere Aufgabe besteht darin, Reibungskupplungen zu schaffen, die über den
Ausrückweg der Tellerfederzungen und unter Berücksichtigung der möglichen
Herstellungstoleranzen beziehungsweise Streuungen, sowie über die
Lebensdauer der Reibungskupplung einen möglichst niedrigen und/oder
möglichst konstanten Ausrückkraftverlauf - zumindest nach Freigabe der
Kupplungsscheibe - aufweisen.
Bei einer Reibungskupplung der eingangs genannten Art, bei der eine von einem
Gehäuse getragene Schwenklagerung eine Tellerfeder schwenkbar abstützt,
wobei die Tellerfeder eine mit dem Gehäuse drehfeste, jedoch axial verlagerbare
Anpreßplatte beziehungsweise Druckscheibe beaufschlagt und eine
Nachstelleinrichtung in Abhängigkeit zumindest des an den Reibbelägen einer
Kupplungsscheibe auftretenden Verschleißes die Tellerfeder in axialer Richtung
relativ zum Gehäuse verlagert, werden die der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegenden Aufgaben unter anderem dadurch gelöst, daß die Tellerfeder
einstückig angeformte laschen- beziehungsweise zungenförmige Federmittel
besitzt, welche axial verspannt sind und die Tellerfeder axial in Richtung der
Schwenklagerung drücken, wobei das Gehäuse Abstützbereiche trägt, an denen
sich die zungenförmigen Federmittel auf der der Anpreßplatte zugewandten Seite
der Tellerfeder abstützen.
Die Federmittel können also unmittelbar auf die Tellerfeder einwirken und diese
axial in Richtung der gehäuseseitigen Abstützbereiche beziehungsweise
Schwenkbereiche beanspruchen beziehungsweise beaufschlagen.
Ein besonders einfacher Aufbau der Reibungskupplung kann dadurch gewährlei
stet werden, daß die Abstützbereiche durch Abstandselemente, wie zum Beispiel
Bolzen, gebildet sind, welche mit dem Gehäuse verbunden sind, sich axial durch
Ausnehmungen der Tellerfeder erstrecken und auf der der Anpreßplatte zuge
wandten Seite der Tellerfeder Abstützzonen für die Federmittel bilden.
Es kann jedoch auch besonders vorteilhaft sein, wenn die Abstützbereiche durch
einstückig mit einem Blechgehäuse ausgebildete Laschen gebildet sind, die sich
axial durch die Tellerfeder hindurch erstrecken und auf der dem Gehäuse abge
wandten Seite der Tellerfeder Abstützzonen für die Federmittel bilden.
Die zwischen Tellerfeder und Gehäuse vorgesehene Schwenklagerung, an der
sich die Tellerfeder zumindest im eingerückten Zustand der Reibungskupplung
axial abstützt, wird entsprechend dem, zumindest an den Reibbelägen der Kupp
lungsscheibe auftretenden Verschleiß durch die Nachstelleinrichtung axial weiter
transportiert. Die Schwenklagerung kann dabei an einem ringförmigen Bauteil
vorgesehen sein, das durch eine entsprechende Verdrehung und über einen
Rampenmechanismus die Schwenklagerung axial verlagert. Die sich am Gehäuse
abstützenden Federmittel erzeugen auf die Tellerfeder eine Axialkraft, welche der
zum Betätigen der Reibungskupplung erforderlichen und auf die Tellerfeder ein
wirkenden Axialkraft entgegengesetzt ist.
Um die zur Betätigung der erfindungsgemäßen Reibungskupplung erforderlichen
Kräfte zu minimieren, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Anpreßteller
feder zumindest über einen Teil des Ausrückweges der Reibungskupplung einen
degressiven Kraft-Weg-Verlauf besitzt, das bedeutet also, daß die Anpreßfeder
zumindest über einen Teilbereich ihres Kompressions- beziehungsweise Verfor
mungsweges einen abfallenden Kraftverlauf besitzt. Dadurch kann erzielt werden,
daß beim Ausrückvorgang der Reibungskupplung die Federkraft der zwischen den
Reibbelägen vorgesehenen Belagfederung beziehungsweise des eventuell vor
gesehenen Belagfederungsersatzes der von der Anpreßtellerfeder erzeugten Kraft
entgegenwirkt, so daß über einen Teilbereich des Ausrückweges die Betätigung
beziehungsweise Verformung der Anpreßtellerfeder durch die Belagfederung
beziehungsweise den Belagfederungsersatz unterstützt wird. Infolge des im Aus
rückbereich vorhandenen degressiven beziehungsweise abfallenden Kraft-Weg-
Verlaufes der Anpreßtellerfeder nimmt gleichzeitig die von letzterer auf die An
preßplatte beziehungsweise die Reibbeläge ausgeübte Kraft ab. Bezüglich weite
rer Vorteile einer derartigen Anpreßtellerfederauslegung wird auf die bereits er
wähnte DE 42 39 289 verwiesen.
Für die Funktion einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung kann es besonders
vorteilhaft sein, wenn die von den laschen- beziehungsweise zungenförmigen
Federmitteln und den zwischen Gehäuse und Anpreßplatte verspannten
Drehmomentübertragungs- beziehungsweise Abhubmitteln aufgebrachte Rück
haltekraft und der Kraftverlauf der Tellerfeder derart aufeinander abgestimmt sind,
daß bei montierter Reibungskupplung die Rückhaltekraft bei der konstruktiv vor
gegebenen Einbaulage der Tellerfeder und ohne verschleißbedingte Konizitäts
veränderung während der Betätigung beziehungsweise Verschwenkung der Tel
lerfeder größer ist als die zum Verschwenken der Tellerfeder aufgebrachte, der
Rückhaltekraft entgegenwirkende Kraft. Bei verschleißbedingter Änderung der
Konizität der Tellerfeder ist jedoch die Rückhaltekraft über einen Teilbereich des
Betätigungsweges der Tellerfeder geringer als die zum Verschwenken der Teller
feder erforderliche, der Rückhaltekraft entgegenwirkende Kraft. Sofern die zwi
schen dem Kupplungsgehäuse und der Anpreßplatte vorgesehenen Abhub- be
ziehungsweise Drehmomentübertragungsmittel, wie Blattfedern, eine Axialkraft auf
die Anpreßplatte erzeugen, die sich der von den die Tellerfeder am Gehäuse
abstützenden Federmittel erzeugten Kraft überlagert, muß diese Axialkraft bei der
Auslegung der Federmittel entsprechend berücksichtigt werden.
Die Federmittel können in einfacher Weise einstückig an dem als Energiespeicher
dienenden, ringförmig ausgebildeten Grundkörper der Tellerfeder angeformt wer
den. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die laschenförmigen bezie
hungsweise zungenartigen Federmittel am radial inneren Randbereich des ring
förmigen Tellerfedergrundkörpers angeformt sind. Zur Erzielung einer großen
Federlänge können die laschenförmigen Federmittel, ausgehend vom elastisch
verformbaren Grundkörper der Tellerfeder, sich zunächst radial nach innen er
strecken, radial innen einen Umlenkbereich besitzen und anschließend daran
radial nach außen verlaufen. Die laschenartigen Federmittel können dabei haar
nadelförmig ausgebildet werden. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn ausgehend
vom Tellerfedergrundkörper und in Längs- beziehungsweise Erstreckungsrichtung
der Laschen betrachtet, der Querschnitt der Laschen beziehungsweise deren
Widerstandsmoment gegen Biegung sich verändert. Dadurch kann erzielt werden,
daß eine zumindest annähernd gleichmäßige elastische Verformung beziehungs
weise gleichmäßige Biegebeanspruchung über die Länge der Laschen erfolgt.
Für die Herstellung und die Montage der Reibungskupplung kann es besonders
vorteilhaft sein, wenn die Tellerfeder einen ringförmigen Grundkörper aufweist,
von dem radial nach innen gerichtete, zur Betätigung der Kupplung dienende
Zungen ausgehen und zwischen wenigstens einzelner dieser Zungen die la
schenförmigen Federmittel vorgesehen sind. Die radial nach innen gerichteten
Tellerfederzungen können dabei in Gruppen unterteilt sein, zwischen denen je
weils ein laschenartiges Federmittel vorgesehen ist. Eine solche Zungengruppe
kann zwei bis vier Zungen aufweisen, vorzugsweise drei Zungen. Zur Bildung der
laschenartigen Federmittel können Schlitze beziehungsweise Freischnitte in die
zur Herstellung einer Tellerfeder erforderliche Platine eingebracht werden. Diese
Schlitze trennen die laschenartigen Federmittel gegenüber den benachbarten
Betätigungszungen der Tellerfeder. Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn die radial
nach innen verlaufenden und die sich daran anschließenden radial nach außen
verlaufenden Bereiche der einzelnen laschenförmigen Federmittel durch einen
Schlitz voneinander getrennt sind.
