DE102009035225A1

DE102009035225A1 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102009035225A1
Application number: DE102009035225A
Authority: DE
Inventors: Michael Schneider; Gerd Ahnert
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2010-02-25
Also published as: CN102132057A; DE112009002262B4; CN102132057B; WO2010020205A1; DE112009002262A5; DE112009002262C5

Abstract

Es wird eine Reibungskupplung mit einer weggesteuerten Nachstelleinrichtung vorgeschlagen, bei der ein Verschleiß der Reibbeläge kompensiert wird, indem ein entstehender erster Abstand zwischen Anpressplatte und Hebelsystem mittels einer Verdrehung eines zwischen Anpressplatte und Hebelsystem angeordneten Rampensystems mittels einer Spindel mit einem Ritzel dann ausgeglichen wird, wenn bei vom Hebelsystem mit maximaler Kraft beaufschlagter Druckplatte ein zweiter vorgegebener Abstand zwischen Druckplatte und Kupplungsgehäuse ermittelt wird, der einen vorgegebenen Wert überschreitet. Es erfolgt eine Verdrehung während einer Entlastung der Druckplatte durch das Hebelsystem und eine Verlagerung der Druckplatte mittels der zwischen Druckplatte und dem Kupplungsgehäuse wirksamen Energiespeicher, indem das Ritzel von einer Klinke verdreht wird. Dabei gleitet die Klinke während einer Hubbewegung auf dem Ritzel und bildet bei erkanntem Verschleiß einen Formschluss mit dem Ritzel. Um einer Verdrehung des Ritzels infolge Reibung zwischen Klinke und Ritzel vorzubeugen, wird zumindest eine Sperrklinke in das Ritzel geschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer Anpressplatte und einer zu dieser axial begrenzt verlagerbaren, von einem Hebelsystem beaufschlagten Druckplatte zur Herstellung eines Reibeingriffs gegenüber Reibbelägen einer Kupplungsscheibe, wobei abhängig vom Verschleiß eine Nachstellung der Reibungskupplung mit einem Nachjustieren des Hebelsystems erfolgt.
Reibungskupplungen mit Nachstelleinrichtungen sind bekannt. So kann eine derartige Nachstelleinrichtung beispielsweise kraftgesteuert erfolgen. Hier wird eine infolge eines Verschleißes ungünstige Entwicklung der Anpresskraft eines die Druckplatte der Reibungskupplung beaufschlagenden Hebelsystems, beispielsweise einer Tellerfeder, erfasst und abhängig von der Anpresskraft eine Nachstellung bewirkt werden. Alternativ kann ein bei Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe auftretender Fehlabstand zwischen Kupplungsgehäuse und dem Hebelsystem ermittelt und abhängig von einem Fehlabstand korrigiert werden. Zur Korrektur werden dabei zwischen der Druckplatte und dem Hebelsystem angeordnete Ausgleichsmittel wie Rampensysteme oder Gewinde verdreht. Infolge von Vibrationen oder Masse- und Trägheitseinflüssen kann eine ungewünschte Verdrehung eine Über- oder Unterkompensation verursachen.
Bei Reibungskupplungen mit weggesteuerten Nachstelleinrichtungen – wie in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2007 052 312.4 beschrieben – wirkt beispielsweise eine sich axial in Abhängigkeit vom Abstand des Hebelsystems und der Anpressplatte axial verlagernde Klinke auf ein Ritzel einer an der Anpressplatte verdrehbar aufgenommenen Spindel, wobei eine auf der Spindel aufgenommene Spindelmutter bei Verdrehung der Spindel einen zwischen Anpressplatte und der Tellerfeder angeordneten Rampenring eines Rampensystems verdreht, wodurch der ursprüngliche Abstand des Hebelsystems zur Anpressplatte wieder hergestellt wird. Dabei gleitet während des Hubs der Druckplatte gegenüber der Anpressplatte die Klinke auf den Zähnen des Ritzels und rastet bei einem vorgegebenen Verschleiß in eine Zahnlücke zwischen zwei Zähnen ein und nimmt beim nächsten Öffnungsvorgang der Reibungskupplung das Ritzel formschlüssig mit und verdreht dabei das Ritzel und damit die Spindel, wodurch die Spindelmutter den Rampenring um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht und die Reibungskupplung damit nachstellt. Durch die unter Vorspannung auf den Zähnen des Ritzels unter Reibung gleitende Klinke kann eine Pendelbewegung des Ritzels während der Hubbewegungen zu einer unsicheren Nachstellung führen.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung der Funktionsfähigkeit wegnachstellender Reibungskupplungen.
Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung zumindest bestehend aus einem Kupplungsgehäuse mit einer drehfest und axial begrenzt zu dieser verlagerbaren Druckplatte, die von einem sich am Kupplungsgehäuse abstützenden Hebelsystem gegenüber einer am Kupplungsgehäuse fest angeordneten Anpressplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung axial verlagerbar ist, gelöst, wobei während eines Hubs der Druckplatte in Abhängigkeit von einer Änderung eines Abstands zwischen Anpressplatte und Hebelsystem eine Klinke auf Zähnen eines mit einer eine Nachstelleinrichtung verdrehenden Spindel verbundenen Ritzels gleitet und bei Erreichen einer Verschleißgrenze mit einem Zahn einen Formschluss bildet und beim nächsten Hub das Ritzel verdreht. Hierbei wird zur Verhinderung eines Zurückdrehens des Ritzels insbesondere während der Hubbewegungen der Reibungskupplung, die eine Gleitreibung der Klinke auf dem Ritzel bedingen, eine Sperreinrichtung vorgesehen, die formschlüssig in das Umfangsprofil des Ritzels eingreift und ein Rückdrehen des Ritzels verhindert.
Bei der vorgeschlagenen Reibungskupplung erfolgt zum einen eine Kompensation eines Verschleißes bei sich öffnender Reibungskupplung im Gegensatz zu Nachstelleinrichtungen, bei denen eine Steuereinrichtung oder andere Speicherbauteile wie Energiespeicher oder Wegsensoren während oder vor dem Öffnen der Reibungskupplung einen ermittelten Verschleißabstand beziehungsweise Fehlabstand zwischenspeichern und beim Schließen der Reibungskupplung die Steuereinrichtung abhängig von dem zwischengespeicherten Wert den Fehlabstand kompensieren. Zum anderen tritt die Steuereinrichtung erst in wirksamen Kontakt mit der Verdreheinrichtung, wenn tatsächlich ein Verschleiß festgestellt wurde. Dies bedeutet, dass ein Formschluss zwischen Klinke und Ritzel erst eintritt, wenn die Klinke während eines Hubs der Druckplatte infolge Verschleißes soweit zurückverlagert wird, dass sie in eine Zahnlücke zwischen den Zähnen des Ritzels einschnappt. Es können daher unnötige Fehlerquellen zur Beeinflussung der Spindel durch die Steuereinrichtung ausgeschlossen werden.
Unter Hebelsystem ist eine Hebeleinrichtung zu verstehen, die sich unter Ausbildung eines – je nach Ausführungsform der Reibungskupplung als gedrückte oder gezogene Kupplung – ein- oder zweiarmigen Hebels an dem Kupplungsgehäuse abstützt, wobei der Hebel gegen das Gehäuse axial mittels eines oder mehrerer Energiespeicher verspannt ist, um eine Anpresskraft gegenüber der Druckplatte aufbringen zu können, wodurch diese unter Ausbildung eines Reibeingriffs mit den Reibbelägen einer Kupplungsscheibe mit einer Anpressplatte, die als Einmassenschwungrad oder als Sekundärteil eines Zweimassenschwungrads ausgebildet sein kann, axial verspannt wird. Es versteht sich, dass das vorgeschlagene Prinzip einer Nachstelleinrichtung auch bei entsprechender Anpassung für sogenannte zugedrückte oder zugezogene Reibungskupplung in vorteilhafter Weise angewendet werden kann, wobei diese durch Aufwendung einer Anpresskraft ausgehende von einem kraftfreien geöffneten Zustand einen Reibschluss mit den Reibbelägen der Kupplungsscheibe herstellen, wenn ein sich am Kupplungsgehäuse abstützendes Hebelsystem unter Aufwendung einer der Öffnungskraft entgegenwirkenden Kraft in Richtung Druckplatte gedrückt oder gezogen wird.
