DE102009014473A1

DE102009014473A1 - Kupplungsaggregat

Info

Publication number: DE102009014473A1
Application number: DE102009014473A
Authority: DE
Inventors: Boris Serebrennikov
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2009-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat mit einer von einem Hebelaktor betätigten zugedrückten Reibungskupplung. Um eine Reibungshysterese zwischen dem Hebel des Hebeleinrückers und dem Betätigungshebel der Reibungskupplung zu minimieren, wird das Verhältnis des Verdrehwinkels zu seiner Abweichung senkrecht zur Rotationsachse der Reibungskupplung minimiert. Alternativ wird vorgeschlagen, die Reibung an einer Kontaktfläche zwischen Hebel und Betätigungshebel zu minimieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat mit einer von einem Hebeleinrücker betätigten zugedrückten Reibungskupplung.
Derartige Kupplungsaggregate sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden vorzugsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Eine entsprechende Reibungskupplung ist beispielsweise aus der DE 10 2005 003 505 A1 bekannt. Die DE 10 2004 009 832 A1 offenbart hierzu ein Betätigungssystem als Hebeleinrücker, bei dem ein Hebel über ein Wälzlager auf den Betätigungshebel einwirkt.
Die Kontaktflächen zwischen dem Betätigungssystem der Reibungskupplung und dem Einrücksystem des Hebeleinrückers sind dabei gegeneinander zur Ausbildung eines Anlagekontakts axial verspannt und bilden eine Reibungshysterese.
Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung des Reibungsverhaltens zwischen Reibungskupplung und Hebeleinrücker.
Die Aufgabe wird durch ein Kupplungsaggregat mit zumindest einer mittels eines Hebelaktors betätigten zugedrückten Reibungskupplung, bei der ein Betätigungshebel der Reibungskupplung von Hebelspitzen eines Hebels des Hebelaktors unter Zwischenlegung eines Einrücklagers axial entlang eines mit der Rotationsachse der Reibungskupplung identischen Einrückwegs betätigt wird, wobei der Hebel an dem den Hebelspitzen abgewandten Ende entgegen der Wirkung eines Energiespeichers gehäusefest abgestützt ist und mittels einer einen für den Hebel variablen Hebelpunkt bildenden, längs des Hebels verfahrbaren und sich einerseits gehäusefest und andererseits an einem Längsprofil des Hebels abstützenden Rolleneinheit gegenüber dem variablen Hebelpunkt verschwenkt wird, gelöst, wobei ein aus einer Verlagerung der Hebelspitzen entlang der Senkrechten zur Rotationsachse und einem Verdrehwinkel des Hebels um den Hebelpunkt gebildetes Verhältnis über den Einrückweg betrachtet konstant ist. Hierzu werden die kinematischen Parameter des Hebeleinrückers so ausgelegt, dass die Verlagerung der Hebelspitzen in geradliniger Weise dem sich über den Einrückweg ändernden Verdrehwinkel folgt. Auf diese Weise kann ein Gleiten der Kontaktflächen zwischen dem Betätigungshebel und den Hebelspitzen vermieden und damit die Reibungshysterese vermindert werden. Dabei können die Kontaktflächen direkt zwischen den Hebelspitzen und einem zwischen Hebel und Betätigungshebel angeordneten Wälzlager ausgebildet sein. Hierbei stellt das Wälzlager eine an einem Lagerring vorgesehene Kontaktfläche für die Hebelspitzen des Hebels zur Verfügung. In anderen Ausführungsbeispielen kann zwischen dem Lagerring des Wälzlagers und den Hebelspitzen des Hebels ein weiteres, beispielsweise fest mit dem Lagerring verbundenes Bauteil vorgesehen sein, das eine Kontaktfläche zu den Hebelspitzen aufbaut.
Als Parameter für die Beeinflussung einer Verlagerung der Hebelspitzen aus der Rotationsachse der Reibungskupplung bei einem sich während eines Einrückvorgangs der Reibungskupplung ändernden Verdrehwinkel kann die sogenannte Wippkurve, die das an dem Hebel vorgesehene Längsprofil, auf dem die Rolleneinheit abrollt, bildet, entsprechend ausgelegt werden. Weiterhin können die den Hebel gegen das Gehäuse verspannenden Energiespeicher, das Profil, auf dem die Rolleneinheit gehäusefest abrollt, der Durchmesser der Rollen der Rolleneinheit und weitere bewegte oder die Bewegung des Hebels kinematisch beinflussende Parameter zur gleichförmigen Entwicklung von Verdrehwinkel und Verlagerung aus der Rotationachse herangezogen werden.