Bei der Montage der Reibungskupplung beziehungsweise bei der Montage der
Tellerfeder am Gehäuse werden die laschenartigen Federmittel in axialer
Richtung elastisch verformt.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Reibungskupplung federnde
Abhubmittel aufweist, welche beim Ausrücken der Reibungskupplung sowohl die
Anpreßplatte axial entsprechend dem Ausrückweg der Anpreßplatte gegenüber
dem Gehäuse verlagern als auch zumindest über einen Teilbereich dieses
Ausrückweges einen progressiven Kraftverlauf aufweisen. Das bedeutet also, daß
die von den Abhubmitteln auf die Anpreßplatte ausgeübte Axialkraft beim
Ausrücken der Reibungskupplung zumindest über einen Teilbereich der
Ausrückbewegung größer wird. Dies bedeutet auch, daß beim Einrücken der
Reibungskupplung die von den Abhubmitteln auf die Anpreßplatte ausgeübte
Axialkraft zumindest über einen Teilbereich der Einrückbewegung verringert wird.
Durch die Anordnung derartiger federnder Abhubmittel in Reibungskupplungen mit
Nachstelleinrichtungen, welche zwischen Gehäuse und Tellerfeder wirksam sind,
kann die Überwegsicherheit beim Ausrücken der Reibungskupplung vergrößert
werden, und zwar, weil ab dem Nachstellpunkt beziehungsweise Nachstellbereich,
in dem ein vorhandener Belagverschleiß durch die Nachstelleinrichtung
kompensiert wird, die die Tellerfeder gegen die deckelseitige Schwenkauflage
beaufschlagende Summenkraft größer wird. Diese Summenkraft wird bei den
Reibungskupplungen gemäß der eingangs beschriebenen Art in den weitaus
meisten Fällen durch die zwischen den Reibbelägen vorhandene Belagfederung,
den zwischen Gehäuse und Anpreßplatte vorhandenen blattfederartigen
Drehmomentübertragungs- und/oder Abhubmittel und den zungenförmigen
Federmittel der Tellerfeder erzeugt. Bei Freigabe der Kupplungsscheibe durch die
Anpreßplatte wird die Wirkung der Belagfederung auf die Anpreßplatte
aufgehoben. An diesem Freigabepunkt beziehungsweise innerhalb des an diesen
Freigabepunkt angrenzenden Ausrückwegbereiches wird der Belagverschleiß
durch Aktivierung der Nachstelleinrichtung ausgeglichen. Dies ist in dem eingangs
angeführten Stand der Technik näher beschrieben, weshalb bezüglich der
Funktion und der möglichen Ausgestaltung von in Zusammenhang mit der
vorliegenden Erfindung verwendbaren Nachstelleinrichtungen ausdrücklich auf
den Offenbarungsinhalt dieser Schriften Bezug genommen wird, so daß in der
vorliegenden Anmeldung diesbezüglich keine ausführliche Beschreibung
erforderlich ist.
Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen federnden Abhubmittel, welche
zumindest über den nach Freigabe der Kupplungsscheibe durch die Anpreßplatte
verbleibenden Restausrückweg einen progressiven Kraftverlauf aufweisen, wird
gewährleistet, daß zumindest über diesen Restausrückweg die die Tellerfeder
axial abstützende, also gegen die deckelseitige Schwenklagerung
beaufschlagende Summenkraft größer wird, wodurch auch die auf die
Tellerfederzungenspitzen einwirkende Ausrückkraft entsprechend größer werden
kann, und zwar insbesondere im Endbereich des Ausrückweges, ohne daß eine
unerwünschte Nachstellung, also eine Nachstellung, die nicht auf einen
Verschleiß zurückzuführen ist, erfolgt.
Zweckmäßig kann es sein, wenn zusätzlich zu den federnden Abhubmitteln,
welche über den Ausrückweg einen progressiven, also ansteigenden Kraftverlauf
besitzen, weitere elastische Mittel, wie insbesondere blattfederartige Mittel,
verwendet werden, die ebenfalls eine Axialkraft auf die Anpreßplatte erzeugen.
Die zusätzlichen blattfederartigen Mittel, die zum Beispiel zur Übertragung des
Drehmomentes dienen, können dabei zwischen Gehäuse und Anpreßplatte derart
verbaut sein, daß sie über den Ausrückweg der Reibungskupplung, das bedeutet
also auch über die Verlagerung der Anpreßplatte in Ausrückrichtung, einen
degressiven, also abnehmenden Kraftverlauf besitzen. Die Federcharakteristiken
der federnden Abhubmittel und der gegebenenfalls vorhandenen zusätzlichen,
parallel zu diesen wirksamen Federmitteln sowie der an der Tellerfeder
vorgesehenen zungenförmigen Federmittel können dabei derart aufeinander
abgestimmt sein, daß die erzeugte resultierende Kraft, welche auf die
Anpreßplatte einwirkt, über den gesamten möglichen Verlagerweg der
Anpreßplatte gegenüber dem Gehäuse praktisch konstant bleibt oder leicht
ansteigt.
Um den über den Ausrückweg progressiven Kraftverlauf der erfindungsgemäßen
Abhubmittel zu erzeugen, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die
blattfederartigen Elemente eine vorbestimmte Wellung aufweisen und einerseits
mit dem Gehäuse und andererseits mit der Anpreßplatte derart verbunden sind,
daß zumindest bei montierter Reibungskupplung die blattfederartigen Elemente in
Achsrichtung der Kupplung vorgespannt sind. Aufgrund der Verbindung der
blattfederartigen Elemente mit dem Gehäuse und der Anpreßplatte sowie der
vorbestimmten Wellung ist zusätzlich eine Verspannung dieser blattfederartigen
Elemente in Längsrichtung vorhanden. Diese Verspannung beziehungsweise
Vorspannung der blattfederartigen Elemente kann dabei derart bemessen sein,
daß im montierten Zustand der Reibungskupplung eine Stauchung in
Längsrichtung dieser blattfederartigen Elemente vorhanden ist. Durch
entsprechende Bemessung dieser Stauchung kann der Verlauf der
Federcharakteristik der in die Reibungskupplung eingebauten,
erfindungsgemäßen Abhubmittel beeinflußt werden.
Um eine einwandfreie Funktion einer Reibungskupplung mit einer den
Belagverschleiß ausgleichenden Nachstelleinrichtung zu gewährleisten, kann es
besonders vorteilhaft sein, wenn der in Entspannungsrichtung betrachtete
progressive Kraftverlauf der Abhubmittel über zumindest annähernd den
gesamten, den Ausrückweg der Anpreßplatte und den Verschleißweg
umfassenden Arbeitsbereich der montierten Reibungskupplung vorhanden ist.
Vorzugsweise sollte der progressive Kraftverlauf beidseits dieses
Arbeitsbereiches sich zumindest noch über einen geringen Weg fortsetzen.
Für den Aufbau einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung kann es besonders
zweckmäßig sein, wenn die blattfederartigen Elemente zumindest annähernd
tangential oder zumindest annähernd in Umfangsrichtung gegenüber dem
Gehäuse beziehungsweise der Anpreßplatte verlaufen. Für die Montage der
Reibungskupplung kann es vorteilhaft sein, wenn die federnden Abhubmittel durch
Blattfedern gebildet sind, welche einen mittleren Bereich und zwei Endbereiche
besitzen, wobei einerseits der mittlere Bereich mit dem Gehäuse oder der
Anpreßplatte verbunden ist und andererseits die Endbereiche mit der
Anpreßplatte oder dem Gehäuse verbunden sind. In vorteilhafter Weise können
jedoch auch zumindest zwei Sätze von Blattfedern verwendet werden, wobei die
einzelnen Blattfedern mit einem Ende mit dem Gehäuse und mit dem anderen
Ende mit der Anpreßplatte fest verbunden sind, wobei die Blattfedern beider Sätze
zwischen Gehäuse und Anpreßplatte in Umfangsrichtung gegensinnig angeordnet
sind. Somit ist der eine Blattfedersatz zwischen Gehäuse und Anpreßplatte in
Schubrichtung wirksam und der andere Satz von Blattfedern in Zugrichtung. Das
bedeutet, daß, wenn der eine Blattfedersatz tendenzmäßig auf Zug beansprucht
wird, der andere Blattfedersatz tendenzmäßig einer Knickbeanspruchung
ausgesetzt wird.
