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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft das Gebiet von Reibungskupplungen und im Einzelnen von Reibungskupplungen, die automatische Nachstellmechanismen aufweisen.
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Technischer Hintergrund der Erfindung
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Bekannte Reibungskupplungen bewirken eine lösbare Drehverbindung zwischen einer Kraftfahrzeugmotorschwungscheibe und einem zugeordneten Getriebe. Häufig aufeinander folgende Ausrück- und Einrück-Vorgänge führen zu einem Verschleiss des Reibbelagmaterials der Kupplungsscheibe. Dieser Verschleiss ergibt eine Veränderung der Axialstellung der Druckplatte in deren eingerückter Stellung. Die Verschiebung der Axialstellung führt zu einen zunehmenden Verringerung der Kupplungsanpresskraft oder des Anpressdruckes. Kupplungen sind deshalb normalerweise mit Nachstellmechanismen zum Ausgleich dieses Verschleißes ausgestattet.
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Der Kupplungsanpressdruck wird von einer Feder erzeugt, die direkt oder indirekt auf eine Druckplatte einwirkt und die direkt oder indirekt gegen das Kupplungsgehäuse abgestützt ist.
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Eine weit verbreitet eingesetzte Federbauart ist eine Tellerfeder mit einem ringförmigen Teil und mit von dem ringförmigen Teil aus radial nach innen weisenden Fingern. Die radial innenliegenden Tellerfederfinger wirken mit einer Ausrückvorrichtung zusammen. Die Finger biegen sich bei einer Bewegung der Fingerspitzen ab, wodurch das ringförmige Teil ausgelenkt und dadurch die Kupplung ausgerückt wird, wenn die Ausrückvorrichtung axial verstellt wird.
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Mit zunehmendem Verschleiß des Reibmaterials bewegen sich die Eingriffstellung der Fingerspitzen und die Ausrückvorrichtung näher an die Schwungscheibe heran. Nachstellmechanismen zwischen dem Kupplungsgehäuse und den Kupplungshebeln oder zwischen der Druckplatte und der Tellerfeder gleichen diese Veränderungen aus.
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Eine Bauart bekannter Nachstellmechanismen beruht auf der Relativverdrehung von zwei kreisrunden Nockenringen, die jeweils schräge Nockenflächen tragen, welche miteinander in Eingriff stehen. Die Relativverdrehung der Nockenringe gleicht den Verschleiß des Reibmaterials aus. Die Nockenringe sind so federnd vorgespannt, dass sie sich in einer Richtung drehen wollen, in der sich eine Vergrößerung der Gesamthöhe oder -dicke der Nockenringe ergibt. Eine drehende Vorspannkraft wird von einer Vorspann-Torsionsfeder erzeugt, die funktionell zwischen den beiden Nockenringen liegt. Zu diesem Zwecke können eine Anzahl verschiedener Ausführungsformen von Federn verwendet werden, einschließlich Spiralzugfedern, Runddrahtdrehfedern und Flachdrahtdrehfedern.
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Außerdem ist es bekannt Nachstellbegrenzungsvorrichtungen vorzusehen, die eine übermäßige Nachregelung durch die Nockenringe verhüten, wenn das Ausrücklager zu weit verstellt wird. Eine solche Vorrichtung beruht auf der Verwendung von Stiften, die auf der Druckplatte reibschlüssig gleiten und die Nockennachstellung begrenzen. Ein solcher Mechanismus hängt aber davon ab, dass eine genaue Reibungszuordnung zwischen den Stiften und der Druckplatte hergestellt wird, um die angestrebte Nachstellbegrenzung zu erzielen ohne die Kupplungsfunktion zu beinträchtigen. Außerdem tragen die reibschlüssig gehaltenen Stifte zu einer Verringerung des von der Druckplatte auf das Reibmaterial übertragenen Anpressdruckes bei.
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Eine Kraftfahrzeugreibungskupplung mit einem automatischen Nachstellmechanismus und einem Nachstellbegrenzungsmechanismus ist beispielsweise aus der
DE 195 06 698 A1 bekannt. Die Kraftfahrzeugreibungskupplung weist ein Kupplungsgehäuse, eine in dem Kupplungsgehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpressplatte und eine zwischen der Anpressplatte und dem Kupplungsgehäuse unter Vorspannung eingesetzte Membranfeder auf, die sich im Bereich ihres Außenumfangs und in einem Bereich mit kleinerem Durchmesser sowohl am Kupplungsgehäuse als auch an einer Auflage an der Anpressplatte abstützt, wobei die Auflage unter Zwischenschaltung einer Nachstelleinrichtung erfolgt, die eine axiale Verlagerung der Anpressplatte weg von der Membranfeder entsprechend dem Verschleiß der Reibbelege der Kupplungsscheibe ermöglicht. Die Reibungskupplung weist ferner einen Nachstellbegrenzungsmechanismus mit wenigstens einem Spielgeber auf, der mit einem radial nach innen weisenden Betätigungshebel auf einem Bauteil der Nachstelleinrichtung einwirkt und der in einer parallel zur Drehachse in der Anpressplatte angeordneten Öffnung axial verschiebbar und über Reibung arretierbar gelagert ist, wobei der Spielgeber einen gehäusefesten Axialanschlag aufweist, der seine Bewegung in Richtung des Schwungrads begrenzt und die Nachstelleinrichtung bei dem auf den eingetretenen Verschleiß nachfolgenden Ausrückvorgang in den vergrößerten Abstand zwischen dem Spielgeber und der Anpressplatte hineindrängt. Die Nachstelleinrichtung besteht aus wenigstens einem Ringelement, welches konzentrisch zur Drehachse angeordnet ist, an einem Führungsdurchmesser der Anpressplatte umlaufend anliegt, in Achsrichtung steif ausgeführt ist, an einer Stirnseite umfangsmäßig eine axiale Steigung bewirkende Teilflächen aufweist und von einer Federeinrichtung in Umfangsrichtung, im Sinne einer Verdrehung und somit einer axialen Bauraumvergrößerung belastet ist.
