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Die
Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere eine Reibungskupplung
mit einer Nachstellvorkehrung, mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1.
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Auch
Reibungskupplungen mit einer integrierten, zumindest den Verschleiß der
Reibbeläge der Kupplungsscheibe kompensierenden Nachstellvorkehrung
stehen mit so genannten mechanischen Ausrücksystemen in
Verbindung, bei denen die Bewegungen des Kupplungspedals über
ein Gestänge unter Zwischenschaltung wenigstens eines Ausrücklagers
auf die Betätigungsmittel der Reibungskupplung übertragen
werden. Bei einer derartigen selbstnachstellenden Kupplung wird
trotz der verhältnismäßig hohen Anpresskraft
ein sehr niedriger Ausrückkraftverlauf angestrebt, wobei
dieser Ausrückkraftverlauf über die Lebensdauer
der Kupplung, das heißt insbesondere über den
Verschleiß der Kupplungsbeläge, möglichst
auf einem gleich bleibenden Niveau, bzw. innerhalb eines bestimmten
Toleranzbereiches, gehalten werden soll. Daraus folgt, dass also
insbesondere hohe Kraftschwankungen im Ausrückkraftverlauf
vermieden werden sollen. Oftmals wird angestrebt, den Ausrückkraftverlauf
auf einem bestimmten Niveau zu halten, was insbesondere bei fußbetätigten
Reibungskupplungen erwünscht ist, da die Bedienperson einen
bestimmten Widerstand beim Betätigen der Reibungskupplung
fühlen muss, um eine einwandfreie Kupplungsbetätigung
durchführen zu können. Zur Erreichung eines niedrigen Ausrückkraftverlaufes
bei gleichzeitig hoher Anpresskraft werden Tellerfedern mit sehr
steilem Abfall bevorzugt. Da der Ausrückkraftverlauf zumindest
annähernd nach Entlastung der Kupplungsscheibe möglichst
geringe Kraftschwankungen aufweisen soll, ist bei derartigen Kupplungen
der zur Verfügung stehende Kraft-Weg-Verlauf der Tellerfeder
für ein sicheres und vollständiges Auskuppeln
mit zusätzlicher Wegreserve für Toleranzen nicht
ausreichend gegeben, und zwar vor allem deshalb, weil die Tellerfeder
nach einem steil abfallenden Verlauf nach relativ kurzem Weg bereits
wieder einen sehr steil ansteigenden Verlauf aufweist. Dies bedeutet,
dass, nachdem die Ausrückkraft zunächst auf einen
verhältnismäßig geringen Wert gefallen
ist, diese dann einen überaus steilen Anstieg erfährt.
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Die
DE 197 07 785 A1 zeigt
für diese Problematik eine Lösung auf, wobei diese
auch darauf abzielt, einen über den maximal möglichen
Ausrückweg und einen über die Lebensdauer der
Kupplung unzulässigen oder unerwünschten Kraftanstieg,
der die Funktion der Nachstellvorkehrung beeinträchtigen könnte,
zu vermeiden. Die Lösung besteht deshalb darin, dass der
zur Betätigung der Reibungskupplung erforderliche Kraftverlauf
zum Verschwenken der Tel lerfeder durch wenigstens ein Federmittel
verändert wird, welches zumindest in einem Teilbereich
des verbleibenden Ausrückwegbereiches wirksam ist, so dass
ein über die Lebensdauer der Reibungskupplung konstanter
Ausrückkraftverlauf erzielt wird. Dieses Federmittel ist
eine Kompensationsfeder, die am Kupplungsdeckel angelenkt ist. Zur
Begrenzung des Ausrückweges dient ein ringförmiger
Anschlag, der über radial verlaufende Arme mit dem Kupplungsdeckel
verbunden ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Reibungskupplung
der eingangs beschriebenen Art mit einem Mechanismus zu schaffen,
mit dem ein konstanter Ausrückkraftverlauf über die
Lebensdauer der Reibungskupplung erzielbar ist und einem Anschlagmechanismus,
wobei beide Mechanismen aus wenigen Bauteilen einfach und kostengünstig
herstellbar sein sollen.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Reibungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Schnitt durch eine Reibungskupplung mit erfindungsgemäßer
Kompensationsfeder,
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2 eine
räumliche Darstellung dieser Kompensationsfeder aus 1.
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Die
in 1 dargestellte Reibungskupplung 1 besitzt
ein aus Blech hergestelltes Gehäuse 2 und eine
mit diesem drehfest verbundene, jedoch axial begrenzt verlagerbare
Druckscheibe 3. Axial zwischen der Druckscheibe 3 und
dem Deckel 2 wird eine Anpresstellerfeder 4 verspannt,
die um eine vom Gehäuse 2 getragene, ringförmige
Schwenklagerung 5 schwenkbar ist und die Druckscheibe 3 in
Richtung einer mit dem Gehäuse 2 fest verbundenen
Gegendruckplatte 6 beaufschlagt, wodurch die Reibbeläge 7 der
Kupplungsscheibe 8 zwischen den Reibflächen der
Druckscheibe 3 und der Gegendruckplatte 6 eingespannt
werden.
