DE10158362A1

DE10158362A1 - Self-adjusting vehicle clutch, to allow for wear, has a spring loaded pin which moves out under centrifugal force to engage teeth in the adjustment ring to block any action when rotating above a given speed level

Info

Publication number: DE10158362A1
Application number: DE2001158362
Authority: DE
Inventors: Peter Streng
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-06-12

Abstract

The self-adjusting vehicle clutch, in the event of wear, has an adjustment system which is blocked by a barrier (8) if the rotary speed of the clutch unit (2) which carries the barrier exceeds a given level. In operation, a pin (9) moves outwards through a centrifugal force against a spring (11), to engage a toothed barrier (12) at the inner side of the adjustment ring (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbstnachstellende Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The present invention relates to a self-adjusting Friction clutch according to the preamble of claim 1.

Eine derartige selbstnachstellende Reibungskupplung ist aus der DE 44 18 026 A1 bekannt, auf die in vollem Umfang Bezug genommen wird. An den Kupplungsbelägen einer Reibungskupplung tritt im Betrieb ein gewisser Verschleiß auf. Um diesen Verschleiß "auszugleichen", ist bei der DE 44 18 026 A1 ein verdrehbarer Nachstellring vorgesehen, der ein "axiales Nachrücken" der Tellerfeder in Verschleißrichtung ermöglicht. Hierzu sind am Nachstellring mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende, axial ansteigende "Auflauframpen" vorgesehen, die über den Umfang des Nachstellrings verteilt angeordnet sind. Der Nachstellring ist durch Nachstellfedern in Umfangsrichtung vorgespannt. Sobald ein Verschleiß auftritt, verdrehen die Nachstellfedern den Nachstellring, was zu einer axialen Verschiebung einzelner "Kupplungskomponenten", d. h. zum Ausgleich des Kupplungsbelagverschleißes führt. Such a self-adjusting friction clutch is known from DE 44 18 026 A1 known, to which full reference is made. To the Clutch linings of a friction clutch occur during operation Wear on. In order to "compensate" for this wear, DE 44 18 026 A1 a rotatable adjusting ring is provided, which "axially moves up" allows the disc spring in the direction of wear. For this are on Adjustment ring several axially rising, extending in the circumferential direction "Ramps" provided that distributed over the circumference of the adjusting ring are arranged. The adjusting ring is in by adjusting springs Prestressed circumferential direction. As soon as wear occurs, the twist Adjustment springs the adjustment ring, which leads to an axial displacement of individual "Coupling components", i. H. to compensate for the Clutch lining wear leads.

Aufgrund von Drehzahl- und Schwingungseinflüssen kann es während des Betriebs zu einer "fehlerhaften" Kupplungsnachstellung kommen. Versuche haben gezeigt, dass es bestimmte axiale "Systemeigenfrequenzen" gibt, bei denen der Nachstellring im Kupplungsgehäuse abheben kann und durch die Nachstellfedern verdreht wird, was zu einer fehlerhaften Kupplungseinstellung führen kann. Due to speed and vibration influences, it can during the Operation come to a "faulty" clutch adjustment. tries have shown that there are certain axial "system natural frequencies" at which the adjustment ring in the clutch housing can lift off and through the Adjustment springs is twisted, resulting in a faulty Clutch adjustment can result.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reibungskupplung zu schaffen, die hinsichtlich ihres "Nachstellverhaltens" verbessert ist. The object of the invention is to provide a friction clutch that is improved in terms of its "readjustment behavior".

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. This object is solved by the features of claim 1. Advantageous refinements and developments of the invention are the See subclaims.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht in einer Reibungskupplung, bei der eine "Sperreinrichtung" vorgesehen ist, die bei bestimmten "Betriebszuständen" der Kupplung die Nachstelleinrichtung sperrt. Die Nachstelleinrichtung wird bei Erreichen bzw. oberhalb einer kritischen Drehzahl gesperrt. Das heißt, eine Nachstellung der Kupplung ist nur unterhalb einer vorgegebenen Drehzahl möglich, die beispielsweise der untersten der Eigenfrequenz der Kupplung entspricht. The basic principle of the invention consists in a friction clutch in which a "locking device" is provided, which at certain "Operating states" of the clutch blocks the adjusting device. The Adjustment device is when a critical speed is reached or above blocked. This means that the clutch can only be readjusted below one predetermined speed possible, for example the lowest of the Natural frequency of the clutch corresponds.

