DE102009015151A1

DE102009015151A1 - Reibungskupplung mit Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE102009015151A1
Application number: DE102009015151A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gramann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2009-10-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer Betätigungseinrichtung ohne Ausrücklager. Hierzu wird vorgeschlagen, über eine elektromagnetische Koppelung Energie und Steuerdaten zur Versorgung und Steuerung eines an der Reibungskupplung angeordneten Aktors zu übertragen und die Reibungskupplung mittels einer durch den Aktor bewirkten Verdrehung einer die Druckplatte der Reibungskupplung beaufschlagenden Rampeneinrichtung zu betätigen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit Betätigungseinrichtung, die durch ein axiales Verlagern einer gegenüber einer Anpressplatte axial verlagerbaren Druckplatte die Reibungskupplung betätigt.
Derartige Reibungskupplungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden mittels sich an einem Kupplungsgehäuse abstützende Teller- oder Hebelfedern, die die Druckplatte beaufschlagen, von Betätigungseinrichtungen axial beaufschlagt. Die Betätigungseinrichtungen können dabei mittels Elektromotoren betriebene Aktoren sein, die die Drehbewegung des Elektromotors in eine axiale Bewegung zur Beaufschlagung der Tellerfeder wandeln. Dabei ist zwischen dem Aktor und der Tellerfeder je nach Ausführung als zu- oder aufgedrückte Reibungskupplung ein Wälzlager als Ein- oder Ausrücklager zur Drehentkopplung der Axialbewegung des Aktors nötig.
Weiterhin sind sogenannte Magnetpulverkupplungen bekannt, bei denen in der Druckplatte oder einem dieser zugeordneten Bauteil magnetisierbares Material eingebracht ist, so dass bei einer Magnetisierung des Bauteils die Druckplatte verlagert und die Kupplung betätigt wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, eine Reibungskupplung ohne Einrücklager weiterzubilden.
Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung mit einer axial festen Anpressplatte und einer gegenüber dieser drehfest und axial verlagerbar angeordneten Druckplatte sowie einer zwischen diesen axial verspannbaren Kupplungsscheibe gelöst, wobei eine Betätigungseinrichtung den axialen Abstand zwischen Anpressplatte und Druckplatte zur Betätigung der Reibungskupplung einstellt und die Druckplatte mittels einer Relativverlagerung von zwischen der Druckplatte und einem axial festen Gehäusebauteil wirksamen Rampen einer Rampeneinrichtung, die von einem elektromagnetisch betriebenen Aktor der Betätigungseinrichtung beaufschlagt wird, betätigt wird. Durch die Anordnung des Aktors in die Reibungskupplung, beispielsweise indem dieser an einem festen Gehäusebauteil, beispielsweise am Kupplungsgehäuse, aufgenommen wird, entfällt das Wälzlager zur Drehentkopplung. In vorteilhafter Weise wird die für den Betrieb des Aktors notwendige elektrische Energie von einer Energieversorgungseinheit bereitgestellt, die zumindest aus einem nicht mit der Reibungskupplung drehenden festen Teil und einem mit der Reibungskupplung drehenden Teil gebildet ist. Dabei kann die Energieversorgungseinrichtung nach dem Prinzip eines Elektromotors beziehungsweise Generators ausgebildet sein, indem über den festen Teil auf den drehenden Teil elektrische Energie induktiv über einen Luftspalt übertragen wird. Dabei kann der feste Teil aus einem Dauermagneten oder einem aus einem ein Magnetfeld bildenden Spulensystem gebildet sein. Der drehende Teil kann aus einer elektronischen oder mittels Bürsten kommutierten Empfängerwicklung gebildet sein. Eine auf der Reibungskupplung vorgesehene Vorortelektronik kann dabei die zur Aufbereitung und Weiterverteilung der vom festen Teil übertragenen Energie eingesetzt werden, beispielsweise indem die Empfängerwicklung so kommutiert wird, dass diese gegen den festen Teil unter Erzeugung elektrischer Energie gebremst wird. Dabei kann die Energie aus der kinetischen Energie der Reibungskupplung gewonnen werden oder über das stationäre Teil eingespeist und übertragen werden. Parallel zu der Energieversorgungseinheit kann eine Datenübertragungseinheit vorgesehen sein, die ebenfalls einen mit der Reibungskupplung drehenden und einen fest angeordneten Teil aufweist. Der fest angeordnete Datenübertragungsteil kann dabei durch modulierte elektromagnetische Signale die gewünschten Steuerdaten für den Aktor beziehungsweise die Daten für einen gewünschten Kupplungshub der Reibungskupplung, die in der Vorortelektronik in Steuerdaten für den Aktor umgerechnet werden, an das mit der Drehzahl der Reibungskupplung drehende Datenempfangsteil der Datenübertragungseinheit übertragen. Eine alternative Ausgestaltung sieht eine Übertragung von Steuersignalen über die Spulensysteme der Energieversorgungseinheit vor. Hierzu kann eine Modulierung des Energieversorgungsstroms beziehungsweise der diesem zugeordneten Spannung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich können Daten über ein Sendeteil auf ein an der Reibungskupplung installiertes Empfangsteil telemetrisch übertragen werden.