Für manche Reibungskupplungen kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen
Gehäuse und Anpreßplatte blattfederartige Federmittel vorgesehen sind, die die
Anpreßplatte in Ausrückrichtung der Reibungskupplung beaufschlagen, parallel
wirksam sind zu den federnden Abhubmittel und wenigstens über den Ausrückweg
der Anpreßplatte einen degressiven Kraftverlauf aufweisen. Zweckmäßig ist es,
wenn die blattfederartigen Federmittel praktisch das gesamte Drehmoment
übertragen, so daß dann die federnden Abhubmittel keine zusätzliche
Beanspruchung erfahren. Für die Funktion der Nachstelleinrichtung kann es
besonders vorteilhaft sein, wenn aufgrund der über die Lebensdauer der
Reibungskupplung stattfindenden axialen Verlagerung der Anpreßplatte
gegenüber dem Gehäuse die von den drehmomentübertragenden,
blattfederartigen Federmitteln auf die Anpreßplatte ausgeübte Rückstellkraft
zunimmt.
Anhand der Fig. 1 bis 14 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Kupplungsaggregat mit einer
erfindungsgemäß ausgestalteten Reibungskupplung.
Fig. 2 eine Teilansicht gemäß dem Pfeil II der Fig. 1 mit
Ausbrüchen.
Fig. 3 eine Teilansicht der in dem Kupplungsaggregat gemäß
den Fig. 1 und 2 verwendeten Tellerfeder.
Fig. 4 die bei der Reibungskupplung gemäß Fig. 1 und 2
verwendete Druckscheibe mit den daran befestigten
Blattfedern.
Fig. 5 eine Ansicht einer Blattfeder in Richtung des Pfeiles V
gemäß Fig. 4.
Die Fig. 6-8 Diagramme mit Funktionskennlinien der Reibungs
kupplung beziehungsweise von Bauteilen dieser
Reibungskupplung.
Die Fig. 9-12 eine andere erfindungsgemäße Ausgestaltungsmöglichkeit
einer Reibungskupplung.
Die Fig. 13 + 14 jeweils eine Ausführungsvariante einer Tellerfeder zur
Verwendung in einer erfindungsgemäßen
Reibungskupplung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Reibungskupplung 1 besitzt ein hier aus
Blech hergestelltes Gehäuse 2 und eine mit diesem drehfest verbundene, jedoch
axial begrenzt verlagerbare Druckscheibe 3. Axial zwischen der Druckscheibe 3
und dem Deckel 2 ist eine Anpreßtellerfeder 4 verspannt, die auf radialer Höhe
eines deckelseitig vorgesehenen ringförmigen Abstützbereiches 5 nach Art eines
zweiarmigen Hebels verschwenkbar ist. Mit radial weiter außen liegenden
Bereichen beaufschlagt die Tellerfeder 4 die Druckscheibe 3. Die Druckscheibe 3
ist mit dem Gehäuse 2 über in Umfangsrichtung beziehungsweise tangential
gerichtete Blattfedern 8 drehfest verbunden. Die Reibungskupplung 1 ist auf eine
in Fig. 1 dargestellte Gegendruckplatte 9 montiert, wobei zwischen der
Reibfläche dieser Gegendruckplatte 9 und der Reibfläche der Druckscheibe 3 die
Reibbeläge 10a einer Kupplungscheibe 10 einspannbar sind, und zwar aufgrund
der durch die Tellerfeder 4 auf die Druckscheibe 3 ausgeübten Axialkraft. Beim
Montieren der Reibungskupplung 1 auf die Gegendruckplatte 9 wird die
Druckscheibe 3 in den durch den Deckel 2 umschlossenen Raum hineingedrängt,
wobei dadurch die Tellerfeder 4 um den Abstützbereich 5 entsprechend
verschwenkt wird. Der auf der dem Deckel 2 zugewandten Seite der Tellerfeder 4
vorgesehene ringförmige Abstützbereich 5 ist durch eine ringartige
Schwenkauflage 6 gebildet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch
einen Blechring gebildet ist. Dieser Ring 6 ist Bestandteil einer selbsttätigen
beziehungsweise automatischen Nachstelleinrichtung 7, welche eine
Kompensation zumindest des an den Reibbelägen 10a auftretenden Verschleißes
durch eine axiale Nachstellung der Tellerfeder 4 ermöglicht.
Wie in Verbindung mit Fig. 3 ersichtlich ist, besitzt die Tellerfeder 4 einen
ringförmigen, als Energiespeicher dienenden Grundkörper 11, von dessen
Innenrand radial nach innen gerichtete Zungen 12 ausgehen, die als
Betätigungsmittel dienen. Die Tellerfeder 4 trägt weiterhin in axialer Richtung
nachgiebige Federmittel 13, die sich am Gehäuse 2 axial abstützen und die
Tellerfeder 4 beziehungsweise deren Grundkörper 11 axial in Richtung des
Abstützbereiches 5, also axial gegen die ringartige Schwenkauflage 6
beaufschlagen beziehungsweise drücken. Die axial nachgiebigen Federmittel 13
sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit der Tellerfeder 4
ausgebildet. Die Federmittel 13 sind durch längliche Laschen beziehungsweise
Zungen gebildet, die schlaufenförmig beziehungsweise haarnadelförmig
ausgebildet sind. Die laschenförmigen Federmittel 13 sind am radial inneren
Randbereich des ringförmigen Tellerfedergrundkörpers 11 angeformt. Ausgehend
vom elastisch verformbaren Grundkörper 11 der Tellerfeder 4 erstrecken sich die
Federmittel 13 über einen Abschnitt 14 zunächst radial nach innen. Der Abschnitt
14 geht in einen Umlenkbereich 15 über, der seinerseits wiederum in einen radial
nach außen verlaufenden Abschnitt 16 einmündet. Durch eine derartige
Ausgestaltung der laschenartigen Zungen 13 wird eine verhältnismäßig lange
Biege- beziehungsweise Torsionsstrecke zwischen der Verbindung der Abschnitte
14 mit der Tellerfeder 4 beziehungsweise deren Grundkörper 11 und der
deckelseitigen Abstützung 17 erzielt. Die freien Endabschitte 18 der
schlaufenförmigen Federmittel 13 stützen sich mit Vorspannung axial an vom
Gehäuse beziehungsweise Deckel 2 getragenen Abstützbereichen 1-9 ab. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Abstützbereiche 19 durch
Köpfe vom Bolzen 19a, welche mit dem Gehäuse 2 vernietet sind, gebildet. Hierfür
könnten jedoch auch einstückig aus dem Material des Deckels 2 herausgeformte
Laschen Verwendung finden. Die die Abstützbereiche 19 bildenden Mittel 19a
erstrecken sich ausgehend vom Gehäuse 2 axial durch die Tellerfeder 4 hindurch.
Hierfür besitzt die Tellerfeder 4 entsprechend ausgebildete Ausschnitte 4a. Die die
Federmittel 13 im axial verspannten Zustand haltenden Abstützbereiche 19 sind
axial zwischen der Tellerfeder 4 und der Kupplungsscheibe 10 beziehungsweise
der Druckscheibe 3 angeordnet.
Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, dienen bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel die Federmittel 13 gleichzeitig als Betätigungszungen 12.
Die Formgebung der Federmittel 13 sowie der Abstand zwischen den
Abstützbereichen 19 für die Federmittel 13 und dem Abstütz- beziehungsweise
Abwälzbereich 5 für die Tellerfeder 4 sind derart aufeinander abgestimmt, daß die
laschenartigen Federmittel 13 sich in einem verspannten Zustand befinden. Wie
aus Fig. 1 ersichtlich ist, besitzen die freien Endbereiche 18 der
schlaufenförmigen Federmittel 13 jeweils eine Krümmung, die eine ballige
Abstützfläche 18a bildet.
Der Abstützbereich 5 beziehungsweise die ringartige Schwenkauflage 6 ist
zumindest im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 1 axial zwischen dem
Gehäuse 2 und der Tellerfeder 4 eingespannt. Der die Schwenkauflage 6
bildende Ring 6 ist über eine Nachstelleinrichtung 7 am Gehäuse 2 abgestützt.
Diese Nachstelleinrichtung 7 gewährleistet, daß bei einer axialen Verlagerung der
Tellerfeder 4 in Richtung der Gegendruckplatte 9, insbesondere aufgrund von
Verschleiß an den Reibbelägen 10a zwischen dem Ring 6 und der Tellerfeder 4
kein Spiel entsteht. Das ringartige Bauteil 6, welches die Schwenkauflage für die
Tellerfeder 4 trägt beziehungsweise bildet, stützt sich über in Umfangsrichtung
sich erstreckende und axial ansteigende Auflauframpen am Gehäuse 2 ab. Hierfür
kann das Bauteil 6 und/oder der Deckel 2 entsprechende Auflauframpen tragen
oder unmittelbar angeformt haben, die über den Umfang wenigstens eines der
Bauteile 2, 6 verteilt sind. Bezüglich der Ausführung und Ausgestaltung derartiger
Rampen wird ausdrücklich auf die DE-OS 43 22 677, die DE-OS 195 24 827 und
die DE-OS 198 55 583 verwiesen, deren diesbezüglicher Inhalt als in die
vorliegende Anmeldung integriert zu betrachten ist.