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FR 2 781 024 A1 beschreibt eine ähnliche gattungsgemäße Reibungskupplung mit einer Nachstelleinrichtung, die einen ersten kreisförmigen Nockenring, der unmittelbar an der Druckplatte angegossen ist, und einen zweiten kreisförmigen Nockenring aufweist, der bezüglich des ersten Nockenrings verdrehbar ist, wobei der erste und der zweite Nockenring jeweils eine Anzahl miteinander in Eingriff stehender Nockenflächen aufweisen, die derart eingerichtet sind, dass bei einer Verdrehung der Nockenringe in Bezug aufeinander ein Abstand zwischen einer Reibungsfläche der Druckplatte und einer der Nockenfläche gegenüberliegenden Anlagefläche des zweiten Nockenringes, die mit der Membranfeder in Anlage steht, vergrößert wird. Der zweite Nockenring ist mittels einer Klammer gegen die Membranfeder der Kopplung vorgespannt, wobei die Klammer im Axialschnitt eine C-förmige Gestalt aufweist und den zweiten Nockenring sowie die Membranfeder umgreift, um die der Nockenfläche gegenüberliegende Anlagefläche des zweiten Nockenrings dauerhaft mit der zugehörigen Gegenfläche der Membranfeder in Kontakt zu halten.
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Es besteht die Aufgabe einen Mechanismus zur Begrenzung der Relativverdrehung der Nockenringe zu schaffen, der nicht auf der Überwindung einer reibschlüssigen Zuordnung zwischen der Druckplatte und darin angeordneten Stiften beruht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Reibkupplung für ein Kraftfahrzeug weist ein Kupplungsgehäuse, eine Druckplatte, eine Tellerfeder, einen Nachstellmechanismus und einen Nachstellbegrenzungsmechanismus auf. Das Gehäuse hat eine Drehachse. Die Druckplatte ist mit dem Gehäuse um die Achse umlaufend gekuppelt und hat eine im Wesentlichen normal zu der Achse verlaufende Reibfläche. Die Tellerfeder ist zwischen dem Gehäuse und der Druckplatte angeordnet und spannt die Druckplatte in eine eingerückte Druckplattenstellung vor. Der Nachstellmechanismus ist bezüglich der Achse zentriert. Der Nachstellmechanismus weist einen ersten Nockenring, einen zweiten Nockenring und eine Nockenringfeder auf. Der erste Nockenring ist drehfest bezüglich der Druckplatte und dem Gehäuse. Der zweite Nockenring ist bezüglich des ersten Nockenrings verdrehbar. Sowohl der erste als auch der zweite Nockenring tragen eine Anzahl jeweils miteinander in Eingriff stehender Nockenflächen, die derart gestaltet sind, dass eine Verdrehung des zweiten Nockenrings bezüglich des ersten Nockenrings in einer ersten Drehrichtung eine Höhenabmessung des Nachstellmechanismus vergrößert. Der zweite Nockenring trägt außerdem eine Anlagefläche für die Nockenringsperre, die sich von den Nockenflächen radial nach innen erstreckt, der Druckplatte gegenüberliegt und konzentrisch zu der Achse ist. Die Nockenringfeder ist mit dem zweiten Nockenring und mit dem ersten Nockenring so verbunden, dass sie eine Relativverdrehung zwischen den beiden Ringen erzeugen kann. Der Nachstellbegrenzungsmechanismus weist einen Führungsstift, eine Nockenringsperre und eine Vorspannfeder auf. Der Führungsstift ist in die Druckplatte eingefügt und erstreckt sich radial von der Druckplatte aus auf einer der der Reibfläche gegenüberliegenden Seite. Die Nockenringsperre weist einen radial verlaufenden Nockenringsperr-Flansch auf. Der Nockenringsperrflansch ist axial zwischen der Druckplatte und der Anlagefläche für die Nockenringsperre angeordnet. Der Nockenringsper-Flansch trägt eine Flanschanlagefläche, die der Anlagefläche für die Nockenringsperre gegenüberliegt und zu dieser komplementär ist. Die Nockenringsperre ist mit einer Öffnung versehen, die den Führungsstift verschieblich aufnimmt. Die Vorspannfeder greift an der Nockenringsperre an und spannt die Nockenringsperre von der Druckplatte weggerichtet vor. Wenn die Kupplung sich im ausgerückten Zustand befindet, wird die Flanschanlagefläche von der Vorspannfeder in Eingriff mit der Anlagefläche für die Nockenringsperre mit einer solchen Kraft vorgespannt, dass eine Verdrehung des zweiten Nockenrings bezüglich des ersten Nockenrings verhindert ist.
