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Die
Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einer gegenüber
einem Gehäuse
drehfesten, jedoch axial begrenzt verlagerbaren Druckplatte, die über eine
am Gehäuse
verschwenkbar abgestützte
Tellerfeder in Richtung einer im montierten Zustand der Reibungskupplung
auf einem Schwungrad zwischen letzterem und der Druckplatte angeordneten
Kupplungsscheibe beaufschlagbar ist, wobei zumindest ein weiteres Federelement
vorhanden ist, welches beim Betätigen der
Reibungskupplung zumindest über
einen Teilbereich des Betätigungsvorganges
den zum Betätigen der
Reibungskupplung notwendigen Kraftverlauf beeinflusst. Die Überlagerung
des Kraftverlaufes zweier Federelemente ist beispielsweise durch
die
DE 40 13 186 C2 und
die
DE 39 91 022 C2 bekannt
geworden. Die Überlagerung
des zu einer Anpresstellerfeder parallel geschalteten zweiten Federelementes
dient dabei zur Begrenzung der infolge von Belagverschleiß über die
Lebensdauer der Reibungskupplung auftretenden Ausrückkrafterhöhung.
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Zur
Erreichung einer niedrigen maximalen Ausrückkraft bzw. eines niedrigen
Ausrückkraftverlaufes
werden in den meisten Fällen
bei Reibungskupplungen Tellerfedern eingesetzt, die zumindest im Neuzustand über einen
wesentlichen Teil des Ausrückweges
einen Kraftabfall bzw. einen degressiven Kraft-Weg-Verlauf aufweisen.
Durch den Einsatz derartiger Federn ist jedoch in vielen Fällen im
Ausrückkraftverlauf
eine Überhöhung bzw.
ein Maximum vorhanden, dem nach Durchfahren eines bestimmten Ausrückweges
ein Minimum folgt, wobei die Differenz zwischen Kraft-Maximum und
Kraft-Minimum erheblich sein kann. Das Verhältnis zwischen diesen Werten
kann in der Größenordnung
von 1,5 bis 2,5 betragen und in einigen Fällen gar größer sein.
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Größere Schwankungen
im Ausrückkraftverlauf
sind in den meisten Fällen
unerwünscht,
da infolge der Kraftüberhöhung bei
automatisierten Reibungskupplungen entsprechend stabilere Betätigungselemente
und Motoren mit größerer Leistung notwendig
sind. Bei fußbetätigten Kupplungen
sind zu große
Kraftschwankungen während
der Kupplungsbetätigung
ebenfalls störend.
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Der
vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Reibungskupplung
zu schaffen, die über
den vollen Ausrückweg,
inklusive der möglichen Wegtoleranzen,
eine möglichst
niedrige und/oder über
einen wesentlichen Teil des Ausrückweges möglichst
konstante Ausrück kraft
bzw. einen entsprechenden Ausrückkraftverlauf
aufweist, wobei das hierfür
verwendete zweite Federelement in besonders einfacher und kostengünstiger
Weise herstellbar und in die Kupplung integrierbar sein soll. Das
weitere Federelement soll dabei insbesondere in Zusammenhang mit
so genannten selbstnachstellenden Reibungskupplungen verwendbar
sein.
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Bei
einer Reibungskupplung der eingangs genannten Art werden die der
vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben zunächst zumindest
teilweise dadurch gelöst,
dass das weitere Federelement durch wenigstens eine membranartige Feder
gebildet ist, die einerseits am Gehäuse und andererseits an der
Tellerfeder derart abgestützt
ist, dass während
einer beim Betätigen
der Reibungskupplung stattfindenden Konizitätsveränderung der Tellerfeder die
membranartige Feder sowohl in axialer Richtung als auch in radialer
Richtung eine elastische Materialverformung erfährt. Durch die Überlagerung
einer axialen und radialen, elastischen Materialverformung können vorteilhafte
Federkennlinien erzeugt werden, welche durch entsprechende Ausgestaltung
des membranartigen Federelementes an den jeweiligen Einsatzfall
angepasst werden können. Durch
den Einsatz einer membranartigen Feder und der vorerwähnten Überlagerung
von elastischen axialen und radialen Verformungen, können auch
verhältnismäßig lange
Kennlinien bereitgestellt werden.
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Für die Ausgestaltung
der membranartigen Feder und die von dieser erzeugbaren Kraftkennlinie kann
es zweckmäßig sein,
wenn die membranartige Feder in der Reibungskupplung derart angeordnet ist,
dass sie mit radial äußeren Bereichen
mit dem Kupplungsdeckel fest verbunden werden kann und sich mit
radial weiter innen liegenden Bereichen an radial nach innen gerichteten
Zungen der Tellerfeder abstützen
kann. Durch eine derartige Festlegung der membranartigen Feder innerhalb
der Reibungskupplung wird gewährleistet,
dass beim Verschwenken der Tellerfeder auch die membranartige Feder
eine elastische Verformung erfährt.