Der Ring 6 ist in Umfangsrichtung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
federbelastet, und zwar in die Richtung, welche durch Auflaufen der Rampen an
den Gegenrampen eine axiale Verlagerung des Ringes 6 in Richtung der
Druckscheibe 3, also axial vom Gehäuse 2 weg, bewirkt. Wie aus Fig. 2 zu
entnehmen ist, wird die Nachstellkraft für den Ring 6 mittels Schraubenfedern 20
aufgebracht, die in Umfangsrichtung zwischen dem Nachstellring 6 und dem
Gehäuse 2 verspannt sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Kupplungsscheibe 10
sogenannte Belagfedersegmente 10b, die eine begrenzte axiale Elastizität, zum
Beispiel in der Größenordnung von 0,3 bis 0,8 mm aufweisen. Diese axiale
Elastizität gewährleistet einen progressiven Drehmomentaufbau beim Einrücken
der Reibungskupplung 1, indem sie über eine begrenzte axiale Verlagerung der
beiden Reibbeläge 10a in Richtung aufeinander zu einen progressiven Anstieg
der auf die Reibbeläge 10a einwirkenden Axialkräfte ermöglichen. Es könnte
jedoch auch eine Kupplungsscheibe verwendet werden, bei der die Reibbeläge
10a axial praktisch starr von einer Trägerscheibe getragen wären.
Die Anzahl der zur Abstützung der Tellerfeder 4 dienenden Zungen 13 liegt
vorzugsweise in der Größenordnung von 3 bis 9 Zungen, wobei, wie aus Fig. 3
erkennbar ist, die dargestellte Tellerfeder 4 sechs derartige Zungen 13 besitzt.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die radial inneren Bereiche 15 der
schlaufenförmigen Zungen 13 von einem Ausrücklager 21 beaufschlagbar sind
und somit ebenfalls zur Betätigung der Reibungskupplung 1 dienen. Um die
spannungsmäßige Beanspruchung der Zungen 13 zu reduzieren, kann es auch
vorteilhaft sein, wenn diese derart verlaufen beziehungsweise ausgebildet sind,
daß das Ausrücklager 21 diese nicht beaufschlagen kann. Dies kann zum Beispiel
dadurch erfolgen, daß zumindest die radial inneren Bereiche 15 der
schlaufenförmigen Zungen 13 gegenüber den verbleibenden Betätigungszungen
12 axial in Richtung der Kupplungsscheibe 10 versetzt sind. Es kann jedoch auch
zweckmäßig sein, die Zungen 13 radial nach innen hin kürzer auszubilden, so daß
sie nicht am Ausrücklager 21 zur Anlage kommen. Zur Erhöhung der axialen
Zungenhöhenkonstanz kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest die zur
Abstützung der Tellerfeder 4 dienenden Zungen 13 nicht gestrahlt werden.
Weiterhin kann es zur Erhöhung der Dauerfestigkeit der Zungen 13 sinnvoll sein,
wenn diese in den Umlenkbereichen beziehungsweise den radial inneren
Bereichen 15 keine höhere Härte aufweisen, als in ihren radial verlaufenden
Bereichen 14, 16. Gegebenenfalls können die Bereiche 18 eine höhere Härte
gegenüber den übrigen Bereichen der Zungen 13 aufweisen.
Zur Erhöhung der Dauerfestigkeit der Zungen 13 kann es weiterhin zweckmäßig
sein, wenn zumindest die Kanten der Umlenkbereiche 15 angeprägt werden, da
dadurch der in diesen Bereichen vorhandene Spannungsverlauf optimiert werden
kann beziehungsweise die auftretenden Spitzenspannungen reduziert werden
können.
Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, sind zur Anlenkung der Druckscheibe 3 am
Gehäuse 2 zwei Sätze von Blattfedern 8a, 8b vorgesehen, wobei die einzelnen
Blattfedern 8a, 8b mit einem Ende mit dem Gehäuse 2 und mit dem anderen Ende
mit der Druckscheibe 3 fest verbunden sind, zum Beispiel durch
Nietverbindungen. Die Blattfedern 8a, 8b beider Sätze sind zwischen Gehäuse 2
und Druckscheibe 3 in Umfangsrichtung gegensinnig angeordnet, und zwar bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung abwechselnd. Somit
ist der zum Beispiel durch die Blattfedern 8a gebildete eine Blattfedersatz
zwischen Gehäuse 2 und Druckscheibe 3 in Schubrichtung wirksam und der
andere durch die Blattfedern 8b gebildete Satz von Blattfedern in Schubrichtung.
Wenn also der eine Blattfedersatz, zum Beispiel 8a, tendenzmäßig auf Zug
beansprucht wird, wird der andere Blattfedersatz zum Beispiel 8b, tendenzmäßig
einer Knickbeanspruchung ausgesetzt.
Zumindest im montierten Zustand der Reibungskupplung 1 sind die Blattfedern 8a,
8b zwischen dem Gehäuse 2 und der Anpreßplatte 3 derart verspannt, daß sie
zumindest im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 1 auf die
Druckscheibe 3 eine axiale Kraft ausüben, welche die Druckscheibe 3 in Richtung
des Gehäuses 2 drängt. Hierfür sind die Blattfedern 8a, 8b, wie aus Fig. 5
ersichtlich, geformt und mit ihrem einen Endbereich 22 mit dem Gehäuse 2 und
mit ihrem anderen Endbereich 23 mit der Druckscheibe 3 fest verbunden. Falls
erforderlich, können auch mehrere aufeinander geschichtete Blattfedern 8a, 8b
vorgesehen werden. Die Befestigungsstellen für die Blattfedern 8a, 8b an der
Druckscheibe 3 und am Gehäuse 2 sowie die Ausgestaltung der Blattfedern 8a,
8b sind derart aufeinander abgestimmt, daß bei montierter Reibungskupplung 1
die Blattfederelemente 8a, 8b in ihre Längsrichtung verspannt sind, und zwar
derart, daß sowohl die Druckscheibe 3 axial entsprechend ihrem Ausrückweg in
Richtung des Gehäuses 2 verlagert als auch zumindest über diesen Ausrückweg
ein progressiver Kraftverlauf durch die Blattfedern 8a, 8b erzeugt wird. Letzteres
bedeutet, daß - über den Ausrück- beziehungsweise Abhubweg der Druckscheibe
3 betrachtet - die von den blattfederartigen Elementen 8a, 8b auf die
Druckscheibe 3 ausgeübte Axialkraft zumindest über einen Teilbereich,
vorzugsweise über den gesamten Bereich des Ausrück- beziehungsweise
Abhubweges der Druckscheibe 3 größer wird. Bei geschlossener
Reibungskupplung 1 sind die blattfederartigen Elemente 8a, 8b sowohl in axialer
Richtung der Kupplung verformt als auch in ihre Längsrichtung gestaucht, wobei
diese Stauchung an den blattfederartigen Elementen 8a, 8b eine axiale
Auswölbung erzeugt. Durch entsprechende Auswahl des Abstandes der
Befestigungsstellen an der Druckscheibe 3 und am Gehäuse 2 können sowohl die
in den blattfederartigen Elementen 8a, 8b eingebrachten Spannungen als auch
deren Verformungen bestimmt beziehungsweise beeinflußt werden. Im
eingebauten Zustand sind also die blattfederartigen Elemente 8a, 8b sowohl in
Achsrichtung der Reibungskupplung als auch in Umfangsrichtung
beziehungsweise Längsrichtung verspannt.
Um eine definierte Auswölbung der Blattfedern 8a, 8b zu erzielen, kann es, wie
aus Fig. 5 ersichtlich ist, zweckmäßig sein, wenn diese Anformungen 24, 25
aufweisen, die beispielsweise durch Knicke beziehungsweise Abkantungen
gebildet sein können. Die blattfederartigen Elemente 8a, 8b bestehen aus einem
verhältnismäßig dünnen Blechmaterial, vorzugsweise Federstahl, das eine Dicke
in der Größenordnung von 0,2 mm bis 0,8 mm aufweisen kann.