Insbesondere wenn die Auslegung des Hebelaktors verbesserte Reibeigenschaften zwischen Betätigungssystem und Einrücksystem nicht zulässt oder nicht ermöglicht, kann die Aufgabe durch ein Kupplungsaggregat mit zumindest einer mittels eines Hebelaktors betätigten zugedrückten Reibungskupplung, bei der ein Betätigungshebel der Reibungskupplung von Hebelspitzen eines Hebels des Hebelaktors unter Zwischenlegung eines Einrücklagers axial entlang eines mit der Rotationsachse der Reibungskupplung identischen Einrückwegs betätigt wird, wobei der Hebel an dem den Hebelspitzen abgewandten Ende entgegen der Wirkung eines Energiespeichers gehäusefest abgestützt ist und mittels einer einen für den Hebel variablen Hebelpunkt bildenden, längs des Hebels verfahrbaren und sich einerseits gehäusefest und andererseits an einem Längsprofil des Hebels abstützenden Rolleneinheit gegenüber dem variablen Hebelpunkt verschwenkt wird, gelöst werden, bei dem die Hebelspitzen an einer Kontaktfläche zu einem mit dem Betätigungshebel in Verbindung stehenden Bauteil einen aus der mittleren Ableitung aus einer Verlagerung der Hebelspitzen entlang der Senkrechten zur Rotationsachse und einem Verdrehwinkel des Hebels um den Hebelpunkt ermittelten Radius aufweisen. Dieser Radius ist auf den Hebelspitzen als Kontaktfläche so ausgebildet, dass bei einer axialen Verlagerung des Betätigungshebels durch die Hebelspitzen, die durch die Bewegung des Hebels um den von der Rolleneinheit vorgegebenen variablen Hebelpunkt gleichzeitig eine Verdrehung und eine Verlagerung aus der Rotationachse erfahren können, auf den Kontaktflächen des Betätigungssystems der Reibungskupplung ab rollen. Ein Abrollen wird dabei durch die Gestaltung des Radius abhängig von der mittleren Ableitung der Verlagerung aus der Rotationsachse der Reibungskupplung nach dem Verdrehwinkel des Hebels ermöglicht.
Die Aufgabe wird insbesondere als Alternative zu den zuvor beschriebenen Lösungen durch ein Kupplungsaggregat mit zumindest einer mittels eines Hebelaktors betätigten zugedrückten Reibungskupplung, bei der ein Betätigungshebel der Reibungskupplung von Hebelspitzen eines Hebels des Hebelaktors unter Zwischenlegung eines Einrücklagers axial entlang eines mit der Rotationsachse der Reibungskupplung identischen Einrückwegs betätigt wird, wobei der Hebel an dem den Hebelspitzen abgewandten Ende entgegen der Wirkung eines Energiespeichers gehäusefest abgestützt ist und mittels einer einen für den Hebel variablen Hebelpunkt bildenden, längs des Hebels verfahrbaren und sich einerseits gehäusefest und andererseits an einem Längsprofil des Hebels abstützenden Rolleneinheit gegenüber dem variablen Hebelpunkt verschwenkt wird, gelöst, wobei die Hebelspitzen an einer Kontaktfläche zu einem mit dem Betätigungshebel in Verbindung stehenden Bauteil ein Profil aufweisen, das mittels einer Funktion abhängig von der Entwicklung des Verdrehwinkels entlang des Einrückwegs und einer Verlagerung der Hebelspitzen entlang der Senkrechten zur Rotationsachse entlang des Einrückwegs angenähert ist. Insbesondere zur Optimierung von nicht mittels eines einzigen Radius optimierbaren Kontaktflächen der Hebelspitzen kann die Abhängigkeit der Verlagerung der Hebelspitzen aus der Rotationsachse bei einem vorgegebenen Verdrehwinkel des Hebels entlang des Einrückweges in Form einer Funktion ermittelt und den Kontaktflächen als entsprechendes balliges, aus mehreren Radien oder numerisch für jeden Verdrehwinkel ermitteltes Profil aufgeprägt werden. Diese Aufprägung kann beispielsweise mittels materialabtragender Verfahren erfolgen, wobei entsprechenden numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschinen die ermittelte Funktion als Steuerprogramm eingegeben werden kann.
