DE10044204A1 - Kupplungseinrichtung - Google Patents
KupplungseinrichtungInfo
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- DE10044204A1 DE10044204A1 DE2000144204 DE10044204A DE10044204A1 DE 10044204 A1 DE10044204 A1 DE 10044204A1 DE 2000144204 DE2000144204 DE 2000144204 DE 10044204 A DE10044204 A DE 10044204A DE 10044204 A1 DE10044204 A1 DE 10044204A1
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D13/00—Friction clutches
- F16D13/58—Details
- F16D13/70—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members
- F16D13/71—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members in which the clutching pressure is produced by springs only
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- F16D2013/706—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members the axially movable pressure plate is supported by leaf springs
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung, insbesondere Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: ein sich um eine Drehachse (A) drehendes oder drehbares Eingangsteil (12), wenigstens ein erstes Anpresselement (18), welches zu dem Eingangsteil (12) axial bewegbar und relativ zu diesem um die Drehachse (A) verdrehbar angeordnet ist, wenigstens ein zweites Anpresselement (20), welches mit dem ersten Anpresselement (18) im Wesentlichen drehfest verbunden ist, und eine Kupplungsscheibenanordnung (26), welche mit dem ersten Anpresselement (18) zur Drehmomentübertragung in Reibeingriff bringbar ist und welche mit dem zweiten Anpresselement (20) in Reibeingriff bringbar ist, wobei das Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412), das erste Anpresselement (18) und das zweite Anpresselement (20) derart miteinander gekoppelt sind, dass ein In-Reibeingriff-Bringen des zweiten Anpresselements (20) mit der Kupplungsscheibenanordnung (26) ein In-Reibeingriff-Bringen des ersten Anpresselements (18) mit der Kupplungsscheibenanordnung (26) induziert.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung, insbesondere
eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug.
Bei herkömmlichen Reibungskupplungen, wie beispielsweise bei in
Kraftfahrzeugen weit verbreiteten Einscheiben-Trockenkupplungen ist es
erforderlich, hohe Betätigungskräfte aufzubringen, um die Kupplung
auszukuppeln. Dies liegt daran, dass bei derartigen Kupplungen ein
scheibenartiges Anpresselement über eine Membranfeder in Eingriffsrichtung
gegen eine Kupplungsscheibenanordnung gedrückt wird, und dass alleine
über diese Membranfeder die zur Drehmomentübertragung erforderlichen
Anpresskräfte aufgebracht werden. Um die Kupplung in ausgerückten
Zustand zu bringen, ist es daher erforderlich, die Kraftkopplung zwischen
Anpresselement und Membranfeder aufzuheben, d. h. die Membranfeder
außer Eingriff mit dem Anpresselement zu bringen. Dies kann einerseits, wie
in den meisten Fällen der Fall, allein durch die über ein Kupplungspedal vom
Fahrer aufgebrachten Ausrückkräfte erfolgen, wobei zur Reduzierung der am
Pedal zum Ausrücken erforderlichen Kräfte der Pedalweg oftmals verlängert
wird. Gleichermaßen ist es möglich, die erforderlichen Betätigungskräfte der
Kupplung mittels Aktuatoren aufzubringen, welche über eine Betätigung des
Kupplungspedals durch den Fahrer "getriggert" werden. Auf diese Weise
kann zwar die vom Fahrer am Kupplungspedal aufzubringende Ausrückkraft
sowie der Pedalweg verkleinert werden. Es ist jedoch erforderlich, mittels
des Aktuators der verhältnismäßig hohen Anpresskraft der Membranfeder
entgegenzuwirken, was wiederum entweder einen leistungsstarken Aktuator
oder bei leistungsschwächerer Auslegung des Aktuators eine verhältnis
mäßig aufwendige Hebelmechanik im Bereich der Membranfeder erfordert.
In beiden Fällen - Kupplungsbetätigung mittels der vom Fahrer am Pedal
aufgebrachten Ausrückenergie und Kupplungsbetätigung mittels einer von
einem Aktuator aufgebrachten Energie - besteht das Problem der unmittel
baren gegenseitigen Abhängigkeit von aufzubringender Kraft und Betäti
gungsweg, was im ersten Fall den Kupplungsvorgang für den Fahrer
verhältnismäßig unkomfortabel macht und im zweiten Fall aufwendige
Konstruktionen im Bereich des Aktuators beziehungsweise der Hebelmecha
nik erfordert.
Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungs
einrichtung bereitzustellen, bei welcher ein zuverlässiger Kupplungsbetrieb
unter Aufbringung niedriger Betätigungskräfte bei geringem Betätigungsweg
möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungseinrichtung, insbesondere
Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug gelöst, umfassend:
- - ein sich um eine Drehachse drehendes oder drehbares Eingangsteil,
- - wenigstens ein erstes Anpresselement, welches zu dem Eingangsteil axial bewegbar und relativ zu diesem um die Drehachse verdrehbar angeordnet ist,
- - wenigstens ein zweites Anpresselement, welches mit dem ersten Anpresselement im Wesentlichen drehfest verbunden ist, und
- - eine Kupplungsscheibenanordnung, welche mit dem ersten Anpress element zur Drehmomentübertragung in Reibeingriff bringbar ist und welche mit dem zweiten Anpresselement in Reibeingriff bringbar ist,
wobei das Eingangsteil, das erste Anpresselement und das zweite
Anpresselement derart miteinander gekoppelt sind, dass ein In-Reibeingriff-
Bringen des zweiten Anpresselements mit der Kupplungsscheibenanordnung
ein In-Reibeingriff-Bringen des ersten Anpresselements mit der Kupplungs
scheibenanordnung induziert.
Bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung wird vom Fahrer
beziehungsweise von einem Aktuator lediglich das zweite Anpresselement
aktiv beeinflusst, wobei dieses zweite Anpresselement mit dem Eingangsteil
und dem ersten Anpresselement gekoppelt ist und sozusagen als "Trigger"
für eine Kupplungsbetätigung - sei es ein Einrückvorgang oder ein Ausrück
vorgang - wirkt. Für den Einrückvorgang bedeutet dies, dass bei einem
gegenseitigen Reibeingriff von zweitem Anpresselement und Kupplungs
scheibenanordnung und somit bei einer Drehmomentübertragung von dem
mit dem sich drehenden Eingangsteil verbundenen zweiten Anpresselement
auf die Kupplungsscheibenanordnung das erste Anpresselement über den
Reibeingriff des zweiten Anpresselements mit der Kupplungsscheibenanord
nung dazu veranlasst wird, ebenfalls in Reibeingriff mit der Kupplungsschei
benanordnung zu treten und das von dem Eingangsteil ankommende
Drehmoment durch diesen Reibeingriff auf die Kupplungsscheibenanordnung
zu übertragen.
Die Kopplung zwischen Eingangsteil, erstem Anpresselement und zweitem
Anpresselement kann dabei derart vorgesehen sein, dass zur Bewegung des
ersten Anpresselements zur Herstellung eines Reibeingriffs mit der
Kupplungsscheibenanordnung, abgesehen von der auf das zweite Anpress
element ausgeübten äußeren Kraft, keine weiteren Kräfte von außen auf das
erste Anpresselement aufgebracht werden müssen, so dass die von außen
aufzubringende Kupplungsbetätigungsenergie stark reduziert werden kann.
Insbesondere kann hinsichtlich der Kopplung von Eingangsteil, erstem
Anpresselement und zweitem Anpresselement vorgesehen sein, dass der
Betrag einer den Reibeingriff des ersten Anpresselements mit der Kupp
lungsscheibenanordnung bestimmenden Anpresskraft von dem Betrag einer
den Reibeingriff des zweiten Anpresselements mit der Kupplungsscheiben
anordnung bestimmenden Anpresskraft oder/und von der Position des
zweiten Anpresselements relativ zu der Kupplungsscheibenanordnung
während des Reibeingriffs abhängt. Durch diese gegenseitige Abhängigkeit
der den Reibeingriff des ersten Anpresselements und des zweiten Anpress
elements bestimmenden Parameter ist es möglich, je nach Anpresszustand
des zweiten Anpresselements, d. h. je nach aufgebrachter Anpresskraft
oder eingestellter Anpressposition des zweiten Anpresselements, die
Anpresskraft beziehungsweise die Anpressposition des ersten Anpress
elements einzustellen. Dadurch ist es möglich, zwischen den beiden
Funktionszuständen der Kupplung - Einrückzustand und Ausrückzustand -
liegende Zwischenzustände, d. h. ein Schleifen der Kupplung, mit geringe
rem Kupplungsbetätigungs-Energieaufwand herzustellen.
Um eine hinreichend große Anpresskraft auf das zweite Anpresselement
ausüben zu können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zur
Herstellung eines Reibeingriffs des zweiten Anpresselements mit der
Kupplungsscheibenanordnung eine Krafterzeugungsanordnung vorgesehen
ist, durch welche das zweite Anpresselement zur Drehmomentübertragung
in Richtung auf die Kupplungsscheibenanordnung zu vorgespannt oder
vorspannbar ist.
Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, dass die Krafterzeugungs
anordnung eine Membranfeder umfasst, mittels welcher das zweite
Anpresselement, gegebenenfalls unter Zwischenanordnung eines Gleitkör
pers, auf die Kupplungsscheibenanordnung zu vorgespannt oder vor
spannbar ist. Diese Ausgestaltung entspricht, wie eingangs bereits
angedeutet, einer weit verbreiteten konstruktiven Ausgestaltung, wobei
anzumerken ist, dass die Membranfeder schwächer ausgelegt werden kann,
als bei herkömmlichen Kraftfahrzeug-Reibungskupplungen, da sie lediglich
für den induzierenden Reibeingriff des zweiten Anpresselements mit der
Kupplungsscheibenanordnung sorgen muss. Der Gleitkörper zwischen
zweitem Anpresselement und Membranfeder dient zur Herabsetzung des
Verschleißes im Kontaktbereich. Die konstruktive Gestaltung mit der
Membranfeder hat den Vorteil einer geringen Fehleranfälligkeit und einer
hohen Lebensdauer, wobei jedoch die vom Fahrer aufzubringende Kupplungsbetätigungsenergie
unmittelbar von den Parametern der Membranfeder
abhängt.