In dem Diagramm gemäß Fig. 6 sind die durch die blattfederartigen Elemente
8a, 8b und die Zungen beziehungsweise Federmittel 13 erzeugten Kraft-Weg-
Kennlinien sowie die daraus resultierende Kennlinie dargestellt. Dabei ist auf
der Abszissenachse der Federweg und auf der Ordinatenachse die Kraft dar
gestellt.
Die Kennlinie 28 stellt die von den Zungen 13 erzeugte Federcharakteristik
dar, welche im Zusammenhang mit einer Reibungskupplung 1 verwendet wer
den. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugen die Zungen 13 eine
proportional ansteigende, also gerade Kraft-Weg-Kennlinie. Durch entspre
chende Ausgestaltung und Formgebung von Zungen 13 könnte jedoch auch
ein anderer Verlauf erzeugt werden, der zumindest über eine Teilstrecke we
nigstens leicht gekrümmt verlaufen kann.
Die Linie 29 entspricht der Federkennlinie, die erzeugt wird durch die zur Ver
wendung mit einer Reibungskupplung 1 bestimmten blattfederartigen Elemente
8a, 8b. Aus der Kennlinie 29 ist ersichtlich, daß - ausgehend von der ent
spannten Stellung - während der Verspannung die blattfederartigen Elemente
8a, 8b zunächst ein praktisch geradliniger Kraftanstieg entsteht, entsprechend
der Teilstrecke 30. Der in Abhängigkeit des Verformungsweges zunächst er
folgende Kraftanstieg nimmt im Anschluß an den Teilbereich 30 allmählich ab,
wobei ab einem bestimmten Verformungsweg die von den blattfederartigen
Elementen 8a, 8b aufgebrachte Kraft mit zunehmendem Verformungsweg
abnimmt, und zwar entsprechend dem Kennlinienabschnitt 31, der bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel gerade verläuft. Durch entsprechende Aus
gestaltung der blattfederartigen Elemente 8a, 8b kann der Bereich 31 mit zu
nehmendem Verformungsweg mehr oder weniger steil abfallen. Bei einer
Auslegung gemäß dem Diagramm der Fig. 6 sind die Bereiche beziehungs
weise Abschnitte 30, 31 der Kennlinie 29 gerade ausgebildet. Diese Bereiche
30, 31 können jedoch durch entsprechende Ausgestaltung der blattfederarti
gen Elemente 8a, 8b zumindest über einen Teilabschnitt gekrümmt verlaufen.
Die beiden Kennlinien 28, 29 sind in Bezug aufeinander derart abgestimmt,
daß die resultierende Kennlinie 32 einen Bereich 33 aufweist, innerhalb des
sen die durch die Zungen 13 und die blattfederartigen Elemente 8a, 8b er
zeugte Axialkraft, welche auf die Tellerfeder 4 einwirkt, zumindest annähernd
konstant ist. Dadurch ist auch, wie noch näher erläutert wird, ein zumindest
annähernd konstanter Betriebspunkt der Reibungskupplung gemäß den
Fig. 1 bis 3, im eingerückten Zustand derselben, gewährleistet. Dadurch wird
auch ein zumindest annähernd konstanter Arbeitsbereich sowie nahezu kon
stante Winkellage beziehungsweise Aufstellung für die Tellerfeder 4 gewähr
leistet.
Zum Ausrücken der Reibungskupplung 1 wird auf die radial innen liegenden
Tellerfederzungenspitzen 4c über ein Ausrücklager 21 eine Kraft in Richtung
des Pfeiles II eingeleitet. Dadurch wird die Tellerfeder 4 um die Schwenklage
rung 5 nach Art eines zweiarmigen Hebels verschwenkt, wodurch die Druck
scheibe 3 allmählich entlastet wird und - unter der Wirkung der blattfederarti
gen Elemente 8a, 8b dem Außenrand der Tellerfeder 4 folgend - in Richtung
des Gehäuses 2 verlagert wird. Dabei werden nach Überschreitung eines
bestimmten Bereiches des Gesamtausrückweges die Reibbeläge 10a der
Kupplungsscheibe 10 freigegeben. Bis zu dieser Freigabe unterstützt die zwi
schen den Reibbelägen 10a vorgesehene Belagfederung 10b den Ausrück
vorgang. Sobald die Druckscheibe 3 die Reibbeläge 10a vollkommen entlastet
beziehungsweise freigibt, wird die Druckscheibe 3 nur noch durch die blattfe
derartigen Elemente 8a, 8b gegen die Tellerfeder 4 gedrückt. Die Abstützung
zwischen Tellerfeder 4 und Druckscheibe 3 erfolgt über Nocken 3a der Druck
scheibe 3.
Im Zusammenhang mit den in den Diagrammen gemäß den Fig. 6 bis 8
eingetragenen Kennlinien sei nun die Funktionsweise der vorbeschriebenen
Reibungskupplung 1 näher erläutert.
Die Linie 40 in Fig. 7 repräsentiert den Verlauf der Kraft, welche die Tellerfe
der 4 aufbringt, wenn sie zwischen zwei Abstützungen, deren radialer Abstand
dem radialen Abstand zwischen der Schwenklagerung 5 und dem radial äuße
ren Abstützdurchmesser 3a entspricht, axial verformt wird. Die Kennlinie 41
repräsentiert den Verlauf der Kraft, welche auf die Druckscheibe 3 entgegen
der Richtung des Pfeiles II aufzubringen ist, um die Tellerfeder 4 in der Rei
bungskupplung 1 konisch zu verformen. Die Kraftdifferenz zwischen den
Kennlinien 40 und 41 entspricht der Kraft, welche durch die blattfederartigen
Elemente 8, 8a aufgebracht wird. Diese Kraft wirkt der von der Tellerfeder 4
auf die Druckscheibe 3 aufgebrachten Kraft entgegen. Der Punkt 42 repräsen
tiert die Einbaulage der Tellerfeder 4 bei geschlossener Reibungskupplung 1,
also die Lage, bei der die Tellerfeder 4 für die entsprechende Einbaulage die
maximale Anpreßkraft auf die Druckscheibe 3 ausübt. Der Punkt 42 kann
durch Änderung der konischen Einbaulage der Tellerfeder 4 entlang der Linie
41 nach oben oder nach unten verschoben werden.
Die Linie 43 stellt hauptsächlich die von den Belagfedersegmenten 10b aufge
brachte axiale Spreizkraft dar, welche zwischen den beiden Reibbelägen 10a
wirkt. In dieser Kennlinie sind weiterhin alle Federwirkungen, die gleichartig
wie die Belagfederung wirksam sind, enthalten, wie zum Beispiel Deckelelasti
zität, Elastizität der Reibbeläge oder dergleichen. Diese axiale Spreizkraft
wirkt der von der Tellerfeder 4 auf die Druckscheibe 3 ausgeübten Axialkraft
entgegen. Beim Ausrücken der Reibungskupplung 1 entspannen sich die Fe
dersegmente 10b, und zwar über den Weg 44. Über diesen, auch einer ent
sprechenden axialen Verlagerung der Druckscheibe 3 entsprechenden Weg
44 wird der Ausrückvorgang der Kupplung 1 durch die erwähnte Spreizkraft
unterstützt. Dadurch ist die aufzubringende maximale Ausrückkraft geringer als
diejenige, welche dem Einbaupunkt 42 bei Nichtvorhandensein der Belagfe
dersegmente 10b entsprechen würde. Bei Überschreitung des Punktes 45
werden die Reibbeläge 10a durch die Druckscheibe 3 freigegeben, wobei
aufgrund des degressiven Kennlinienbereiches der Tellerfeder 4 die dann
noch aufzubringende Ausrückkraft erheblich verringert ist gegenüber der,
welche dem Punkt 42 entsprechen würde. Die zum Ausrücken der Reibungs
kupplung 1 zu überwindende Kraft der Tellerfeder 4 nimmt bei Überschreitung
des Punktes 45 so lange ab, bis das Minimum entsprechend dem Punkt 46
erreicht ist. Bei Überschreitung des Punktes 46 in Ausrückrichtung nimmt die
zum Betätigen der Reibungskupplung 1 erforderliche Ausrückkraft wieder zu.
Es können jedoch auch Mittel vorgesehen werden, wie zum Beispiel eine Ser
vofeder, die einen derartigen Anstieg der Ausrückkraft zumindest verringern.
Solche Mittel sind in der DE-OS 195 10 905 beschrieben.