In vorzugsweiser Ausgestaltung kann das Hebelsystem als Tellerfeder ausgebildet sein, die mittels eines radial äußeren Kraftrands als Energiespeicher dient und radial innen mittels Tellerfederzungen axial als Hebel beaufschlagbar ist. Zur Rückstellung der Druckplatte während eines Ausrückvorgangs mit nachlassender Anpresskraft sind zwischen dem Kupplungsgehäuse und der Druckplatte axial der Anpresskraft entgegen wirkende Energiespeicher wie Blattfedern vorgesehen, die die Druckplatte in Richtung Kupplungsgehäuse bei nachlassender Anpresskraft während des Ausrückvorgangs der Reibungskupplung verlagern. Dabei wird zumindest ein Teil der Rückstellkraft dieser Energiespeicher zur Nachstellung der Reibungskupplung verwendet, wobei diese entsprechend für diesen Vorgang dimensioniert werden.
Die Verdreheinrichtung mit Spindel, daran befestigtem Ritzel und Spindelmutter sowie dem nachfolgend von dieser verdrehten Rampenring des Rampensystems zum Ausgleich des durch Verschleiß zwischen Anpressplatte und Hebelsystem beziehungsweise Kupplungsgehäuse verminderten Abstands ist dabei auf der Druckplatte aufgenommen. Beispielsweise kann eine Blechhalterung mit der Druckplatte vernietet sein oder die Lagerung der Spindel kann direkt in der Druckplatte eingearbeitet sein, Die Verdreheinrichtung kann in der Weise ausgestaltet sein, dass eine axial von der Steuereinrichtung auf die Verdreheinrichtung übertragene Kraft mittels eines Getriebes in eine in Umfangsrichtung auf das Rampensystem wirkende Kraft umgelenkt wird. Vorteilhafterweise wird die als Spindel und Spindelmutter gebildete Verdreheinrichtung von der Steuereinrichtung angetrieben, wobei die Spindelmutter in das ringförmig ausgestaltetes Rampensystem formschlüssig eingreift. Das Rampensystem kann dabei beispielsweise ein Rampenring mit axial ausgebildeten, über den Umfang verteilten Rampen sein, der mit an der Druckplatte korrespondierend angeformten oder angebrachten Gegenrampen in Wechselwirkung tritt, so dass die axiale Höhe bei Verdrehung der Rampen in Richtung der gegenläufigen Rampensteigungen von Rampenring und Gegenrampen zunimmt. Der Rampenring kann für einen formschlüssigen Eingriff der Spindelmutter eine der Anzahl von Eingriffsmitteln entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweisen, mit denen die Eingriffsmittel einen Formschluss bilden. Dabei können die Eingriffsmittel an der Spindelmutter vorgesehene, beispielsweise aus dem Material dieser ausgeformte, kalottenartige, ballige oder ähnlich geformte Profile sein, die in die Ausnehmungen verschwenkbar eingreifen, so dass sich bei einer linearen Verlagerung der Spindelmutter entlang der Spindel die Profile der von diesen in einem Kreisbogen verdrehten Ausnehmungen entsprechend in den Ausnehmungen verschwenken beziehungsweise mit einem Radialspiel in den Ausnehmungen verlagern können. Dabei können die Profile einen Außenradius aufweisen, der an eine kreisbogenförmige Ausbildung der Ausnehmungen und an die relative Verdrehung von Spindelmutter und Rampenring angepasst sind, so dass sich diese gegeneinander formschlüssig und ohne Spiel gegeneinander bei einem Nachstellvorgang verdrehen. Es hat sich gezeigt, dass zwei mit zwei Profilen in Wechselwirkung tretende Ausnehmungen vorteilhaft sein können, wobei die Profile auch an dem Rampenring und die Ausnehmungen an der Spindelmutter vorgesehen sein können. Es versteht sich, dass die Spindelmutter auf der Spindel gegen Verdrehung gesichert verlagert wird. Die Steigung des Gewindes der Spindel und der Spindelmutter sind so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung selbsthemmend wirkt. Andererseits kann die Steigung des Gewindes an den gewünschten Verdrehwinkel des Rampenrings angepasst werden, um den dieser bei einem Nachstellvorgang verdreht werden soll.