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Es gibt auch eine Verbesserung einer Kraftfahrzeugreibungskupplung mit einem Kupplungsgehäuse einer Druckplatte, einer Tellerfeder und einem Nachstellmechanismus. Das Kupplungsgehäuse weist eine Drehachse auf. Die Druckplatte ist mit dem Kupplungsgehäuse mit diesem um die Achse umlaufend gekuppelt und weist eine im Wesentlichen normal zu der Achse verlaufende Reibfläche auf. Die Tellerfeder ist zwischen dem Kupplungsgehäuse und der Druckplatte angeordnet und spannt die Druckplatte in Richtung auf eine eingerückte Druckplattenstellung hin vor. Der Nachstellmechanismus ist bezüglich der Achse zentriert. Der Nachstellmechanismus weist einen ersten kreisförmigen Nockenring, einen zweiten kreisförmigen Nockenring und eine Nockenringfeder auf. Der erste Nockenring ist bezüglich der Druckplatte und des Kupplungsgehäuses drehfest. Der zweite Nockenring ist bezüglich des ersten Nockenringes verdrehbar. Der erste und der zweite Nockenring tragen jeweils eine Anzahl miteinander in Eingriff stehender Nockenfläche, die derart ausgebildet sind, dass bei einer Verdrehung des zweiten Nockenrings bezüglich des ersten Nockenrings in einer ersten Drehrichtung eine Höhe des Nachstellmechanismus vergrößert wird. Die Nockenringfeder ist mit dem zweiten Nockenring und dem ersten Nockenring derart verbunden, dass sie zwischen diesen eine Relativverdrehung erzeugen kann. Die Verbesserung weist die Merkmale auf, dass der zweite Nockenring außerdem eine Anlagefläche für eine Nockenringsperre aufweist, die von den Nockenflächen aus radial nach innen sich erstreckt, der Druckplatte gegenüberliegt und konzentrisch zu der Achse ist. Außerdem umfasst die Verbesserung einen Führungsstift, eine Nockensperre und eine Vorspannfeder. Der Führungsstift ist an der Druckplatte befestigt und ragt von der Druckplatte auf einer deren Reibfläche gegenüberliegenden Seite axial vor. Die Nockenringsperre weist einen radial sich erstreckenden Nockenring-Sperrflansch auf. Der Nockenring-Sperrflansch ist axial zwischen der Druckplatte und der Anlagefläche für die Nockenringsperre angeordnet. Der Nockenringsperrflansch trägt eine Flanschanlagefläche, die der Anlagefläche für die Nockenringsperre gegenüberliegt und zu dieser komplementär ist. Die Nockenringsperre ist mit einer Öffnung zur verschieblichen Aufnahme des Führungsstiftes versehen. Die Vorspannfeder greift an der Nockenringsperre an und spannt die Nockenringsperre von der Druckplatte weggerichtet vor. Bei in der ausgerückten Stellung stehender Kupplung ist die Flanschanlagefläche mit so großer Kraft gegen die Anlagefläche für die Nockenringsperre angedrückt, dass eine Verdrehung des zweiten Nockenringes bezüglich des ersten Nockenrings verhindert ist.
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Die geoffenbarte Kupplung schafft einen Mechanismus zur Begrenzung der Relativverdrehung der Nockenringe, welcher nicht darauf beruht, dass ein Reibschluss zwischen der Druckplatte und an dieser angeordneten Stiften überwunden wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist eine Schnittdarstellung einer Kupplungsanordnung gemäß der Erfindung,
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2 ist ein schematischer Ausschnitt aus den Kupplungsringen, betrachtet in der Richtung des Pfeiles 2 der 1,
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3 ist ein Ausschnitt aus der Kupplungsanordnung nach 1, unter Veranschaulichung der Kupplung im eingerückten und unverschlissenen Zustand,
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4 ist der Ausschnitt der Kupplungsanordnung nach 3, unter Veranschaulichung der Kupplung im ausgerückten und unverschlissenen Zustand,
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5 ist eine Ausschnitt der Kupplungsanordnung nach 3, unter Veranschaulichung der Kupplung im eingerückten, nicht nachgestellten und verschlissenen Zustand,
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6 ist eine perspektivische Darstellung einer Nockenringsperre mit darauf ausgerichteten Führungsstiften,
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7 ist eine Draufsicht auf die Kupplungsanordnung nach 1,
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8 ist eine ausschnittsweise Schnittdarstellung einer ersten alternativen Ausführungsform der Kupplung nach 1,
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9 ist eine ausschnittsweise Schnittdarstellung einer zweiten alternativen Ausführungsform der Kupplung nach 1,
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10 ist eine perspektivische Ansicht eines Nockenringsperrelementes einer alternativen Ausführungsform der Nockenringsperre nach 5, ausgerichtet auf einen Führungsstift,
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11 ist eine Draufsicht auf eine Kupplungsanordnung mit einer Nockenringsperre der in 10 dargestellten Bauart und
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12 ist eine ausschnittsweise Schnittdarstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform der Kupplungsanordnung nach 1.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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In 1 ist eine Reibungskupplung 20 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Die Kupplung 20 läuft um eine Achse 22 um. Eine Schwungscheibe 24 ist drehfest mit der Kurbelwelle eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugmotors verbunden. Eine bezüglich der Achse 22 zentrierte Kupplungsscheibe 26 weist ein keilverzahntes Nabenteil auf, das verschieblich auf einer keilverzahnten Eingangswelle 28 sitzt. Die Kupplungsscheibe 26 ist zwischen der Schwungscheibe 24 und einer Druckplatte 30 angeordnet. Die Kupplungsscheibe 26 weist Reibelemente 32 auf, die bei im eingerückten Zustand befindlicher Kupplung 20 an einer Schwungscheibenanlagefläche 34 und einer Druckplattenanlage oder -reibfläche 36 anliegen.