In Fig. 8 ist der Ausrückkraftverlauf 47 eingetragen, der zum Ausrücken der
Reibungskupplung 1 im Bereich der Zungenspitzen 4c aufgebracht werden
muß. Der im Bereich der Zungenspitzen 4c erforderliche Ausrückweg ist ge
genüber dem axialen Weg der Tellerfeder im Bereich des Auflagedurchmes
sers 3a beziehungsweise dem Weg der Druckscheibe 3 um die Hebelüberset
zung der Tellerfeder 4 und die Durchbiegung der Zungen 12 entsprechend
vergrößert. Diese Tellerfeder- beziehungsweise Hebelübersetzung entspricht
in etwa dem Verhältnis des radialen Abstandes zwischen Schwenkauflage 5
und Betätigungsdurchmesser 4c im Bereich der Zungen 12 zum radialen Ab
stand zwischen Schwenkauflage 5 und Abstützdurchmesser 3a. Dieses Über
setzungsverhältnis liegt in den meisten Fällen in der Größenordnung von 3 : 1
bis 5 : 1. Der Verlauf der Ausrückkraftgröße - bezogen auf den Betätigungs
durchmesser im Bereich der Zungenspitzen 4c - ist entsprechend diesem
Übersetzungsverhältnis gegenüber dem zugeordneten Kraftverlauf im entspre
chenden Bereich der Federkennlinie 41 gemäß Fig. 7 verringert.
In Fig. 7 ist weiterhin der Lüftweg 48 der Druckscheibe 3 eingetragen. Der
Endpunkt des Lüftweges 48 beziehungsweise des Gesamtausrückweges 50 -
bezogen auf die Druckscheibe 3 - ist auf der Kennlinie 41 mit 49
gekennzeichnet. Der Lüftweg 48 beziehungsweise der Ausrückweg 50 ist
üblicherweise derart ausgelegt, daß selbst beim Erreichen des vollen
Ausrückweges die dem Endpunkt 49 entsprechende Ausrückkraft kleiner ist
als die dem Punkt 45 entsprechende Ausrückkraft.
Die Punkte 28a, 29a, 32a auf den zugeordneten Kennlinien 28, 29, 32 in Fig.
6 repräsentieren die Kräfte beziehungsweise die Summe der Kräfte, welche
von den blattfederartigen Elementen 8a, 8b und den Zungen 13 - im
eingerückten Zustand der neuen Reibungskupplung 1 - auf die Tellerfeder 4
ausgeübt werden beziehungsweise wird. Die Punkte 28b, 29b, 32b stellen die
entsprechenden Kräfte dar, welche im ausgerückten Zustand der neuen
Reibungskupplung 1 und bei neuer Kupplungsscheibe 10 von den
blattfederartigen Elementen 8a, 8b und den Zungen 13 auf die Druckscheibe 3
ausgeübt werden. Die Punkte 28c, 29c, 32c der zugeordneten Kennlinien 28,
29, 32 entsprechen den von den blattfederartigen Elementen 8a, 8b und den
Zungen 13 aufgebrachten Kräften beziehungsweise der Summe dieser Kräfte,
welche bei voll verschlissener Kupplungsscheibe 10 von diesen 8a, 8b, 13 auf
die Tellerfeder 4 ausgeübt werden beziehungsweise wird. Der praktisch
horizontal verlaufende Teilbereich 33 der resultierenden Kraftkennlinie 32
zeigt, daß über die gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung 1 eine
praktisch gleichbleibende axiale Abstützkraft auf die Tellerfeder 4 ausgeübt
wird.
Die blattfederartigen Elemente 8a, 8b und die Zungen 13 dienen bei der
Kupplungskonstruktion gemäß den Fig. 1 bis 4 als Kraftfühler
beziehungsweise Kraftsensor, welcher im Zusammenspiel mit der
Nachstellvorkehrung 7 einen Ausgleich des zumindest an den Reibbelägen
10b auftretenden Verschleißes gewährleistet.
Zum Ausrücken der Reibungskupplung 1 wird auf die Zungenspitzen 4c über
ein Ausrücklager beziehungsweise über ein Ausrücksystem eine
Betätigungskraft in Richtung des Pfeiles II gemäß Fig. 1 eingeleitet. Der zum
Ausrücken der Reibungskupplung 1 im Bereich der Zungenspitzen 4c
erforderliche Kraftverlauf ist, wie bereits erwähnt, in Fig. 8 durch die
Kennlinie 47 dargestellt. Aus Fig. 8 ist weiterhin ersichtlich, daß über einen
ersten Teilabschnitt 51 des im Bereich der Zungenspitzen 4c betrachteten
Soll-Gesamtausrückweges 52 die zum Verschwenken der Tellerfeder 4
erforderliche Kraft entsprechend dem Kennlinienbereich 47a zunimmt. Über
den Teilbereich 51 wirkt auf die Druckscheibe 3 eine resultierende Axialkraft
ein, die axial in Richtung des Gehäuses 2 gerichtet ist und aus der Summe der
durch Belagfedersegmente 10b und die blattfederartigen Elemente 8a, 8b
erzeugten Axialkräfte gebildet ist. Der sich über den Teilbereich 51
erstreckende Linienabschnitt 53 repräsentiert die zwischen Druckscheibe 3
und Tellerfeder 4 vorhandene Verspannkraft. Der Punkt 54 repräsentiert den
Betätigungszustand der Reibungskupplung 1, bei dem die Druckscheibe 3 die
Reibbeläge 10a der Kupplungsscheibe 10 zumindest im wesentlichen
vollständig entlastet. Bei Überschreitung des Punktes 54 in Ausrückrichtung
verläuft die zum Betätigen der Reibungskupplung 1 erforderliche Ausrückkraft
entsprechend dem Teilbereich 47b der Kennlinie 47. Bei Überschreitung des
Punktes 54 entfällt die durch die Belagfedersegmente 10b auf die
Druckscheibe 3 ausgeübte Axialkraft, so daß dann nur noch die durch die
blattfederartigen Elemente 8a, 8b und die Zungen 13 erzeugte resultierende
Axialkraft die Tellerfeder 4 gegen das Gehäuse 2 beaufschlagt. Diese
resultierende Axialkraft gemäß dem Kennlinienbereich 33 der Fig. 6 ist
zumindest über den Kennlinienteilbereich 55 gemäß Fig. 8 vorhanden. Es ist
aus Fig. 8 ersichtlich, daß bei Überschreitung des Punktes 54 infolge des
dann vorhandenen, abfallenden Kennlinienbereichs der Tellerfeder 4 die
Ausrückkraft über einen bestimmten Wegabschnitt, und zwar bis zum Punkt
56, kleiner ist als die auf die Tellerfeder 4 einwirkende Abstützkraft gemäß
dem Kennlinienabschnitt 55. Dadurch wird gewährleistet, daß die Tellerfeder 4
axial in Anlage bleibt an der Abwälzauflage 5 und somit durch den Deckel 2
axial abgestützt ist. Der Punkt 54 gemäß Fig. 8 ist dem Punkt 45 gemäß
Fig. 7 zugeordnet. Der Punkt 57 gemäß Fig. 8 ist dem Punkt 49 gemäß
Fig. 7 zugeordnet.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, ist die Reibungskupplung 1 derart ausgelegt,
daß der dem Gesamtausrückweg 52 entsprechende Punkt 57 vom
Schnittpunkt 56 der beiden Kennlinienbereiche 47b, 55 entfernt ist, so daß
auch bei Überschreitung um einen bestimmten Betrag des Soll-
Gesamtausrückweges 52 gewährleistet wird, daß keine unbeabsichtigte
Nachstellung durch Entlastung des Ringes 6 durch die Tellerfeder 4 stattfindet.
Das mit der Reibungskupplung 1 zusammenwirkende Ausrücksystem 21 muß
also derart ausgestaltet sein, daß stets gewährleistet ist, daß der Punkt 56
nicht überschritten wird. Um zu verhindern, daß der Punkt 56 beim Betätigen
der Reibungskupplung 1 überschritten wird, kann ein Anschlag vorgesehen
werden, welcher den Betätigungsweg beziehungsweise Verschwenkwinkel der
Tellerfeder 4 begrenzt.
Die bisherige Betrachtung entspricht einer ganz bestimmten axialen Einbaulage
der Tellerfeder 4, und es wurde noch kein Verschleiß an den Reibbelägen 10a
berücksichtigt.