In einer alternativen Ausgestaltung der Energieversorgungseinheit kann die Spule im festen Teil und zumindest ein Dauermagnet im drehenden Teil im Sinne eines Außenläufers vorgesehen sein, so dass die Kommutierung der Spule stationär vorgesehen werden kann und gegebenenfalls eine Vorortelektronik nur zur Wandlung der Kupplungssteuerdaten in Aktordaten vorgehalten werden muss. Im einfachsten Fall kann auf eine Vorelektronik komplett verzichtet werden, wenn eine Stromerzeugung im nicht drehenden Teil nur dann erfolgt, wenn auch der Aktor bestromt werden soll. Eine derartige Stromerzeugung kann beispielsweise im Steuergerät zur Steuerung der Reibungskupplung mit Dauer und Intensität ermittelt und an das Energieversorgungsteil ausgegeben werden. Alternativ kann eine Vorortelektronik zur Aufbereitung und Weiterverteilung der vom festen Teil zu übertragenden Energie in diesem vorgesehen sein.
Eine alternative Ausgestaltung der Energieversorgungseinheit kann vorsehen, dass die Energie von einer am festen Teil vorgesehenen Spuleneinheit auf eine am drehenden Teil vorgesehene Spuleneinheit transformatorisch übertragen wird. Hierzu kann eine Steuerung der zu übertragenden Energie mittels einer dem festen Teil und/oder dem drehenden Teil zugeordneten Vorortelektronik erfolgen. Eine Datenübertragung kann mittels einer Aufmodulierung auf die elektromagnetischen Flüsse über die Spuleneinheiten unter Berücksichtigung der transformatorischen Wandlung, einer separaten Datenübertragungseinheit und/oder einer telemetrischen Übertragung erfolgen.
Der Aktor kann ein Elektromotor oder ein Elektromagnet sein, wobei in beide axiale Richtungen betreibbare Elektromagneten oder in beide Drehrichtungen betreibbare Elektromagneten besonders vorteilhaft sind. In weiteren Anwendungsbeispielen kann auch ein Piezoelement zur Betätigung der Reibungskupplung vorgesehen sein, das fest mit dem Gehäusebauteil der Reibungskupplung verbunden ist.
Die Aktivierung der Rampeneinrichtung kann mittels eines vom Aktor gesteuerten Verstellrings erfolgen. Dabei kann der Aktor den Verstellring relativ zur Druckplatte und einem gehäusefesten Bauteil verdrehen, wobei eine der Komponenten der Reibeinrichtung, nämlich der Verstellring, die Druckplatte und/oder das gehäusefeste Bauteil, beispielsweise das Kupplungsgehäuse über in Umfangsrichtung verlaufende Rampen verfügt, so dass bei einer Verdrehung des Verstellrings die Druckplatte axial verlagert wird. Durch eine vom Aktor eingeleitete Verdrehung durch einen dosierten Hub eines Elektromagneten, der in Betätigungsrichtung federbelastet sein kann, oder eines Elektromotors kann die Reibungskupplung dosiert geöffnet und geschlossen werden. Dabei können für den Aktor vorteilhafte Getriebe zum Verstellring vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Elektromotor mit einem Kurbel- oder Exzentergetriebe versehen werden, so dass mittels einer Umdrehung des Elektromotors ein Schließen und bei einer Drehrichtungsumkehr ein Öffnen der Reibungskupplung erfolgen kann.