Vorteilhafterweise wird mittels dieser Funktion ein Profil ermittelt, das abweichend von einem Kreisprofil über einen Erstreckungswinkel des Profils einem sich über den Verdrehwinkel des Hebels verlagernden Kreismittelpunkt einen sich ändernden Radius zuordnet. Dabei wird in der Funktion die Abhängigkeit von Verdrehwinkel und Verlagerung aus der Rotationsachse berücksichtigt.
Eine weitere Lösung der Aufgabe kann insbesondere bei unzureichender Optimierung der zuvor vorgeschlagenen Lösungen mittels eines Kupplungsaggregats mit zumindest einer mittels eines Hebelaktors betätigten zugedrückten Reibungskupplung, bei der ein Betätigungs hebel der Reibungskupplung von Hebelspitzen eines Hebels des Hebelaktors unter Zwischenlegung eines Einrücklagers axial entlang eines mit der Rotationsachse der Reibungskupplung identischen Einrückwegs betätigt wird, wobei der Hebel an dem den Hebelspitzen abgewandten Ende entgegen der Wirkung eines Energiespeichers gehäusefest abgestützt ist und mittels einer einen für den Hebel variablen Hebelpunkt bildenden, längs des Hebels verfahrbaren und sich einerseits gehäusefest und andererseits an einem Längsprofil des Hebels abstützenden Rolleneinheit gegenüber dem variablen Hebelpunkt verschwenkt wird, vorgeschlagen, wobei die Hebelspitzen jeweils zwei Kontaktflächen zu jeweils korrespondierenden Kontaktflächen eines mit dem Betätigungshebel in Verbindung stehenden Bauteil unterschiedliche Radien aufweisen, wobei die Radien der beiden Kontaktflächen unterschiedlich sind. Durch eine unterschiedliche Ausgestaltung der Radien an den Hebelspitzen wirken die auftretenden Gleitreibungskräfte gegenläufig und heben sich zumindest teilweise auf. Dabei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Radius einer Kontaktfläche aus der maximalen mittleren Ableitung aus einer Verlagerung der Hebelspitzen entlang der Senkrechten zur Rotationsachse und einem Verdrehwinkel des Hebels um den Hebelpunkt oder größer als der Radius der Kontaktfläche der anderen Hebelspitze aus der minimalen mittleren Ableitung aus einer Verlagerung der Hebelspitzen entlang der Senkrechten zur Rotationsachse und einem Verdrehwinkel des Hebels um den Hebelpunkt oder kleiner gewählt wird.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 3 näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer mittels eines Hebeleinrückers betätigten zugedrückten Reibungskupplung,
2 ein zweiteiliges Diagramm zur Darstellung von Kontaktflächen der Hebelspitzen des Hebels
und
3 eine schematische Darstellung von Hebelspitzen mit unterschiedlichen Kontaktflächen.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Kupplungssystem 1 mit einer Reibungskupplung 2. Die Reibungskupplung 2 besteht im Wesentlichen aus einer Gegendruckplatte 6, einer Kupplungsscheibe 5, einer Druckplatte 3, einem Kupplungsdeckel 4 und einem Betäti gungshebel 10, der hier als Teller- oder Hebelfeder ausgebildet ist. Bei der in 1 beispielsweise dargestellten Reibungskupplung 2 handelt es sich um eine sogenannte zugedrückte Kupplung, die im kraftfreien Zustand geöffnet ist und bei Beaufschlagung des Betätigungshebels 10 mit einer vom Ausrücker vorgegebenen Kraft durch Axialverlagerung des Betätigungshebels 10 geschlossen wird, indem die Reibflächen der Kupplungsscheibe 5 einerseits und die Reibflächen der Druckplatte 3 und der Gegendruckplatte 6 in Reibeingriff gebracht werden. Dementsprechend handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei der Kupplungsbetätigungsvorrichtung um einen sogenannten Hebeleinrücker 11 und das Lager am Betätigungshebel 10 ist ein Einrücklager 12. Es versteht sich, dass bei sogenannten aufgedrückten Kupplungen eine entsprechende Verwendung der Kupplungsbetätigungsvorrichtung als Hebelausrücker in ähnlicher Weise vorteilhaft sein kann und daher von der Offenbarung ebenfalls umfasst ist.