Die Sperreinrichtung kann ähnlich einem "Fliehkraftregler" aufgebaut sein. Sie weist ein Sperrelement auf, das entgegen der Kraft einer Rückholfeder allein durch Fliehkraft in Radialrichtung bewegbar ist und eine "Kopplung" der Nachstelleinrichtung mit dem Getriebegehäuse ermöglicht. Durch die Kopplung der Nachstelleinrichtung mit dem Getriebegehäuse wird eine Sperrung der Nachstelleinrichtung erreicht. The locking device can be constructed similar to a "centrifugal governor". It has a locking element that counteracts the force of a return spring is only movable by centrifugal force in the radial direction and a "coupling" of the Adjustment device with the gearbox enables. Through the Coupling of the adjustment device with the gear housing is a Locking of the adjustment device reached.

Grundsätzlich sind zwei verschiedene Varianten einer Sperreinrichtung zu unterscheiden:

a) Bei einer ersten Variante ist die Sperreinrichtung, d. h. das "Fliehkraftelement" am Nachstellring befestigt und bewegt sich unter Fliehkrafteinfluss nach außen. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Drehzahl ist das Fliehkraftelement soweit nach außen gewandert, dass es in eine am Kupplungsgehäuse vorgesehene Verzahnung bzw. Einkerbung eingreift, was ein Nachstellen der Kupplung, d. h. ein Verdrehen der Nachstelleinrichtung verhindert.
b) Bei einer anderen Variante ist das Fliehkraftelement fest mit dem Kupplungsgehäuse verbunden und wandert unter Fliehkrafteinfluss nach außen, wo es in Kerben bzw. in eine Verzahnung des Nachstellrings eingreift und dessen Verdrehung verhindert.

There are basically two different variants of a locking device:

a) In a first variant, the locking device, ie the "centrifugal element" is attached to the adjusting ring and moves outward under the influence of centrifugal force. When a predetermined speed is exceeded, the centrifugal element has moved so far outward that it engages in a toothing or notch provided on the clutch housing, which prevents the clutch from being readjusted, that is to say the adjusting device is not rotated.
b) In another variant, the centrifugal force element is firmly connected to the clutch housing and moves outward under the influence of centrifugal force, where it engages in notches or in a toothing of the adjusting ring and prevents its rotation.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: In the following the invention based on exemplary embodiments in Connection with the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung in "geöffnetem Zustand"; Figure 1 shows a first embodiment according to the invention in the "open state".

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im Sperrzustand; Fig. 2 shows the embodiment of Figure 1 in the locked state.

Fig. 3 den Sperrstift der Fig. 1 bzw. 2 in vergrößerter Darstellung; Fig. 3 shows the locking pin of Figures 1 and 2 in an enlarged view.

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit einem blattfederartigen Sperrelement in Öffnungsstellung; und Figure 4 shows an embodiment with a leaf spring-like locking element in the open position. and

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 in Sperrstellung. Fig. 5 shows the embodiment of FIG. 4 in the locked position.

Fig. 1 zeigt eine selbstnachstellende Reibungskupplung 1 für Kraftfahrzeuge. Selbstnachstellende Reibungskupplungen an sich sind Stand der Technik (vgl. z. B. DE 44 18 026 A1). Die Reibungskupplung 1 weist ein Gehäuseteil 2 mit einer Vielzahl in Radialrichtung verlaufender schlitzartiger Ausnehmungen 3 auf. Die Ausnehmungen 3 sind in einem "Ringbereich" angeordnet. Die zwischen zwei Ausnehmungen 3 liegenden Blechbereiche sind jeweils zu einer der benachbarten Ausnehmungen hin axial "eingedrückt". Anschaulich gesprochen heißt dies, dass in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Blechbereiche 4 ein "stufenartiges" Profil bilden. Ausgehend von einer Ausnehmung 3 steigt der jeweilige Blechbereich in Axialrichtung leicht an, bis zu der in Umfangsrichtung nächsten Ausnehmung 3. Der in Umfangsrichtung nächstfolgende Blechbereich 4 steigt ebenfalls wieder bis zur nächsten Ausnehmung 3 an. Fig. 1 shows a self-adjusting friction clutch 1 for motor vehicles. Self-adjusting friction clutches per se are state of the art (see, for example, DE 44 18 026 A1). The friction clutch 1 has a housing part 2 with a plurality of slot-like recesses 3 running in the radial direction. The recesses 3 are arranged in a "ring area". The sheet metal areas lying between two recesses 3 are in each case axially “pressed in” toward one of the adjacent recesses. In clear terms, this means that sheet metal areas 4 which follow one another in the circumferential direction form a “step-like” profile. Starting from a recess 3 , the respective sheet metal area rises slightly in the axial direction up to the next recess 3 in the circumferential direction. The sheet metal region 4 that follows next in the circumferential direction likewise rises again to the next recess 3 .