Die membranartige Feder kann in vorteilhafter Weise einen in sich
geschlossenen, ringartigen Bereich besitzen, von dem radial hervorstehende
Abschnitte ausgehen, welche infolge einer Konizitätsveränderung
der Tellerfeder zumindest in radialer Richtung auf elastische Knickung
beansprucht werden. Eine für
die Funktion, die Herstellung und die Befestigung am Deckel zweckmäßige Ausgestaltung
der membranartigen Feder kann darin bestehen, dass diese einen in
sich geschlossenen, ringartigen Grundkörper aufweist, von dem zumindest
drei sternartig über
den Umfang des Grundkörpers
verteilte und radial nach außen
verlaufende Ausleger ausgehen, welche radial außen mit dem Kupplungsgehäuse fest
verbunden sind. Im unverspannten Zustand kann die membranartige
Feder dabei eine zumindest im Wesentlichen ke gelstumpfförmige Gestalt
aufweisen, wobei der ringartige Grundkörper infolge seiner in sich
geschlossenen Ausgestaltung in radialer Richtung praktisch steif
ist. Diese Steifheit des Grundkörpers
gewährleistet,
dass bei Veränderung
der Konizität
der membranartigen Feder die radialen Ausleger auf Knickung beansprucht
werden können.
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Für manche
Anwendungsfälle
kann es jedoch auch zweckmäßig sein,
wenn die membranartige Feder einen radial äußeren ringartigen Grundkörper aufweist
und radial nach innen verlaufende Ausleger. Dabei können diese
Ausleger fest bzw. praktisch starr mit der Tellerfeder, insbesondere
den Tellerfederzungen, verbunden sein. Der äußere ringartige Grundkörper kann
dann lediglich verschwenkbar am Deckel axial gehaltert sein.
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In
vorteilhafter Weise können
die Ausleger dreieckartig ausgebildet sein. Die Ausleger können zur
Abstimmung ihrer radialen Federeigenschaften bzw. Federeigenschaften
bei Beanspruchung auf Knickung zumindest einen Ausschnitt aufweisen.
Der Ausschnitt kann dabei in vorteilhafter Weise derart ausgestaltet
sein, dass zumindest zwei blattfederartige Bereiche gebildet werden,
die radial innen mit dem ringartigen Grundkörper verbunden sind. Die blattfederartigen
Bereiche können
in vorteilhafter Weise radial außen einstückig miteinander verbunden
sein. Obwohl die Ausleger in Bezug auf die Materialdicke praktisch
eben ausgebildet sein können, kann
es besonders zweckmäßig sein,
wenn diese zumindest eine geringe Wellung in radialer Richtung aufweisen.
Eine derartige Wellung begünstigt
die radial elastische Verformung bzw. radial elastische Knickung
der Ausleger.
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In
vorteilhafter Weise kann der ringförmige Grundkörper derart
bemessen sein, dass dieser Abstützbereiche
der Tellerfederzungen für
eine Betätigungseinrichtung
umschließt.
Diese Abstützbereiche sind
an den radial nach innen gerichteten Tellerfederzungen vorgesehen,
welche von dem radial äußeren, ringförmigen Tellerfedergrundkörper, der
als Energiespeicher dient, ausgehen. Die erfindungsgemäß angeordnete
und ausgebildete membranartige Feder kann insbesondere in Zusammenhang
mit so genannten selbstnachstellenden Reibungskupplungen Verwendung
finden, die eine zumindest den Verschleiß an den Reibbelägen automatisch
kompensierende Nachstelleinrichtung aufweisen. Die Druckplatte kann
in einfacher Weise mit dem Kupplungsdeckel bzw. -gehäuse über axial
elastisch verformbare, blattfederartige Elemente verbunden sein.
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Die
membranartige Feder kann in vorteilhafter Weise derart in die Reibungskupplung
verbaut sein, dass sie beim Ausrücken
der Reibungskupplung zumindest über
einen Teilbereich des Ausrückvorganges
eine diesen Vorgang unterstützende
Kraft erzeugt.
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Um
den gewünschten
Betätigungskraftverlauf
für die
Reibungskupplung zu erhalten, kann es weiterhin zweckmäßig sein,
wenn die in Verbindung mit der Reibungskupplung zum Einsatz kommende Kupplungsscheibe
zwischen ihren Reibbelägen
eine so genannte Belagfederung aufweist, welche über einen Teilbereich des Kupplungsausrückvorganges diesen
unterstützt.
Die Wirkung einer derartigen Belagfederung und der membranartigen
Feder überlagern
sich.
