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Die
Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit integriertem Verschleißausgleich
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung
betrifft weiter eine Spielgeberbaugruppe für eine solche
Reibungskupplung.
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Eine
Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 ist beispielsweise aus der
DE 197 41 299 C1 bekannt. Bei dieser Reibungskupplung
enthält die Spielgeberbaugruppe ein um seine Achse drehbar
getragenes Tastbauteil bzw. Spielgeberelement, das einen Verschleißnachstellbereich zum
Zusammenwirken mit einer Verschleißnachstellvorrichtung
und an einer Umfangsfläche wenigstens bereichsweise eine
gewindeartige Flächenformation aufweist, die wenigstens
bereichsweise in Eingriff mit einer Gegenflächenformation
ist. Das Spielgeberelement ist ferner mit seiner gewindeartigen
Flächenformation bezüglich der Gegenflächenformation
derart bewegbar, dass zwischen gewindeartiger Flächenformation
und Gegenflächenformation eine Relativbewegung erzeugt
wird, welche sich von einer durch Drehen des Spielgeberelements
erzeugten Relativdrehbewegung zwischen gewindeartiger Flächenformation
und Gegenflächenformation unterscheidet. Weiter sind Bewegungsmittel
zum Erzeugen der Relativbewegung zwischen gewindeartiger Flächenformation
und Gegenflächenformation vorgesehen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibungskupplung mit
integriertem Verschleißausgleich zu schaffen, bei der die
zum Verschleißausgleich vorgesehenen Bauteile einfach aufgebaut sind
und eine hohe Funktionszuverlässigkeit aufweisen. Der Erfindung
liegt weiter die Aufgabe zugrunde, eine in ihrem Aufbau einfache
Spielgeberbaugruppe für eine solche Reibungskupplung zu
schaffen.
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Der
die Reibungskupplung betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird
mit einer Reibungskupplung mit integriertem Verschleißausgleich
gelöst, die enthält: ein Gehäuse, das
an einem Gegenbauteil, vorzugsweise einer Schwungscheibe, befestigt
ist, eine im Gehäuse drehfest und relativ zum Gehäuse axial
bewegbare Anpressplatte, einen insgesamt ringscheibenförmigen
Federhebel, der sich am Gehäuse und der Anpressplatte abstützt
und die Anpressplatte in Richtung auf das Gegenbauteil drückt, eine
im Abstützweg der Anpressplatte angeordnete Verschleißnachstelleinrichtung
mit wenigstens einem in eine Verschleißnachstelleinrichtung
vorgespannten Nachstellelement, wenigstens eine Spielgeberbaugruppe,
die im Zusammen wirken mit der Verschleißnachstelleinrichtung
das Kompensieren von Verschleiß von Reibbelägen
einer zwischen der Anpressplatte und dem Gegenbauteil angeordneten Kuppelscheibe
ermöglicht, welche Spielgeberbaugruppe ein Tastbauteil
aufweist, welches bei einer infolge von Verschleiß zunehmenden
Bewegung der Anpressplatte in Richtung auf das Gegenbauteil zum Einrücken
der Kupplung in einer Richtung weg vom Gegenbauteil axial verstellt
wird, wodurch zwischen der Spielgeberbaugruppe und dem Nachstellelement ein
Spiel entsteht, um das das Nachstellelement bei einem nachfolgenden
Ausrücken der Kupplung infolge seiner Vorspannung nachgestellt
wird und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spielgeberbaugruppe
einen an der Anpressplatte drehfest gehaltenen Tragkörper
mit einem mit einem Innengewinde ausgebildeten Durchgangsloch, welches
Innengewinde in nicht selbsthemmendem Eingriff mit einem Außengewinde
des Tastbauteils ist, und eine drehfest mit dem Tastbauteil verbundene
Hülse mit einem Innengesinde aufweist, das in selbsthemmendem Eingriff
mit einem Außengewinde des Tragkörpers ist, wobei
alle Gewinde koaxial zueinander sind und vorzugsweise die gleichen
Steigungen haben, und dass die Hülse mit dem Nachstellelement
derart zusammenwirkt, dass nach einer infolge von Verschleiß gemeinsamen
Drehung des Tastbauteils und der Hülse relativ zum Tragkörper
ein axiales Spiel zwischen dem Nachstellelement und der Hülse
besteht, welches durch Nachstellung des Nachstellelements aufgehoben
wird. Für manche Anwendungsfälle kann es jedoch
auch zweckmäßig sein, wenn die Gewinde unterschiedliche
Steigungen besitzen.