Alternativ zur Ausbildung der Krafterzeugungsanordnung mit Membranfeder
ist es möglich, dass die Krafterzeugungsanordnung einen steuerbaren
Aktuator, vorzugsweise ein steuerbares Magnetstellglied umfasst, mittels
welchem das zweite Anpresselement auf die Kupplungsscheibenanordnung
zu vorgespannt oder vorspannbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung
kann die Membranfeder also vollkommen durch den steuerbaren Aktuator
ersetzt werden, welcher für eine Bewegung des zweiten Anpresselements
sorgt. Der Aufbau mit steuerbarem Aktuator ermöglicht eine Kupplungs
betätigung ausgelöst durch ein vom Fahrer abgegebenes Triggersignal, sei
es durch Betätigung eines Schalters über das Kupplungspedal oder durch
Betätigung eines manuellen Schaltelements im Bereich des Lenkrads oder
dergleichen. Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich bei
Verwendung eines steuerbaren Magnetstellglieds, mittels welchem sich auf
einfache Weise eine Verlagerung des zweiten Anpresselements relativ zur
Kupplungsscheibenanordnung und die erforderlichen Anpresskräfte des
zweiten Anpresselements aufbringen lassen.
Die vorstehend angesprochene Induzierung des Reibeingriffs des ersten
Anpresselements mit der Kupplungsscheibenanordnung bei In-Reibeingriff-
Bringen des zweiten Anpresselements mit der Kupplungsscheibenanordnung
lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass das erste Anpresselement
mit dem Eingangsteil, vorzugsweise unter Vermittelung einer mit dem
Eingangsteil drehfest verbundenen Gehäuseanordnung, über Axialver
lagerungsmittel derart gekoppelt ist, dass sich das erste Anpresselement bei
einer Relativdrehung zwischen dem ersten Anpresselement und dem
Eingangsteil in axialer Richtung relativ zu dem Eingangsteil verlagert. Durch
Bereitstellung von Axialverlagerungsmitteln, welche eine Verlagerung des
ersten Anpresselements in Axialrichtung relativ zu dem Eingangsteil
bewirken, wenn sich das erste Anpresselement relativ zu dem Eingangsteil
dreht, kann die Drehbewegung des Eingangsteils wie folgt ausgenützt
werden: Bei In-Reibeingriff-Bringen des zweiten Anpresselements mit der
Kupplungsscheibenanordnung kommt es aufgrund der Drehzahldifferenz
zwischen Eingangsteil und Kupplungsscheibenanordnung zu einer Gegen
kraft gegen die Drehbewegung des zweiten Anpresselements mit dem
Eingangsteil, welche Gegenkraft eine Relativverdrehung der Komponenten
erstes oder zweites Anpresselement relativ zu dem Eingangsteil bewirkt.
Diese Relativverdrehung kann in der Art eines Servomechanismus zur
Axialbewegung des ersten Anpresselements relativ zu dem Eingangsteil
ausgenützt werden. Mit anderen Worten wird zunächst über das zweite
Anpresselement eine Drehmomentkopplung zwischen Eingangsteil,
Kupplungsscheibenanordnung und zweitem Anpresselement bewirkt, die
jedoch aufgrund der unterschiedlichen Drehzahlen von Eingangsteil und
Kupplungsscheibenanordnung im Schleifzustand zu einer Abbremsung des
zweiten Anpresselements führt, so dass sich dieses über einen kurzen
Zeitraum mit einer anderen Drehzahl dreht, als das Eingangsteil. Diese
kurzzeitige Drehzahldifferenz führt also zu der Relativverdrehung zwischen
dem Eingangsteil und dem zweiten Anpresselement und damit auch
zwischen dem Eingangsteil und dem mit dem zweiten Anpresselement
drehfest verbundenen ersten Anpresselement. Diese Relativverdrehung kann
über die Axialverlagerungsmittel in eine Axialbewegung des ersten
Anpresselements umgewandelt werden, welches axial zu dem zweiten
Anpresselement verlagerbar ist. Somit wird die Drehbewegung des
Eingangsteils über die Kopplung zu dem ersten und zweiten Antriebselement
dazu ausgenützt, das erste Anpresselement axial zu verlagern, wodurch die
aufzubringenden Kupplungsbetätigungskräfte reduziert werden können.
In einer Weiterbildung der Erfindung können die Axialverlagerungsmittel
derart ausgebildet sein, dass sie eine Führungsbahn und wenigstens ein,
vorzugsweise eine Mehrzahl von, in der Führungsbahn in Umfangsrichtung
geführtes Führungselement umfassen, wobei die Führungsbahn relativ zu
einer achsnormalen Ebene geneigt verläuft. Dabei kann vorgesehen sein,
dass die Führungsbahn an dem Eingangsteil, vorzugswiese an der Gehäu
seanordnung ausgebildet ist und dass das wenigstens eine Führungselement
im radial äußeren Bereich des ersten Anpresselements angeordnet ist. Bei
einer derartigen konstruktiven Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Reibungskupplung ist also das erste Anpresselement über das wenigstens
eine Führungselement in der an dem Eingangsteil, falls vorhanden vorzugs
weise an der Gehäuseanordnung, ausgebildeten Führungsbahn geführt und
dreht sich im ausgerückten Zustand der Kupplung, d. h. bei nicht bestehen
dem Reibeingriff zwischen zweitem Anpresselement und Kupplungsschei
benanordnung, mit dem Eingangsteil im Wesentlichen drehzahlgleich mit.
Wird nun über die Membranfeder oder einen steuerbaren Aktuator das
zweite Anpresselement in Reibeingriff mit der Kupplungsscheibenanordnung
gebracht, so dass es im Schleifzustand der Kupplung, wie vorstehend
dargelegt, aufgrund der unterschiedlichen Drehzahlen von Eingangsteil und
Kupplungsscheibenanordnung zu einer Relativverdrehung von Eingangsteil
und den Komponenten erstes und zweites Kupplungsscheibenelement
kommt, so bewegt sich das wenigstens eine in der Führungsbahn geführte
Führungselement nach Maßgabe der Relativverdrehung zwischen Eingangs
teil und den Komponenten erstes und zweites Kupplungsscheibenelement
innerhalb der Führungsbahn in Umfangsrichtung. Diese Bewegung des
wenigstens einen Führungselements innerhalb der Führungsbahn in
Umfangsrichtung verursacht aufgrund des relativ zu der achsnormalen
Ebene geneigten Verlaufs der Führungsbahn zugleich eine Bewegung des
wenigstens einen Führungselements und des mit diesem verbundenen
ersten Anpresselements in axialer Richtung, so dass das erste Anpress
element relativ zu dem Eingangsteil in axialer Richtung verlagert werden
kann und mit dieser Verlagerung gegen die Kupplungsscheibenanordnung
angedrückt werden kann. Durch die Neigung der Führungsbahn relativ zur
achsnormalen Ebene lässt sich also der vorstehend bereits angesprochene
Servoeffekt erzielen, derart, dass die im Schleifzustand der Kupplung
erzeugte Relativverdrehung zwischen Eingangsteil und den Komponenten
erstes und zweites Anpresselement eine axiale Verlagerung des ersten
Anpresselements induziert und damit ein Einrücken der Reibungskupplung
für eine sichere Drehmomentübertragung ermöglicht.
Mit der vorstehend diskutierten konstruktiven Ausgestaltung der erfindungs
gemäßen Reibungskupplung lässt sich eine gleichmäßige Anpresskraftver
teilung über den Umfang insbesondere dann erzielen, wenn an dem ersten
Anpresselement eine Mehrzahl von Führungselementen in regelmäßigen
Abständen über den Umfang verteilt angeordnet ist, welche in der
Führungsbahn geführt sind. Durch diese Maßnahme lässt sich das erste
Anpresselement ohne Schrägstellung oder ohne Verkippen in axialer
Richtung bei der Relativverdrehung verlagern, so dass über die gesamte
Wirkfläche des ersten Anpresselements ein Reibeingriff mit der Kupplungs
scheibenanordnung hergestellt werden kann.
Eine konstruktiv einfache und hinsichtlich der Fertigung günstige Ausgestal
tung ergibt sich beispielsweise dann, wenn die Führungsbahn in einem
Führungsring ausgebildet ist, welcher an dem Eingangsteil, vorzugsweise an
der Gehäuseanordnung, fixiert ist. Die Herstellung wird insbesondere
dadurch erleichtert, dass die Führungsbahn nicht unmittelbar an dem
Eingangsteil oder, falls vorhanden, an der Gehäuseanordnung ausgebildet
werden muss, sondern die Gehäuseanordnung beziehungsweise das
Eingangsteil herkömmlich gestaltet werden können und der die Führungs
bahn aufweisende Führungsring gesondert herstellbar ist und erst bei der
Montage mit dem Eingangsteil beziehungsweise der Gehäuseanordnung
verbunden wird.
Hinsichtlich der Führungsbahn kann erfindungsgemäß weiter vorgesehen
sein, dass der Neigungswinkel der Führungsbahn relativ zu der achs
normalen Ebene im Bereich zwischen 5° und 35°, vorzugsweise zwischen
25° und 15°, am meisten bevorzugt bei etwa 20° liegt.
Um bei Ausbildung des ersten Anpresselements mit einer Mehrzahl von
Führungselementen die vorstehend diskutierte gleichmäßige Anpresskraft
verteilung zu ermöglichen, kann in einer Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen sein, dass die Führungsbahn in Umfangsrichtung periodisch
wellenförmig, vorzugsweise zickzack-förmig, verläuft.
Das wenigstens eine Führungselement kann grundsätzlich verschiedene
konstruktive Ausgestaltungen aufweisen. Eine herstellungstechnisch
günstige und konstruktiv einfache Ausgestaltung ergibt sich beispielsweise
dann, wenn das wenigstens eine Führungselement von wenigstens einem
an dem ersten Anpresselement ausgebildeten, vorzugsweise kreiszylin
drischen, Führungsstift gebildet ist. Um die bei einer derartigen Ausgestal
tung auftretende Flächenpressung des Führungsstifts auf Abschnitte der
Führungsbahn zu verringern, kann in einer Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Führungselement von wenigs
tens einer an dem ersten Anpresselement ausgebildeten und an die Neigung
der Führungsbahn in Umfangsrichtung angepassten Führungsnase gebildet
ist. Neben der Verringerung der Flächenpressung des Führungselements auf
korrespondierende Abschnitte der Führungsbahn kann diese Variante ferner
aufgrund einer Flächenanlage zwischen Führungselement und Führungsbahn
bessere Führungseigenschaften erreichen und somit die Zuverlässigkeit der
erfindungsgemäßen Reibungskupplung steigern.