Der Hebeleinrücker für die Reibungskupplung 2 besteht im Wesentlichen aus einem Hebelsystem, welches gehäusefest an einer Abstützung 13 angeordnet ist. Der Hebeleinrücker wirkt mittels eines Hebels 7 mit einer Hebellänge L auf das Einrücklager 12, welches um eine hier nicht dargestellte Getriebeeingangswelle herum angeordnet ist, und als Axiallager die Drehzahlunterschiede zwischen der mit Motordrehzahl drehenden Reibungskupplung 2 und dem gehäusefesten Hebel 7 ausgleicht.
In der 1 liegen die Federeinrichtung, hier in Form einer Druckfeder 9, das radial äußere Hebelende des Hebels 7 mit dem Auflagepunkt A, eine zwischen den beiden Hebelenden des Hebels 7 verlagerbare Rolleneinheit 8 mit dem Auflagepunkt B und der am radial inneren Hebelende am Einrücklager 12 anliegenden Auflagepunkt C im Wesentlichen auf einer Wirklinie. Der Auflagepunkt C weist eine Kontaktfläche 15 auf, die sich mit einer Kontaktfläche 16 einer Hülse 17 zum Betätigungssystem der Reibungskupplung 2 in Anlagekontakt befindet. Das Betätigungssystem ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus der Hülse 17, dem Einrücklager 12 und dem Betätigungshebel 10 gebildet. In anderen Ausführungsbeispielen kann beispielsweise die betätigungsseitige Kontaktfläche direkt an dem Lagerring des Einrücklagers vorgesehen sein und einen direkten Anlagekontakt mit der Kontaktfläche 15 ausbilden.
Die Reibungskupplung 2 wird betätigt, indem die Rolleneinheit 8 verlagert wird, woraus entgegen der Kraft der Druckfeder 9 der Hebel 7 und damit die Hebelspitzen 18 am Auflagepunkt C verlagert werden. Während einer Verlagerung der Rolleneinheit 8 stellt sich zwi schen dem Hebel 7 und einer mit diesem in Verbindung stehenden Kontaktfläche der Rolleneinheit 8 ein variabler Verdrehwinkel α ein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Reibungskupplung 2 geöffnet, demzufolge fallen bei radial äußerer Position der Rolleneinheit 8 die Auflagepunkte A und B zusammen. Zum Schließen der Reibungskupplung 2 läuft die verlagerbare Rolleneinheit 8 auf einer im Wesentlichen radialen Teilfläche des Hebels 7 unter Abstützung auf einer Grundplatte oder auf der Getriebegehäusewand direkt nach innen. Der Hebel 7 ist in 1 nicht plan dargestellt. Vielmehr ist ein Längsprofil 19 als sogenannte Wippkurve vorgesehen, die zum einen den Verdrehwinkel α und die Weggröße abhängig von dem Weg der Rolleneinheit 8 festlegt. Weiterhin kann die Kraftentfaltung am Betätigungshebel 10 und damit an den Reibflächen der Reibungskupplung angepasst werden kann. Durch die variable Ausgestaltung des Längsprofils und damit des variablen Verdrehwinkels α variiert der Anstellwinkel der Kontaktfläche 15 gegenüber der Kontaktfläche 16. Weiterhin erfolgt eine Verlagerung des Hebels 7 bezogen auf die Rotationsachse 20 senkrecht zu dieser, so dass entlang des Einrückweges der Reibungskupplung eine Gleitreibung zwischen den Kontaktflächen 15, 16 auftritt, die radiale und gegeneinander verschwenkende Anteile aufweist. Erfindungsgemäß wird diese Gleitreibung durch verschiedene Maßnahmen