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Vorteilhafterweise
verändert ein mit der Hülse zusammenwirkender
Teil des Nachstellelements bei einer Nachstellbewegung des Nachstellelements seine
axiale Lage relativ zu der Anpressplatte.
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Die
Hülse kann beispielsweise eine Umfangsnut aufweisen, deren
axiale Breite größer ist als die axiale Breite
eines in die Umfangsnut eingreifenden Teils des Nachstellelements.
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Die
Hülse ist vorteilhafter Weise in axialer Richtung federnd
mit der Anpressplatte verbunden.
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Bevorzugt
ist weiter eine Ausbildung der Reibungskupplung derart, dass das
Tastbauteil mit der Hülse in unterschiedlichen relativen
Drehstellungen des Tastbauteils zur Hülse drehfest verbindbar
ist.
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Eine
Spielgeberbaugruppe zur Lösung des diesbezüglichen
Teils der Aufgabe enthält einen an einer Anpressplatte
der Reibungskupplung drehfest anbringbaren Tragkörper mit
einem mit einem Innengewinde ausgebildeten Durchgangsloch und einem an
seiner Außenseite ausgebildeten Außengewinde, ein
zumindest teilweise in dem Durchgangsloch aufgenommenes Tastbauteil,
das ein Außengewinde für einen nicht selbsthemmenden
Eingriff mit dem Innengwinde des Durchgangslochs aufweist, eine
Hülse mit einem Innengewinde, das in selbsthemmendem Eingriff
mit dem Außengewinde des Tragkörpers ist, wobei
alle Gewinde koaxial zueinander sind und vorzugsweise die gleichen
Steigungen haben, die Hülse eine Anlagefläche
für ein Nachstellelement der Reibungskupplung aufweist
und die Hülse und das Tragbauteil in unterschiedlichen
relativen Drehstellungen drehfest miteinander verbindbar sind.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise
und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
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In
den Figuren stellen dar:
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1 eine
perspektivische auseinandergezogene Darstellung von Teilen einer
erfindungsgemäßen Reibungskupplung,
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2 einen
Längsschnitt durch die zusammengebauten Teile der 1,
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3 eine
perspektivische Teilansicht einer Anpressplatte mit daran angebrachter
Spielgeberbaugruppe und
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4 einen
Querschnitt durch eine Spielgeberbaugruppe.
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Gemäß 1 und 2 weist
eine Reibungskupplung ein Gehäuse 10, einen ringscheibenförmigen,
tellerfederartigen Federhebel 12, einen Nachstellring 14 und
eine Anpressplatte 16 auf.
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Im
zusammengebauten Zustand (2) ist der
Federhebel 12 mittels Nieten 18 am Gehäuse 10 befestigt,
wobei zwischen dem Federhebel 12 und dem Gehäuse 10 als
erstes Lager ein Drahtring 20 angeordnet ist und zwischen
den Köpfen der Nieten 18 und dem Federhebel 12 als
weiteres Lager ein weiterer Drahtring 22 angeordnet ist.
In seinem radial äußeren Bereich stützt
sich der Federhebel 12 über den Nachstellring 14 an
der Anpressplatte 16 ab.
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Aufbau
und Funktion der bisher beschriebenen Reibungskupplung sind an sich
bekannt. Das Gehäuse 10 kann mit einem Gegenbauteil,
beispielsweise der Schwungscheibe 24 einer Brennkraftmaschine,
verschraubt werden. Zwischen der Schwungscheibe 24 und
der Anpressplatte 16 ist eine drehfest mit einer Getriebeeingangswelle
verbundene, nicht dargestellte und mit Reibbelägen versehene
Kupplungsscheibe angeordnet, die mittels der Anpressplatte 16 reibschlüssig
und drehsfest mit der Schwungscheibe 24 bzw. der Anpressplatte 16 verbindbar
ist. Der Federhebel 12 stellt beispielsweise einen Kraftspeicher
dar, der in seinem Ruhezustand eine reibschlüssige Anpressung
der Kupplungsscheibe an die Anpressplatte und die Schwungscheibe
bewirkt. Durch Verlagerung des radial inneren Bereichs des Federhebels 12 gemäß 2 nach
rechts kann die Kupplung ausgerückt werden, indem sich
die Anpressplatte 16 relativ zum Gehäuse 10 nach
links verschiebt. Mit A-A ist die Achse der Kupplung bezeichnet.