Vorstehend wurde der Betrieb der erfindungsgemäßen Reibungskupplung
insbesondere im Hinblick auf das Einkuppeln beschrieben, d. h. dahinge
hend, dass zunächst das zweite Antriebselement mit der Kupplungsschei
benanordnung in Reibeingriff gebracht wird und dadurch ein In-Reibeingriff-
Bringen des ersten Anpresselements mit der Kupplungsscheibenanordnung
induziert wird. Betrachtet man nun aber den Fall des Auskuppelns, so ist
Folgendes zu beachten: Zunächst wird die auf das zweite Anpresselement
für ein In-Reibeingriff-Bringen mit der Kupplungsscheibenanordnung
wirkende Kraft von dem zweiten Anpresselement gelöst, so dass der
Reibeingriff zwischen Kupplungsscheibenanordnung und zweitem Anpress
element gelöst wird. Um nun auch den Reibeingriff des ersten Anpress
elements mit der Kupplungsscheibenanordnung zu lösen, ist eine Rückstell
kraft erforderlich, welche das erste Anpresselement in der Führungsbahn
über das wenigstens eine Führungselement geführt, über eine Relativver
drehung zwischen Eingangsteil und den Komponenten erstes und zweites
Anpresselement in axialer Richtung zurückbewegt. Für das Aufbringen einer
derartigen Rückstellkraft kann vorgesehen sein, dass zwischen dem
Eingangsteil, vorzugsweise der Gehäuseanordnung, und dem ersten
Anpresselement eine Rückstellfeder angeordnet ist, welche einem gegen
seitigen Verdrehen von Eingangsteil und erstem Anpresselement entgegen
wirkt.
Die Rückstellfeder wirkt also derart, dass sie einer durch ein In-Eingriff-
Bringen des zweiten Anpresselements mit der Kupplungsscheibenanordnung
induzierten Relativverdrehung des Eingangsteils und des ersten Anpress
elements entgegenwirkt und bei einer solchen Relativverdrehung gespannt
wird; dass sie weiter während des eingerückten Zustands, wenn das zweite
Anpresselement gegen die Kupplungsscheibenanordnung zur Herstellung
eines Reibeingriffs gedrückt wird, dauerhaft gespannt ist; und dass bei
Lösen des Reibeingriffs zwischen zweitem Anpresselement und Kupplungs
scheibenanordnung die Rückstellfeder das erste Anpresselement innerhalb
der Führungsbahn in seine Ausgangsposition zurückbewegt und somit zum
Lösen des Reibeingriffs zwischen erstem Anpresselement und Kupplungs
scheibenanordnung das erste Anpresselement in axialer Richtung relativ zur
Kupplungsscheibenanordnung verlagert.
Alternativ zu der Ausgestaltung der Axialverlagerungsmittel mit Führungs
bahn und Führungselement kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein,
dass die Axialverlagerungsmittel wenigstens ein Federelement, vorzugs
weise wenigstens eine Tangentialblattfeder, umfassen, wobei ein Ende des
Federelements an dem Eingangsteil, vorzugsweise an der Gehäuseanordnung,
fixiert ist, wobei das andere Ende des Federelements an dem ersten
Anpresselement fixiert ist und wobei das wenigstens eine Federelement
zumindest abschnittsweise relativ zu einer achsnormalen Ebene geneigt
verläuft. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist das Eingangsteil, falls
vorhanden vorzugsweise die Gehäuseanordnung, und das erste Anpress
element über wenigstens ein relativ zur Drehachse schräg verlaufendes
Federelement verbunden, wobei bei einer Relativverdrehung von Eingangs
teil und den Komponenten erstes und zweites Anpresselement der
Neigungs-Winkel zwischen dem geneigten Federelementabschnitt und einer
achsnormalen Ebene verändert wird, derart, dass sich das Eingangsteil und
das erste Anpresselement relativ zueinander in axialer Richtung verlagern.
Die Winkelveränderung beim Einkuppeln kann eine Winkelabnahme sein,
wenn das Federelement derart zwischen Eingangsteil und erstem Anpress
element angeordnet ist, dass das dem Eingangsteil zugeordnete Ende des
Federelements das vorlaufende Ende und das dem ersten Anpresselement
zugeordnete Ende des Federelements das nachlaufende Ende des Feder
elements ist. Beim Einkuppeln bedeutet dies, dass sich das dem vor
laufenden Ende des Federelements zugeordnete Eingangsteil schneller dreht
als das dem nachlaufenden Ende zugeordnete erste Anpresselement, so
dass das Federelement auf Zug beansprucht wird.
Gleichermaßen kann jedoch die Winkelveränderung beim Einkuppeln auch
eine Vergrößerung des Winkels zwischen achsnormaler Ebene und
Federelement bedeuten, und zwar dann, wenn das bei Drehbewegung der
Reibungskupplung vorlaufende Ende des Federelements dem ersten
Anpresselement und das nachlaufende Ende des Federelements dem
Eingangsteil zugeordnet ist. Eine derartige Anordnung des wenigstens einen
Federelements führt also beim Einkuppeln zu einer Stauchung des zwischen
dem schneller drehenden Eingangsteil und dem relativ zu diesem langsamer
drehenden ersten Anpresselements angeordneten Federelements.
Die Gestaltung der Axialverlagerungsmittel unter Verwendung wenigstens
eines Federelements bringt den Vorteil einer einfachen konstruktiven und
damit kostengünstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsein
richtung unter Weglassung der vorstehend beschriebenen Führungsbahn mit
sich.
Des Weiteren kann eine Axialverlagerung auch durch Axialverlagerungs
mittel erfolgen, welche mit Auflauframpen ausgebildet sind. Weitere
Alternativen für Axialverlagerungsmittel können hydraulische oder pneuma
tische Bewegungsumformer sein.
Um eine hinreichend große Axialverstellung des ersten Anpresselements zu
gewährleisten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Neigungs
winkel des wenigstens einen Federelements relativ zu der achsnormalen
Ebene im Bereich zwischen 5° und 65°, vorzugsweise zwischen 25° und
55°, am meisten bevorzugt bei etwa 40° liegt.
Wie vorstehend bereits mehrfach dargelegt, wirkt das zweite Anpress
element lediglich als "Trigger", welcher bei Herstellung eines Reibeingriffs
zwischen zweitem Anpresselement und Kupplungsscheibenanordnung eine
Relativverdrehung zwischen Eingangsteil und den Komponenten erstes und
zweites Anpresselement auslöst und somit unter Ausnützung eines
Servoeffekts das erste Anpresselement in Reibeingriff mit der Kupplungs
scheibenanordnung bringt. Der Großteil des von dem Eingangsteil über das
erste und zweite Anpresselement auf die Kupplungsscheibenanordnung zu
übertragenden Drehmoments wird also über das erste Anpresselement
übertragen. Demzufolge kann das lediglich die Triggerfunktion aufweisende
zweite Anpresselement kleiner dimensioniert sein, beispielsweise als
Ringelement, welches mit dem ersten Anpresselement im Wesentlichen
drehfest verbunden und bezüglich diesem axial verschiebbar ist.
Die drehfeste, jedoch axial bewegliche Kopplung des ersten und zweiten
Anpresselements kann bei einer derartigen Ausgestaltung des zweiten
Anpresselements in Form eines Ringelements dadurch erreicht werden, dass
das Ringelement eine Verzahnung, vorzugsweise eine Radialverzahnung,
aufweist und dass das erste Anpresselement eine korrespondierende
Gegenverzahnung, vorzugsweise eine korrespondierende Gegenradialver
zahnung, aufweist. Die Radialverzahnung sorgt für eine sichere
Drehmomentübertragung zwischen erstem und zweitem Anpresselement bei
gleichzeitiger Gewährung einer axialen Relativbewegung zwischen diesen
beiden Komponenten. Um eine zuverlässige und im eingerückten Zustand
weitgehend schlupffreie Drehmomentübertragung zu gewährleisten, kann
erfindungsgemäß weiter vorgesehen sein, dass das erste Anpresselement
unter Zwischenanordnung einer ersten Reibelementenanordnung mit der
Kupplungsscheibenanordnung zur Drehmomentübertragung in Reibeingriff
bringbar ist.
Ferner kann erfindungsgemäß hinsichtlich des Reibeingriffs zwischen
zweitem Anpresselement und Kupplungsscheibenanordnung vorgesehen
sein, dass das zweite Anpresselement unter Zwischenanordnung einer
zweiten Reibelementenanordnung mit der Kupplungsscheibenanordnung in
Reibeingriff bringbar ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass, wie vorstehend
bereits dargelegt, die an dem zweiten Anpresselement aufgrund dessen
Triggerfunktion auftretenden Anpresskräfte erheblich kleiner sind als die an
dem ersten Anpresselement durch die Servowirkung erzeugten Anpress
kräfte, so dass die erste Reibelementenanordnung durch Dimensionierung
und Materialwahl entsprechend verschleißfester ausgestaltet werden muss
als die zweite Reibelementenanordnung.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste
oder/und die zweite Reibelementenanordnung in dem zwischen dem ersten
Anpresselement und dem Eingangsteil liegenden Bereich zur Drehmoment
übertragung auf die Kupplungsscheibenanordnung angeordnet ist. Eine
derartige konstruktive Ausgestaltung empfiehlt sich insbesondere dann,
wenn die Kupplungsscheibenanordnung eine im Wesentlichen achsnormal
verlaufende Kupplungsscheibe umfasst, mit welcher sowohl der Reibeingriff
mit dem ersten Anpresselement als auch der Reibeingriff mit dem zweiten
Anpresselement realisiert werden soll. Bei einer derartigen Ausgestaltung
kann unter Berücksichtigung des vorstehend Gesagten hinsichtlich der über
das erste und das zweite Anpresselement jeweils zu übertragenen Kräfte
vorgesehen sein, dass sich die zweite Reibelementenanordnung in radialer
Richtung betrachtet über eine Strecke erstreckt, die kleiner, vorzugsweise
um 2/3 kleiner, als die radiale Erstreckung der ersten Reibelementenanord
nung ist.