Für einen Elektromagneten oder E-Motor als Aktor kann ein Kniehebel zur Kraftverstärkung vorgesehen sein, der sich an einem gehäusefesten Teil der Reibungskupplung abstützt und mit dem anderen Hebelarm die Verstelleinrichtung beaufschlagt. Zur Rückstellung des Elekt romagneten kann dieser den Verstellring entgegen der Wirkung eines Energiespeichers beaufschlagen.
Um den Aktor über sich über Lebensdauer abnutzenden Reibbelägen, die zu einem Verdrehspiel zwischen dem Aktor und dem Verstellring führen, bei gleichbleibend günstigen Betriebsbedingungen einsetzen zu können, kann eine Verschleißnachstellung vorgesehen sein, die das Verdrehspiel des Verstellrings ausgleicht. Hierzu kann beispielsweise bei Verwendung eines Kniehebels das sich fest abstützende Hebelteil gegenüber seiner Aufnahme verlagerbar aufgenommen sein. Diese verlagerbare Aufnahme kann in Form eines Klemmmechanismus ausgeführt sein, der bei der Betätigung des Verstellrings klemmt und bei einer Entlastung des Verstellrings ein durch Verschleiß entstehendes Verdrehspiel zwischen Verstellring und Druckplatte beziehungsweise dem die Druckplatte drehfest aufnehmenden gehäusefesten Bauteil ausgleicht. Wird ein Verschleiß beispielsweise durch das Wandern eines Tastpunktes der Reibungskupplung, festgestellt, kann ein zusätzlicher Aktor den Klemmmechanismus auslösen und ein verlagerbares Teil relativ zum gehäusefesten Teil verlagern. In einer vereinfachten Form kann der Aktor zur Betätigung der Reibungskupplung diese in eine Richtung betätigen und in die entgegen gesetzte Richtung den Klemmmechanismus betätigen.
Die Betätigungseinrichtung kann für im entspannten Zustand geschlossene, aufgedrückte und bevorzugt für im Ruhezustand offene und bei Betätigung zugedrückte Reibungskupplungen sowie auch selbsthemmende Kupplungen eingesetzt werden. Der Verstellring kann zur Verminderung der Reibung gegenüber der Druckplatte und dem Gehäuse rollengelagert sein, so dass beim Abschalten des Aktors eine Selbstöffnung der Reibungskupplung einsetzt. Alternativ oder zusätzlich kann der Verstellring entgegen der Wirkung eines Energiespeichers geschlossen werden, so dass der Energiespeicher bei Abschalten des Aktors öffnet.
In besonders vorteilhafter Weise können zwei der vorgeschlagenen Reibungskupplungen mit jeweils einer Betätigungseinrichtung zu einer Doppelkupplung kombiniert werden, wobei diese in einem gemeinsamen Kupplungsgehäuse untergebracht sein können. In besonders vorteilhafter Weise können mittels einer einzigen gemeinsamen Energieversorgungseinheit und – soweit nötig – mit einer einzigen gemeinsamen Datenübertragungseinheit ausgestattet werden. Weiterhin kann eine einzige Anpressplatte vorgesehen sein, an der jeweils an einer Seite die Reibbeläge einer den Reibschluss zu jeweils einer Getriebeeingangswelle eines Doppel kupplungsgetriebes herstellenden Kupplungsscheibe mittels der jeweiligen Druckplatte verspannbar sind.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 8 näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Doppelkupplung,
2 ein Detail einer Abwicklung einer Reibungskupplung,
3 ein Detail einer Ansicht einer Reibungskupplung mit Nachstellaktor und
4 ein Detail einer Ansicht einer Reibungskupplung mit einem Aktor.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine typische Anwendung der vorgeschlagenen Reibungskupplung in einem Doppelkupplungsgetriebe 1 mit zwei Reibungskupplungen 3, 4, die zu einer Doppelkupplung 2 mit einem gemeinsamen Gehäuse 5 zusammengefasst sind und eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine, die an das Gehäuse 5 ankoppelt mit dem Doppelkupplungsgetriebe 1 verbindet. Hierzu sind an den beiden Getriebeeingangswellen 6, 7 drehfest Kupplungsscheiben 8, 9 mit Reibbelägen 10, 11 angeordnet. Zur Bildung eines Reibschlusses zwischen Reibflächen der Reibungskupplungen 3, 4 und den Reibbelägen 10, 11 werden die axial verlagerbaren und drehfest am Gehäuse 5 aufgenommenen Druckplatten 12, 13 in Richtung der Anpressplatten 14, 15 verspannt. Die Anpressplatten 14, 15 können zu einer zentralen Anpressplatte vereinigt sein, die an jeder Seite einen Anlagekontakt für die Reibbeläge 10, 11 aufweist, wobei die Druckplatten auf jeweils eine Seite der Anpressplatte zu bewegt werden, wenn die Reibbeläge verspannt werden sollen.