Im Inneren des Gehäuseteils 2 sind die an sich bekannten Elemente einer selbstnachstellenden Reibungskupplung angeordnet (vgl. DE 44 18 026 A1). The known elements of a self-adjusting friction clutch are arranged in the interior of the housing part 2 (cf. DE 44 18 026 A1).

Zur Nachstellung der Reibungskupplung ist ein an sich ebenfalls bekannter Nachstellring 5 vorgesehen, der im Innern des Gehäuseteils 2 in dem durch die Ausnehmungen 3 gebildeten ringartigen Bereich angeordnet ist. Der Nachstellring 5 kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus Blech hergestellt sein und weist eine Vielzahl in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende rampenartige "Auflaufschrägen" (nicht dargestellt) auf. Die Auflaufschrägen liegen an der Innenseite der stufenartige Blechbereiche 4 an. Die Kupplungsnachstellung erfolgt vereinfacht ausgedrückt durch Verdrehen des Nachstellrings 5 gegenüber dem Gehäuseteil 2. Die Auflaufschrägen gleiten dabei an der Innenseite der stufenartigen Blechbereiche 4 entlang. Dies führt zu einer axialen Verschiebung des Nachstellrings 5, was eine Kupplungsnachstellung ermöglicht. To adjust the friction clutch, an adjusting ring 5 , which is also known per se, is provided, which is arranged in the interior of the housing part 2 in the ring-like region formed by the recesses 3 . The adjusting ring 5 can be made of plastic or sheet metal, for example, and has a plurality of ramp-like "run-up slopes" (not shown) which follow one another in the circumferential direction. The run-up slopes lie on the inside of the step-like sheet metal regions 4 . In simple terms, the clutch adjustment takes place by turning the adjustment ring 5 relative to the housing part 2 . The run-up slopes slide along the inside of the step-like sheet metal regions 4 . This leads to an axial displacement of the adjusting ring 5 , which enables clutch adjustment.

Bei einer selbstnachstellenden Reibungskupplung erfolgt die Verschleißnachstellung, d. h. das Verdrehen des Nachstellrings 5 "automatisch". Hierzu sind mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Nachstellfedern 6 vorgesehen. Ein Ende der Nachstellfedern 6 ist jeweils im Gehäuseteil 2 abgestützt. Mit ihrem anderen Ende drücken sie gegen einen zugeordneten Betätigungsarm 7 des Nachstellrings 5. In the case of a self-adjusting friction clutch, the wear is readjusted, ie the adjustment ring 5 is rotated “automatically”. For this purpose, a plurality of adjusting springs 6 spaced apart in the circumferential direction are provided. One end of the adjustment springs 6 is supported in the housing part 2 . With their other end they press against an assigned actuating arm 7 of the adjusting ring 5 .

Bei selbstnachstellenden Reibungskupplungen nach dem Stand der Technik wird der Nachstellring 5 durch die Nachstellfedern 6 bei Auftreten eines Kupplungsbelagverschleißes "automatisch" nachgedreht und zwar unabhängig vom aktuellen Betriebszustand der Reibungskupplung. In self-adjusting friction clutches according to the prior art, the adjusting ring 5 is "automatically" turned by the adjusting springs 6 when clutch lining wear occurs, regardless of the current operating state of the friction clutch.

Bei bestimmten Betriebszuständen der Kupplung, d. h. bei bestimmten Kupplungsdrehzahlen können Systemeigenschwingungen entstehen, die zu einem "Abheben" des Nachstellrings im Inneren des Gehäuses führen können. Wenn der Nachstellring 5, wenn auch nur kurzzeitig, von der Gehäuseinnenseite abhebt, erfolgt automatisch ein Nachdrehen des Nachstellrings 5 durch die Nachstellfedern 6. Derartige durch Systemeigenschwingungen "induzierte" Kupplungsnachstellungen sind aber unerwünscht, da sie zu einer fehlerhaften Kupplungseinstellung führen können. Under certain operating conditions of the clutch, ie at certain clutch speeds, system vibrations can occur, which can lead to a "lifting" of the adjusting ring inside the housing. If the adjusting ring 5 lifts off from the inside of the housing, even if only briefly, the adjusting ring 5 is automatically rotated by the adjusting springs 6 . Such clutch readjustments "induced" by system vibrations are undesirable since they can lead to incorrect clutch adjustment.