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Erfindungsgemäß sind
an der Anpressplatte 16 im dargestellten Beispiel an zwei
sich diametral gegenüberliegenden Stellen Spielgeberbaugruppen 26 mittels
axial verbiegbaren Blattfedern 28 befestigt, deren Aufbau
beispielsweise anhand der 4 erläutert
wird:
Die Spielgeberbaugruppe 26 enthält
einen insgesamt in Form eines abgestuften Zylinders ausgebildeten Tragkörper 30,
der einen mit einer Ausnehmung 32 ausgebildeten Ansatz 34 aufweist,
der mit der Blattfeder 28 (3) starr
verbunden ist. Der Tragkörper 30 weist eine mit
einem Innengewinde 38 versehene Durchgangsbohrung 40 auf,
durch die hindurch sich eine als Tastbauteil dienende Innenspindel 42 hindurch
erstreckt, die ein Außengewinde 44 aufweist, das
in nicht selbsthemmendem Eingriff mit dem Innengewinde 38 ist.
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Der
Tragkörper 30 weist weiter ein Außengewinde 46 auf,
das in Gewindeeingriff mit einem Innengewinde 48 einer
topfartigen Hülse bzw. Außenspindel 50 ist,
deren Boden 52 den Tragkörper 30 übergreift
und mit einem Ansatz 54 ausgebildet ist, durch den hindurch
sich die Innenspindel 42 erstreckt. Die Innenspindel 42 und
die Außenspindel 50 sind über eine Verbindungseinrichtung 56 in
weitgehend jeder relativen Drehstellung zueinander drehfest miteinander
verbindbar.
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Insgesamt
bildet die Spielgeberbaugruppe 26 einen richtungsabhängigen
Freilauf. Durch die unterschiedlichen Durchmesser ist der Gewindeeingriff zwischen
der Innenspindel 42 und dem Tragkörper 30 nicht
selbsthemmend, wohingegen der äußere Gewindeeingriff
zwischen dem Tragkörper 30 und der Außenspindel 50 selbsthemmend
ist. Der Reibungsbereich, indem die beiden Spindeln arbeiten können,
liegt beispielsweise zwischen 0,05 > μ > 0,3, also bei einem Faktor 6.
Der Betriebespunkt des richtungsabhängigen Freilaufes ist
einstellbar, da die drehfeste Kupplung zwischen der Innenspindel 42 und
der Außenspindel 50 lösbar und in jeder
relativen Drehstellung feststellbar ist.
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Die
Funktionsweise der Spielgeberbaugruppe 26 ist wie folgt:
Eine
axiale Kraft an der Innenspindel 42 erzeugt ein Drehmoment,
das wegen der Nicht-Selbsthemmung zur Folge hat, dass beide Spindeln 42 und 50 relativ zu
dem Tragkörper 30 verdreht werden.
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Eine
axiale Kraft an der Außenspindel 50 dagegen führt
zu keiner Verdrehung der Spindeln relativ zum Tragkörper.
Die gleiche Steigung der in Eingriff befindlichen Gewinde führt
dazu, dass sich die Innenspindel 42 axial gleichweit relativ
zum Tragkörper 30 verschiebt wie die Außenspindel 50.
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Wie
insbesondere in 1 ersichtlich, ist der Nachstellring 14 mit
Rampenflächen 60 ausgebildet, die mit an der Anpressplatte 16 ausgebildeten
Rampenflächen derart zusammenwirken, dass eine Verdrehung
des Nachstellrings 14 gemäß 1 in
Uhrzeigerrichtung (Pfeil B) zu einer Vergrößerung
des Abstandes zwischen der Oberseite des Nachstellrings 14 und
der Anpressplatte 16 führt. Der Nachstellring 14 ist
mit radial vorstehenden flächigen Ansätzen 62 versehen,
die in eine Umfangsnut 64 (4) eingreifen,
die in der insgesamt zylindrischen Außenwand der Außenspindel 50 ausgebildet
ist. Die axiale Breite der Umfangsnut 64 ist größer
als die axiale Dicke des Ansatzes 62. Der Nachstellring 14 wird von
einer oder mehreren nicht dargestellten Federn in Verstellrichtung
(Richtung des Pfeils B) vorgespannt. Die Federn können
beispielsweise als in Umfangsrichtung angeordnete Schraubenfedern
ausgebildet sein, die an dem Nachstellring und der Anpressplatte
angreifen.