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Über die Druckplatte 30 erstreckt sich ein Kupplungsgehäuse 38, das an der Schwungscheibe 24 befestigt ist. Zwischen der Druckplatte 30 und dem Kupplungsgehäuse 38 erstrecken sich in Umfangsrichtung eine Anzahl Tangentialblattfedern 40. Die Tangentialblattfedern 40 halten die Druckplatte 30 drehfest an dem Kupplungsgehäuse 38, während sie eine axiale Relativverstellung der Druckplatte 30 bezüglich des Kupplungsgehäuses 38 erlauben. Die Tangentialblattfedern 40 sind so gestaltet, dass sie als Federn wirken, die die Druckplatte 30 von der Schwungscheibe 24 weggerichtet vorspannen.
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Zwischen dem Kupplungsgehäuse 38 und der Druckplatte 30 ist axial eine Tellerfeder 42 angeordnet. Ein ringförmiger Teil 43 der Tellerfeder 42 spannt die Druckplatte 30 zu der Schwungscheibe 24 hin vor, wodurch die Kupplungsscheibe 26 zwischen der Schwungscheibe 24 und der Druckplatte 30 verklemmt wird, so dass die Eingangswelle 28 mit der Schwungscheibe 24 drehfest verbunden ist, wenn sich die Kupplung 20 im eingerückten Zustand befindet. Die Tellerfeder 42 weist eine Anzahl radial nach innen sich erstreckender Federfinger 44 auf, deren radial innenliegenden Spitzen mit einer axial verstellbaren Ausrückvorrichtung 46 zusammenwirken. Zwischen einem Außendurchmesser des ringförmigen Teiles 43 und dem Kupplungsgehäuse 38 ist ein Schwenklagerring 48 angeordnet. Der Ring 48 erleichtert das Schwenken oder Ausbiegen des ringförmigen Teils 43 bezüglich des Kupplungsgehäuses 38. Die Kupplung 20 wird dadurch wahlweise gelöst oder ausgerückt, dass die Ausrückvorrichtung 46 längs der Achse 22 gegen die Kraft der Tellerfeder 42 in einer von der Schwungscheibe 24 wegweisenden Richtung verstellt wird. Diese Verstellung wird von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs durch ein (nicht dargestelltes) pedalbetätigtes Kupplungsgestänge bewirkt. Wenn die radial innenliegenden Spitzen der Finger 44 von der Schwungscheibe 24 axial wegbewegt werden, werden die Finger 44 abgebogen, wodurch das ringförmige Teil 43 ausgelenkt wird, was zur Folge hat, dass der auf die Druckplatte 30 wirkende Anpressdruck weggenommen wird und die Eingangswelle 28 sich bezüglich der Schwungscheibe 24 drehen kann.
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Zwischen der Druckplatte 30 und der Tellerfeder 42 ist ein Nachstellmechanismus 50 an einer radial innerhalb des Schwenklagerringes 48 liegenden Stelle angeordnet. Der Nachstellmechanismus 50 gleicht einen Verschleiss der Reibelemente 32 aus.
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Der Nachstellmechanismus 50 weist als Grundelemente einen ersten und einen zweiten, relativ zueinander verdrehbaren Nockenring 52 bzw. 54 und eine Nockenringfeder 55 auf. Die Nockenringfeder 55 ist mit einem ersten Ende an dem ersten Nockenring 52 und mit einem zweiten Ende an dem zweiten Nockenring 54 verankert, so dass sie eine Relativverdrehung zwischen den Nockenringen 52, 54 bewirkt. Bei der Ausführungsform nach 1 ist der erste oder feststehende Nockenring 52 einstückig an der Druckplatte 30 ausgebildet. Der zweite oder verdrehbare Nockenring 54 ist kreisringförmig gestaltet und kann aus jedem geeigneten steifen Material, einschließlich Stahl und Kunststoff, hergestellt sein. Der erste Nockenring 52 und der zweite Nockenring 54 weisen jeweils erste bzw. zweite Nockenfläche 56 bzw. 58 auf, die miteinander in Eingriff stehen. Sowohl der erste Nockenring 52 als auch der zweite Nockenring 54 sind konzentrisch zu der Achse 22. Die wirksame Druckplattendicke H von der Anlage oder -reibfläche 36 zu einer Schwenklagerstelle 59 auf dem zweiten Nockenring 54 wird durch die jeweilige relative Drehstellung des zweiten Nockenrings 54 bezüglich des ersten Nockenrings 52 gesteuert. Die Tellerfeder 42 muss nicht an einem der Nockenringe 52, 54 direkt anliegen, vielmehr könnte auch ein zweiter Schwenklagerring dazu verwendet werden die Schwenklagerstelle zu definieren.