Der Grundgedanke der in Fig. 1 dargestellten Reibungskupplung besteht nun darin, die Kupplungsnachstellung bei bestimmten Frequenzen bzw. Drehzahlen durch eine Sperreinrichtung 8 zu sperren. Die Sperreinrichtung 8 weist hier einen durch Fliehkraft betätigbaren Sperrstift 9 auf, der in einer gehäusefesten Führung 10 geführt ist. Der Sperrstift 9 befindet sich im Stillstand der Kupplung bzw. bei geringen Kupplungsdrehzahlen in einer radial inneren Stellung. Er wird dabei durch eine Rückholfeder 11 nach innen gezogen. Bei zunehmender Kupplungsdrehzahl vergrößert sich die auf den Sperrstift 9 wirkende Fliehkraft, was zu einer Verschiebung des Sperrstifts 9 nach radial außen führt. The basic idea of the friction clutch shown in FIG. 1 is now to lock the clutch adjustment at certain frequencies or speeds by means of a locking device 8 . The locking device 8 here has a locking pin 9 which can be actuated by centrifugal force and which is guided in a guide 10 fixed to the housing. The locking pin 9 is at a standstill of the clutch or at low clutch speeds in a radially inner position. It is pulled inwards by a return spring 11 . As the clutch speed increases, the centrifugal force acting on the locking pin 9 increases , which leads to a displacement of the locking pin 9 radially outward.

Bei Erreichen einer durch die Masse des Sperrstifts 9 und die Federkonstante der Feder 11 konstruktiv vorgegebenen Grenzdrehzahl greift die Sperrstiftspitze in zahnartige Sperrelemente 12 ein, die an der Innenseite des Nachstellrings 5 vorgesehen sind. When a limit rotational speed predetermined by the mass of the locking pin 9 and the spring constant of the spring 11 is reached, the locking pin tip engages in tooth-like locking elements 12 which are provided on the inside of the adjusting ring 5 .

Dieser "Sperrzustand" ist in Fig. 2 gezeigt. Der in die zahnartigen Sperrelemente 12 eingreifende Sperrstift 9 verhindert somit ein Verdrehen des Nachstellrings 5, d. h. eine Kupplungsnachstellung bei Drehzahlen, die über der konstruktiv vorgegebenen Grenzdrehzahl liegen. This "locked state" is shown in FIG. 2. The locking pin 9 engaging in the tooth-like locking elements 12 thus prevents the adjusting ring 5 from rotating, ie a clutch adjustment at speeds that are above the design limit speed.

Fig. 3 zeigt eine Detailansicht des Sperrstifts 9 der Fig. 1 und 2. Die Sperrstiftspitze greift hier in die zahnartigen Sperrelemente 12 des Nachstellrings 5 ein. Die Sperrstiftspitze 9 ist so gestaltet, dass der Winkel zwischen der sperrenden Zahnflanke 13 und einer gedachten Linie 14 in Sperrstiftlängsrichtung, d. h. durch den Mittelpunkt der Kupplung, gleich dem Winkel α ist. Der Winkel α kann beispielsweise 5° sein. Größere Winkel sind nur mit einer Erhöhung der Anpresskraft möglich, da ansonsten der Sperrstift 9 abrutschen würde. Kleinere Winkel hingegen könnten dazu führen, dass der Sperrstift 9 im ausgefahrenen Zustand mit der Innenverzahnung des Nachstellrings verklemmt. Fig. 3 shows a detail view of the locking pin 9 of FIG. 1 and 2. The locking pin tip engages here in the tooth-like locking elements 12 of the adjusting ring. 5 The locking pin tip 9 is designed such that the angle between the locking tooth flank 13 and an imaginary line 14 in the longitudinal direction of the locking pin, ie through the center of the coupling, is equal to the angle α. The angle α can be 5 °, for example. Larger angles are only possible with an increase in the contact pressure, since otherwise the locking pin 9 would slide off. Smaller angles, on the other hand, could lead to the locking pin 9 jamming with the internal toothing of the adjusting ring in the extended state.

Bei Leerlaufdrehzahl der Kupplung muss die Kraft der Zugfeder 11 (Fig. 1) größer sein als die Zentrifugalkraft bzw. es muss sicher gestellt sein, dass bei Leerlaufdrehzahl der Sperrstift höchstens um einen vorgegebenen Verschiebeweg nach "außen" wandert, so dass der Nachstellring 5 verdrehbar bleibt. At idling speed of the clutch, the force of the tension spring 11 ( FIG. 1) must be greater than the centrifugal force or it must be ensured that at idling speed the locking pin moves at most by a predetermined displacement path so that the adjusting ring 5 can be rotated remains.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Sperreinrichtung 8 durch ein sich im wesentlichen in Umfangs- bzw. Tangentialrichtung erstreckendes Blattfederelement 15 gebildet ist, das mit einem Ende 16 am Kupplungsgehäuse befestigt ist. Am freien Ende 17 des Blattfederelements ist hier ein kleines Gewicht 18 angeordnet. FIG. 4 shows an exemplary embodiment in which the locking device 8 is formed by a leaf spring element 15 which extends essentially in the circumferential or tangential direction and which is fastened at one end 16 to the clutch housing. A small weight 18 is arranged here at the free end 17 of the leaf spring element.