Zur Steuerung der Verdrehung durch die Steuereinrichtung treten Steuereinrichtung und Verdreheinrichtung im Nachstellfall formschlüssig miteinander in Wechselwirkung. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Steuereinrichtung am Kupplungsgehäuse befestigt ist, so dass während der Montage das Kupplungsgehäuse mit Hebelsystem und Steuereinrichtung und die Druckplatte mit Rampensystem als voneinander unabhängige Module teilmontiert werden können. Beim Zusammenbau der beiden Module wird dann die Verdreheinrichtung mit der Spindel und dem an dieser drehfest angeordneten Ritzel mit der Steuereinrichtung mit einem Steuerteil in Anlagekontakt gebracht. Hierzu weist das Ritzel ein Umfangsprofil auf, beispielsweise am Außenumfang oder einem axial abgesetzten kleineren Radius über den Umfang verteilte Zähne, die zur besseren Ausbildung eines Formschlusses mit der Steuereinrichtung sägezahnartig von der Druckplatte wegweisend ausgebildet sein können. in das Umfangsprofil greift im Falle der Nachstellung eine an der Steuereinrichtung vorgesehene Klinke ein, die zur Nachstellung in Richtung Druckplatte verlagert wird und das Ritzel antreibt, damit die Spindel verdreht und die Spindelmutter axial auf der Spindel verlagert, die wiederum den Rampenring gegenüber der Druckplatte um den sich aus den darauf abgestimmten Übersetzungen um einen vorge gebenen Betrag verdreht und für einen axialen Ausgleich des durch Abrieb der Reibbeläge und/oder weitere Effekte wie beispielsweise Setzen der Reibbeläge oder anderen Bauteilen der Reibungskupplung entstandenen Fehlabstand sorgt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Klinke der Steuereinrichtung unter Vorspannung mit dem Umfangsprofil des Ritzels in Kontakt gebracht wird. Weiterhin kann von Vorteil sein, wenn das Modul mit der Druckplatte bereits auf die zu verwendende Kupplungsscheibe vorjustiert wird.
Der Formschluss zwischen Steuereinrichtung und Verdreheinrichtung erfolgt erst, wenn ein zu kompensierender Verschleiß vorliegt. Dies erfolgt, indem der Formschluss zwischen die Klinke der Steuereinrichtung und Umfangsprofil des Ritzels in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Kupplungsdeckel und Druckplatte, also wegabhängig, hergestellt wird. Dabei wird die Steuereinrichtung mit der Klinke axial positioniert am Kupplungsdeckel aufgenommen, während sich das Ritzel der Verdreheinrichtung axial mit zunehmendem Verschleiß von der Klinke entfernt. Der Abstand zwischen Klinke und Ritzel ist dabei so ausgelegt, dass bei Abwesenheit von Verschleiß die Klinke am Außenumfang des Umfangprofils unter Vorspannung anliegt und bei einer Entfernung der Druckplatte axial über eine Profilkante, beispielsweise einen Zahnkopf, hinaus bewegt wird, so dass die Klinke auf den Profilgrund, beispielsweise den Zahngrund einrastet, so dass sich in Bewegungsrichtung auf die Druckplatte zu ein Formschluss zwischen Klinke und Umfangsprofil bildet. Wird die Reibungskupplung nun geöffnet, das heißt, die Anpresskraft des Hebelsystems vermindert, verlagert sich infolge der Rückstellkraft der Blattfedern die Druckplatte und damit die Verdreheinrichtung mit Spindel und Ritzel gegen die Klinke, wodurch infolge des Formschlusses das Ritzel verdreht und das Rampensystem verdreht wird. Bei nicht eingerasteter Klinke gleitet diese bei jedem Ausrückvorgang am Außenumfang entlang. Die Energiespeicher zwischen Druckplatte und Kupplungsgehäuse sind dabei so ausgelegt, dass bei einer Verlagerung der Druckplatte in die ausgerückte Position der Reibungskupplung die in das Ritzel eingerastete Klinke bei einem Blockieren des Ritzels in Richtung Ausrückposition mitgenommen wird. Hierzu ist die Klinke gegenüber dem Gehäuse axial elastisch aufgenommen, so dass die Reibungskupplung selbst bei blockierter Nachstelleinrichtung sicher geöffnet werden kann.