minimiert, die sich gegenseitig ergänzen oder alternativ angewendet werden. Eine erste Verbesserung kann dadurch erzielt werden, dass der Hebelaktor so ausgelegt wird, dass ein Radialabstand x, der der Verlagerung der Hebelspitzen entlang der Senkrechten zur Rotationsachse 20 entspricht, und der Verdrehwinkel α über den Einrückweg ein konstantes Verhältnis bilden. Eine derartige Auslegung kann über eine entsprechende Abstimmung der kinematischen Parameter, beispielsweise der Ausgestaltung des Längsprofils 19, der Druckfeder 9, die auch in Form eines anders gestalteten Energiespeichers ausgeführt sein kann, erfolgen. Sollte eine derartige Auslegung nicht möglich oder nicht gewünscht sein, kann an der Kontaktfläche 15 ein Profil mit einem konstanten Radius vorgesehen werden, über den Radialabstand x und Verdrehwinkel α in der Weise kompensiert werden, dass die Kontaktfläche 15 auf der Kontaktfläche 16 ohne zu gleiten abrollt. Es versteht sich, dass ein entsprechend korrespondierendes Profil auch an der Kontaktfläche 16 vorgesehen sein kann. Weiterhin können beide Kontaktflächen 15, 16 entsprechende Profile aufweisen, die sich zu einem abrollenden Verhalten der Kontaktflächen 15, 16 ergänzen. In vorteilhafter Weise wird das Profil der Kontaktfläche 15 so gebildet, dass ein Radius aus der mittleren Ableitung aus einer Verlagerung der Hebelspitzen entlang der Senkrechten zur Rotationsachse 20, also einer Änderung des Radialabstands x und einem Verdrehwinkel α des Hebels 7 um den Auflagepunkt B gebildet wird. Weitere Möglichkeiten der Verringerung der Gleitreibung zwischen den Kontaktflächen 15, 16 sind unter den 2 und 3 beschrieben.
Die Rolleneinheit 8 besteht aus mehreren Laufrollen, die aus Gründen der Laufrichtung einerseits auf der Oberfläche des Hebels 7 und andererseits auf der nicht näher dargestellten an der Wandung 21 angeordneten Grundplatte abrollen. An der in 1 gezeigten Position der Rolleneinheit 8 bzw. des Auflagepunktes B wirkt die Spannkraft des Energiespeichers 9 auf einer Hebellänge, die gleich null ist. Deshalb kann kein Moment des Hebels 7 auf das Einrücklager 12 wirken. Wird nun die Rolleneinheit 8 radial zum Einrücklager 12 hin bewegt, so nimmt die Hebellänge zwischen dem Energiespeicher 9 und dem Drehpunkt 8 immer weiter zu. Gleichzeitig verkürzt sich die Hebellänge des mit der Rolleneinheit 8 mitgeführten Auflagepunktes B bis zum Auflagepunkt C am Einrücklager 12. Durch das Verlagern des Auflagepunktes B wird eine Kraftveränderung auf das Einrücklager 12 bewirkt, wodurch die Einrückkraft größer wird, je näher der Auflagepunkt B an das Einrücklager 12 heranrückt. In umgekehrter Weise wird durch die Kraftverhältnisse bewirkt, dass bei Ausbleiben einer Kraft auf die Rolleneinheit 8 diese nach radial außen vom Einrücklager 12 wegbewegt wird, so dass die Reibungskupplung 2 wieder ausgerückt wird. Dadurch kann in einfacher Weise eine selbstöffnende Wirkung der Reibungskupplung 2 erzielt werden. insbesondere im Einsatz bei Doppelkupplung ist dieser Effekt besonders vorteilhaft.