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Das
Zusammenwirken zwischen den genannten Bauteilen für eine
Verschleißnachstellung ist wir folgt:
Sei zunächst
angenommen, die Kupplung ist ausgerückt, das heißt
der Federhebel 12 presst den Nachstellring 14 nicht
gegen die Anpressplatte 16. Der Nachstellring 14 wird
dann wegen seiner Vorspannung in Verstellrichtung soweit verdreht,
dass die Oberseite des oder der Ansätze 62 an
der gemäß 4 oberen
Seitenwand 66 der Umfangsnut 64 der Außenspindel 50 anliegt.
Wegen der Steigung der Rampenflächen 60 wirkt
dabei auf die Außenspindel 50 eine axial von dem
Nachstellring 14 weg gerichtete Kraft, der die Kraft der
Blattfeder 28 entgegenwirkt, mittels der der Tragkörper 30 an
dem Nachstellring 14 befestigt ist.
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Beim
Einrücken der Kupplung bewegt sich der radial äußere
Bereich des Federhebels 12 in Richtung auf die Anpressplatte 16,
so dass der Nachstellring 14 zwischen dem Federhebel 12 und
der Anpressplatte 16 fest gepresst wird und sich zusammen mit
der Anpressplatte in Richtung auf die Schwungscheibe 24 bewegt.
Wenn die Innenspindel 42 beim Einrücken der Kupplung
nicht in Anlage an die Schwungscheibe 24 kommt, verändert
sich bezüglich der Spielgeberbaugruppe 26 nichts,
so dass die Kupplung ohne jede Nachstellung wieder ausgerückt
wird.
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Wenn
beim Einrücken der Kupplung die Innenspindel 42 mit
ihrer Stirnfläche infolge von Verschleiß der Reibbeläge
zusammen mit der Anpressplatte 16 soweit in Richtung auf
die Schwungscheibe 24 bewegt wird, dass sie in Anlage an
die Schwungsscheibe 24 kommt bevor die Kupplung voll eingerückt ist,
dass heißt die Angriffsplatte 16 das Ende des
Einrückhubs erreicht hat, wird die gesamte Spielgeberbaugruppe 26 zunächst
gegen die Kraft der Blattfeder 28 gemäß 4 nach
oben bzw. in Richtung auf das Gehäuse 10 bewegt,
so dass die Seitenwand 66 der Umfangsnut 64 von
dem Ansatz 62 freikommt und die Außenspindel 50 für
eine Verdrehung freigegeben ist. Diese Verdrehung setzt ein, da
von der in Anlage an der Schwungscheibe 64 befindlichen
Innenspindel eine axiale Kraft auf den Tragkörper 30 ausgeübt
wird, die zu einer Verdrehung der Innenspindel 42 relativ
zum Tragkörper 30 und wegen der drehfesten Verbindung
zwischen der Innenspindel 42 mit der Außenspindel 50 entsprechend
auch einer Verdrehung der Außenspindel 50 relativ
zu dem Tragkörper 30 führt, wodurch sich
insgesamt der Tragkörper 30 relativ zu beiden
Spindeln in axialer Richtung in Richtung des Pfeils F (4)
verschiebt. Diese relative Verschiebung führt dazu, dass
sich die Außenspindel 50 relativ zu der Anpressplatte 16 in Richtung
auf das Gehäuse 10 verschiebt, das heißt der
in die Umfangsnut 64 eingreifende Ansatz 62 des Nachstellrings 14 sich
von der Seitenwand 66 der Umfangsnut 64 im Wesentlich
um die gleiche Strecke entfernt, wie sich die Innenspindel 62 in
den Tragkörper 30 hineindreht. Bei einem nachfolgenden
Ausrücken der Kupplung wird die Verdrehbarkeit des im eingerückten
Zustand zwischen dem Federhebel und der Anpressplatte eingeklemmten
Nachstellrings 14 freigegeben, so dass sich der Nachstellring
in Verschleißnachstellrichtung verdrehen kann, bis die Oberseite
des Ansatzes 52 wiederum an der Seitenwand 66 der
Umfangsnut 64 anliegt. Die Kupplung, befindet sich in einem
nachgestellten Zustand, in dem durch die Verdrehung des Nachstellrings 14 im eingerückten
Zustand der Kupplung der Abstand zwischen dem Federhebel 12 und
der Anpressplatte 16 um den Nachstellweg vergrößert
ist.