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Die von der Tellerfeder 42 bei in dem in den 1, 2 dargestellten eingerückten Zustand stehender Kupplung auf die Schwenklagerstelle 59 ausgeübte Kraft drückt den zweiten Nockenring 54 gegen den ersten Nockenring 52. Die Steigung der Nockenflächen 56, 58 und der Reibungskoeffizient zwischen den Flächen 56, 58 sind derart gewählt, dass die Flächen 56, 58 im eingerückten Kupplungszustand sich nicht gegeneinander verschieben. Die Vorspannkraft der Nockenringfeder 55 reicht nicht aus, im eingerückten Zustand die Widerstandskraft zwischen den Nockenflächen 56, 58 zu überwinden. Wenngleich die Nockenflächen 56, 58 mit mechanischen Besonderheiten, wie Zähnen oder Absätzen ausgebildet sein können, um den Widerstand der Flächen 56, 58 gegen Schlupf unter Last zu erhöhen, so sind sie doch vorzugsweise glatt ausgebildet. Bei entsprechend entlasteter Schwenklagerstelle 59 bewirkt die Nockenringfeder 55 eine Verdrehung des zweiten Nockenrings 54 bezüglich des ersten Nockenrings in einer Drehrichtung in der die Höhe H vergrößert wird. Es ist leicht zu verstehen, dass bei einer übermäßigen Auslenkung der Tellerfeder 42 an deren Auflage auf der Schwenklagerstelle 59, hervorgerufen durch einen übermäßigen Hub der Ausrückvorrichtung 46, sich eine übermäßige Verdrehung des zweiten Nockenrings 54 ergibt. Diese übermäßige Verdrehung würde aber dazu führen, dass die Höhe H so groß wird, dass sie ein vollständiges Ausrücken der Kupplung 20 verhindert, mit der Folge eines vorzeitigen Verschleißes der Reibelemente 32. Ein Nachstellbegrenzungsmechanismus 60 verhütet eine übermäßige Verdrehung des zweiten Nockenrings 54.
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Eine erste Ausführungsform eines Nachstellbegrenzungsmechanismus 60 ist in den 1 bis 5 und 8 bis 9 dargestellt. Der Mechanismus 60 weist eine ringförmige Nockenringsperre 62, eine Anzahl Führungsstifte 64 und eine ringförmige Vorspannfeder 66 auf. Die Nockenringsperre 62 ist radial innerhalb des ersten Nockenringes 52 angeordnet. Die Nockenringsperre 62 weist einen Nockenring-Sperrflansch 68 auf, der von einem innenliegenden Ringteil 70 aus sich radial nach außen erstreckt. Der Nockenring-Sperrflansch 68 übergreift axial den zweiten Nockenring 54 und trägt eine Flanschanlagefläche 72, die einer Anlagefläche 74 des zweiten Nockenrings 54 für die Nockenringsperre gegenüberliegt. Die Flächen 72, 74 sind komplementär zueinander und konzentrisch zu der Achse 22. Die komplementäre Ausbildung der Gestalt der Flächen 72, 74 gewährleistet eine ordnungsgemäße Eingriffnahme der Flächen 72, 74 aufeinander. Wenngleich die Flächen 72, 74 in den meisten Figuren als eben dargestellt sind, so könnten sie alternativ auch kegelförmig sein oder eine keilförmige Querschnittsgestalt aufweisen wie dies in 12 dargestellt ist. Der innere Ringteil 70 weist drei axial vorragende Federwiderlager 76 auf. Die Federwiderlager 76 sind mit radial nach innen weisenden widerhakenartigen Teilen ausgebildet, von denen eine Schulter 77 des jeweiligen widerhakenartigen Teiles mit einem Außendurchmesser einer Vorspanntellerfeder 66 zusammenwirkt. Die Feder 66 spannt die Nockenringsperre 62 von der Druckplatte weggerichtet vor. Ein Innendurchmesser der Vorspannfeder 66 ist an den Fingern 44 abgestützt. Eine Schwenklagerstelle 78 an der Nockenringsperre erstreckt sich von dem inneren Ringteil 70 auf einer der Druckplatte 30 gegenüberliegenden Seite der Tellerfeder 42 radial nach innen. Auf der Schwenklagerstelle 78 der Nockenringsperre 62 kommen die Federfinger 44 zur Auflage, um die von der Vorspannfeder 66 der Nockenringsperre 62 bezüglich der Tellerfeder 42 hervorgerufene Bewegung zu begrenzen. Wenngleich drei Federwiderlager 76 vorgesehen sind, so könnten doch erforderlichenfalls auch mehrere Federwiderlager verwendet werden. Die Federwiderlager 76 sind vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet rings um den Ring 70 angeordnet. Es ist auch möglich anstelle der Federwiderlager 76 einen einzigen (nicht dargestellten) Ring zu benutzen. Der zweite Ring wäre dann getrennt von dem inneren Ring 70 ausgebildet und mit dem Ring 70 durch eine Anzahl axial verlaufender Laschen verbunden, die zwischen den Fingern 44 durchgehen. Der innere Ring 70 und der zweite Ring würden die Tellerfeder 42 zwischen sich aufnehmen. Die Vorspannfeder 66 ist im Vergleich zu der Tellerfeder 42 eine weiche Feder. Ein typischer von der Tellerfeder 42 erzeugter Anpressdruck beträgt 8000 Pds (35.600 N). Im Gegensatz dazu liegt die von der Vorspannfeder 66 erzeugte Belastung vorzugsweise bei etwa 200 Pds (890 N).