Beispielsweise infolge von Verschleiß in den Reibbelägen der Kupplungsscheibe 5 oder Setzverlusten der Belagfederung zwischen Reibbelägen und der Kupplungsscheibe ist der axiale Abstand zwischen Druckplatte 3 und Gegendruckplatte 6 über die Betriebsdauer der Reibungskupplung 2 Veränderungen unterworfen, die sich unter anderem in einer Verlängerung des Einrückwegs des Betätigungshebels 10 bemerkbar machen. Derartige Änderungen des Einrückweges machen sich in der Auslegung des Betätigungssystems negativ bemerkbar, da die Bauteile und die in der Reibungskupplung und im Betätigungssystem auftretenden Kräfte auf diese Änderungen über Lebensdauer ausgelegt werden müssen. In der Reibungskupplung 2 ist daher eine Nachstelleinrichtung 14 vorgesehen, die einen dem Fehlabstand zwischen Druckplatte 3 und Gegendruckplatte 6 entsprechenden Ausgleich zwischen Kupplungsdeckel 4 und Betätigungshebel 10 einstellt, indem zwischen diesen Teilen in Umfangsrichtung sich erhebende Rampen durch Verdrehen eine axialen Abstand erhöhen. Im nicht nachstellenden Zustand der Kupplung sind diese Rampen beispielsweise durch Reibung bezüglich einer Verdrehung in Umfangsrichtung und damit bezüglich eines ungewollten Nachstellens gehemmt. Wird der Betätigungshebel 10 über ein vorherbestimmtes Maß in Ausrückrichtung bewegt, hebt dieser von der Nachstelleinrichtung 14 ab und die Rampen der Nachstelleinrichtung können – beispielsweise von einer Federeinrichtung unterstützt – solange in Umfangsrichtung verdreht werden, bis sie den durch den Überweg des Betätigungshebels 10 entstandenen Abstand, der idealerweise dem Fehlabstand entspricht, ausgeglichen haben. Es versteht sich, dass andere vorteilhafte Nachstelleinrichtungen – wie beispielsweise die oben beschriebene Nachstelleinrichtung mit einer federbelasteten Schnecke, die bei jedem Nachstellen nur einen begrenzten Einrückweg kompensiert, – ebenfalls vorteilhaft sein können, insbesondere wenn vermieden werden soll, dass zu große Nachstellwege eingestellt werden.
Die 2 zeigt ein zweiteiliges Diagramm zur Einstellung eines Profils an der Kontaktfläche 15 der Hebelspitzen 18 des Hebels 7 (1). Der obere Teil des Diagramms zeigt die Einstellung eines über den Erstreckungswinkel φ konstanten Radius R(φ) mit dem Radius R₀. Dieser Radius R(φ) kann aus der mittleren Ableitung des Radialabstands x nach dem Verdrehwinkel α entsprechend 1 um den Pol K gestaltet werden.
Der untere Teil des Diagramms zeigt einen vom Erstreckungswinkel α abhängigen Radius R(φ). Eine winkelabhängige Ausprägung des Profils der Kontaktfläche 15 kann insbesondere vorgesehen werden, wenn eine Korrelation zwischen Verdrehwinkel α und dem Radialabstand x nicht konstant über den Einrückweg ist. Dabei wird für jeden Kontaktpunkt T der Kontaktfläche 15 (1) ein sich vom Radius R₀ ausgehend über den Erstreckungswinkel φ ergebender Radius R(φ) ermittelt. Der Radius R(φ) wird für sich in negative Erstreckungswinkel φ berechnet. Der Radialabstand x geht dabei als Abstand des Pols K von einer Nulllinie in die Berechnung ein. Für die Verschiebung S des Kontaktpunktes T gelten dabei folgende Zusammenhänge, wobei unter der Variable R' die Ableitung der Funktion R(φ) nach dem Winkel φ zu verstehen ist:
und x = S – R(φ) sin(α + φ). (2)
Hieraus ergibt sich die Abhängigkeit von dem Verdrehwinkel α. Gleichungen (1) und (2) ergeben:
Für den Verdrehwinkel α gilt:
Zur Auffindung einer optimierten Abrollbewegung soll eine Funktion R = R(φ) für eine vorgegebene Bewegung x = x(α) gefunden werden, die also die Bedingung
erfüllt. Die Ableitung des rechten Terms der Gleichung (5) ist dabei eine vorgegebene Funktion des Verdrehwinkels. Die Lösung der Gleichung (5) ist im Sinne einer verbesserten Approximation des Profils der Kontaktfläche der Hebelspitzen nur numerisch lösbar. Hierzu kann die Funktion φ = φ(α) in eine Reihe entwickelt werden: φ = –α + A2α2 + A3α3 + A4α4 + ... (6)
Das absolute Glied ist –α, so dass aus der Gleichung (4) dαdφ = –1 bei φ = 0 folgt, da R' = 0 gilt.
Werden Gleichung (6) in Gleichung (5) und danach Gleichung (5) und (6) in die Gleichung (4) und die Ergebnisse in die Gleichung (3) eingesetzt erhält man Gleichung (7):
Aus Gleichung (7) kann für jeden Verdrehwinkel α die Verschiebung x als Funktion von den Faktoren A2, A3, A4 ... berechnen. Daraus werden aus der x = x(α) durch die Anpas sung dieser Faktoren die Abweichungen berechnet, woraus die Funktion φ = φ(α) bestimmt und nach Einsetzen in Gleichung (5) die Werte für den Radius R(φ) ermittelt werden können.