Die Druckplatten 12, 13 werden jeweils von einem elektrisch betriebenen Aktor 16, 17, beispielsweise einem Elektromotor oder einem Elektromagneten betrieben. Hierzu verlagern diese unter Zwischenschaltung jeweils eines Aktorgetriebes Verstellringe 18, 19 einer Rampeneinrichtung längs über den Umfang in den Druckplatten 12, 13 und/oder in einem als Widerlager dienenden gehäusefesten Bauteil 20, 21 eingebrachten Rampen, so dass bei einer Relativverdrehung der Verstellringe 18, 19 entgegen der Druckplatten 12, 13 und gehäusefesten Bauteile 20, 21 die Druckplatten 12, 13 axial verlagern und einen Reibeingriff der Reibbeläge 10, 11 zu den Gegenreibflächen der Druck- und Anpressplatten erzeugt.
Die elektrische Energie zur Versorgung der Aktoren 16, 17 erfolgt über den beiden Aktoren 16, 17 gemeinsame Energieversorgungseinheit 22. Diese ist aus einem fest, beispielsweise auf dem Getriebehals 23 oder einer Wandung 24 des Doppelkupplungsgetriebes 1 aufge nommenen festen Teil 25 und einem verdrehbar mit der Drehzahl der Reibungskupplungen 3, 4 beziehungsweise der Doppelkupplung 2 drehenden rotierenden Teil 26 gebildet. Das rotierende Teil 26 kann hierzu mechanisch an die Doppelkupplung 2 gekoppelt sein, wobei zur Einhaltung eines konstanten Luftspaltes zwischen festem und rotierendem Teil das rotierende Teil 26 im Bereich des festen Teils verdrehbar gelagert und zentriert sein kann und von der Doppelkupplung 2 mitgenommen wird, so dass eine vom rotierenden Teil 26 ausgehende elektrische Leitung 27 fest verdrahtet und nicht über anfällige Schleifkontakte geführt werden kann. Die Energieübertragung der beiden Teile erfolgt im Sinne eines Elektromotors oder Generators induktiv über den zwischen festem Teil 25 und rotierendem Teil 26 eingestellten Luftspalt, indem ein Teil als Stator und das andere als kommutierter, beispielsweise als elektronisch kommutierter Rotor betrieben wird. Wird der Rotor in dem rotierenden Teil 26 vorgesehen, kann die Kommutierung in einer an der Doppelkupplung 2 vorgesehenen Vorortelektronik 28 erfolgen. Ist die Funktion des kommutierten Rotors im Sinne eines Außenläufers im stehenden Teil 25 vorgesehen, kann die Kommutierung im Kupplungssteuergerät 29, das auch die Getriebesteuerung beinhalten kann und mit der Energieversorgungseinheit 22 zumindest mittels einer Datenleitung verbunden ist, erfolgen. Die Energie zur Steuerung der Aktoren 16, 17 kann durch einen generatorischen Betrieb der Energieversorgungseinheit 22 erfolgen, indem die kinetische Energie der Doppelkupplung 2 ausgenutzt wird. Zusätzlich oder alternativ kann vom Kupplungssteuergerät mittel einer entsprechenden Leistungselektronik Energie über die Energieversorgungseinheit 22 auf die Vorortelektronik und von dort bei entsprechender Ansteuerung auf die Aktoren 16, 17 oder unter Steuerung der Energie durch das Kupplungssteuergerät direkt auf die Aktoren übertragen werden.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst weiterhin eine Datenübertragungseinheit 30 zur Übertragung von Daten zur Steuerung der Aktoren. Hierzu werden vom Kupplungssteuergerät 29 Rohdaten auf die Vorortelektronik 28 übertragen. Die Funktion der Datenübertragungseinheit kann in zur Energieversorgungseinheit 22 entsprechender Weise erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann eine telemetrische Datenübertragung auf die Vorortelektronik vorgesehen sein. In besonderen Anwendungen können Daten auf die Energieversorgungseinheit aufmoduliert werden, wodurch die Datenübertragungseinheit 30 entfallen kann.