Bei axialem Verschleiß, insbesondere der Reibbeläge 10a, verlagert sich die
Position der Druckscheibe 3 in Richtung der Gegendruckplatte 9, wodurch eine
Veränderung der Konizität und somit auch der von der Tellerfeder im eingerückten
Zustand der Reibungskupplung 1 aufgebrachten Anpreßkraft entsteht, und zwar
im Sinne einer Zunahme. Diese Veränderung bewirkt, daß der Punkt 42 in
Richtung Punkt 42' wandert, und der Punkt 45 in Richtung des Punktes 45'. Durch
diese Veränderung wird das beim Ausrücken der Kupplung 1 ursprünglich
vorhandene axiale Kräftegleichgewicht im Betätigungszustand der Kupplung
gemäß Punkt 45 gestört. Die durch den Belagverschleiß verursachte Erhöhung
der Tellerfederanpreßkraft für die Druckscheibe 3 bewirkt auch eine Verschiebung
des Verlaufes der Ausrückkraft im Sinne einer Zunahme. Durch diese Erhöhung
des Ausrückkraftverlaufes wird während des Ausrückvorganges der
Reibungskupplung 1 die von den blattfederartigen Federmitteln 8a, 8b und den
Zungen 13 auf die Tellerfeder 4 ausgeübte resultierende Axialkraft überwunden,
so daß die Tellerfeder 4 im radialen Bereich der Schwenklagerung 5 um einen
axialen Weg verlagert beziehungsweise verschwenkt wird, der im wesentlichen
dem Verschleiß der Reibbeläge 10a entspricht. Während dieser Verschwenk-
beziehungsweise Durchfederungsphase der Tellerfeder 4 kann sich die
Tellerfeder 4 am Beaufschlagungsbereich 3a der Druckscheibe 3 abstützen, so
daß diese Tellerfeder 4 ihre Konizität verändert und somit auch die in dieser
gespeicherten Energie beziehungsweise das in dieser gespeicherte Drehmoment
und demzufolge auch die durch die Tellerfeder 4 auf die Druckscheibe 3
ausgeübte Kraft. Diese Veränderung erfolgt, wie dies im Zusammenhang mit Fig.
7 erkennbar ist, im Sinne einer Verringerung der von der Tellerfeder 4
aufgebrachten Kraft. Diese Veränderung findet solange statt, bis die hauptsächlich
von der Tellerfeder 4 und auch von den Federn 20 im Bereich der Auflage 3a auf
die Druckscheibe 3 ausgeübte Axialkraft im Gleichgewicht ist mit der von den
blattfederartigen Federmitteln 8a, 8b und den Zungen 13 erzeugten Gegenkraft.
Das bedeutet, daß in dem Diagramm gemäß Fig. 7 die Punkte 42' und 45' wieder
in Richtung der Punkte 42 und 45 wandern. Nachdem dieses Gleichgewicht
wieder hergestellt ist, kann die Tellerfeder 4 auf radialer Höhe der
Schwenklagerung 5 verschwenkt werden und somit die Druckscheibe 3 wieder
von den Reibbelägen 10b abheben. Während dieser Nachstellphase des
Verschleißes bei einem Ausrückvorgang der Reibungskupplung 1 wird der Nach
stellring 6 der Nachstelleinrichtung 7 durch die vorgespannten Federn 20 ver
dreht. Nach dem Nachstellvorgang entspricht der Ausrückkraftverlauf zumindest
im wesentlichen wieder der Linie 47 gemäß Fig. 8.
In der Praxis findet die beschriebene Nachstellung kontinuierlich beziehungsweise
in sehr kleinen Schritten statt, so daß die zum besseren Verständnis der Erfindung
in den Diagrammen dargestellten großen Punkteverschiebungen normalerweise
nicht auftreten.
Um eine Nachstellung infolge eines möglichen Ausrücküberweges zu verhindern,
kann es besonders vorteilhaft sein, wenn mit zunehmendem Ausrückweg die auf
die Tellerfeder 4 in Richtung des Gehäuses 2 einwirkende Abstützkraft zunimmt.
Durch entsprechende Ausgestaltung der Reibungskupplung 1 kann diese
Zunahme derart bemessen werden, daß selbst eine Überschreitung des Punktes
56 in Fig. 8 keine ungewollte Nachstellung in der Reibungskupplung 1 zur Folge
hat. Diese Zunahme der auf die Tellerfeder 4 einwirkenden Abstützkraft kann in
besonders einfacher und vorteilhafter Weise mit Hilfe der Tellerfederabstützmittel
beziehungsweise Zungen 13 erfolgen. Dies kann beispielsweise durch Zunahme
der axialen Verspannung der Zungen 13 während des Ausrückvorganges der
Reibungskupplung 1 realisiert werden. Letzteres kann in vorteilhafter Weise
dadurch erfolgen, daß der Abstützdurchmesser zwischen den Bereichen 19 und
den Zungenspitzen 18a kleiner ist als der im Bereich der Abwälzauflage 5
vorhandene Verschwenkdurchmesser für die Tellerfeder 4. Die Zunahme der auf
die Tellerfeder 4 einwirkenden axialen Abstützkraft wird auch, wie dies aus der
Kennlinie 29 gemäß Fig. 6 erkennbar ist, durch die von den blattfederartigen
Elementen 8a, 8b erzeugte Federcharakteristik unterstützt und zwar, weil mit
zunehmendem Axialweg der Druckscheibe 3 in Richtung der Gegendruckplatte 9
die von den blattfederartigen Elementen 8a, 8b erzeugte Axialkraft größer wird. In
Fig. 8 ist ein solcher möglicher, auf die Tellerfeder 4 beim Betätigen der
Reibungskupplung 1 einwirkender, Abstützkraftverlauf durch die strichlierte Linie
58 dargestellt. Die Linie 58 entspricht also einem durch die blattfederartigen
Elemente 8a, 8b und die Zungen 13 erzeugten resultierenden Kraftverlauf.
Da die blattfederartigen Elemente 8a, 8b einen erheblichen Teil der auf die
Tellerfeder 4 einwirkenden Abstützkraft aufbringen können, ist es besonders
vorteilhaft, wenn diese blattfederartigen Elemente 8a, 8b gegen eine nachteilige
Temperatureinwirkung geschützt werden. Hierfür kann im Bereich zwischen den
blattfederartigen Elementen 8a, 8b und den Befestigungsstellen an der
Druckscheibe 3 eine thermische Isolierung vorgesehen werden, die
beispielsweise aus zumindest einer Unterleg- beziehungsweise Zwischenscheibe
gebildet sein kann. Als Isoliermaterial kann beispielsweise ein thermisch
resistenter Kunststoff oder Metall eingesetzt werden. Als Metall eignen sich
beispielsweise austenitische Stähle mit einem verhältnismäßig hohen Nickel- und/
oder Chromgehalt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die blattfederartigen
Elemente 8a, 8b warm gesetzt werden, was auch innerhalb der Kupplung erfolgen
kann. Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn die blattfederartigen Elemente 8a, 8b an
einer gut belüfteten Stelle der Reibungskupplung 1 vorgesehen sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 ist zur Verdrehung des
Nachstellringes 6 wenigstens eine verspannte Feder 20 vorgesehen. Für manche
Anwendungsfälle kann jedoch auf eine derartige Feder 20 verzichtet werden,
wobei dann die Verdrehung des Nachstellringes 6 durch die
Winkelbeschleunigungen des Motors und das Massenträgheitsmoment des
Verstellringes 6 bewirkt wird. Durch die Winkelbeschleunigung des Motors wird
auf den Nachstellring 6 eine Kraft ausgeübt, die bei axialer Entlastung des
Nachstellringes 6 eine Verdrehung desselben gegenüber dem Gehäuse 2 bewirkt.
Um zu gewährleisten, daß der Nachstellring 6 sich nur in Nachstellrichtung
verdreht, kann eine sägezahnartige Riffelung beziehungsweise Profilierung im
Bereich der Rampen der Nachstelleinrichtung 7 vorgesehen werden. Vorteilhaft
kann es weiterhin sein, wenn der Nachstellring 6 permanent leicht gegen den
Deckel 2 gedrückt wird, damit die vorerwähnten Verzahnungen bei einer axialen
Verlagerung der Tellerfeder 4 zum Zwecke eines Verschleißausgleiches
zumindest teilweise axial in Eingriff bleiben. Hierfür kann es zweckmäßig sein eine
weiche Biegefeder vorzusehen, welche den Nachstellring 6 in Richtung des
Bodens des Gehäuses 2 beaufschlagt beziehungsweise zieht. Eine derartige
Biegefeder kann zum Beispiel durch eine auf dem Nachstellring 6 freigestanzte
längliche Zunge gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch der
Nachstellring 6 in sich selbst eine bestimmte Federung aufweisen, die
beispielsweise durch eine gezielte Welligkeit dieses Ringes 6 in Umfangsrichtung
erzielt werden kann.