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Für den Aufbau
und die Funktion einer erfindungsgemäß ausgestalteten Reibungskupplung kann
es weiterhin vorteilhaft sein, wenn im eingerückten Zustand der Reibungskupplung
sich die membranartige Feder in einer verspannten Lage befindet, in
der sie praktisch keine oder aber nur eine verhältnismäßig geringe Kraft in Achsrichtung
der Reibungskupplung aufbringt. Bei Vorhandensein einer geringen
Kraft kann diese zur Tellerfeder derart parallel wirksam sein, dass
sie entweder in Einrückrichtung
oder in Ausrückrichtung
der Reibungskupplung wirkt. Zweckmäßig ist es, wenn, ausgehend
vom eingerückten
Zustand der Reibungskupplung, die membranartige Feder über wenigstens
einen Teilbereich des zum Ausrücken
der Kupplung erforderlichen Ausrückweges
zunächst
einen ansteigenden, also positiven Kraft-Weg-Verlauf besitzt. Dieser Kraft-Weg-Verlauf
kann also über
den Ausrückweg ein
Maximum erreichen und falls gewünscht,
dann einen abnehmenden bzw. negativen Verlauf aufweisen.
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Für den Aufbau
und die Funktion der Reibungskupplung kann es weiterhin vorteilhaft
sein, wenn die Tellerfeder zumindest über einen Teil des Ausrückweges
der Reibungskupplung einen abfallenden Kraft-Weg-Verlauf besitzt,
wobei beim Ausrücken
der Reibungskupplung die Druckplatte einen Weg zurücklegt,
der in zwei Teilabschnitte unterteilt ist, wobei im ersten Teilabschnitt
die von der Druckplatte auf die Kupplungsscheibe ausgeübte Beaufschlagungskraft
abgebaut wird und im zweiten Teilabschnitt ein axiales Spiel zwischen
der Kupplungsscheibe und der Druckplatte sowie dem Schwungrad entsteht,
wobei die membranartige Feder zumindest im ersten Teilabschnitt
wirksam ist. Die membranartige Feder kann jedoch in vorteilhafter
Weise bezüglich
ihres Federweges auch derart ausgelegt werden, dass sie zumindest über einen
Teilbereich des zweiten Teilabschnittes ebenfalls wirksam ist.
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Anstatt,
wie beschrieben, die membranartige Feder in die Reibungskupplung
derart zu integrieren, dass diese zumindest über einen Teilbereich des Kupplungsausrückweges
den Ausrückvorgang
der Reibungskupplung unterstützt,
kann es für
manche Anwendungsfälle
auch zweckmäßig sein,
wenn die membranartige Feder, ausgehend vom eingerückten Zustand
der Reibungskupplung, zumindest über
einen Teilbereich des Ausrückweges
eine parallel zur Tellerfeder wirksame Kraft aufbringt, welche sich dem
Ausrücken
der Reibungskupplung widersetzt. Dies bedeutet also, dass eine derart
eingebaute, membranartige Feder zumindest einen Teil der Anpresskraft,
welche von der Druckplatte auf die Kupplungsscheibe ausgeübt wird,
aufbringt. Während
des Ausrückens
der Reibungskupplung soll dann die von der membranartigen Feder
ausgeübte
axiale Kraft zumindest über
einen Teilbereich des Ausrückweges abnehmen.
Auch durch eine derartige Auslegung bzw. Abstimmung der membranartigen
Feder in Bezug auf die Tellerfeder kann eine Egalisierung des resultierenden
Ausrückkraftverlaufes
erzielt werden. Bei einer derartigen Auslegung addieren sich also
zumindest über
einen Teilbereich des Ausrückweges die
Axialkraftverläufe
der membranartigen Feder und der Tellerfeder. Bei der zuerst beschriebenen
Ausführungsform
erfolgt praktisch eine Subtraktion der Kräfteverläufe. Dies bedeutet also, dass
bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform die Tellerfeder
an sich ein höheres
Anpresskraftmaximum bzw. einen höheren
Kraftverlauf aufbringen muss als bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform,
bei der die Anpresskraft durch Addition der Kraftverläufe von
membranartiger Feder und Tellerfeder gebildet wird.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Weiterbildungen
und Funktionen des Erfindungsgegenstandes werden in Zusammenhang
mit der folgenden Figurenbeschreibung erläutert: Dabei zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Reibungskupplung
in Draufsicht,
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2 die
obere Hälfte
eines entsprechend der Linie II-II der 1 gelegten
Schnittes,
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3 einen
Halbschnitt gemäß der Linie
II-II der 1 des in 1 in Draufsicht
sternartig bzw. dreieckartig ausgebildeten Federelementes,
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4 das
sternförmige
bzw. dreieckförmige Federelement
in Draufsicht und
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5 eine
andere Ausführungsvariante
eines bei einer Reibungskupplung gemäß 1 einsetzbaren
Federelementes.