Bei zunehmender Kupplungsdrehzahl wird das Blattfederelement 15 nach außen gebogen. Das heißt, das freie Ende 17, an dem das Gewicht 18 befestigt ist, wandert nach außen und greift ab einer bestimmten konstruktiv vorgegebenen Grenzdrehzahl in die zahnartigen Elemente 12 ein, die an der Innenseite des Nachstellrings 5 vorgesehen sind. With increasing clutch speed, the leaf spring element 15 is bent outwards. This means that the free end 17 , to which the weight 18 is attached, migrates outward and engages in the tooth-like elements 12 , which are provided on the inside of the adjusting ring 5 , from a certain structurally predetermined limit speed.

Fig. 5 zeigt eine solche Eingriffsstellung. Im Unterschied zu Fig. 4 ist hier jedoch kein zusätzliches Gewicht am freien Ende 17 des Blattfederarms 15 vorgesehen, sondern das freie Ende 17 greift unmittelbar in die zahnartigen Elemente 12 des Nachstellrings 5 ein. Fig. 5 shows such an engagement position. In contrast to FIG. 4, however, no additional weight is provided at the free end 17 of the leaf spring arm 15 , but the free end 17 engages directly in the tooth-like elements 12 of the adjusting ring 5 .

Alternativ zu den in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen kann die "Sperreinrichtung" auch am Nachstellring befestigt sein und in eine radial außerhalb des Nachstellrings am Gehäuse vorgesehene Verzahnung eingreifen. As an alternative to the exemplary embodiments shown in FIGS . 1 to 5, the “locking device” can also be fastened to the adjusting ring and engage in a toothing provided radially outside the adjusting ring on the housing.

Claims

1. Self-adjusting friction clutch, in particular for vehicles, with an adjusting device for adjusting the clutch in the event of wear, characterized in that a locking device ( 8 ) is provided for locking the adjusting device ( 9 , 15 ).

2. Self-adjusting friction clutch according to claim 1, characterized in that the adjusting device ( 9 , 15 ) is blocked by the locking device ( 8 ) when the speed of a clutch element ( 2 ) to which the locking device ( 8 ) is attached has a predetermined value exceeds.

3. Self-adjusting friction clutch according to claim 1 or 2, characterized in that the locking device ( 8 ) has a locking element ( 9 , 15 ) which can be brought into the locking position solely by centrifugal force against the force of a spring ( 11 , 15 ).

4. Self-adjusting friction clutch according to claim 3, characterized in that the locking element ( 9 ) is a radially displaceable pin with a radially outwardly pointing tip which can be brought into engagement with an internal toothing ( 12 ).

5. Self-adjusting friction clutch, according to claim 3, characterized in that the locking element ( 15 ) is a leaf spring-like spring arm clamped on one side, which extends essentially in a tangential direction with respect to the clutch and whose free end ( 17 ) engages with an internal toothing ( 12 ) can be brought.

6. Self-adjusting friction clutch according to one of claims 3 to 5, characterized in that the locking element ( 9 , 15 ) on the adjusting device ( 5 ) is arranged and can be brought into engagement with a radially outside of it arranged clutch housing part.

7. Self-adjusting friction clutch according to one of claims 3 to 5, characterized in that the locking element ( 9 , 15 ) is connected to a radially inside the adjusting device ( 5 ) arranged clutch housing part ( 2 ) and can be brought into engagement with the adjusting device ( 5 ) ,

8. Self-adjusting friction clutch according to one of claims 1 to 7, characterized in that the adjusting device ( 5 ) is an adjusting ring which has a plurality of ramp-like run-up bevels distributed in the circumferential direction, each of which extends in the circumferential direction and increases axially in the circumferential direction.

9. Self-adjusting friction clutch according to claim 8, characterized in that the adjusting ring rests with its ramp-like run-up slopes on an inside of a housing part ( 2 ) of the friction clutch, the adjustment position of the friction clutch being determined by the rotational position of the adjustment ring ( 5 ).