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Der Nockenring-Sperrflansch 68 weist eine Anzahl Bohrungen 80 auf, die jeweils einen Führungsstift 64 verschieblich aufnehmen. Die Stifte 64 sind parallel zu der Achse 22 ausgerichtet und an der Druckplatte mit zweckentsprechenden Mitteln, einschließlich des Einpressens der Stifte 64 im Presssitz in in der Druckplatte 30 vorgesehene Bohrungen, befestigt. Die Stifte 64 sind nahe dem Innendurchmesser des zweiten Nockenrings 54 angeordnet und tragen dazu bei, die konzentrische Ausrichtung des zweiten Nockenrings 54 bezüglich der Achse 22 aufrecht zu erhalten. Die Nockenringsperre 62 kann sich axial frei längs der Stifte 64 ohne eine merkliche reibschlüssige Mitnahmewirkung zwischen der Nockenringsperre 62 und den Stiften 64 bewegen. Die Stifte 64 verhindern auch eine Verdrehung der Nockenringsperre 62. Wenngleich die Bohrungen 80 und Widerlager 76 in gleicher Anzahl und jeweils aufeinander ausgerichtet veranschaulicht sind, so ist doch keine dieser Bedingungen für die zweckentsprechende Funktion der Nockenringsperre 62 zwingend.
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Wenn im Wesentlichen die ganze von der Vorspannfeder 66 auf die Widerlager 76 ausgeübte Kraft auf den Flansch 68 und gegen die Anlagefläche 74 für die Nockenringsperre übertragen wird, wird eine Verdrehung des zweiten Nockenringes 54 bezüglich der Tellerfeder 42 und der Druckplatte 30 durch die zwischen der Flanschanlagefläche 72 und der Anlagefläche 74 für die Nockenringsperre auftretende Reibkraft verhindert. Zusätzliche mechanische Merkmale, wie Zähne, können zu den Flächen 72, 74 hinzugefügt werden, um den Drehwiderstand zwischen dem zweiten Nockenring 54 und der Nockenringsperre 62 zu vergrößern. Die Anordnung einer Verzahnung auf den Flächen 72, 74 bewirkt, ähnlich wie die Anordnung einer Verzahnung auf den Nockenflächen 56, 58, dass der zweite Nockenring 54 sich bezüglich des ersten Nockenringes 52 in finiten Schritten weiterschaltet, anstatt dass eine Nachstellung in unendlich kleinen Inkrementen erfolgt. Die Verzahnungen auf den Flächen 72, 74 erhöhen auch das Maß des axialen Abhebens der Tellerfeder 42 von der Druckplatte 30, das erforderlich ist, um eine Relativdrehbewegung zwischen dem zweiten Nockenring 54 und dem ersten Nockenring 52 zu erzielen. Aus mehreren Gründen ist es vorzuziehen solche miteinander in Eingriff stehende Verzahnungen auf den Flächen 72, 74 anstelle der Anordnung auf den Nockenflächen 56, 58 vorzusehen. Zu diesen Gründen zählen:
Leichte Herstellung, da es einfacher ist Verzahnungen, die ordnungsgemäß ausgerichtet werden können auf den Flächen 72, 74 als auf den Nockenflächen 56, 58 auszubilden; erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Ausrichtungsfehlern der Verzahnungen zwischen den Flächen 72, 74, weil ein Ausrichtungsfehler der Verzahnungen auf den Flächen 72, 74 keine Auswirkung auf der Ebene der Schwenklagerstelle 59 hat; und geringere Gefahr des Verhakens solcher Verzahnungen, weil die Kraft der Vorspannfeder 66 die Flächen 72, 74 voneinander trennen will, wodurch ein unbeabsichtigtes Verhaken der Verzahnungen auf den miteinander in Eingriff stehenden Flächen 72, 74 überwunden wird, das seinerseits eine Verdrehung des Nockenrings 54 bezüglich des Nockenrings 52 verhindern würde.
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Der Nachstellmechanismus 50 und der Nachstellbegrenzungsmechanismus 60 arbeiten in der folgenden Weise zusammen: Im nachgestellten unverschlissenen Zustand, wie er in den 1 und 3 dargestellt ist, ist die Druckplatte 30 durch die Tellerfeder 42 gegen die Schwungscheibe 24 und gegen die Kupplungsscheibe 26 vorgespannt. Der zweite Nockenring 54 steht in einer ersten Stellung bezüglich der Druckplatte 30 und des ersten Nockenringes 52, wodurch sich eine erste Höhe H ergibt. Wenngleich in den 1, 3 veranschaulicht ist, dass die Nockenringsperre 62 gleichzeitig an der Schwenklagerstelle 78 der Nockenringsperre an der Tellerfeder 42 zusätzlich zu der Anlage des zweiten Nockenringes 54 an dem Flansch 68, anliegt, so hat diese mögliche Verringerung der Abstützkraft des Flansches 68 gegen den Nockenring 54 keine Folgen, wenn die Tellerfeder 42 nicht mehr an der Schwenklagerstelle 78 anliegt, sobald die Kupplungsscheibe 26 entlastet oder gelöst ist.
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Wenn die Ausrückvorrichtung 46 von der Schwungscheibe 24 weggezogen wird, bewegen sich auch die Spitzen der Finger 44 mit, wodurch die Finger 44 und der ringförmige Teil 43 von der Druckplatte 30 weggezogen werden, wie dies in 4 veranschaulicht ist.