Alternativ zu einer Anordnung von erstem und zweitem Anpresselement im
Wesentlichen in derselben Axialebene in dem zwischen der Anpressplatte
am Eingangsteil liegenden Bereich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass dem zweiten Anpresselement ein in axialer Richtung verlagerbares
Steuerteil zugeordnet ist, welches in seinem radial inneren Bereich in
deformierbare Segmente mit Radialschrägflächen unterteilt ist, und dass im
Bereich des ersten Anpresselements korrespondierende Gegenschrägflächen
ausgebildet sind, wobei die Segmente bei axialer Verlagerung des Steuer
teils unter Zusammenwirken der Radialschrägflächen und der korrespondie
renden Gegenschrägflächen in Richtung auf die Kupplungsscheibenanord
nung zu vorgespannt oder vorspannbar sind. Hinsichtlich des Reibeingriffs
des zweiten Anpresselements mit der Kupplungsscheibenanordnung kann
bei dieser Ausgestaltung weiter vorgesehen sein, dass die zweite Reib
elementenanordnung zusammen mit dem korrespondierenden Bereich der
Kupplungsscheibenanordnung kreiszylindrisch ausgebildet ist, wobei die
Zylinderachse im Wesentlichen mit der Drehachse zusammenfällt, und dass
die Segmente unter Zusammenwirken der Radialschrägflächen und der
korrespondierenden Gegenschrägflächen in radialer Richtung auf die zweite
Reibelementenanordnung und den kreiszylindrischen Bereich der Kupplungs
scheibenanordnung zu deformiert werden.
Wie vorstehend bereits dargelegt, treten im Bereich des zweiten Anpress
elements deutlich geringere Anpresskräfte auf als im Bereich des Antriebs
elements. Im Neuzustand der Kupplung hat dies keine Auswirkungen. Nach
fortschreitender Betriebsdauer tritt jedoch im Bereich des ersten Anpress
elements aufgrund der höheren Anpresskräfte stärkerer Verschleiß auf als
im Bereich des zweiten Anpresselements, so dass bei Anordnung von dem
ersten und zweiten Anpresselement zugeordneten Reibflächen im Wesentli
chen in derselben Radialebene aufgrund des Verschleißes sich die Radialebe
nen der Reibflächen in axialer Richtung zueinander "verschieben". Um diese
verschleißbedingte Verschiebung ausgleichen zu können, kann erfindungs
gemäß weiter vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kupplungsscheibe
durch entsprechende geometrische Ausformung biegeweich ausgeführt ist.
Bei auftretendem Verschleiß kommt es dann im eingerückten Zustand der
Kupplung zu einer Biegedeformation der Kupplungsscheibe, wodurch eine
zuverlässige Drehmomentübertragung gewährleistet ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kupplungseinrichtung der vorstehend
beschriebenen Art, bei welcher die Kupplungsscheibenanordnung durch eine
Reibflächenanordnung ersetzt ist. Die Drehmomentübertragung erfolgt in
diesem Fall über das erste und das zweite Anpresselement, welche
unmittelbar mit korrespondierenden Reibflächen zusammenwirken, die
beispielsweise im radial äußeren Bereich als Umfangsflächen, ähnlich einer
Fliehkraftkupplung, angeordnet sind.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
beiliegenden Figuren beschrieben. Es stellen dar:
Fig. 1 einen achsenthaltenden Halbschnitt einer Reibungskupplung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 einen entlang den Linien II-II in Fig. 1 geschnittenen Ausschnitt
einer Abwicklung des Führungsrings mit dargestellter Füh
rungsbahn und Führungselementen;
Fig. 3 einen Ausschnitt einer Alternative zu der in Fig. 2 gezeigten
Abwicklung;
Fig. 4 einen achsenthaltenden Schnitt einer zweiten Ausführungs
form der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung;
Fig. 5 einen achsenthaltenden Schnitt einer dritten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung;
Fig. 6 in Teilfigur 6a) einen achsenthaltenden Schnitt einer vierten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsein
richtung und in Teilfigur 6b) eine Ansicht gemäß Sichtrichtung
B in Fig. 6a);
Fig. 7 einen achsenthaltenden Schnitt einer fünften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung; und
Fig. 8 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des Einkuppelvorgangs
und der dabei auftretenden Kräfte beziehungsweise Momente
bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung allgemein mit 10
bezeichnet. Die Kupplungseinrichtung 10 umfasst ein Eingangsteil 12,
welches beispielsweise mit einer Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors
gekoppelt ist. Mit dem Eingangsteil 12 drehfest verbunden ist ein aus Blech
hergestelltes Gehäuseteil 14 und ein mit dem Eingangsteil 12 und dem
Gehäuseteil 14 drehfest verbundener Führungsring 16.
Die Kupplungseinrichtung 10 umfasst ferner ein erstes Anpresselement 1 8
sowie ein zweites Anpresselement 20. Das erste Anpresselement 18 ist
plattenartig ausgebildet und weist in seinem bezüglich der Drehachse A
radial äußeren Bereich Ausnehmungen 22 auf, durch welche sich korrespon
dierene Abschnitte des ringförmigen zweiten Anpresselements 20 er
strecken.
Zwischen dem Eingangsteil 12 und dem ersten Anpresselement 18
beziehungsweise dem zweiten Anpresselement 20 ist eine Kupplungs
scheibe 24 angeordnet, welche Teil einer Kupplungsscheibenanordnung 26
ist. Die Kupplungsscheibenanordnung 26 umfasst ein mit der Kupplungs
scheibe 24 über Nietverbindungen 27 drehfest verbundenes Anschluss
element 28, welches mit einer Ausgangswelle 30 drehfest verbunden ist.
Zwischen der Kupplungsscheibe 24 und dem Eingangsteil einerseits sowie
zwischen der Kupplungsscheibe 24 und dem ersten Anpresselement 18
bzw. dem zweiten Anpresselement 20 andererseits sind jeweils den
Anpresselementen 18 und 20 zugeordnet Reibelementenanordnungen 32,
34 ausgebildet, welche jeweils zwei Reibelemente 32a, 32b und 34a, 34b
beidseits der Kupplungsscheibe 24 aufweisen.
Um das zweite Anpresselement 20 über die Reibelementenanordnung 34 in
Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe 24 zu bringen, muss dieses zweite
Anpresselement 20 in axialer Richtung auf das Eingangsteil 12 zu gedrückt
werden. Dies erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit Hilfe
einer Membranfeder 36, welche mit ihrem radial äußeren Ende gegen ein
Gleitelement 38 drückt, das fest mit dem in Fig. 1 rechten Bereich des
zweiten Anpresselements 20 verbunden ist. In dem in Fig. 1 gezeigten
Zustand drückt die Membranfeder 36 das zweite Anpresselement 20 gerade
in Richtung zum Eingangsteil 12 hin. Um einen Reibeingriff im radial äußeren
Bereich der Kupplungsscheibe 24 und der Reibelementenanordnung 34
aufzuheben, ist es erforderlich, die Membranfeder 36 an ihrer Innenseite mit
einer, wie durch den strichlierten Pfeil angedeutet, orientierten Kraft Faus zu
beaufschlagen.
Das erste Anpresselement 18 der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung
10 weist angebracht an seinem radial äußeren Bereich Führungselemente
40 auf, welche in einer Führungsbahn 42 geführt sind. Die Führungsbahn
42 ist wie Fig. 1 zu entnehmen, in dem Führungsring 16 ausgebildet. Die
Gestaltung der Führungsbahn 16 geht aus den in Fig. 2 und 3 gezeigten
Abwicklungen des Führungsrings 16 dar, wobei in diesen Figuren jeweils
alternative Ausgestaltungen gezeigt sind.
Mit Bezug auf Fig. 2, welche einen Schnitt durch den Führungsring 16 an
der in Fig. 1 gezeigten Schnittlinie II-II darstellt, ist Folgendes zu bemerken:
Die Führungsbahn 42 besitzt in Umfangsrichtung um die Achse A zickzack
förmige Gestalt, wobei sie aus Führungsbahnabschnitten zusammengesetzt
ist, welche jeweils um einen Winkel α zu einer zur Achse A orthogonalen
Ebene E (hier der linke Rand des Führungsrings 16) geneigt sind. Zwischen
den die Führungsbahn 42 begrenzenden Flanken 42a und 42b sind die
Führungselemente 40 aufgenommen, welche in regelmäßigen Winkel
abständen in Umfangsrichtung an dem radial äußeren Bereich des ersten
Anpresselements 18 ausgebildet, insbesondere angeformt, sind. Das
Zusammenwirken der Führungsbahn 42 und der Führungselemente 40 führt
bei einer Relativverdrehung des ersten Anpresselements 18 relativ zu dem
Führungsring 16, welcher - wie vorstehend dargelegt - drehfest mit dem
Eingangsteil 12 verbunden ist, zu einer Bewegung der Führungselemente 40
innerhalb der Führungsbahn 42. Diese Bewegung umfasst aufgrund der
Schrägstellung der Führungsbahn 42, um den Winkel α auch eine Axialbe
wegung des ersten Apresselements 18. Betrachtet man in Fig. 2 das untere
Führungselement 40, so ist erkennbar, dass bei Bewegung dieses Führungs
elements in Richtung des Pfeils P eine Bewegung des ersten Anpress
elements 18 nach links, d. h. in Richtung auf die Kupplungsscheibe 24 und
das Eingangsteil 12 zu, erfolgt. Bei einer derartigen Bewegung des
Führungselements 40 innerhalb der Führungsbahn 42 wird also ein
Reibeingriff zwischen der Reibelementenanordnung 42 und der Kupplungs
scheibe 24 hergestellt. Bei einer entgegengesetzten Bewegung des
Führungselements 40 in Richtung des Pfeils Q hingegen wird das erste
Anpresselement 18 in Fig. 1 nach rechts bewegt, d. h. in Richtung weg von
der Kupplungsscheibe 24 und dem Eingangsteil 12. Dies bedeutet, dass bei
einer Bewegung des Führungselements 40 in Richtung des Pfeils Q, d. h.
bei einer entsprechenden Drehung des ersten Anpresselements 18 relativ
zu dem Führungsring 16, das erste Anpresselement 18 derart axial bewegt
wird, dass ein Reibeingriff zwischen der Reibelementenanordnung 32 und
der Kupplungsscheibe 24 aufgehoben wird.
Es sei ferner angemerkt, dass die Membranfeder 36 über eine Lageranord
nung 44 an dem Gehäuseteil 14 gelagert ist, und dass im Bereich dieser
Lageranordnung eine Rückstellfeder 46 mit ihrem einen Ende 46a an dem
Gehäuseteil festgelegt ist. Die Rückstellfeder 46 ist mit ihrem anderen Ende
46b hingegen an dem ersten Anpresselement 18 in einer korrespondieren
den Ausnehmung festgelegt. Bei der Rückstellfeder 46 handelt es sich um
eine Torsionsfeder. Sie ist derart ausgebildet, dass sie im ausgerückten
Zustand des ersten Anpresselements 18, d. h. dann, wenn sich dieses über
die Reibelementenanordnung 32 nicht in Reibeingriff mit der Kupplungs
scheibe 24 befindet, entspannt ist und dass eine Relativdrehung zwischen
erstem Anpresselement 18 und Gehäuseteil 14 und damit Eingangsteil 1 2
für ein Spannen der Rückstellfeder 46 sorgt, derart, dass das erste
Anpresselement 18 in die der Ausrückposition entsprechende Axialposition
zurück vorgespannt ist.