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung aus einem endseitig mit dem Kupplungsgehäuse verbundenen, in Richtung der Druckplatte elastischen und vorgespannten Federelement mit einer Klinke gebildet sein. Dabei ist die Federkonstante des Federelementes so ausgebildet, dass das Federelement bei einer Rückstellung der Druckplatte unter gewöhnlichen Bedingungen im Nachstellfall für eine Verdrehung des Ritzels sorgt, jedoch bei noch nicht möglicher Verdrehung beispielsweise infolge noch in Reibeingriff befindli cher Reibbeläge entgegen seiner Federkonstante elastisch verspannt wird, was zu einer Erhöhung der Vorspannung und einer Rückverlagerung der Klinke führt. Sobald das Rampensystem verdrehbar wird, wird die erhöhte Vorspannung abgebaut und das Ritzel angetrieben und damit das Rampensystem verdreht. Dabei hat sich gezeigt, dass das Federelement in vorteilhafter Weise in seiner ursprünglichen Position vorgespannt gegen einen axialen Anschlag positioniert wird, der die Klinke an einer reproduzierbaren Position festlegt. Zumindest durch Abstimmung der Steifigkeit des Federelements, der zum Verdrehen des Rampensystems notwendigen Kraft, der Steifigkeit der zwischen der Druckplatte und dem Kupplungsgehäuse wirksamen Energiespeicher kann damit bei einer Entspannung der Anpresskraft des Hebelsystems – also bereits beim Öffnen der Reibungskupplung – und bei Vorliegen von Verschleiß erzielt werden, dass die in Formschluss mit dem Umfangsprofil stehende Klinke ein Verdrehen des Ritzels sicher bewirkt wird, auch wenn bei anfangs klemmender Nachstellung zuerst das Federelement die Energie zur Nachstellung zwischenspeichert.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass es vorteilhaft sein kann, wenn der Weg einer Nachstellung, während die Reibungskupplung geöffnet wird, begrenzt wird. Auf diese Weise kann ein definierter Nachstellweg vorgegeben werden. Besonders vorteilhaft ist, wenn dieser Weg in Abhängigkeit von einem zurückgelegten Weg des Hebelsystems abhängig gemacht wird. Dabei kann in vorteilhafter Weise bei Überschreiten eines bei der Entspannung des Hebelsystems von diesem zurückgelegten, vorgegebenen Weg das Federelement von dem Hebelsystem entgegen der Richtung zur Druckplatte mitgenommen werden. Damit wird die Einwirkung des Federelementes mittels der Klinke bei Überschreiten des Weges sofort gestoppt. Ein weiterer Vorteil der Aufhebung des Nachstelleingriffs ist bei klemmender oder schwer gängiger Verdreheinrichtung und/oder Rampensystem eine Überbeanspruchung der Blattfedern, die zu einer unterbleibenden oder verminderten Verlagerung der Druckplatte beim Öffnen der Reibungskupplung führen könnte. Im einfachsten Fall einer derartigen Wegbegrenzung der Nachstellung kann ein sich aufstellendes Hebelteil auf das Federelement axial einwirken und dieses axial entgegen der Richtung zur Druckplatte mitnehmen. Hierzu kann an dem Hebelteil und/oder an dem Federelement eine Anlagefläche oder ein Anschlag ausgebildet sein. Ein weiteres Ausführungsbeispiel kann vorsehen, dass das Hebelsystem nach Überschreiten des Wegs in Anlagekontakt mit einem zweiten Anschlag tritt, wobei erster und zweiter Anschlag voneinander in einem vorgegebenen Abstand beabstandet sind, so dass durch Mitnahme des zweiten Anschlags der erste Anschlag für das Federelement axial mitgenommen wird und damit das an dem ersten Anschlag liegende Federelement. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die beiden Anschläge auf einem gegenüber dem Kupplungsgehäuse axial entgegen der Wirkung eines Energiespeichers verlagerbaren Bauteils angeordnet sind. Dieser Energiespei cher kann wiederum das Federelement sein, so dass mit einer geringen Anzahl von Bauteilen beide Anschlagsfunktionen, beziehungsweise die Steuereinrichtung samt deren Wegbegrenzung darstellbar sind.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken kann die Sperreinrichtung an der Anpressplatte vorgesehen sein, wobei diese in die Anpressplatte direkt integriert ist, beispielsweise eingearbeitet sein kann oder bevorzugt aus einem Blechteil gebildet ist, das an der üblicherweise aus Gussmaterial gefertigten Anpressplatte beispielsweise mittels Nieten oder Schrauben befestigt ist. Alternativ kann die Sperreinrichtung in einem Halter, der aus Blech gefertigt sein kann und an der Anpressplatte befestigt ist, zur Aufnahme der Spindel integriert sein.