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Die
in den
1 und
2 dargestellte Reibungskupplung
1 besitzt
bezüglich
der Ausgestaltung und Abstützung
der Anpresstellerfeder
4 am Kupplungsgehäuse
2 sowie
bezüglich
der antriebsmäßigen Verbindung
zwischen der Druckscheibe
3 und diesem Deckel
2 eine ähnliche
Ausgestaltung wie dies in Zusammenhang mit der
DE 100 25 850 A1 beschrieben
wurde. Auch besitzt die Reibungskupplung
1 eine selbsttätige bzw.
automatische Nachstelleinrichtung
7, welche eine Kompensation zumindest
des an den Reibbelägen
einer Kupplungsscheibe auftretenden Verschleißes ermöglicht. Bei dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist diese Nachstelleinrichtung axial zwischen dem Kupplungsgehäuse
2 (Deckel)
und der Tellerfeder
4 wirksam, so dass der erwähnte Verschleiß durch
axiale Nachstellung dieser Tellerfeder
4 ermöglicht wird.
Auch bezüglich
der Funktionsweise und Ausgestaltungsmöglichkeit derartiger Nachstelleinrichtungen
7 wird
auf die vorerwähnte
DE 100 25 850 A1 sowie
die
DE 43 22 677 A1 ,
die
DE 195 24 827
A1 und die
DE
198 55 583 A1 verwiesen, deren diesbezüglicher Inhalt als in die vorliegende
Anmeldung integriert zu betrachten ist.
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Die
erfindungsgemäße Verwendung
eines im Folgenden noch näher
beschriebenen, membranartigen Federelementes
20 kann jedoch
ganz allgemein bei Reibungskupplungen erfolgen. Somit können derartige
Federelemente
20 auch bei Reibungskupplungen eingesetzt
werden, bei denen die Verschleißnachstelleinrichtung
axial zwischen der Tellerfeder
4 und der Druckscheibe
3 angeordnet
ist. Derartige Kupplungen sind beispielsweise durch die
DE 42 39 289 A1 und
die
DE 199 22 724
A1 vorgeschlagen worden.
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Die
Druckscheibe 3 ist mit dem Deckel 2 vorzugsweise über blattfederartige
Elemente drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar verbunden,
wie dies zum Beispiel durch den vorerwähnten Stand der Technik bekannt
ist. Axial zwischen der Druckscheibe 3 und dem Deckel 2 ist
die Anpresstellerfeder 4 verspannt, die hier um eine vom
Gehäuse 2 getragene,
ringartige Schwenklagerung 5 verschwenkbar ist und die
Druckscheibe 3 in axialer Richtung einer mit dem Gehäuse 2 fest
verbindbaren Gegendruckplatte, wie zum Beispiel einem Schwungrad,
beaufschlagt. Dadurch werden die Reibbeläge einer zwischen der Druckscheibe 3 und
der mit dem Gehäuse 2 verbundenen
Gegendruckplatte vorzusehenden Kupplungsscheibe eingespannt. Aufgrund
dieser Einspannung kann die Kupplungsscheibe das von einem Motor
abgegebene Drehmoment an ein Getriebe weiterleiten.
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Wie
aus 2 zu entnehmen ist, wird also die Tellerfeder 4 beim
Betätigen
der Reibungskupplung 1 nach Art eines zweiarmigen Hebels
im Bereich der ringartigen Schwenklagerung 5 verschwenkt.
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Die
Tellerfeder 4 besitzt einen als Energiespeicher dienenden,
ringförmigen
Grundkörper 6, von
dem radial nach innen gerichtete Zungen 6a ausgehen. Die
Zungen 6a besitzen radial innen Zungenspitzen 6b,
die eine zentrale Öffnung
begrenzen. Zum Betätigen
der Reibungskupplung 1 werden die Zungenspitzen 6b von
einer Betätigungseinrichtung beaufschlagt.
Derartige Betätigungseinrichtungen besitzen üblicherweise
ein so genanntes Ausrücklager,
welches über
einen Lagerring auf die Zungenspitzen 6b die notwendige
Betätigungskraft überträgt. Derartige
Betätigungsvorrichtungen
sind ebenfalls in dem vorerwähnten
Stand der Technik beschrieben.
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Die
Reibungskupplung 1 besitzt, wie bereits erwähnt, ein
zusätzliches
Federelement 20, welches als membranartige Feder bezeichnet
werden kann, da es in Bezug auf die Materialdicke eine große radiale
Ausdehnung besitzt.