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Die
Druckscheibe 3 ist mit dem Gehäuse 2 über
in Umfangsrichtung bzw. tangential gerichtete Blattfedern 9 drehfest
verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt
die Kupplungsscheibe 8 sogenannte Belagfedersegmente 10,
die einen progressiven Drehmomentaufbau beim Einrücken
der Reibungskupplung 1 gewährleisten, indem sie über
eine begrenzte axiale Verlagerung der beiden Reibbeläge 7 in
Richtung aufeinander zu einen progressiven Anstieg der auf die Reibbeläge 7 einwirkenden
Axialkräfte ermöglichen. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel besitzt die Tellerfeder 4 einen
die Anpresskraft aufbringenden ringförmigen Grundkörper 4a,
von dem radial nach innen verlaufende Betätigungszungen 4b ausgehen.
Die Tellerfeder 4 ist dabei derart aufgebaut, dass sie
mit radial weiter außen liegenden Bereichen die Druckscheibe 3 beaufschlagt
und mit radial weiter innen liegenden Bereichen um die Schwenklagerung 5 kippbar
ist. Die Schwenklagerung 5 umfasst zwei Schwenkauflagen 11, 12,
zwischen denen die Tellerfeder 4 axial gehalten bzw. eingespannt
wird. Die der Druckscheibe 3 zugewandte Seite der an der
Tellerfeder 4 vorgesehenen Schwenkauflage 11 wird
axial in Richtung Gehäuse 2 mittels eines Kraftspeichers 13 mit
Kraft beaufschlagt. Der Kraftspeicher 13 wird durch eine
Tellerfeder bzw. durch ein tellerfederförmiges Bauteil gebildet,
das sich mit radial äußeren Randbereichen 13a am
Gehäuse 2 abstützt und mit radial weiter
innen liegenden, axial in Richtung Tellerfeder 4 hochgebogenen,
zungenförmigen Abschnitten 13c die Schwenkauflage 11 bildet,
welche axial in Richtung Tellerfeder 4 bzw. des Gehäuses 2 kraftbeaufschlagt ist.
Die axial zwischen der Druckscheibe 3 und der Betätigungstellerfeder 4 angeordnete
Tellerfeder 13 besitzt weiterhin radial außen
an ihrem federnden Grundkörper 13b angeformte
Ausleger 13a, die sich an aus dem Gehäuse unmittelbar
herausgeformten Abstützbereichen 14 abstützen.
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Am
Gehäuse 2 sind zur Drehsicherung der Betätigungstellerfeder 4 axial
sich erstreckende Zentrierungsmittel in Form von Nietelementen 15 befestigt,
die sich axial durch zwischen benachbarten Tellerfederzungen 4b vorgesehenen
Ausschnitten erstrecken. Das tellerfederförmige Bauteil
bzw. die Tellerfeder 13 ist als Sensorfeder ausgebildet,
die über einen vorbestimmten Arbeits- bzw. Ausrückweg
eine zumindest im Wesentlichen annähernd konstante Kraft
erzeugen kann. Sofern die Blattfederelemente 9 zwischen
dem Gehäuse 2 und der Druckscheibe 3 eine
Axialkraft aufbringen, überlagert sich diese mit der von
der Sensorfeder 13 aufgebrachten Axialkraft. Bei Blattfederelementen 9,
die derart in die Reibungskupplung 1 eingebaut sind, dass
sie die Druckscheibe 3 axial in Richtung Gehäuse 2 bzw.
Tellerfederfeder 4 beaufschlagen, addieren sich die von
den Blattfederelementen 9 und von der Sensorfeder 13 aufgebrachten
Axialkräfte, welche dann eine sogenannte resultierende,
auf die Tellerfeder 4 einwirkende Sensorkraft bilden, die
der in Richtung Pfeil I auf die Zungenspitzen 4c einwirkenden
Betätigungs- bzw. Ausrückkraft axial entgegengerichtet
ist.
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Unter
der Ausrückkraft ist die Kraft zu verstehen, die während
der Betätigung der Reibungskupplung 1 auf die
Zungenspitzen 4c ausgeübt wird. Diese Ausrückkraft
kann sich, über den Ausrückweg im Bereich der
Zungenspitzen 4 betrachtet, verändern. Die gehäuseseitige
Schwenkauflage 12 wird über eine Nachstellvorkehrung 16 am
Gehäuse 2 abgestützt. Diese Nachstellvorkehrung 16 gewährleistet, dass
bei einer axialen Verlagerung der Schwenkauflagen 11 und 12 in
Richtung der Druckscheibe 3 bzw. in Richtung der Gegendruckplatte 6 kein
ungewolltes Spiel zwischen der Schwenkauflage 12 und dem
Gehäuse 2 bzw. zwischen der Schwenkauflage 12 und der
Tellerfeder 4 entstehen kann. Dadurch wird gewährleistet,
dass keine ungewollten Tod- bzw. Leerwege bei der Betätigung
der Reibungskupplung 1 entstehen, wodurch ein optimaler
Wirkungsgrad und dadurch eine einwandfreie Betätigung der
Reibungskupplung 1 gegeben ist. Die axiale Verlagerung
der Schwenkauflagen 11 und 12 erfolgt bei axialem
Verschleiß an den Reibflächen der Druckscheibe 3 und der
Gegendruckplatte 6 sowie an den Reibbelägen 7.