2 zeigt in schematischer Darstellung ein Detail einer Abwicklung der Reibungskupplung 3 der 1 die Betätigungseinrichtung 38 mit der Rampeneinrichtung 31 zur Betätigung der Reibungskupplung 3. Die Reibbeläge 10 der Kupplungsscheibe sind unter Zwischenlegung einer Belagfederung 32 axial aneinander gelegt und bilden jeweils eine Reibfläche zur Druckplatte 12 und zur nicht dargestellten Anpressplatte. Die Darstellung zeigt die geöffnete Rei bungskupplung mit einem Luftspiel 33. Die Rampeneinrichtung 31 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus dem Verstellring 18 und dem gehäusefesten Bauteil 21 gebildet. Das gehäusefeste Bauteil 21 weist über den Umfang verteilte Rampen 34 auf, auf denen im Verstellring 18 vorgesehene zu den Rampen 34 korrespondierende Rollen 35 vorgesehen sind. Der Verstellring 18 stützt sich axial an der Druckplatte 12 ab, wobei zur Kompensation der unterschiedlichen Drehrichtungen bei einer Verdrehung des Verstellrings 18 gegenüber der drehfest mit dem gehäusefesten Bauteil 21 verbundenen Druckplatte 12 zu den Rollen 35 verschiedene drehentkoppelte nicht dargestellte Rollen auf den auch die Rollen 35 aufnehmenden Achsen 36 oder radial außerhalb oder innerhalb und/oder in Umfangsrichtung beanstandet vorgesehen sind. Die Rollen 35 und die nicht dargestellten Rollen sind über den Umfang verteil fest und verdrehbar in dem Verstellring aufgenommen. In alternativen Ausgestaltungsbeispielen können anstatt der Rampen 34 Rampen in der Druckplatte 12 vorgesehen sein. Zur Darstellung eines geringen Verstellwinkels des Verstellrings 18 können in ihrer Ausrichtung gleichsinnige Rampen sowohl an der Druckplatte 12 als auch an dem gehäusefesten Bauteil 21 vorgesehen sein.
In schematischer Darstellung treibt der Aktor 16 den Verstellring 18 an, so dass dieser verdreht wird. Treibt der Aktor 16 den Verstellring in Richtung des Pfeils 37 an, verlagert der Verstellring 18 infolge einer Bewegung der Rollen 35 längs der aufwärts gerichteten Rampen 34 die Druckplatte 12 in Richtung de Reibbeläge 10, so dass ein Reibeingriff erfolgt. Mit zunehmendem Verstellwinkel werden die Reibbeläge entgegen ihrer Belagfederung 32 von der Druckplatte 12 gegen die Anpressplatte verspannt, so dass das Übertragungsmoment der Reibungskupplung bis zum maximal übertragbaren Moment steigt. Weiterhin kann die Belagfederung durch zumindest einen nicht dargestellten, den Verstellring 18 zurückstellenden Energiespeicher unterstützt werden, so dass bei einer Deaktivierung des Aktors 16 die Reibungskupplung selbstständig öffnet beziehungsweise der Aktor 16 beim Öffnen der Reibungskupplung entlastet wird, so dass lediglich ein in eine Richtung wirkender Aktor 16, beispielsweise ein Proportionalmagnet, der proportional zur aufgewendeten elektrischen Energie einen Verstellweg beziehungsweise Verstellwinkel des Verstellrings 18 bewirkt. Alternativ kann ein Elektromotor verwendet werden, der beispielsweise über ein Gestänge wie Exzenterantrieb den Verstellring 18 betätigt und gegebenenfalls durch eine Drehrichtungsumkehr die Reibungskupplung aufzieht.