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Die
membranartige Feder ist zwischen dem Kupplungsgehäuse bzw.
Deckel 2 und Bereichen der Tellerfeder 4 derart
angeordnet und befindet sich in einem derartigen verspannten Zustand,
dass während
einer beim Betätigen
der Reibungskupplung 1 stattfindenden Konizitätsveränderung
der Tellerfeder 4 diese membranartige Feder sowohl in axialer
Richtung als auch in radialer Richtung eine elastische Materialverformung
erfährt.
Insbesondere wird die membranartige Feder 20 zumindest
bereichsweise in axialer Richtung federnd verbogen, wodurch in Bereichen
dieser membranartigen Feder auch eine zumindest radiale Materialstauchung
bzw. Beanspruchung auf Knickung stattfindet.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die membranartige Feder 20 hierfür über radial nach außen verlaufende
Ausleger bzw. Arme 21 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden und
stützt
sich über einen
inneren Bereich, der hier einen ringartigen Grundkörper 22 bildet,
an den Tellerfederzungen 6a ab. Die membranartige Feder 20 kann
einstückig ausgebildet
oder aus mehreren Elementen zusammengesetzt sein, welche untereinander
eine feste Verbindung aufweisen, zum Beispiel mittels Nietverbindungen.
Weiterhin kann das membranartige Federelement 20 eine einschichtige
Dicke aufweisen oder aber durch Aufeinanderlegen min destens zweier
dünnerer
Schichten gebildet sein, vorzugsweise wird zur Herstellung der membranartigen
Feder 20 Federstahl verwendet.
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Wie
insbesondere aus 2 zu entnehmen ist, sind die
Ausleger 21 mit dem Gehäuse 2 über Nietverbindungen 23 starr
verbunden.
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Aus
den 1 und 4 ist zu entnehmen, dass die
membranartige Feder 20 drei über den Umfang gleichmäßig verteilte
Ausleger 21 aufweist, wobei auch mehr derartige Ausleger
vorgesehen werden können.
Der ringartige Grundkörper 20 ist
hier durchmessermäßig derart
bemessen, dass dessen Innenrand an die Zungenspitzen 6b angrenzt.
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Die
Ausleger 21 sind dreieckartig ausgebildet und radial innen
einstückig
mit dem ringförmigen Grundkörper 22 verbunden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist in den Auslegern 21 zumindest ein Ausschnitt 24 eingebracht.
Aus 4 ist beispielsweise ersichtlich, dass durch einen
Ausschnitt 24 im Bereich eines Auslegers 21 zwei
blattfederartige Bereiche 25, 26 gebildet werden,
die im Wesentlichen radial verlaufen. Radial außen sind die blattfederartigen
Bereiche 25, 26 einstückig miteinander verbunden.
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Wie
aus dem Schnitt gemäß 3 ersichtlich
ist, sind die radial äußeren Vernietungsbereiche 27 eines
Auslegers 21 sowie der radial innere, ringförmige Grundkörper 22 gegenüber den übrigen Bereichen 28 der
Ausleger 21 abgewinkelt, besitzen also eine andere Konizität. Es ist
ersichtlich, dass der ringförmige
Grundkörper 22 eine
größere Konizität bzw. einen
größeren Winkel
in axialer Richtung besitzt als die Auslegerbereiche 28,
wohingegen die Vernietungsbereiche 27 einen geringeren
axialen Winkel besitzen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Vernietungsbereiche 27 praktisch
parallel zu einer gegenüber
der Rotationsachse 29 senkrecht verlaufenden Ebene. Aufgrund
der starren Verbindung der Nietbereiche 27 mit dem Deckel 2 und
der in radialer Richtung starren Ausgestaltung des in sich geschlossenen,
ringförmigen
Grundkörpers 22 werden
die radialen Auslegerbereiche 25, 26, 28 bei
Verschwenkung derselben in eine Ebene in radialer Richtung auf Stauchung
bzw. Knickung beansprucht.
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Durch
entsprechende Ausgestaltung der radial verlaufenden Auslegerbereiche 28 bzw.
der Ausleger 21 kann der Kraft-Weg-Verlauf der membranartigen
Feder 20 auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.
Dabei kann die membranartige Feder 20 derart verbaut sein,
dass sie zumindest über
einen Teilbereich des zum Betätigen
der Reibungskupplung 1 erforderlichen Betätigungsweges bzw.
Verschwenkweges der Tellerfederzungen 6a eine das Öffnen bzw.
Ausrücken
der Reibungskupplung 1 unterstützende Kraft in die Reibungskupplung 1 bzw.
auf die Tellerfeder 4 einleitet bzw. ausübt.