Die Kupplungseinrichtung gemäß Fig. 1 funktioniert im Betrieb wie folgt:
Ausgehend von dem in Fig. 1 nicht gezeigten Ausrückzustand, in welchem
auf die Membranfeder 36 im radial inneren Bereich die Ausrückkraft Faus
angelegt ist, so dass sich weder das zweite Anpresselement 20, noch das
erste Anpresselement 18 über ihre zugeordneten Reibelementenanordnungen
34 und 32 in Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe 24 befinden,
wird die Membranfeder 36 freigegeben, d. h. die auf den radial inneren
Bereich wirkende Ausrückkraft Faus wird langsam reduziert, so dass die
Membranfeder 36 mit ihrem radial äußeren Bereich auf das zweite
Anpresselement drückt. Solange noch kein Reibeingriff über die Reib
elementenanordnung 34 zwischen dem Eingangsteil, dem zweiten
Anpresselement 20 und der Kupplungsscheibe 24 hergestellt ist, dreht sich
das erste Anpresselement 18 und das zweite Anpresselement 20 mit
derselben Drehzahl, wie die Komponentengruppe Eingangsteil 12, Gehäuse
teil 14 und Führungsring 16.
Wird mittels der Membranfeder 36 dann ein Reibeingriff des zweiten
Anpresselements 20 über die Reibelementenanordnung 34 mit der
Kupplungsscheibe 24 hergestellt, so kommt es aufgrund der geringeren
Drehzahl des Ausgangsteils 30 zu einer Abbremsung der Drehung des
zweiten Anpresselements 20 während des Schleifzustands. Diese Ab
bremsung des zweiten Anpresselements 20 führt aufgrund der drehfesten
Kopplung des zweiten Anpresselements 20 mit dem ersten Anpresselement
18 zu einer Relativverdrehung zwischen den beiden Anpresselementen 18,
20 einerseits und der Komponentengruppe Eingangsteil 12, Gehäuseteil 14
und Führungsring 16 andererseits. Während dieser Relativverdrehung
bewegt sich das erste Anpresselement 18 mit seinen Führungselementen
40 innerhalb der Führungsbahn 42 in Richtung des Pfeils P gemäß Fig. 2,
so dass das erste Anpresselement 18 über die schräg verlaufenden
Führungsflanken 42b in Richtung auf das Eingangsteil 12 zu bewegt wird.
Diese Axialverlagerung des Führungsteils 18 führt dazu, dass über die Reib
elementenanordnung 32 ein Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe 24
aufgebaut wird. Die diesen Reibeingriff erzeugende Anpresskraft, mit
welcher das erste Anpresselement 18 in axialer Richtung auf das Eingangs
teil 12 zu gepresst wird, hängt von dem Grad der Relativverdrehung
zwischen dem ersten Anpresselement 18 und der Komponentengruppe
Eingangsteil 12, Gehäuseteil 14 und Führungsring 16 ab. Mit anderen
Worten ist die axiale Verlagerung des ersten Anpresselements 18 in
Richtung auf das Eingangsteil 12 hin um so größer beziehungsweise die
Anpresskraft um so stärker, je weiter sich die Führungselemente 40 der
Führungsbahn 42 in Richtung des Pfeils P bewegen. Es sei nochmals
angemerkt, dass eine derartige Bewegung, d. h. eine Relativverdrehung des
ersten Anpresselements 18 relativ zum Eingangsteil 12, zum Gehäuseteil 14
und zum Führungsring 16 die Rückstellfeder 46 spannt.
Sobald das erste Anpresselement 18 so weit in axialer Richtung auf das
Eingangsteil 12 zu verlagert wurde, bis eine schlupffreie Drehmomentüber
tragung von dem Eingangsteil 12 auf die Kupplungsscheibe 24 erfolgt, ist
die Relativverdrehung abgeschlossen und die Kupplung befindet sich im
eingerückten Zustand. In diesem Zustand ist die Rückstellfeder 46 gespannt,
die durch diese aufgebrachte Rückstellkraft ist jedoch kleiner als die über die
Membranfeder 36 auf das zweite Anpresselement 20 angelegte und durch
die Reibelementenanordnung 34 in Zusammenwirkung mit der Kupplungs
scheibe 24 erzeugte Haltekraft, so dass die Rückstellfeder 46 nicht dazu in
der Lage ist, im eingerückten Zustand der erfindungsgemäßen Kupplungsein
richtung das erste Anpresselement durch Verlagerung innerhalb der
Führungsbahn 42 in seine Ausgangsposition zurückzudrehen.
Beim Ausrücken der Kupplung, d. h. bei Anlegen einer Kraft Faus im radial
inneren Bereich der Membranfeder 36 geschieht Folgendes: Der Reibeingriff
im Bereich der Reibelementenanordnung 34 wird aufgehoben, so dass keine
Haltekraft mehr vorhanden ist, welche den durch den Einrückvorgang
hergestellten Relativverdrehungszustand zwischen der Komponentengruppe
Eingangsteil 12, Gehäuseteil 14 und Führungsring 16 einerseits und ersten
und zweiten Anpresselement 18, 20 andererseits aufrecht erhält. Deshalb
wird nach Lösen des Reibeingriffs im Bereich der Reibelementenanordnung
34 das erste Anpresselement 18 durch die Federkraft der Rückstellfeder 46
in seine Ausgangsstellung zurückgedreht. Unter Betrachtung von Fig. 2
bedeutet dies, dass unter Wirkung der Rückstellfeder 46 die Führungselemente
40 innerhalb der Führungsbahn 42 in Richtung des Pfeils Q
verlagert werden, womit eine Axialbewegung des ersten Anpresselements
18 einhergeht, welche den Reibeingriff im Bereich der ersten Reibelementen
anordnung 32 aufhebt.
Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass bei der erfindungsgemäßen
Kupplungseinrichtung beim Einkuppeln lediglich das zweite Anpresselement
20 aktiv durch den Fahrer in Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe 24
gebracht werden muss, wodurch eine Relativverdrehung des in der
Führungsbahn 42 geführten ersten Anpresselements 18 relativ zu dem
Eingangsteil 12 induziert wird. Bei dieser Relativverdrehung wird unter
Ausnützung eines Servoeffekts, welcher auf der Schrägstellung der
Führungsbahn 42 beruht, das erste Anpresselement 18 in axialer Richtung
verlagert. Dadurch können unter Ausnützung der ohnehin vorhandenen
Drehbewegung des Eingangsteils 12 hohe Anpresskräfte im Bereich der
Reibelementenanordnung 32 aufgebracht werden, ohne dass korrespondie
rend hohe Anpresskräfte von der Membranfeder 36 aufgebracht werden
müssen. Im Grunde lässt sich also mit geringen Federkräften der Mem
branfeder 36 eine sichere Drehmomentübertragung vom Eingangsteil 12 auf
die Ausgangswelle 30 verwirklichen. Dies ist auch noch bei Verschleiß der
Reibelementenanordnung 32 möglich, da sich das erste Anpresselement 18
bei verschleißbedingt reduzierter Dicke der Reibelemente 32a, 32b einfach
in axialer Richtung entsprechend weiter nach links verlagert und zwar bei
stärkerer Relativverdrehung zu dem Eingangsteil 12 hin.
Hinsichtlich von sich einstellenden Verschleißsituationen ist noch anzufüh
ren, dass aufgrund der sich deutlich unterscheidenden Beträge der
Anpresskräfte an erster und zweiter Reibelementenanordnung 32, 34 dort
im Betrieb auch unterschiedlich starker Verschleiß auftritt. Um dennoch eine
zuverlässige Funktion zu gewährleisten, ist die Kupplungsscheibe 24
entsprechend biegeweich ausgebildet, so dass diese sich der jeweiligen
Verschleißsituation anpassen kann.
Fig. 3 zeigt gegenüber Fig. 2 eine Abwandlung der Gestaltung des
Führungsrings 16' mit seiner Führungsbahn 42' und der in der Führungs
bahn 42' aufgenommenen Führungselemente 40'. Die Führungsbahn 42'
verläuft wiederum zickzack-förmig wie bereits bei der Gestaltungsvariante
nach Fig. 2. Der Unterschied der beiden Varianten liegt im Wesentlichen in
der Gestaltung der Führungselemente 40', welche im Gegensatz zu der im
Querschnitt kreisförmigen Ausgestaltung der Führungselemente 40 gemäß
Fig. 2 bei Fig. 3 mit zwei zueinander geneigten Abschnitten 40'a und 40'b
ausgebildet sind. Die Abschnitte 40'a und 40'b sind derart zueinander
geneigt, dass sie im Wesentlichen parallel zu den Abschnitten der Flanken
42'a und 42'b der Führungsbahn 42' verlaufen, mit welchen sie bei einer
Relativverdrehung des Führungsrings 16' zu dem die Führungselemente 40'
aufweisenden Anpresselement 18 zusammenwirken. Der Vorteil der
Ausgestaltung gemäß Fig. 3 liegt darin, dass im Gegensatz zu der Ausge
staltung gemäß Fig. 2 geringere Flächenpressungen zwischen den Flanken
der Führungsbahn 42' und den daran anliegenden Abschnitten des
Führungselements 40' auftreten. Dadurch lässt sich der Verschleiß
zwischen Führungsbahn 42' und Führungselement 40' reduzieren und die
Gleiteigenschaften verbessern.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupp
lungseinrichtung.
Zur Beschreibung dieser zweiten Ausführungsform werden für gleiche oder
gleichwirkende Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform gemäß
Fig. 1 und Fig. 2 die selben Bezugszeichen verwendet, jedoch erhöht um die
Zahl 100. Es werden im Folgenden lediglich die Unterschiede zu der ersten
Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 beschrieben.
Der wesentliche Unterschied zwischen der Ausführungsform gemäß Fig. 1
und 2 und der Ausführungsform gemäß Fig. 4 liegt in der Erzeugung der auf
das zweite Anpresselement 120 wirkenden Anpresskraft. Statt wie in Fig.