Im einfachsten Fall kann die Sperreinrichtung aus einer einzigen Sperrklinke gebildet sein, die formschlüssig in das Umfangsprofil eingreift, wobei Klinke und Sperrklinke gegeneinander phasenverschoben sind. Dies bedeutet, dass bei geschlossener Reibungskupplung beispielsweise bei einem als Verzahnung ausgebildeten Umfangsprofil die Klinke auf dem Zahnkopf angeordnet ist, während die Sperrklinke sich im Zahngrund eines anderen Zahns befindet. Auf diese Weise kann das Rückstellen des Ritzels auf maximal einen halben Zahn vermindert werden. Infolge der begrenzten Teilungsmöglichkeit des Umfangsprofils kann es jedoch vorteilhaft sein, zumindest zwei unterschiedlich lange Sperrklinken vorzusehen. Diese Sperrklinken können über eine Teilung des Umfangsprofils verteilt angeordnet sein, wobei diese an unterschiedlichen Teilungen des Umfangsprofils über die Positionen der Teilungen verteilt angeordnet sein können.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Längenunterschied der Sperrklinken zumindest einem Umfangssegment einer Teilung des Umfangsprofils des Ritzels entspricht. Auf diese Weise wird je nach Anzahl der Sperrklinke eine entsprechende Unterteilung der Teilung des Umfangsprofils erzielt, indem bei einer entsprechend kleineren Verdrehung des Ritzels als einer Teilung des Umfangsprofils die entsprechende Sperrklinke einen Formschluss mit Profilen des Umfangsprofils wie beispielsweise Sägezähnen eines Zahnprofils bildet.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Sperreinrichtung Sperrklinken in einer Ebene längs des Umfangsprofils enthalten, so dass die Sperrklinken auf eine Teilung des Umfangsprofils eingreifen und infolge ihrer unterschiedlichen Länge bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln des Ritzels einen Formschluss mit demselben Profilsegment wie Zahn bilden. Alternativ oder zusätzlich können Sperrklinken auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein, so dass diese in unterschiedliche Teilungsbereiche des Umfangsprofils eingreifen. Die Länge der Sperrklinken bezogen aufeinander ist dabei so ausgestaltet, dass sie unterschiedliche Positionen verteilt über das Umfangssegment einer Teilung einnehmen.
Zur Sicherstellung einer guten Anlage der freien Enden der Sperrklinken am Umfangsprofil können diese gegenüber dem Ritzel vorgespannt sein. Weiterhin können die freien Enden der Sperrklinken, beispielsweise zur Verbesserung des Anlagekontakts, an das Profil der Umfangsverzahnung angepasst werden. Beispielsweise können bei einer Ausgestaltung des Umfangsprofils als Sägezahnprofil die freien Enden in Richtung der Zahnflanken des Sägezahnprofils gekröpft sein. Insbesondere zur Verringerung von durch die Vorspannung der Sperrklinken bedingten Drehmomenteinflüssen auf das Ritzel kann vorgesehen sein, dass eine Auflagefläche des freien Endes zumindest einer Sperrklinke auf dem Umfangsprofil auf einer Höhe des Mittelpunktes des Ritzels angeordnet ist. Auf diese Weise wirkt die Vorspannkraft im Wesentlichen auf die Drehachse des Ritzels.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Sperreinrichtung stirnseitig auf ein entsprechend im Ritzel eingebrachtes und im Wesentlichen bezüglich seiner Teilung vom Umfangsprofil unabhängiges Sperrprofil beispielsweise mittels entsprechend ausgestalteter Sperrklinken formschlüssig einwirken. Das Ritzel kann hierzu mittels eines Sinterverfahrens hergestellt sein, mittels dessen beide Profile – Sperr- und Umfangsprofil – in geeigneter Weise darstellbar sind.
Es versteht sich, dass sich durch parallele Verwendung mehrerer gleicher oder verschiedener Sperreinrichtungen die Effektivität einer Rückdrehung des Ritzels erhöhen lässt.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen:
1 einen Teilschnitt durch eine Reibungskupplung mit der vorgeschlagenen Nachstelleinrichtung,
2 eine Druckplatte der Reibungskupplung der 1 mit Verdreheinrichtung,
3 die Verdreheinrichtung der 2 im Detail,
4 ein Detail der Verdreheinrichtung der 3 mit Sperreinrichtung,
5 die Sperreinrichtung der 4 ohne Ritzel,
6 die Sperreinrichtung der 4 und 5 in Seitenansicht,
7 eine zu den 4 bis 6 alternative Sperreinrichtung und
8 eine weitere, zu den 4 bis 7 alternative Sperreinrichtung.