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Das
membranartige Bauteil 20 könnte jedoch auch derart ausgebildet
und verbaut sein, dass dieses zumindest über einen Teilbereich des Betätigungsweges
der Reibungskupplung 1 eine Kraft erzeugt, die dem Ausrücken der
Reibungskupplung 1 entgegenwirkt.
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Eine
membranartige Feder 20 kann auch derart ausgebildet und
verbaut werden, dass sie in verschiedenen Teilbereichen des erforderlichen
Ausrückweges
der Reibungskupplung 1 eine unterschiedlich axial gerichtete
Kraft parallel zu dem Kraftverlauf der Tellerfeder 4 entfaltet.
Dies bedeutet also, dass über
einen Teilbereich des Ausrückweges
die membranartige Feder 20 eine den Ausrückvorgang unterstützende Kraft
und über
einen anderen Teilbereich eine sich dem Ausrückvorgang widersetzende Kraft
erzeugen kann. Eine derartige membranartige Feder 20 besitzt
also eine Kennlinie mit einem Nulldurchgang im Kraftverlauf.
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Bei
der in 5 dargestellten membranartigen Feder 120 sind
die sich vom ringartigen Grundkörper 122 radial
nach außen
erstreckenden, blattfederartigen Bereiche 125, 126 vorgewellt
ausgebildet. Die blattfederartigen Bereiche 125, 126 verlaufen
dabei tangentialartig in Bezug auf den ringartigen Grundkörper 122,
wodurch die Bereiche 125, 126 in Verbindung mit
den Bereichen des ringförmigen Grundkörpers 122 in
die sie einlaufen, eine dreieckartige Gestalt bilden.
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In 2 ist
die Relativposition der einzelnen Bauteile der Reibungskupplung 1 dargestellt,
welche diese bei neuer Reibungskupplung und im montierten Zustand
derselben auf ein Schwungrad einnehmen. In diesem Verspannungszustand
der Tellerfeder 4 innerhalb der Reibungskupplung 1 ist
auch die membranartige Feder 20 um einen bestimmten Weg axial
vorgespannt. Dies geht aus einem Vergleich der 2 mit 3,
welche die membranartige Feder 20 im entspannten Zustand
zeigt, eindeutig hervor. Die membranartige Feder 20 ist
dabei vorzugsweise derart vorgespannt, dass sie zumindest annähernd auf ihr
Federkraftminimum verspannt ist. In dem in 2 dargestellten,
eingerückten
Zustand der Reibungskupplung 1 soll die von der membranartigen
Feder 20 auf die Tellerfeder 4 ausgeübte Axialkraft
nahezu Null betragen. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die
membranartige Fe der 20 bei eingerückter Kupplung 1 eine
geringe Kraft in Ausrückrichtung 30 auf die
Tellerfeder 4 ausübt.
Dadurch kann gewährleistet werden,
dass die membranartige Feder 20 nicht von der Tellerfeder 4 axial
wegschnappt. Sofern gewünscht
sein sollte, dass im eingerückten
Zustand der Reibungskupplung 1 durch die membranartige Feder 20 auf
die Tellerfeder 4 eine Axialkraft ausgeübt wird, die der Ausrückrichtung 30 entgegengerichtet
ist, muss eine entsprechende axiale Abstützung bzw. schwenkbare Lagerung
zum Beispiel der radial inneren Bereiche der membranartigen Feder 20 an den
Tellerfederzungen 6a bzw. der Tellerfeder 4 vorgesehen
werden. Eine derartige Koppelung zwischen der membranartigen Feder 20 und
der Tellerfeder 4 ermöglicht,
die membranartige Feder 20 derart zu verbauen, dass diese, über den
Ausrückweg der
Reibungskupplung betrachtet, eine Umkehrung bezüglich ihrer axialen Kraftwirkung
auf die Tellerfeder 4 erfahren kann.
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Bei
einem Ausrückvorgang
der Reibungskupplung 1 wird die membranartige Feder 20 entsprechend
dem Ausrückweg
entspannt, wobei die von der membranartigen Feder 20 in
Ausrückrichtung 30 auf
die Tellerfeder 4 ausgeübte
Kraft vorzugsweise zunächst
zunimmt und nach einem Teilausrückweg
diese praktisch als Servokraft wirkende Kraft wieder abfällt bzw.
abnimmt. Der Bereich des Teilausrückweges, bei dem der Übergang
zwischen zunehmender und abnehmender Kraft stattfindet, kann vorzugsweise
in einem Abschnitt des Ausrückweges
liegen, bei dem in etwa das Minimum des Ausrückkraftverlaufes erreicht wird.
Zweckmäßig kann es
sein, wenn auch bei voll ausgerückter
Reibungskupplung 1 die membranartige Feder 20 noch
mit einer gewissen axialen Vorspannung an den Zungen 6a der
Tellerfeder 4 anliegt. Es kann jedoch auch Anwendungsfälle geben,
bei denen es vorteilhaft sein kann, wenn während des Ausrückvorganges
die membranartige Feder 20 eine voll entspannte Lage einnimmt.