3 zeigt in schematischer Teildarstellung eine mögliche Ausgestaltungsform der Betätigungseinrichtung 38 mit einer von einem zusätzlichen Aktor 39 betätigten Verschleißnachstelleinrichtung 40. Aus dieser Teilansicht wird gegenüber der in 2 gezeigten Ab wicklung deutlich, wie der Aktor 16 den Verstellring 18 gegenüber dem axial beabstandeten gehäusefesten Bauteil 21 verdreht. Der Aktor 16 ist fest auf dem gehäusefesten Bauteil 21 aufgenommen und als Schaltmagnet wie Proportionalmagnet ausgeführt, der mittels eines den Kern des Schaltmagneten bildenden Bolzens 41, der in Richtung des Pfeils 42 elektromagnetisch verlagerbar ist, eine Betätigungsmechanik, die hier als Kniehebel 43 ausgeführt ist, betätigt. Der eine Hebelarm 44 des Kniehebels 43 ist dabei in einem Klemmmechanismus 45 und der andere Hebelarm 46 mit dem Verstellring 18 verbunden. Bei einer Betätigung des Aktors 16 wird der Bolzen in Richtung des Pfeils 42 verlagert und der Kniehebel 43 beaufschlagt, dessen einer Hebelarm 44 sich am klemmenden Klemmmechanismus 45 abstützt, wodurch der Hebelarm 46 den Verstellring 18 kraftverstärkt verdreht und damit die Reibungskupplung schließt.
Infolge des Verschleißes der Reibbeläge 10 (2) wird mit zunehmender Betriebsdauer der Reibungskupplung der Verstellwinkel bis zur das maximal übertragbare Moment übertragenden Reibungskupplung größer und der Verdrehweg bis zum Erreichen des Tastpunkts, bei dem die Reibungskupplung beginnt, Moment zu übertragen, steigt. Um diesen Verdrehwinkel über die Lebensdauer konstant zu halten, ist die Verschleißnachstelleinrichtung 40 vorgesehen, bei der ein entgegen des gehäusefesten Bauteils 21 in Umfangsrichtung verlagerbares Nachstellelement 47 vorgesehen ist, an dem der Hebelarm 44 befestigt ist und das einen Anschlag 48 für den Verstellring 18 aufweist. Das Nachstellelement 47 ist Teil des Klemmmechanismus 45 und verfügt über einen linearen Freilauf 49, der von dem Aktor 39 gesteuert wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierzu ein Langloch 50 vorgesehen, in dem eine Klemmrolle 51 begrenzt verlagerbar angeordnet ist, die in einer Richtung der Bewegung entlang des Langlochs 50 gegen das gehäusefeste Bauteil 21 bremst und damit das Nachstellelement 47 gegenüber dem gehäusefesten Bauteil 21 festlegt. Eine Bewegung in die andere Richtung löst die Klemmrolle 51 vom gehäusefesten Bauteil 21 und das Nachstellelement 47 kann einem entstandenen Verschleiß nachgeführt werden, indem beispielsweise der Anschlag 48, der infolge Verschleißes zum Verstellring 18 beabstandet ist, wieder mit dem Verstellring 18 kontaktier wird.
Die Steuerung der Klemmrolle 51 erfolgt mittels des Aktors 39, der hierzu eine Steuermechanik 52 aufweist. Die Erfordernis einer Nachstellung kann beispielsweise durch Auswertung des Energieverbrauchs des Aktors 16 ermittelt werden.
Die 4 zeigt eine zu der Betätigungseinrichtung 38 der 3 alternative Ausführungsform einer Betätigungseinrichtung 138 in einer schematisch dargestellten Teilansicht in jeweils unterschiedlichen Zuständen einer Nachstellung. Mit Teilen der 1 bis 3 in ihrer Funktion ähnliche Teile der nachfolgenden Figuren werden mit um den Betrag einhundert hochgezählte Bezugszeichen verwendet, so dass die bereits unter den 1 bis 3 beschriebenen Funktion dort nachzulesen sind.
Wie aus der 4 hervorgeht, übernimmt der für die Betätigung der Reibungskupplung vorgesehene Aktor 116 zusätzlich die Verlagerung des Nachstellelements 147, so dass der Aktor 39 (3) entfallen kann. 4 stellt eine Betätigung der Reibungskupplung dar, bei dem sich der Hebelarm 144 des Kniehebels 143 fest am Nachstellelement 147 abstützt und bei einer Verlagerung des Bolzens 141 der Hebelarm 146 den Verstellring 18 verdreht und damit die Reibungskupplung öffnet.