1 mittels einer Membranfeder 36 wird die Anpresskraft im zweiten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 mittels eines steuerbaren drehfest
gegenüber dem Eingangsteil 112 angeordneten Magnetstellglieds 150
erzeugt. Dieses wird über nicht gezeigte Steuerleitungen angesteuert und
übt auf das magnetisch ausgebildete zweite Anpresselement 120 je nach
Ansteuerung eine anziehende oder abstoßende Kraft aus. Dadurch lässt sich
das zweite Anpresselement 120 in axialer Richtung relativ zu dem
Eingangsteil 112 bewegen, so dass der in Fig. 4 nicht gezeigte Aus
rückzustand sowie der in Fig. 4 gezeigte Einrückzustand der Kupplungsein
richtung 110 eingestellt werden kann.
Das zweite Anpresselement 120 weist in seinem radial äußeren Bereich eine
Radialverzahnung 152 auf, welche mit einer korrespondierenden Radialver
zahnung 154 am radial inneren Bereich des ersten Anpresselements 118 in
Eingriff steht. Durch die korrespondierenden Verzahnungen 152, 154 ist das
zweite Anpresselement drehfest mit dem ersten Anpresselement 118
gekoppelt, jedoch axial zu diesem verlagerbar.
Die Funktionsweise der Kupplungseinrichtung 110 entspricht jedoch im
Wesentlichen der gemäß den Fig. 1 und 2, d. h. im Einzelnen: Durch
Erzeugen einer magnetisch abstoßenden Kraft durch das Magnetstellglied
150 wird das zweite Anpresselement 120 über die Reibelementenanordnung
134 in Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe 124 gebracht und dadurch
aufgrund der langsameren Drehzahl der Kupplungsscheibe 124 abgebremst.
Diese Abbremsung wird über die korrespondierenden Verzahnung 152, 154
auf das erste Anpresselement 118 übertragen, welches sich geführt über
seine Führungselemente 140 in der Führungsbahn 142 relativ zu der
Komponentengruppe Eingangsteil 112 und Gehäuseteil 114 dreht und somit
aufgrund der Schrägstellung der Führungsbahn 142 in axialer Richtung auf
das Eingangsteil 112 zu bewegt wird. Dadurch wird auch ein Reibeingriff
und letztendlich eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten
Anpresselement 118 der Kupplungsscheibenanordnung 124 und dem
Eingangsteil 112 vermittels der Reibelementenanordnung 132 bewirkt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Relativverdrehung wieder ein Spannen
der Rückstellfeder 146 bewirkt, welche beim Lösen des Reibeingriffs im
Bereich der Reibelementenanordnung 134 dafür sorgt, dass das erste
Anpresselement 118 in seine Ausgangsposition, d. h. außer Reibeingriff mit
der Kupplungsscheibe 124, gedreht wird.
Als weitere konstruktive Unterschiede sind anzuführen, dass im Gegensatz
zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 die Reibelementenanordnungen
132, 134 korrespondierend zu der Anordnung des ersten und zweiten
Anpresselements 118, 120 in ihrer radialen Anordnung vertauscht sind,
d. h. die erste Reibelementenanordnung 132 liegt radial außerhalb der
zweiten Reibelementennaordnung 134. Des Weiteren wurde das Gehäuseteil
114 stark verkürzt, der Reibring 16 ganz weggelassen und die Führungs
bahn 142 in dem Gehäuseteil 114 direkt untergebracht.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungs
einrichtung. Zur Beschreibung dieser dritten Ausführungsform wird für
gleichwirkende oder gleichartige Komponenten auf die vorstehend bereits
angeführten Bezugszeichen zurückgegriffen, jedoch mit der Ziffer 2
vorangestellt.
Der wesentliche Unterschied der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 5 zu
der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 liegt darin, dass der Reibeingriff
zwischen der Kupplungsscheibenanordnung 226 und den mit dem
Eingangsteil 212 gekoppelten Teilen nicht über die Kupplungsscheibe 224
hergestellt wird, sondern unmittelbar an dem radial äußeren Bereich des
Anschlussteils 228 hergestellt wird. Hierfür weist das Anschlussteil 228
einen ringartig angeformten Reibflansch 256 auf, welcher unter Ver
mittelung der zweiten Reibelementenanordnung 234 mit einem ersten
Steuerteil 258 zusammenwirkt. Das erste Steuerteil 258 ist in seinem radial
äußeren Bereich tellerförmig ausgebildet und wirkt mit der Membranfeder
236 zusammen. Diese drückt in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand das erste
Steuerteil 258 in Richtung nach links. An seinem radial inneren Bereich ist
das Steuerteil 258 in einzelne Segmente 260 unterteilt. Diese weisen eine
zur Drehachse A schräg verlaufende Steuerfläche 262 auf, welche mit einer
korrespondierenden Gegenfläche 264 an einem zweiten Steuerteil 266
zusammenwirken. Das zweite Steuerteil 266 ist mit dem ersten Steuerteil
258 über eine Radialverzahnung 268 drehfest, jedoch axial beweglich
verbunden. Gleichermaßen ist das zweite Steuerteil 266 über eine weitere
Radialverzahnung 270 mit dem ersten Anpresselement 218 verbunden. Das
zweite Steuerteil 266 ist in dem Gehäuseteil 214 gegen eine Axialver
lagerung festgelegt, jedoch relativ zu diesem gegen die Wirkung der
Rückstellfeder 246 verdrehbar.
Bei Aufbringen einer Einrückkraft über die Membranfeder 236 wird das erste
Steuerteil 258 in axialer Richtung in Richtung auf das Eingangsteil 212 zu
bewegt. Dabei gleiten die Steuerflächen 262 an den Gegenflächen 264 ab,
wodurch die Segmente 260 auf die zweite Reibelementenanordnung 234
gedrückt werden und somit ein Reibeingriff hergestellt wird. Bei hinreichend
starkem Andrücken wird die sich im Ausrückzustand mit der Komponenten
gruppe Eingangsteil 212, Gehäuseteil 214 und Führungsring 216 mit
drehende Komponentengruppe erstes Anpresselement 218, zweites
Steuerteil 266, erstes Steuerteil 258 gebremst und damit relativ zu dem
Eingangsteil 212 und den mit diesem drehfest verbundenen Teilen
Gehäuseteil 214, Führungsring 216 verdreht. Die über die Reibelementen
anordnung 234 erzeugte Bremswirkung wird von dem ersten Steuerteil 258
über die Radialverzahnung 268 auf das zweite Steuerteil 266 übertragen
und von diesem über die Radialverzahnung 270 auf das erste Anpress
element 218. Dieses wird durch die Relativverdrehung, wie vorstehend mit
Bezug auf Fig. 1 und Fig. 2 im Detail beschrieben, über die Wechselwirkung
von Führungselement 240 und schräger Führungsbahn 242 in axialer
Richtung verlagert, so dass ein Reibeingriff über die Reibelementenanord
nung 232 mit der Kupplungsscheibe 224 erzeugt wird.
Beim Ausrücken wird im radial inneren Bereich der Membranfeder 236 auf
diese eine Ausrückkraft Faus aufgebracht, so dass die federnden Segmente
260 aufgrund ihrer federnden Eigenschaft in Richtung des Pfeils R unter
Gleitbewegung der Flächen 262, 264 aneinander zurückbewegt werden und
der Reibeingriff über die Reibelementenanordnung 234 aufgehoben wird.
Dadurch wird das relativ zu dem Gehäuseteil 214 verdrehte zweite
Steuerteil 266 nicht länger in seiner verdrehten Stellung gehalten, so dass
die Rückstellfeder 246 das zweite Steuerteil 266 in seine dem Aus
rückzustand zugeordnete Ausgangsstellung zurückdrehen kann. Das zweite
Steuerteil 266 nimmt dabei das Anpresselement 218 mit, welches sich
unter Führung der Führungselemente 240 in der Führungsbahn 242 in seine
Ausgangsstellung zurückbewegt, wobei ein Reibeingriff über die Reib
elementenanordnung 232 mit der Kupplungsscheibe 224 aufgehoben wird.
Fig. 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Kupplungseinrichtung. Es werden wiederum gleiche oder gleich wirkende
Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, jedoch diesmal mit
der Ziffer 3 vorangestellt.
Der wesentliche Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 liegt bei
der Ausführungsform gemäß Fig. 6 darin, dass die Mittel zur axialen
Verlagerung des ersten Anpresselements 318 anders ausgebildet sind, als
wie vorstehend in Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind das erste Anpresselement
318 und das Eingangsteil 312 über Tangentialblattfedern 374 verbunden.
Die Tangentialblattfedern 374 weisen einen mit dem Eingangsteil 312
gekoppelten Verbindungsbereich 374a, einen mit dem ersten Anpress
element 318 gekoppelten Verbindungsbereich 374b und einen zwischen den
beiden Verbindungsbereichen 374a, 374b liegenden zu einer achsnormalen
Ebene schräg verlaufenden Wirkbereich 374c auf. Ein bevorzugter Verlauf
der Tangentialblattfedern relativ zur achsnormalen Ebene ist in der eine
Ansicht nach Pfeil B in Fig. 6a) zeigenden Fig. 6b) gezeigt. Kommt es nun
aufgrund eines über die Membranfeder 336 hergestellten Reibeingriffs
zwischen dem zweiten Anpresselement 320 und der Kupplungsscheibe 324
zu einer Relativverdrehung zwischen Eingangsteil 312 und dem drehfest
miteinander gekoppelten Komponenten erstes Anpresselement 318 und
zweites Anpresselement 320, so wird der schräg verlaufende Wirkbereich
374c auf Zug beansprucht, was zu einer Axialverlagerung des ersten
Anpresselements 318 auf das Eingangsteil 312 zu führt und dadurch einen
Reibeingriff im Bereich der Reibelementenanordnung 332 bewirkt. Es ist
anzumerken, dass die über die Membranfeder 36 auf das zweite Anpress
element 320 ausgeübte Anpresskraft und der dadurch erzeugte Reibeingriff
im Bereich der Reibelementenanordnung 334 derart stark sein muss, dass
einer durch die Deformation der Tangentialblattfedern 374 hervorgerufenen
Rückstellkraft zumindest das Gleichgewicht gehalten wird. Sobald auf die
Membranfeder 336 in deren radial inneren Bereich eine Ausrückkraft Faus
angelegt wird, wird der Reibeingriff im Bereich der Reibelementenanordnung
334 aufgehoben, so dass die Tangentialblattfedern 374 nicht länger in
ihrem deformierten Zustand gehalten werden, sondern sich vielmehr in ihren
Ausgangszustand zurückverformen können. Dadurch wird aber auch das
erste Anpresselement 318 in seinen Ausgangszustand bewegt, d. h. in den
in Figur nicht gezeigten Auskuppelzustand, in welchem kein Reibeingriff im
Bereich der Reibelementenanordnung 332 erfolgt.