Bei der in den Fig. 9 bis 12 dargestellten Alternative einer Verbindung
zwischen der Druckscheibe 103 und dem Gehäuse 102 werden, wie insbesondere
aus Fig. 9 ersichtlich ist, zwei Sätze von unterschiedlich ausgestalteten und
angeordneten blattfederartigen Federmitteln 108, 126 verwendet. Die
blattfederartigen Federmitteln 126 verlaufen tangential beziehungsweise in
Umfangsrichtung und dienen zur Drehmomentübertragung zwischen der
Druckscheibe 103 und dem Gehäuse 102. Diese blattfederartigen Federmittel 126
können eine gewisse axiale Vorspannung aufweisen und dabei derart eingebaut
sein, daß diese Vorspannung die Druckscheibe 103 zumindest über einen
Teilbereich des Ausrückweges beziehungsweise Abhubweges axial in Richtung
des Gehäuses 102 drängt. Die von den blattfederartigen Federmitteln 126
aufgebrachte Axialkraft muß bei der Auslegung der Reibungskupplung 101
berücksichtigt werden, da diese einen Einfluß auf die Funktionsweise der in der
Reibungskupplung 101 enthaltenen selbsttätigen Nachstelleinrichtung hat.
Die blattfederartig ausgebildeten weiteren Federmittel 108 sind zwischen dem
Gehäuse 102 und der Druckscheibe 103 derart verspannt, daß sie im
eingerückten Zustand der Reibungskupplung 101 auf die Druckscheibe 103 eine
axiale Kraft ausüben, welche die Druckscheibe 103 in Richtung des Gehäuses
102 drängt. Diese Federmittel 108 haben die gleiche Funktion wie die Federmittel
8a, 8b. Hierfür sind die blattfederartig ausgebildeten Federmittel 108 mit ihren
Endbereichen 127 mit dem Gehäuse 102 fest verbunden und mit einem zwischen
diesen Endbereichen 127 liegenden Zwischenbereich 128 mit der Druckscheibe
103. Die Endbereiche 127 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über
Abstandsbolzen 140 mit dem Gehäuse 102 vernietet. Der Zwischenbereich 128 ist
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Niet beziehungsweise
Bolzen 141 mit einem radialen Ausleger beziehungsweise Nocken 142 der
Druckscheibe 103 fest verbunden.
Es können auch mehrere aufeinandergeschichtete blattfederartige Elemente 108
und/oder 126 eingesetzt werden.
Die blattfederartigen Elemente 108 sind derart ausgestaltet und verspannt
eingebaut, daß sie sowohl beim Ausrücken der Reibungskupplung 101 die
Druckscheibe 103 axial entsprechend dem Ausrückweg der Druckscheibe 103 in
Richtung des Gehäuses 102 verlagern als auch zumindest über diesen
Ausrückweg einen progressiven Kraftverlauf aufweisen. Letzteres bedeutet, daß -
über den Ausrück- beziehungsweise Abhubweg der Druckscheibe 103 betrachet -
die von den blattfederartigen Elementen 108 auf die Druckscheibe 103 ausgeübte
Axialkraft zumindest über einen Teilbereich, vorzugsweise über den gesamten
Bereich des Ausrück- beziehungsweise Abhubweges der Druckscheibe 103,
größer wird.
Die blattfederartigen Elemente 126 sind ebenfalls mit axialer Verspannung
zwischen dem Gehäuse 102 und der Druckscheibe 103 verbaut. Die Verspannung
der blattfederartigen Elemente 126 ist hier derart vorgenommen, daß - über den
Ausrückweg der Druckscheibe 103 betrachtet - die von den blattfederartigen
Elementen 126 auf die Druckscheibe 103 ausgeübte Axialkraft in Ausrückrichtung
der Druckscheibe 103 degressiv ist, also kleiner wird.
Wie aus den Fig. 11 und 12 ersichtlich ist, bestehen die blattfederartigen
Elemente 108 aus einem verhältnismäßig dünnen Blechmaterial, das eine Dicke in
der Größenordnung zwischen 0,2 mm und 0,8 mm aufweisen kann, wobei je nach
Anwendungsfall auch dickeres Material zum Einsatz kommen kann. Vorzugsweise
werden die blattfederartigen Elemente 108 aus band- oder plattenförmigem Fe
derstahl gestanzt, wobei sie in dem Stanzwerkzeug gleichzeitig die gewünschte
Form erhalten können. Die blattfederartigen Elemente 108 sind länglich ausgebil
det, wobei sie in den Endbereichen 127 eine Verbreiterung, die kopfförmig ausge
bildet ist, aufweisen, der mittlere Bereich 128 ist ebenfalls verbreitert. In den ver
breiterten Bereichen 127 und 128 sind Ausnehmungen 127a, 128a eingebracht,
welche zur Herstellung der entsprechenden Verbindung, wie insbesondere Ver
nietung, dienen. Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß im nicht verspannten Zustand die
blattfederartigen Elemente 108 zwischen den Endbereichen 127 gewölbt ausge
bildet sind. Die Formgebung ist dabei derart gewählt, daß die gewünschte Kraft-
Weg-Charakteristik im in die Reibungskupplung 1 beziehungsweise 101 einge
bauten Zustand gewährleistet ist.
Wie aus einem Vergleich der Fig. 10 und Fig. 12 ersichtlich ist, sind die
blattfederartigen Elemente 127 im in die Reibungskupplung eingebauten Zu
stand und zumindest bei geschlossener Reibungskupplung 1 sowohl in axialer
Richtung der Kupplung verformt als auch in ihre Längsrichtung gestaucht. Die
dadurch in die blattfederartigen Elemente 127 eingebrachten Kräfte bezie
hungsweise Spannungen erzeugen zumindest im eingerückten Zustand der
Reibungskupplung 101 beidseits des mittleren Befestigungsbereiches 128
eine axiale Auswölbung. Durch entsprechende Auswahl des Abstandes der
Befestigungsstellen, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch
die Abstandsbolzen 140 gebildet sind, können sowohl die in den blattfederarti
gen Elementen 127 eingebrachten Spannungen als auch die Verformungen
bestimmt beziehungsweise beeinflußt werden. Im eingebauten Zustand sind
also die blattfederartigen Elemente 127 sowohl in Achsrichtung der Reibungs
kupplung als auch in Umfangs- beziehungsweise Längsrichtung verspannt.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung einer verschleißnachstellenden
Reibungskupplung können die blattfederartigen Federmittel 126 auch derart
ausgestaltet und bemessen werden, daß sie die Funktion der axial
verspannten Zungen 13 übernehmen beziehungsweise zumindest teilweise
übernehmen. Sofern die blattfederartigen Elemente 126 die volle Funktion der
Zungen 13 übernehmen, kann in die entsprechende Reibungskupplung eine
übliche Tellerfeder eingesetzt werden.
In den Fig. 13 und 14 sind Teilansichten zweier Tellerfedervarianten 204,
304 dargestellt, die bei einer Reibungskupplung gemäß den Fig. 1 bis 3
eingesetzt werden können. Die Tellerfeder 204 unterscheidet sich gegenüber
der Tellerfeder gemäß Fig. 3 im wesentlichen durch die Ausgestaltung der
Zungen 212, wobei insbesondere der Endbereich 218 der zur Abstützung der
Tellerfeder 204 am Gehäuse der entsprechenden Reibungskupplung
dienenden Zungen 213 sich gegenüber den Endbereichen 18 gemäß Fig. 3
wesentlich unterscheiden. Die Endbereiche 218 sind in radialer Richtung
betrachtet Y-förmig ausgebildet, wobei die Seitenschenkel 218a im
eingebauten Zustand der Tellerfeder 204 die an die Abstützbereiche 19
gemäß Fig. 1 angrenzenden und sich axial erstreckenden Bereiche der
Abstützmittel 19a - hier in Form von Abstandsnieten beziehungsweise
Abstandsbolzen - umgreifen. Dadurch ist gleichzeitig eine Verdrehsicherung
der Tellerfeder 204 gegenüber dem Gehäuse 2 gewährleistet. Bei einer
Ausgestaltung der Tellerfeder gemäß Fig. 3 wird im übrigen diese
Verdrehsicherung dadurch gewährleistet, daß die Zungen 13 - in
Umfangsrichtung betrachtet - abwechselnd auf der einen und auf der anderen
Seite der Abstandsmittel 19a sich abstützen können. Die Zungen 213 können
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Betätigungszungen
212 benutzt werden.
Die Ausgestaltung der Tellerfeder 304 gemäß Fig. 14 unterscheidet sich
gegenüber derjenigen gemäß Fig. 13 hauptsächlich dadurch, daß die zur
Abstützung der Tellerfeder 304 dienenden Zungen 313 gegenüber den
übrigen Zungen in radialer Richtung kürzer ausgebildet sind und somit nicht
als Betätigungszungen herangezogen werden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder
Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil
dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili
gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines
selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der
rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik
am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die
Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei
lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun
gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprü
che unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste
hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abände
rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente
und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination
oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be
schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in
den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschrit
ten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind
und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen
Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-,
Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.