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Wegen der Vorspannkraft der Tangentialblattfedern 40 folgt die Druckplatte 30 weiter der Tellerfeder 42 nach, nachdem die Kupplungsscheibe 26 bis zu einem vorbestimmten Grenzwert des Druckplattenhubes entlastet worden ist. Die Nockenringsperre 62 bleibt mit dem zweiten Nockenring 54 in Eingriff, während die Schwenklagerstelle 59 mit dem ringförmigen Teil 43 wegen der von dem Flansch 68 auf den zweiten Nockenring 54 ausgeübten Kraft in Eingriff bleibt. Der Nockenring 54 wird wegen des von dem Flansch 68 auf den zweiten Nockenring 54 ausgeübten, von der Vorspannfeder 66 hervorgerufenen Bremswirkung nicht verdreht. Selbst wenn die Ausrückvorrichtung 46 übermäßig weit verstellt und der zweite Nockenring 54 von dem ersten Nockenring 52 abgehoben wird, tritt keine Relativverdrehung zwischen den Nockenringen 52, 54 auf, weil die die Flanschanlagefläche 72 an die Anlagefläche 74 für die Nockenringsperre andrückende Kraft der Vorspannfeder 66 von der Nockenringfeder 55 nicht überwunden werden kann.
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5 zeigt die Kupplung 20 in einem eingerückten, verschlissenen, nicht nachgestellten Zustand. Der Verschleiß der Reibelemente 32 ohne nachstellende Verdrehung des zweiten Nockenrings 54 hat dazu geführt, dass die Spitzen der Finger 44 und die Ausrückvorrichtung 46 näher bei der Schwungscheibe 24 stehen als dies in dem nicht verschlissenen Zustand der Fall ist, wie er in den 1, 2 dargestellt ist. Der Winkel der Finger 44 zu der Schwungscheibe 24 ist in dem verschlissenen und nicht nachgestellten Zustand so, dass der Kontakt zwischen der Schwenkstelle 78 der Nockenringsperre und der Finger 44 die Nockenringsperre 62 näher an die Schwungscheibe 24 heranrückt.
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Eine Nachstellung findet statt sobald die Kupplung 20 ausgerückt wird. Wenn die Ausrückvorrichtung 46 von der Schwungscheibe 24 weg bewegt wird, werden die Finger 44 und das ringförmige Teil 43 um einen entsprechenden Betrag abgebogen. Während einer kurzen Zeitspanne ist der Auflagedruck des ringförmigen Teils 43 auf der Schwenklagerstelle 59 so gering, dass der zweite Nockenring 54 unter Vergrößerung der Höhe H sich bezüglich der Druckplatte 30 verdrehen kann. Das Maß der auftretenden Verdrehung ist jedoch durch die Nockenringsperre 62 begrenzt. Bereits nach einem kurzen Augenblick der Verdrehung kommt der Flansch 68 in Anlage an dem zweiten Nockenring 54, wobei die Schwenklagerstelle 59 gegen den ringförmigen Teil 43 angepresst und der zweite Nockenring 54 zufolge dieser Anlage zum Stillstand gebracht wird. Wenn die Flächen 72, 74 mit Verzahnungen versehen sind, müssen sie, bevor eine Verdrehung eintreten kann, um einen Abstand voneinander getrennt werden, der größer ist als die Höhe der Verzahnungen. Beim Wiedereinrücken der Kupplung 20 nimmt die Nockenringsperre 62 die in 1 veranschaulichte Stellung ein solange beim Wiedereinrücken kein bedeutsamer Verschleiss des Reibmaterials 32 vorliegt.
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Zu bemerken ist, dass die Nockenringsperre 62 und die Vorspannfeder 66 auch anders ausgebildet sein können.
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8 zeigt eine erste alternative Ausbildung eines Nachstellbegrenzungsmechanismus 160, bei dem eine Vorspannfeder 166 so angeordnet ist, dass sie nicht auf Finger 44, sondern auf eine Ausrückvorrichtung 146 einwirkt. Trotz dieser Änderung funktioniert der Nachstellbegrenzungsmechanismus 160 in der gleichen Weise wie der Nachstellbegrenzungsmechanismus 60 der 1 bis 7.
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9 veranschaulicht eine zweite alternative Konstruktion eines Nachstellbegrenzungsmechanismus 260. Die Nockenringsperre 262 weist eine Anzahl Vorsprünge 267 auf, die von dem Flansch 268 der Nockenringsperre radial nach außen ragen und an dem Kupplungsgehäuse 38 abgestützt sind. Die Vorsprünge 267 weisen jeweils eine Öffnung 280 auf, durch die ein Führungsbolzen 264 verläuft. Die Führungsbolzen 264 sind durch Tangentialblattfeder-Distanzbolzen 282 gebildet, die von der Druckplattenanlage oder -reibfläche 36 aus radial nach außen ragend vorgesehen sind. Darauf hinzuweisen ist, dass, wenn dies auch in 9 nicht dargestellt ist, dennoch Stifte, ähnlich jenen wie sie in den 3 bis 8 dargestellt sind, zusätzlich dazu verwendet werden können den zweiten Nockenring 254 konzentrisch zu der Achse 22 zu halten. Vorsprünge 267 der Nockenringsperre gehen zwischen dem ersten Nockenring 252 und dem zweiten Nockenring 254 jeweils durch einen Schlitz oder eine Nut an der Trennfläche der Nockenringe 252, 254 durch und reichen bis zu den Führungsbolzen 264.