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Wie
aus der vorherigen Beschreibung deutlich wird, bleibt während
der gesamten Kupplungslebensdauer der Abstand zwischen der Seitenwand 66 der
Umfangsnut 64 bzw. der Außen spindel 50 und dem
Gehäuse 10 im Wesentlichen Konstant, wohingegen
sich der Abstand zwischen dem Stirnende des Tragkörpers 30 und
dem Stirnende der Innenspindel 42 verringert, da sich der
Tragkörper bei jeder Nachstellung relativ zur Innenspindel 42 in
Richtung des Pfeils F vermindert.
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Wie
aus 2 ersichtlich, ist das Gehäuse oberhalb
der Spielgeberbaugruppe 26 vorteilhafter Weise mit einer
Durchgangsöffnung 68 versehen, durch die hindurch
die Oberseite der Außenspindel 50 und die obere
Stirnseite der Innenspindel 42 bzw. die Verbindungseinrichtung 56 zugänglich
sind. Im Zusammenbauzustand der Kupplung können somit unabhängig
voneinander die Innenspindel 42 durch Verdrehen relativ
zu dem drehfest an der Anpressplatte 16 gehaltenen Tragkörper 30 derart
eingestellt werden, dass bei noch nicht verschlissener Kupplungsscheibe
die Innenspindel 42 bei eingerückter Kupplung
nicht in Anlage an die Schwungscheibe 24 kommt. Die Außenspindel 50 kann
derart eingestellt werden, dass die Oberseite des Ansatzes 62 die
Seitenwand 66 der Umfangsnut 64 gerade berührt.
Auf diese Weise kann die Spielgeberbaugruppe 26 an die jeweilige
Kupplung angepasst werden. Nach der Anpassung werden die Innenspindel 42 und
die Außenspindel 50 mittels der Verbindungseinrichtung 56 drehfest
miteinander verbunden. Für die Ausbildung der Verbindungseinrichtung
gibt es unterschiedlichste Möglichkeiten. Eine Möglichkeit
besteht beispielsweise darin, dass der Ansatz 54 der Außenspindel 50 mit
einer Verzahnung versehen ist und der Endbereich der Innenspindel 42 mit
einer Verzahnung versehen wird, wobei die Teilungen der beiden Verzahnungen
verschieden sind und ein Verbindungsteil vorgesehen wird, das in
beide Verzahnungen eingreift. Auf diese Weise kann eine drehfeste
Verbindung zwischen den beiden Spindeln hergestellt werden, deren
Genauigkeit von dem Unterschied in den Zähnezahlen der
Umfangsverzahnungen abhängt. Wenn die eine Spindel beispielsweise 15 Zähne
aufweist und die andere Spindel 12 Zähne aufweist, kann
die relative Drehstellung zwischen den beiden Spindeln auf 360°/12 – 360°/15
= 6° genau festgelegt werden. Diese 6° bedeuten
eine Einstellgenauigkeit von 0,1 mm bezogen auf den Betriebspunkt
des Federhebels 12. Eine andere Möglichkeit, die
Relativstellung der beiden Spindeln festzulegen, besteht beispielsweise
darin, dass auf ein am Ende der Innenspindel 42 ausgebildetes
Gewinde eine Mutter aufgeschraubt und gekontert wird, die die drehfeste Anlage
an eine Stirnseite des Ansatzes 54 gelangt.
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Die
beispielhaft beschriebene Anordnung kann in vielfältiger
Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann die Innenspindel 42 nur
innerhalb des Tragkörpers ausgebildet sein und mit ihrer
gemäß 4 unteren Stirnseite an einem
Bolzen anliegen, der in den Tragkörper eingesetzt ist (beispielsweise
in 2 angedeutet). In kinematischer Umkehr könnte
die In nenspindel mit einem Ende axial relativ zum Gehäuse
festgelegt sein und sich die Außenspindel mit der Anpressplatte
mitbewegen.
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- 10
- Gehäuse
- 12
- Federhebel
- 14
- Nachstellring
- 16
- Anpressplatte
- 18
- Niet
- 20
- Drahtring
- 22
- Drahtring
- 24
- Schwungscheibe
- 26
- Spielgeberbaugruppe
- 28
- Blattfeder
- 30
- Tragkörper
- 32
- Ausnehmung
- 34
- Ansatz
- 38
- Innengewinde
- 40
- Durchgangsbohrung
- 42
- Innenspindel
- 46
- Außengewinde
- 48
- Innengewinde
- 50
- Außenspindel
- 52
- Boden
- 54
- Ansatz
- 56
- Verbindungseinrichtung
- 60
- Rampenfläche
- 62
- Ansatz
- 64
- Umfangsnut
- 66
- Seitenwand
- 68
- Durchgangsöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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