3 zeigt schematisch die Ausgestaltung einer Hebelspitze 22 alternativ zu den in der 1 gezeigten Hebelspitzen 18 mit zwei unterschiedlichen Radien R₁, R₂ im Schnitt. Durch ein Anformen der beiden Radien R₁, R₂ an die Hebelspitzen 22 werden zwei halbrunde Kontaktflächen 23, 24 gebildet, die in Anlagekontakt mit entsprechend gestuft ausgestalteten Kontaktflächen 25, 26 eines kupplungsseitigen beziehungsweise dem Betätigungssystem der Reibungskupplung zugeordnen Bauteils 27, das beispielsweise der in 1 dargestellten Hülse 17 entspricht, treten. Im Verlaufe einer Einrückbewegung treten dabei infolge des Verdrehwinkels α des Hebels 7 und einer Radialbewegung x gegenüber der Rotationsachse 20 (siehe hierzu 1) unterschiedliche Gleitreibungskräfte auf, die über den Einrückweg unterschiedliche Intensitäten entwickeln, so dass sie sich im Mittel aufheben oder zumindest abschwächen, so dass über den Einrückweg betrachtet die Reibungshysterese abnimmt. Dabei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Radius R₁ größer als der größte Wert der mittleren Ableitung der Abweichung vom Radialabstand x nach dem Verdrehwinkel α und der Radius R₂ kleiner als der kleinste Wert der mittleren Ableitung der Abweichung vom Radialabstand x nach dem Verdrehwinkel α ist.

1: Kupplungssystem
2: Reibungskupplung
3: Druckplatte
4: Kupplungsdeckel
5: Kupplungsscheibe
6: Gegendruckplatte
7: Hebel
8: Rolleneinheit
9: Druckfeder
10: Betätigungshebel
11: Hebeleinrücker
12: Einrücklager
13: Abstützung
14: Nachstelleinrichtung
15: Kontaktfläche
16: Kontaktfläche
17: Hülse
18: Hebelspitzen
19: Längsprofil
20: Rotationsachse
21: Wandung
22: Hebelspitze
23: Kontaktfläche
24: Kontaktfläche
25: Kontaktfläche
26: Kontaktfläche
27: Bauteil
A: Auflagepunkt
B: Auflagepunkt
C: Auflagepunkt
K: Pol
L: Hebellänge
R₀: Radius
R(φ): Radius
T: Kontaktpunkt
x: Radialabstand
α: Verdrehwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005003505 A1 [0002]
- DE 102004009832 A1 [0002]

Claims

Kupplungsaggregat (1) mit zumindest einer mittels eines Hebelaktors (11) betätigten zugedrückten Reibungskupplung (2), bei der ein Betätigungshebel (10) der Reibungskupplung (2) von Hebelspitzen (18) eines Hebels (7) des Hebelaktors (11) unter Zwischenlegung eines Einrücklagers (12) axial entlang eines mit der Rotationsachse (20) der Reibungskupplung (2) identischen Einrückwegs betätigt wird, wobei der Hebel (7) an dem den Hebelspitzen (18) abgewandten Ende entgegen der Wirkung eines Energiespeichers (9) gehäusefest abgestützt ist und mittels einer einen für den Hebel (7) variablen Hebelpunkt (B) bildenden, längs des Hebels (7) verfahrbaren und sich einerseits gehäusefest und andererseits an einem Längsprofil (19) des Hebels (7) abstützenden Rolleneinheit (8) gegenüber dem variablen Hebelpunkt (B) verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einer Verlagerung der Hebelspitzen (18) entlang der Senkrechten zur Rotationsachse (20) und einem Verdrehwinkel (α) des Hebels (7) um den Hebelpunkt (B) gebildetes Verhältnis über den Einrückweg betrachtet konstant ist.