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Die 10, 11 zeigen eine dritte alternative Ausführungsform eines Nachstellbegrenzungsmechanismus 360 bei dem eine Nockenringsperre 362 drei Nockenring-Sperrelemente 363 aufweist. Wenngleich drei Nockenring-Sperrelemente 363 verwendet werden, so könnte auch erforderlichenfalls eine größere Anzahl zum Einsatz kommen. Jedes Nockenring-Sperrelement 363 weist einen Nockenring-Sperrflansch 368 auf, der sich von einem Basisteil 370 aus erstreckt. Wenn die Nockenring-Sperrelemente 363 in einer Kupplung, wie sie in den 10, 11 dargestellt ist, montiert sind, ragt der Flansch 368 von dem Basisteil 370 aus radial nach außen. Der Nockenring-Sperrflansch 368 übergreift axial den zweiten Nockenring 54 und trägt eine Flanschanlagefläche 372, die einer Anlagefläche 74 für die Nockenringsperre an dem zweiten Nockenring 54 gegenüberliegt. Wie bei den Flächen 72, 74 sind die Flächen 372, 374 zueinander komplementär. Jedes Nockenring-Sperrelement 363 weist ein von dem jeweiligen Basisteil 370 axial vorragendes Federwiderlager 376 auf. Jedes Widerlager 376 ist mit einem widerhakenartigen Teil ausgebildet gegen den die Vorspannfeder 366 abgestützt ist. Im eingebauten Zustand ragt eine Schwenklagerstelle 378 der Nockenringsperre von dem Basisteil 370 auf einer der Druckplatte 30 gegenüberliegenden Seite der Tellerfeder 42 radial nach innen vor. Durch den Flansch 368 verlauft eine Bohrung 380, die einen Führungsstift 64 aufnimmt. Durch ihre Anlage an der Vorspannfeder 366 wird eine Verdrehung der Nockenring-Sperrelemente 363 um ihren jeweiligen Stift 64 verhindert.
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12 zeigt eine vierte alternative Ausführungsform eines Nachstellbegrenzungsmechanismus 460. Der Nachstellbegrenzungsmechanismus 460 ist im Wesentlichen gleich dem Nachstellbegrenzungsmechanismus 260, wie er in 9 dargestellt ist, mit dem Unterschied, dass die Vorspannfeder 466 anstatt radial innerhalb nunmehr radial außerhalb der Federwiderlager 476 liegen. Die widerhakenartigen Teile weisen deshalb anstatt radial nach innen nunmehr radial nach außen um eine innenliegende Durchmesserkante der Vorspannfeder 466 aufzunehmen. Ein außen liegender Durchmesserrand der Vorspannfeder 466 stützt sich an dem ringförmigen Teil 43 der Tellerfeder 42 ab. Die in 12 dargestellte Anordnung der Vorspannfeder könnte auch bei den im Vorstehenden erörterten Ausführungsbeispielen Verwendung finden.
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Die Nockenring-Anlagefläche 472 weist eine keilförmige Querschnittsgestalt auf und ist komplementär zu der Anlagefläche 474 für die Nockenringsperre. Dadurch wird auf vorteilhafter Weise die Größe der Überlappungsfläche zwischen den Flächen 472, 474 erhöht.
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Die Gestalt der Vorspannfeder 66 kann auch anders wie ringförmig oder kegelförmig sein. Anstelle von Tellerfedern könnten auch Blattfedern verwendet werden. Außerdem können auch Schraubendruckfedern eingesetzt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden vier Nockenringsperrelemente 363 verwendet, wobei eine Schraubenfeder pro Nockenring-Sperrelement vorgesehen ist. Schraubenfedern sind insbesondere für Testzwecke bei der Entwicklung geeignet, weil sie so installiert werden können, dass die Einstellung der Vorspannungsfedernbelastung bei den Versuchen während der Entwicklung erleichtert ist. Die Federn werden wahlweise durch Verstellung einer Stellschraube so zusammengedrückt, dass sich die jeweils gewünscht Vorspannbelastung auf dem zugeordneten Nockenring-Sperrelement ergibt. Unterlagbleche bilden ein alternatives Mittel zum wahlweisen Zusammendrücken der Federn.
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Zu vermerken ist, dass es noch weitere naheliegende alternative Ausführungsformen zu den oben beschriebenen Kupplungsausbildungen gibt. So kann z. B. eine andere Art einer Nockenringfeder, wie sie in den Figuren dargestellt ist, Verwendung finden oder es kann auch eine gefederte oder mit einer Torsionsdämpfung versehene Kupplungsscheibe eingesetzt werden. Wenn eine ringförmige Kupplungsfeder verwendet wird, kann diese auch eine Anzahl radial verlaufender Schlitze aufweisen.
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Hinzuweisen ist auch darauf, dass die hier veranschaulichten Ausführungsformen lediglich zu dem Zwecke erörtert wurden, den Leser mit den neuen Merkmalen der Erfindung vertraut zu machen. Wenngleich bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und veranschaulicht wurden, so können doch von dem Fachmann viele Änderungen, Abänderungen und Austauschlösungen vorgesehen werden ohne deshalb den Erfindungsgedanken und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie sie in den nachfolgenden Patentansprüchen beansprucht ist.