Das Nachstellelement 147 weist ein Langloch 153 auf, in dem ein Hebelelement 154 an seinem Drehpunkt verdrehbar im Langloch 153 aufgenommen und entlang des Langlochs 153 axial verlagerbar ist, wobei ein Hebelarm 156 mit dem Hebelarm 144 des Kniehebels 143 verdrehbar verbunden ist und von diesem mitgenommen wird. Solange kein Verschleiß vorhanden ist, bleibt infolge des geringen Verdrehwinkels des Verstellrings 18 bis zum maximal übertragbaren Moment der Knickwinkel α zwischen den Hebelarmen 144, 146 unter einem Verschleißwert und somit der Drehpunkt des Hebelelements 154 am oberen Ende des Langlochs 153, so dass der Hebelarm 157 nicht in das Abstützprofil 155 eingreift. Infolgedessen bleibt das Nachstellelement 147 an seiner durch die Klemmrolle 151 bestimmten Position. Nimmt der Knickwinkel α infolge Verschleißes zu, wird der Drehpunkt des Hebelelements 154 im Langloch 153 nach unten verlagert, wodurch ein Eingriff des Hebelarms 157 in das Abstützprofil bei geschlossener Reibungskupplung erfolgt. Wird die Reibungskupplung geöffnet, zieht der sich zurückbewegende Hebelarm 144 am Hebelarm 156, der am unteren Ende des Langlochs 153 lediglich eine Verdrehung des Hebelelements 154 bewirken kann, so dass während des Öffnungsvorgangs der Reibungskupplung die Klemmrolle 151 gelöst und das Nachstellelement 147 soweit durch den Antrieb des sich am Abstützelement 155 abstützenden Hebelarms 157 verlagert wird, bis der Aktor 116 sich in Ruhestellung befindet und das Spiel 158 zwischen Anschlag 148 und Verstellring 18 aufgebraucht ist. Infolge der Nachstellung des Nachstellelements 147 wird der Hebelarm 157 beim nächsten Einrückvorgang durch Verlagern des Drehpunkts des Hebelelements 154 an den oberen Anschlag des Langlochs 153 wieder aus dem Abstützprofil 155 ausgeschwenkt.

1: Doppelkupplungsgetriebe
2: Doppelkupplung
3: Reibungskupplung
4: Reibungskupplung
5: Gehäuse
6: Getriebeeingangswelle
7: Getriebeeingangswelle
8: Kupplungsscheibe
9: Kupplungsscheibe
10: Reibbelag
11: Reibbelag
12: Druckplatte
13: Druckplatte
14: Anpressplatte
15: Anpressplatte
16: Aktor
17: Aktor
18: Verstellring
19: Verstellring
20: gehäusefestes Bauteil
21: gehäusefestes Bauteil
22: Energieversorgungseinheit
23: Getriebehals
24: Wandung
25: festes Teil
26: rotierendes Teil
27: elektrische Leitung
28: Vorortelektronik
29: Kupplungssteuergerät
30: Datenübertragungseinheit
31: Rampeneinrichtung
32: Belagfederung
33: Luftspiel
34: Rampen
35: Rolle
36: Achse
37: Pfeil
38: Betätigungseinrichtung
39: Aktor
40: Verschleißnachstelleinrichtung
41: Bolzen
42: Pfeil
43: Kniehebel
44: Hebelarm
45: Klemmmechanismus
46: Hebelarm
47: Nachstellelement
48: Anschlag
49: Freilauf
50: Langloch
51: Klemmrolle
52: Steuermechanik
116: Aktor
138: Betätigungseinrichtung
141: Bolzen
143: Kniehebel
144: Hebelarm
146: Hebelarm
147: Nachstellelement
148: Anschlag
151: Klemmrolle
153: Langloch
154: Hebelelement
155: Abstützprofil
156: Hebelarm
157: Hebelarm
158: Spiel
α: Knickwinkel

Claims

Reibungskupplung (3, 4) mit einer axial festen Anpressplatte (14, 15) und einer gegenüber dieser drehfest und axial verlagerbar angeordneten Druckplatte (12, 13) sowie einer zwischen diesen axial verspannbaren Kupplungsscheibe (8, 9), wobei eine Betätigungseinrichtung (38, 138) den axialen Abstand zwischen Anpressplatte (14, 15) und Druckplatte (12, 13) zur Betätigung der Reibungskupplung (3, 4) einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (12, 13) mittels einer Relativverdrehung von zwischen der Druckplatte (12, 13) und einem gehäusefesten Bauteil (20, 21) wirksamen Rampen (34) einer Rampeneinrichtung (31), die von einem elektromagnetisch betriebenen Aktor (16, 116) der Betätigungseinrichtung (38, 138) beaufschlagt wird.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (38, 138) eine Energieversorgungseinheit (22) zumindest bestehend aus einem nicht mit der Reibungskupplung (3, 4) drehenden festen Teil (25) und einem mit der Reibungskupplung drehenden Teil (26) umfasst.