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Zwischen
dem Gehäuse 2 und der Tellerfeder 4 ist
eine Kompensationsfeder 17 eingebracht, die über
drei an deren Umfang vorgesehene Bohrungen in die Verbindung mit
den Nietelementen 15 eingebunden ist. Diese Kompensationsfeder 17 ist ebenfalls
als Tellerfeder ausgeführt, die im Wesentlichen die Form
eines gleichseitigen Dreiecks aufweist. In diese Kompensationsfeder 17 sind
Anschlagzungen 18 integriert, deren Enden 18a in
axialer Richtung zur Aufbringung einer Vorspannung gebogen sind.
Diese Enden 18a bilden einen Anschlagbereich 22 zur
Wegbegrenzung, an dem die Zungenspitzen 4c der Tellerfeder 4 nach
einem vorbestimmten Axialweg zur Anlage kommen.
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Dieser
Anschlagbereich 22 ist derart ausgebildet, dass er zumindest
annähernd auf dem Ausrückdurchmesser der Tellerfederzungen 4b liegt,
also dem Durchmesser, auf dem das Ausrücklager zur Anlage
an die Tellerfederzungen 4b kommt. Diese Anschlagzungen 18 verhindern
mit ihrem Anschlagbereich 22, der axial zwischen der Tellerfeder 4 und der
Druckscheibe 3 angeordnet ist, einen durch die Ausrückmittel
gebildeten, unzulässig großen Ausrückweg
der Tellerfederzungen 4b. Der axial begrenzte, maximal
mögliche Betätigungsweg ist jedoch derart dimensioniert,
dass die Reibungskupplung 1 nach Erreichen des maximal
zulässigen Verschleißes an den Belägen 7 wenigstens
noch den vollen Sollausrückweg, der für die einwandfrei
Funktion, also ein einwandfreies Trennen der Reibungskupplung 1 erforderlich
ist, aufweist.
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In
der 2 ist die erfindungsgemäße Kompensationsfeder 17 als
Einzelteil perspektivisch dargestellt, so dass daraus die Formgebung
insbesondere in Z-Richtung der Enden 18a der Anschlagzungen 18 deutlich
erkennbar ist. Wie bereits erwähnt, liegt dem Grundkörper 17a der
Kompensationsfeder 17 als Grundform im Wesentlichen ein
gleichseitiges Dreieck zugrunde. Bei dem aus einem Dreieck gebildeten
Grundkörper 17a ist jeweils im Eckpunkt 21 zweier
aufeinander treffender Seitenflächen eine Bohrung zur Befestigung
der Kompensationsfeder 17 in der Reibungskupplung 1 vorgesehen.
Ausgehend von diesen drei Eckpunkten 21 verlaufen radial
nach innen Stege 20 mit gleicher Länge, deren
Enden über einen Kreisring 19 geschlossen werden.
Der Grundkörper 17a, die Stege und der Kreisring 19 liegen
dabei in der Ebene X-Y. Von jeweils einer Seitenmitte ausgehend,
verlaufen radial nach innen die Anschläge 18,
die mit ihren Enden 18a den Anschlagbereich 22 definieren.
Dieser Anschlagbereich 22 bildet somit eine durchbrochene
Kreisringfläche.
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Mit
dieser einfach gestalteten, erfindungsgemäßen
Kompensationsfeder 17 werden in einem Bauteil gleichzeitig
zwei Funktionen realisiert. Dieser einfache Aufbau ermöglicht
eine Reduzierung der Herstellungskosten.
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- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Gehäuse/Decke
- 3
- Druckscheibe
- 4
- Tellerfeder/Anpresstellerfeder/Betätigungstellerfeder
- 4a
- ringförmiger
Grundkörper
- 4b
- Betätigungszungen/Tellerfederzungen
- 4c
- Zungenspitzen
- 5
- Schwenklagerung
- 6
- Gegendruckplatte
- 7
- Reibbeläge
- 8
- Kupplungsscheibe
- 9
- Blattfeder
- 10
- Belagfedersegmente
- 11
- Schwenkauflage
- 12
- Schwenkauflage
- 13
- Kraftspeicher/Sensorfeder
- 13a
- äußerer
Randbereich/angeformte Ausleger
- 13b
- Grundkörper
- 13c
- zungenförmige
Abschnitte
- 14
- Abstützbereich
- 15
- Nietelement
- 16
- Nachstellvorkehrung
- 17
- Kompensationsfeder
- 17a
- Grundkörper
- 18
- Anschlagzungen
- 18a
- Ende
einer Anschlagzunge
- 19
- Kreisring
- 20
- Steg
- 21
- Ecke/Eckpunkt
- 22
- Anschlagbereich
I Richtung der Ausrückkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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