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In 6 ist
der zum Betätigen
der Reibungskupplung 1 notwendige Kraftverlauf 31 dargestellt, welcher
zum Verschwenken der Tellerfeder 4 im Bereich des Durchmessers
der Zungenspitzen 6b aufgebracht werden muss.
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Zum
Ausrücken
der Reibungskupplung 1 müssen die Zungenspitzen 6b zum
Beispiel mittels eines Ausrückers
um einen Betätigungsweg 32 in Richtung
des Pfeiles 30, gemäß 2,
axial verlagert werden. Aus dem Ausrückkraftverlauf gemäß der Linie 31 der 4 ist
ersichtlich, dass über
den Gesamtausrückweg 32 betrachtet,
zwischen Ausrückkraftmaximum 33 und
Ausrückkraftminimum 34 der
Tellerfeder 4 eine verhältnismäßig große Differenz
bzw. Kraftstreuung vorhanden ist. Eine derartige große Differenz
zwischen Ausrückkraftmaximum 33 und
Ausrückkraftminimum 34 kann
von Nachteil sein, da eine genaue Dosierung des Ein- und Ausrückweges
schwierig ist, dies sowohl bei fußbetätigten als auch insbesondere
bei über
einen Stellmotor betätigten
Reibungskupplungen. Um diesen in vielen Fällen nachteiligen Sachverhalt
zu beseitigen bzw. um einen gewünschten
Ausrückkraftverlauf über den
erforderlichen Ausrückweg 32 zu
erhalten, ist die membranartige Feder 20 vorgesehen. Diese
membranartige Feder 20 hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Kraft-Weg-Kennlinie gemäß der Linie 35.
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Wie
aus 6 ersichtlich ist, erzeugt die membranartige Feder 20 über einen
Teilbereich 36 des Gesamtausrückweges 32 eine den
Ausrückvorgang
der Reibungskupplung 1 unterstützende Kraft. Die Tellerfeder 4 und
die membranartige Feder 20 haben dabei gegenüber der
Abszissenachse einen gegensinnigen Kraft-Weg-Verlauf. Wie bereits
erwähnt,
befindet sich die membranartige Feder 20 im eingerückten Zustand
der Reibungskupplung 1 vorzugsweise in einer verspannten
Lage, die in etwa einem Kraftminimum 37 entspricht. Besonders
zweckmäßig kann
es sein, wenn in dieser verspannten Lage die membranartige Feder 20 noch
eine Restkraft bzw. eine positive Kraft in Ausrückrichtung, also in Richtung
des Pfeiles 30 gemäß 2 bewirkt. Über den
Weg 36 entspannt sich die membranartige Feder 20,
wobei zunächst
die von dieser aufgebrachte Axialkraft zunimmt, und zwar bis zu
einem Maximum 38. Bei Überschreitung
dieses Maximums 38 nimmt die von der membranartigen Feder 20 aufgebrachte
Axialkraft wieder ab. Beim Erreichen des Punktes 39 ist
bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
die membranartige Feder 20 voll entspannt. Die membranartige
Feder 20 kann jedoch, wie bereits erwähnt, auch derart ausgestaltet
und eingebaut sein, dass sie auch nach Durchfahren des vollen Ausrückweges 32 noch
eine gewisse Vorspannung aufweist bzw. erst bei Erreichen des vollen
Ausrückweges 32 voll
entspannt ist. Eine entsprechende Kraft-Weg-Kennlinie für eine solche
Feder ist in 6 als Strich-Zweipunktlinie 35a dargestellt.
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Der
Kraftverlauf, der sich durch Überlagerung
bzw. Subtraktion der Kennlinien 31 und 35 ergibt,
ist mit 40 gekennzeichnet. Wie aus 6 ersichtlich
ist, kann durch die Überlagerung 40 der Kennlinien 31 und 35 das
Niveau des Ausrückkraftverlaufes
wesentlich reduziert werden. Der Einsatz einer hier als Servofeder
wirkenden, membranartigen Feder 20 ermöglicht den Ausrückkraftverlauf
zu linearisieren bzw. zu egalisieren und gleichzeitig in den Bereich
geringerer Kräfte
zu verlagern. Es ist aus 6 ersichtlich, dass durch die
Wirkung der membranartigen Feder 20 die Überhöhung 33 im
Ausrückkraftverlauf
vermieden werden kann.