Es sei ergänzend angemerkt, dass im radial äußeren Bereich des Eingangsteil
312 in Fig. 6 ein Anlasserzahnkranz 376 vorgesehen ist.
Fig. 7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Kupplungseinrichtung, wobei wiederum gleiche und gleich wirkende
Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie in den vorangehenden
Ausführungsbeispielen bezeichnet werden, jedoch mit der Zahl 4 vor
angestellt.
Die Kupplungseinrichtung 410 gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von der
Kupplungseinrichtung 310 gemäß Fig. 6 im Wesentlichen in zwei Punkten:
Der erste wesentliche Unterschied liegt darin, dass die Tangentialblattfedern
474 derart mit dem ersten Anpresselement 418 und dem Gehäuseteil 414
verbunden sind, dass eine Relativverdrehung zwischen dem ersten
Anpresselement 418 und dem mit dem Eingangsteil 412 verbundenen
Gehäuseteil 414, welche Relativverdrehung durch die Herstellung eines
Reibeingriffs im Bereich der Reibelementenanordnung 434 induziert wird, zu
einer Stauchung des Wirkabschnitts 474c der Tangentialblattfedern 474
führt. Durch diese Stauchung wird das erste Anpresselement 418 in axialer
Richtung auf das Eingangsteil 412 hin gedrückt und somit wird ein
Reibeingriff über die Reibelementenanordnung 432 mit der Kupplungs
scheibe 424 erzeugt. Der weitere Unterschied der fünften Ausführungsform
nach Fig. 7 zu der vierten Ausführungsform der Fig. 6 liegt darin, dass
wiederum die Komponenten erstes Anpresselement 418 und zweites
Anpresselement 420 mit ihren zugeordneten Reibelementenanordnungen
432, 434 in ihrer radialen Anordnung vertauscht sind, d. h. das zweite
Anpresselement 420 liegt radial innerhalb des ersten Anpresselements 418.
Um eine drehfeste, jedoch axial verschiebbare Kopplung der beiden
Anpresselemente 418 und 420 zu gewährleisten, wurde, wie beim zweiten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 eine Radialverzahnung 452 am radial
äußeren Bereich des zweiten Anpresselements 420 und eine korrespondie
rende Radialverzahnung 454 am radial inneren Bereich des ersten Anpress
elements 418 angebracht.
Beim Ausrücken der Kupplungseinrichtung gemäß Fig. 7 wird, wie
vorstehend schon mehrfach dargelegt, auf den radial inneren Bereich der
Membranfeder 436 eine Ausrückkraft Faus angelegt, wodurch die Anpress
kraft der Membranfeder 436 auf das zweite Anpresselement 420 und damit
der Reibeingriff im Bereich der Reibelementenanordnung 434 aufgehoben
wird. Dadurch wird das erste Anpresselement 418 nicht länger in seiner
eingerückten Stellung gehalten, so dass sich dieses unter Entspannung der
deformierten Tangentialblattfedern 474 in seine der Ausrückstellung
zugeordnete Position zurückbewegen kann. Dadurch wird ein Reibeingriff
im Bereich der Reibelementenanordnung 432 aufgehoben.
Fig. 8 zeigt ein Schema, anhand welchem die Vorteile der Erfindung für
einen Einkupppelvorgang unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wird. Beim
Einkuppeln ist bei Bezugszeichen 80 von außen, d. h. beispielsweise über
die Freigabe des Kupplungspedals, die Einrückenergie Faus × saus aufzubrin
gen. Diese Energie wird über ein Stellglied - in den vorstehenden Aus
führungsbeispielen die Membranfeder 36' oder das Magnetstellglied 81 - in
die Axialenergie Fax × sax umgewandelt, welche an das zweite Anpress
element 20 angelegt wird. Der Reibeingriff des zweiten Anpresselements 20
mit der Kupplungsscheibe 24 beziehungsweise der Kupplungsscheiben
anordnung bei 82 führt zu einem Betätigungsmoment MBet zur Betätigung,
d. h. zum Einkuppeln, der Kupplung. Sobald ein derartiges Betätigungs
moment MBet vorliegt, wirkt dieses durch den Pfeil 83 dargestellt als
Triggersignal. Dies bedeutet, dass durch das anliegende Betätigungsmoment
MBet eine Relativverdrehung um den Winkel ϕ bewirkt wird, welche
Relativverdrehung bei 84 unter der Wechselwirkung zwischen den
Führungselementen 40 und der Führungsbahn 42 beziehungsweise unter
der Wirkung der Tangentialblattfedern zu einer Anpressplattenenergie FAP ×
sAP umgeformt wird. Diese Anpressplattenenergie FAP × sAP wird über den
Pfeil 85 letztlich in ein Einkuppeln der Kupplung umgewandelt, so dass ein
am Eingangsteil 12 anliegendes Motor-Drehmoment MMot über die eingekup
pelte Kupplung 86 zu einem Ausgangsteil 30 übertragen wird. Die zum
Einkuppeln erforderliche Kraft (und entsprechend die zum Auskuppeln
erforderlichen Kräfte) sind durch Ausnützung des am Eingangsteil 12
ohnehin anliegenden Motordrehmoments MMot deutlich reduziert worden, so
dass mit der vorliegenden Erfindung das Einrücken der Kupplung erleichtert
werden kann, was auch eine Automatisierung, d. h. eine Verwendung von
steuerbaren Stellgliedern in einem für den Massenfertigung erträglichen
Kostenrahmen ermöglicht.
Claims (28)
1. Kupplungseinrichtung, insbesondere Reibungskupplung für ein
Kraftfahrzeug, umfassend:
ein sich um eine Drehachse (A) drehendes oder drehbares Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412),
wenigstens ein erstes Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418), welches zu dem Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412) axial bewegbar und relativ zu diesem um die Drehachse (A) verdrehbar angeordnet ist,
wenigstens ein zweites Anpresselement (20; 120; 258; 320; 420), welches mit dem ersten Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418) im Wesentlichen drehfest verbunden ist, und
eine Kupplungsscheibenanordnung (26; 126; 226; 326, 426), welche mit dem ersten Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418) zur Drehmomentübertragung in Reibeingriff bringbar ist und welche mit dem zweiten Anpresselement (20; 120; 258; 320; 420) in Reibeingriff bringbar ist,
wobei das Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412), das erste Anpress element (18; 118; 218; 318; 418) und das zweite Anpresselement (20; 120; 258; 320; 420) derart miteinander gekoppelt sind, dass ein In-Reibeingriff-Bringen des zweiten Anpresselements (20; 120; 258; 320; 420) mit der Kupplungsscheibenanordnung (26; 126; 226; 326; 426) ein In-Reibeingriff-Bringen des ersten Anpresselements (18; 118; 218; 318; 418) mit der Kupplungsscheibenanordnung (26; 126; 226; 326; 426) induziert.
ein sich um eine Drehachse (A) drehendes oder drehbares Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412),
wenigstens ein erstes Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418), welches zu dem Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412) axial bewegbar und relativ zu diesem um die Drehachse (A) verdrehbar angeordnet ist,
wenigstens ein zweites Anpresselement (20; 120; 258; 320; 420), welches mit dem ersten Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418) im Wesentlichen drehfest verbunden ist, und
eine Kupplungsscheibenanordnung (26; 126; 226; 326, 426), welche mit dem ersten Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418) zur Drehmomentübertragung in Reibeingriff bringbar ist und welche mit dem zweiten Anpresselement (20; 120; 258; 320; 420) in Reibeingriff bringbar ist,
wobei das Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412), das erste Anpress element (18; 118; 218; 318; 418) und das zweite Anpresselement (20; 120; 258; 320; 420) derart miteinander gekoppelt sind, dass ein In-Reibeingriff-Bringen des zweiten Anpresselements (20; 120; 258; 320; 420) mit der Kupplungsscheibenanordnung (26; 126; 226; 326; 426) ein In-Reibeingriff-Bringen des ersten Anpresselements (18; 118; 218; 318; 418) mit der Kupplungsscheibenanordnung (26; 126; 226; 326; 426) induziert.
2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Betrag einer den Reibeingriff des ersten Anpresselements
(18; 118; 218; 318; 418) mit der Kupplungsscheibenanordnung (26;
126; 226; 326; 426) bestimmenden Anpresskraft von dem Betrag
einer den Reibeingriff des zweiten Anpresselements (20; 120; 258;
320; 420) mit der Kupplungsscheibenanordnung (26; 126; 226; 326;
426) bestimmenden Anpresskraft oder/und von der Position des
zweiten Anpresselements (20; 120; 258; 320; 420) relativ zu der
Kupplungsscheibenanordnung (26; 126; 226; 326; 426) während
des Reibeingriffs abhängt.
3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass zur Herstellung eines Reibeingriffs des zweiten
Anpresselements (20; 120; 258; 320; 420) mit der Kupplungsschei
benanordnung (26; 126; 226; 326; 426) eine Krafterzeugungsanord
nung (36; 150; 236; 336; 436) vorgesehen ist, durch welche das
zweite Anpresselement (20; 120; 258; 320; 420) zur Drehmoment
übertragung in Richtung auf die Kupplungsscheibenanordnung (26;
126; 226; 326; 426) zu vorgespannt oder vorspannbar ist.
4. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Krafterzeugungsanordnung eine Membranfeder (36; 236,
336; 436) umfasst, mittels welcher das zweite Anpresselement (20;
120; 258; 320; 420), gegebenenfalls unter Zwischenanordnung eines
Gleitkörpers (38; 338), auf die Kupplungsscheibenanordnung (26;
126; 226; 326; 426) zu vorgespannt oder vorspannbar ist.
5. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Krafterzeugungsanordnung einen steuerbaren Aktuator
(150), vorzugsweise ein steuerbares Magnetstellglied (150) umfasst,
mittels welchem das zweite Anpresselement (120) auf die Kupp
lungsscheibenanordnung (126) zu vorgespannt oder vorspannbar ist.
6. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anpresselement (18; 118;
218; 318; 418) mit dem Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412),
vorzugsweise unter Vermittelung einer mit dem Eingangsteil (12;
112; 212; 312; 412) drehfest verbundenen Gehäuseanordnung (14;
114; 214; 314; 412), über Axialverlagerungsmittel (40, 42; 140,
142; 240, 242; 374, 474) derart gekoppelt ist, dass sich das erste
Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418) bei einer Relativdrehung
zwischen dem ersten Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418) und
dem Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412) in axialer Richtung relativ
zu dem Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412) verlagert.
7. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Axialverlagerungsmittel (40, 42; 140, 142; 240, 242) eine
Führungsbahn (42; 142; 242) und wenigstens ein, vorzugsweise eine
Mehrzahl von, in der Führungsbahn (42; 142; 242) in Umfangs
richtung geführtes Führungselement (40; 140; 240) umfassen, wobei
die Führungsbahn (42; 142; 242) relativ zu einer achsnormalen
Ebene (E) geneigt verläuft.
8. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungsbahn (42; 142; 242) an dem Eingangsteil (12; 112;
212), vorzugswiese an der Gehäuseanordnung (14; 114; 214)
ausgebildet ist und dass das wenigstens eine Führungselement (40;
140; 240) im radial äußeren Bereich des ersten Anpresselements (18;
118; 218) angeordnet ist.
9. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass an dem ersten Anpresselement (18; 118; 218) eine Mehrzahl
von Führungselementen (40; 140; 240) in regelmäßigen Abständen
über den Umfang verteilt angeordnet ist, welche in der Führungsbahn
(42; 142; 242) geführt sind.
10. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (42; 242) in einem Führungsring
(16; 216) ausgebildet ist, welcher an dem Eingangsteil (12;
212), vorzugsweise an der Gehäuseanordnung (14; 214), fixiert ist.
11. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) der Führungsbahn (42;
142; 242) relativ zu der achsnormalen Ebene (E) im Bereich zwischen
5° und 35°, vorzugsweise zwischen 25° und 15°, am meisten
bevorzugt bei etwa 20° liegt.
12. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (42; 142; 242) in Umfangs
richtung periodisch wellenförmig, vorzugsweise zickzack-förmig,
verläuft.
13. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Führungselement (40;
140; 240) von wenigstens einem an dem ersten Anpresselement (18;
118; 218) ausgebildeten, vorzugsweise kreiszylindrischen, Führungs
stift (40; 140; 240) gebildet ist.
14. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Führungselement (40')
von wenigstens einer an dem ersten Anpresselement (18) ausgebilde
ten und an die Neigung der Führungsbahn (42') in Umfangsrichtung
angepassten Führungsnase (40') gebildet ist.
15. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Axialverlagerungsmittel (374; 474) wenigstens ein Feder
element (374; 474), vorzugsweise wenigstens eine Tangentialblatt
feder (374; 474), umfassen, dessen eines Ende (374a; 474a) an dem
Eingangsteil (312; 412), vorzugsweise an der Gehäuseanordnung,
fixiert ist und dessen anderes Ende (374b; 474b) an dem ersten
Anpresselement (318; 418) fixiert ist, wobei das wenigstens eine
Federelement (374; 474) zumindest abschnittsweise (374c; 474c)
relativ zu einer achsnormalen Ebene geneigt verläuft.
16. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass der Neigungswinkel (α) des wenigstens einen Federelements
(374; 474) relativ zu der achsnormalen Ebene im Bereich zwischen
5° und 65°, vorzugsweise zwischen 25° und 55°, am meisten
bevorzugt bei etwa 40° liegt.
17. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Eingangsteil (12; 112;
212), vorzugsweise der Gehäuseanordnung (14; 114; 214), und dem
ersten Anpresselement (18; 118; 218) eine Rückstellfeder (46; 146;
246) angeordnet ist, welche einem gegenseitigen Verdrehen von
Eingangsteil (12; 112; 212) und erstem Anpresselement (18; 118;
218) entgegenwirkt.
18. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anpresselement (20; 120;
320; 420) ein Ringelement umfasst, welches mit dem ersten
Anpresselement (18; 118; 318; 418) im Wesentlichen drehfest
verbunden und bezüglich diesem axial verschiebbar ist.
19. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ringelement (20; 420) eine Verzahnung (152; 452),
vorzugsweise eine Radialverzahnung, aufweist und dass das erste
Anpresselement (18; 418) eine korrespondierende Gegenverzahnung
(154; 454), vorzugsweise eine korrespondierende Gegenradialver
zahnung, aufweist.
20. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anpresselement (18; 118;
218; 318; 418) unter Zwischenanordnung einer ersten Reibelemen
tenanordnung (32; 132; 232; 332; 43) mit der Kupplungsscheiben
anordnung (26; 126; 226; 326; 426) zur Drehmomentübertragung in
Reibeingriff bringbar ist.
21. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anpresselement (20; 120;
258; 320; 420) unter Zwischenanordnung einer zweiten Reib
elementenanordnung (34; 134; 234; 334; 434) mit der Kupplungs
scheibenanordnung (26; 126; 226; 326; 426) in Reibeingriff bringbar
ist.
22. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 20 oder/und 21, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste oder/und die zweite Reibelementen
anordnung (32, 34; 132, 134; 232, 234; 32, 334; 432, 434) in dem
zwischen dem ersten Anpresselement (18; 118; 218; 318; 418) und
dem Eingangsteil (12; 112; 212; 312; 412) liegenden Bereich zur
Drehmomentübertragung auf die Kupplungsscheibenanordnung (26;
126; 226; 326; 426) angeordnet ist.
23. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn
zeichnet, dass sich die zweite Reibelementenanordnung (34; 134;
334; 434) in radialer Richtung betrachtet über eine Strecke erstreckt,
die kleiner, vorzugsweise um 2/3 kleiner, als die radiale Erstreckung
der ersten Reibelementenanordnung (32; 132; 232; 332) ist.
24. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-22, dadurch
gekennzeichnet, dass dem zweiten Anpresselement ein in axialer
Richtung verlagerbares Steuerteil (258) zugeordnet ist, welches in
seinem radial inneren Bereich in deformierbare Segmente (260) mit
Radialschrägflächen (262) unterteilt ist, und dass im Bereich des
ersten Anpresselements (210) korrespondierende Gegenschräg
flächen (264) ausgebildet sind, wobei die Segmente (260) bei axialer
Verlagerung des Steuerteils (258) unter Zusammenwirken der
Radialschrägflächen (262) und der korrespondierenden Gegenschräg
flächen (264) in Richtung auf die Kupplungsscheibenanordnung (256)
zu vorgespannt oder vorspannbar sind.
25. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Reibelementenanordnung (234) zusammen mit dem
korrespondierenden Bereich (256) der Kupplungsscheibenanordnung
(226) kreiszylindrisch ausgebildet ist, wobei die Zylinderachse (A) im
Wesentlichen mit der Drehachse (A) zusammenfällt, und dass die
Segmente (260) unter Zusammenwirken der Radialschrägflächen
(262) und der korrespondierenden Gegenschrägflächen (264) in
radialer Richtung auf die zweite Reibelementenanordnung (234) und
den kreiszylindrischen Bereich (256) der Kupplungsscheibenanord
nung (226) zu deformiert werden.
26. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibenanordnung (26;
126; 226; 326; 426) wenigstens eine im Wesentlichen achsnormal
verlaufende Kupplungsscheibe (24; 124; 224; 324; 424) aufweist.
27. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Kupplungsscheibe (24; 124; 224; 324;
424) durch entsprechende geometrische Ausformung biegeweich
ausgeführt ist.
28. Kupplungseinrichtung, insbesondere Reibungskupplung für ein
Kraftfahrzeug, umfassend:
ein sich um eine Drehachse drehendes oder drehbares Ein gangsteil,
wenigstens ein erstes Anpresselement, welches zu dem Eingangsteil axial bewegbar und relativ zu diesem um die Drehachse verdrehbar angeordnet ist,
wenigstens ein zweites Anpresselement, welches mit dem ersten Anpresselement im Wesentlichen drehfest verbunden ist, und
eine Reibflächenanordnung, welche mit dem ersten Anpress element zur Drehmomentübertragung in Reibeingriff bringbar ist und welche mit dem zweiten Anpresselement in Reibeingriff bringbar ist,
wobei das Eingangsteil, das erste Anpresselement und das zweite Anpresselement derart miteinander gekoppelt sind, dass ein In- Reibeingriff-Bringen des zweiten Anpresselements mit der Reib flächenanordnung ein In-Reibeingriff-Bringen des ersten Anpress elements mit der Reibflächenanordnung induziert.
ein sich um eine Drehachse drehendes oder drehbares Ein gangsteil,
wenigstens ein erstes Anpresselement, welches zu dem Eingangsteil axial bewegbar und relativ zu diesem um die Drehachse verdrehbar angeordnet ist,
wenigstens ein zweites Anpresselement, welches mit dem ersten Anpresselement im Wesentlichen drehfest verbunden ist, und
eine Reibflächenanordnung, welche mit dem ersten Anpress element zur Drehmomentübertragung in Reibeingriff bringbar ist und welche mit dem zweiten Anpresselement in Reibeingriff bringbar ist,
wobei das Eingangsteil, das erste Anpresselement und das zweite Anpresselement derart miteinander gekoppelt sind, dass ein In- Reibeingriff-Bringen des zweiten Anpresselements mit der Reib flächenanordnung ein In-Reibeingriff-Bringen des ersten Anpress elements mit der Reibflächenanordnung induziert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000144204 DE10044204A1 (de) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | Kupplungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000144204 DE10044204A1 (de) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | Kupplungseinrichtung |
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---|---|
DE10044204A1 true DE10044204A1 (de) | 2002-04-04 |
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ID=7655372
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DE2000144204 Withdrawn DE10044204A1 (de) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | Kupplungseinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10044204A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005054450A1 (de) * | 2005-11-16 | 2007-05-24 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Kupplung für ein Kraftfahrzeug |
DE10253480B4 (de) * | 2002-11-16 | 2012-07-19 | Zf Sachs Ag | Druckplattenbaugruppe für eine Reibungskupplung |
DE10246466B4 (de) * | 2002-10-04 | 2013-10-31 | Zf Friedrichshafen Ag | Druckplattenbaugruppe |
-
2000
- 2000-09-07 DE DE2000144204 patent/DE10044204A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10246466B4 (de) * | 2002-10-04 | 2013-10-31 | Zf Friedrichshafen Ag | Druckplattenbaugruppe |
DE10253480B4 (de) * | 2002-11-16 | 2012-07-19 | Zf Sachs Ag | Druckplattenbaugruppe für eine Reibungskupplung |
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---|---|---|---|
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8125 | Change of the main classification |
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