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den festen Teil (25) auf den drehenden Teil (26) elektrische Energie induktiv über einen Luftspalt übertragen wird.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Teil (25) aus Dauermagneten gebildet ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Teil (25) aus einem ein Magnetfeld bildenden Spulensystem gebildet ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der drehende Teil (26) aus zumindest einer Empfängerwicklung gebildet ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im drehenden Teil (26) oder in der Reibungskupplung (3, 4) eine Vorortelektronik zur Aufbereitung und Weiterverteilung der vom festen Teil (25) übertragenen Energie vorgesehen ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übertragung von Steuersignalen über die Spulensysteme der Energieversorgungseinheit oder mittels eines separaten, jeweils im festen und drehenden Teil vorgesehen Spulensystems erfolgt.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule im festen Teil (25) und zumindest ein Dauermagnet im drehenden Teil (26) vorgesehen ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im festen Teil (25) eine Vorortelektronik zur Aufbereitung und Weiterverteilung der vom festen Teil (25) zu übertragenden Energie vorgesehen ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie von einem am festen Teil vorgesehenen Spuleneinheit auf eine am drehenden Teil vorgesehenen Spuleneinheit transformatorisch übertragen wird.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der zu übertragenden Energie mittels einer dem festen Teil zugeordneten Vorortelektronik erfolgt.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufbereitung und Weiterverarbeitung einer über die Spuleneinheiten übertragenen Energie mittels einer im drehenden Teil vorgesehenen Vorortelektronik erfolgt.
Reibungskupplung (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (16, 116) ein Elektromagnet ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor ein Piezoelement ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampeneinrichtung (31) mittels eines vom Aktor (16, 116) gesteuerten Verstellrings (18) gesteuert wird.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (18) vom Aktor (16, 116) mittels eines sich an dem gehäusefesten Bauteil (20, 21) abstützenden Kniehebels (43, 143) verdreht wird.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (42, 143) einseitig an einem begrenzt gegenüber dem gehäusefesten Bauteil (21) verlagerbaren Nachstellelement (47, 147) aufgenommen ist, das einen Verschleiß von an der Kupplungsscheibe (8, 9) angeordneten Reibbelägen (10, 11) nachstellt.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachstellelement (47, 147) durch einen Klemmmechanismus (45) begrenzt verlagerbar ausgebildet ist, der beim Schließen der Reibungskupplung (3, 4) klemmt und sich bei öffnender Reibungskupplung (3, 4) von einem Aktor (39, 116) im Falle eines Verschleißes der Reibbeläge (10, 11) den Verstellring (18) nachführt.
Reibungskupplung (4, 5) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor der Aktor (116) zur Betätigung der Reibungskupplung (3, 4) ist.
Reibungskupplung (3, 4) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (116) in eine Bewegungsrichtung die Reibungskupplung (3, 4) einrückt und in die andere Richtung bei Verschleiß das Nachstellelement (147) verlagert.
Reibungskupplung (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass diese zugedrückt wird und selbstöffnend ist.
Doppelkupplung (2) mit zwei in einem Kupplungsgehäuse untergebrachten Reibungskupplungen (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 22.
Doppelkupplung (2) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Reibungskupplungen (3, 4) eine gemeinsame Energieversorgungseinheit (22) und/oder Datenübertragungseinheit (30) aufweisen.