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Weiterhin
entfällt
die durch das schraffierte Feld repräsentierte Arbeit bzw. Energie.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
kann also ein kleinerer Servomotor für die Betätigung der Reibungskupplung 1 eingesetzt
werden.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die membranartige Feder 20 verspannt zwischen dem Kupplungsdeckel 2 und
der Tellerfeder 4. Infolge dieser Anordnung verändert sich über die
Lebensdauer der Reibungskupplung 1 der Verspannungszustand
dieser membranartigen Feder 20. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die zumindest den Reibbelagverschleiß kompensierende Nachstelleinrichtung 7 zwischen
Kupplungsdeckel 2 und der Tellerfeder 4 wirksam
ist, wodurch die Tellerfeder entsprechend dem Belagverschleiß über die
Lebensdauer der Reibungskupplung axial verlagert wird. Eine derartige Anordnung
kann in vielen Fällen
zweckmäßig sein, da
mit zunehmender axialer Verlagerung der Anpressplatte 3 gegenüber dem
Gehäuse 2 auch
die zwischen diesen Bauteilen 2 und 3 vorhandenen Blattfedern
eine größer werdende
Verspannung in axialer Richtung erfahren können. Die Erhöhung der von
den Blattfedern auf die Anpressplatte 3 ausgeübte Axialkraft
in Ausrückrichtung
kann somit die Veränderung
des Verspannungszustandes der membranartigen Feder 20 zumindest
teilweise ausgleichen bzw. den gewünschten, resultierenden Kraftverlauf gewährleisten.
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Die
im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beschriebenen, membranartigen
Federn 20 können jedoch
auch derart vorgesehen werden, dass sie über die gesamte Lebensdauer
der Reibungskupplung praktisch immer den gleichen Arbeitsbereich bzw.
im eingerückten
Zustand der Reibungskupplung den gleichen Verspannungszustand aufweisen.
Bei Reibungskupplungen, bei denen die Tellerfeder 4 axial
fest gegenüber
dem Kupplungsdeckel 2 verschwenkbar, und eine Verschleißausgleichsvorrichtung
axial zwischen der Tellerfeder 4 und der Anpressplatte 3 wirksam
ist, besitzt eine gemäß dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
zwischen Kupplungsdeckel 2 und Tellerfeder 4 verspannte,
membranartige Feder 20 über
die gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung 1 praktisch
den gleichen Verspannungszustand im eingerückten Zustand dieser Kupplung.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel könnte ein
zumindest im Wesentlichen gleich bleibender Verspannungszustand
einer membranartigen Feder 20 dadurch gewährleistet
werden, dass die membranartige Feder 20 zum Beispiel über ihre
radial äußeren Bereiche 27 axial
fest gegenüber
der Tellerfeder 4 gehaltert wird. Besonders zweckmäßig kann
es dabei sein, wenn die axiale Festlegung der äußeren Bereiche 27 einer
membranartigen Feder 20 zumindest annähernd auf radialer Höhe der ringförmigen Verschwenklagerung 5 stattfindet.
Die radial äußeren Bereiche 27 sind
dabei vorzugsweise derart sowohl in radialer als auch in axialer
Richtung gegenüber
der Tellerfeder 4 positioniert, dass diese Bereiche 27 nicht
starr mit der Tellerfeder 4 verbunden sind, sondern eine
praktisch ungehinderte Konizitätsveränderung
bzw. Verschwenkung der membranartigen Feder 20 auch gegenüber der
Tellerfeder 4 gewährleisten.
-
Die
Ausführungsbeispiele
sind nicht als Einschränkung
der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden
Offenbarung zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich, insbesondere
solche, die durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung
mit den in der allgemeinen Beschreibung und der Figurenbeschreibung
sowie den Ansprüchen
beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw.
Elementen oder Verfahrensschritten gebildet werden können.
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- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Druckscheibe
- 4
- Anpresstellerfeder
- 5
- Schwenklagerung
- 6
- Grundkörper
- 6a
- Zungen
- 6b
- Zungenspitzen
- 7
- Nachstelleinrichtung
- 20
- membranartige
Feder
- 21
- Ausleger
bzw. Arme
- 22
- Grundkörper
- 23
- Nietverbindungen
- 24
- Ausschnitt
- 25
- blatffederartige
Bereiche
- 26
- blatffederartige
Bereiche
- 27
- Vernietungsbereiche
- 28
- Auslegerbereiche
- 29
- Rotationsachse
- 30
- Ausrückrichtung
- 31
- Kraftverlauf
- 32
- Betätigungsweg
- 33
- Ausrückkraftminimum
- 34
- Ausrückkraftminimum
- 35
- Linie
- 36
- Teilbereich
- 37
- Kraftminimum
- 38
- Maximum
- 39
- Punkt
- 120
- Feder
- 122
- Grundkörper
- 125
- blattfederartige
Bereiche
- 126
- blattfederartige
Bereiche