Kupplungsaggregat (1) mit zumindest einer mittels eines Hebelaktors (11) betätigten zugedrückten Reibungskupplung (2), bei der ein Betätigungshebel (10) der Reibungskupplung (2) von Hebelspitzen (18) eines Hebels (7) des Hebelaktors (11) unter Zwischenlegung eines Einrücklagers (12) axial entlang eines mit der Rotationsachse (20) der Reibungskupplung (2) identischen Einrückwegs betätigt wird, wobei der Hebel (7) an dem den Hebelspitzen (18) abgewandten Ende entgegen der Wirkung eines Energiespeichers (9) gehäusefest abgestützt ist und mittels einer einen für den Hebel (7) variablen Hebelpunkt (B) bildenden, längs des Hebels (7) verfahrbaren und sich einerseits gehäusefest und andererseits an einem Längsprofil (19) des Hebels (7) abstützenden Rolleneinheit (8) gegenüber dem variablen Hebelpunkt (B) verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelspitzen (18) an einer Kontaktfläche (15) zu einem mit dem Betätigungshebel (10) in Verbindung stehenden Bauteil einen aus der mittleren Ableitung aus einer Verlagerung der Hebelspitzen (18) entlang der Senkrechten zur Rotationsachse (20) und einem Verdrehwinkel (α) des Hebels (7) um den Hebelpunkt (B) ermittelten Radius aufweisen.
Kupplungsaggregat (1) mit zumindest einer mittels eines Hebelaktors (11) betätigten zugedrückten Reibungskupplung (2), bei der ein Betätigungshebel (10) der Reibungs kupplung (2) von Hebelspitzen (18) eines Hebels (7) des Hebelaktors (11) unter Zwischenlegung eines Einrücklagers (12) axial entlang eines mit der Rotationsachse (20) der Reibungskupplung (2) identischen Einrückwegs betätigt wird, wobei der Hebel (7) an dem den Hebelspitzen (18) abgewandten Ende entgegen der Wirkung eines Energiespeichers (9) gehäusefest abgestützt ist und mittels einer einen für den Hebel (7) variablen Hebelpunkt (B) bildenden, längs des Hebels (7) verfahrbaren und sich einerseits gehäusefest und andererseits an einem Längsprofil (19) des Hebels (7) abstützenden Rolleneinheit (8) gegenüber dem variablen Hebelpunkt (B) verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelspitzen (18) an einer Kontaktfläche (15) zu einem mit dem Betätigungshebel (10) in Verbindung stehenden Bauteil ein Profil aufweisen, das mittels einer Funktion abhängig von der Entwicklung des Verdrehwinkels (α) entlang des Einrückwegs und einer Verlagerung der Hebelspitzen (18) entlang der Senkrechten zur Rotationsachse (20) entlang des Einrückwegs angenähert ist.
Kupplungsaggregat (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Funktion der Radius (R(φ)) des Profils über einen Entwicklungswinkel (φ) abhängig vom Verdrehwinkel (α) und der Verlagerung (x) aus der Rotationsachse (20) der Reibungskupplung (2) ermittelt wird.
Kupplungsaggregat (1) mit zumindest einer mittels eines Hebelaktors (11) betätigten zugedrückten Reibungskupplung (2), bei der ein Betätigungshebel (10) der Reibungskupplung (2) von Hebelspitzen (18) eines Hebels (7) des Hebelaktors (11) unter Zwischenlegung eines Einrücklagers (12) axial entlang eines mit der Rotationsachse (20) der Reibungskupplung (2) identischen Einrückwegs betätigt wird, wobei der Hebel (7) an dem den Hebelspitzen (18) abgewandten Ende entgegen der Wirkung eines Energiespeichers (9) gehäusefest abgestützt ist und mittels einer einen für den Hebel (7) variablen Hebelpunkt (B) bildenden, längs des Hebels (7) verfahrbaren und sich einerseits gehäusefest und andererseits an einem Längsprofil (19) des Hebels (7) abstützenden Rolleneinheit (8) gegenüber dem variablen Hebelpunkt (B) verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelspitzen (22) jeweils zwei Kontaktflächen (23, 24) mit unterschiedlichen Radien (R₁, R₂) aufweisen.
Kupplungsaggregat (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius (R₁) zumindest aus der maximalen mittleren Ableitung aus einer Verlagerung der Hebelspitzen (22) entlang der Senkrechten zur Rotationsachse (20) und einem Verdrehwinkel (α) des Hebels (7) um den Hebelpunkt (B) und der andere Radius (R₂) aus höchstens der minimalen mittleren Ableitung aus einer Verlagerung der Hebelspitzen entlang der Senkrechten zur Rotationsachse und einem Verdrehwinkel (α) des Hebels (7) um den Hebelpunkt (B) gebildet ist.