1 zeigt einen Teilschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Reibungskupplung 1 längs durch deren Drehachse 2, wobei nur eine Hälfte mit der Nachstelleinrichtung 3 dargestellt ist. Die Reibungskupplung 1 ist aus einem Kupplungsgehäuse 4 gebildet, in dem eine Druckplatte 5 mittels in diesem Schnitt nicht ersichtlichen Energiespeichern drehfest und axial verlagerbar aufgenommen ist. Weiterhin ist in dem Kupplungsgehäuse 4 ein Hebelsystem 6 als Tellerfeder 7 aufgenommen, die radial innen Tellerfederzungen 8 aufweist, die von einem nicht dargestellten Ausrücksystem axial verlagert werden. Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine gedrückte Reibungskupplung 1, die bei einer Beaufschlagung der Tellerfederzungen 8 durch Drücken ausgerückt wird. Hierzu ist die Tellerfeder 7 mittels zweier Drahtringe 9, 10 am Kupplungsgehäuse 4 verschwenkbar durch nicht dargestellte, beide Drahtringe 9, 10 gegeneinender verspannende Nieten unter Ausbildung eines zweiarmigen Hebels abgestützt, wobei der radial äußere Kraftrand 11 die Druckplatte 5 gegenüber einer nicht dargestellten Anpressplatte unter Verspannung von ebenfalls nicht dargestellten Reibbelägen verspannt. Hierzu ist zwischen der Druckplatte 5 und der Tellerfeder 7 der Rampenring 12 verspannt, der wie aus 2 ersichtlich mit der Druckplatte 5 und der Verdreheinrichtung 13 mit dem Ritzel 14 zusammenarbeitet.
Die Steuereinrichtung 15 wird von dem Federelement 16 gebildet, das am radial verlaufenden Deckelteil des Kupplungsgehäuses 4 angebracht ist und ein axial abgebogenes Teil, das die Klinke 17 bildet aufweist, die gegen das Ritzel 14 radial verspannt ist. Der Anschlag 18, der das vorgespannte Federelement 16 in Richtung Druckplatte 5 begrenzt, wird durch einen Bolzen 19 oder Niet gebildet, der das Federelement 16 durchgreift und mittels eines Kopfs 20 einen Axialanschlag für das Federelement 16 bildet. An seinem anderen Ende ist der Bolzen 19 axial begrenzt gegen einen Anschlag 21 verlagerbar im Kupplungsgehäuse 4 aufgenommen, so dass bei einer Beaufschlagung des Kopfes 20 durch eine Anlagefläche 22 der Tellerfeder 7 bei einem großen Ausrückweg der Reibungskupplung 1 der Bolzen 19 axial entgegen der Vorspannkraft des Federelements 16 verlagert wird, wodurch diese mitgenommen wird und eine gegebenenfalls stattfindende Nachstellung beendet wird.
2 zeigt ein vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel einer Druckplatte 5 mit einem Rampensystem 23 und einer Verdreheinrichtung 24. Die Druckplatte 5 weist an sich bekannte Elemen te zur Aufnahme am Kupplungsgehäuse auf, beispielsweise angeformte und gegebenenfalls nachgearbeitete Aufnahmen 25 mit Öffnungen 26 zur Befestigung von Energiespeichern wie Blattfedern, die eine drehfeste und axial verlagerbare Anbindung an das Kupplungsgehäuse erlauben, wobei eine Vorspannung der Energiespeicher in der Weise erfolgt, dass die Druckplatte 5 entgegen der Wirkung der Energiespeicher durch Krafteinwirkung des Hebelsystems geschlossen wird und nach Abbau der Anpresskraft durch das Hebelsystem durch die entspannende Wirkung der Energiespeicher in die offene Stellung zurückkehrt. An der Druckplatte 5 sind auf einem vorgegebenen Radius über den Umfang verteilte Gegenrampen 27 eingearbeitet, die bei einer Darstellung der Druckplatte 5 in einem Schmiedeverfahren im Rohling bereits angeformt und spanabhebend feinbearbeitet sein können. Alternativ kann beispielsweise ein Pressteil oder ein Kunststoffteil auf der Druckplatte aufgelegt und befestigt sein. Korrespondierend zu den Gegenrampen 27 ist ein Rampenring 28 entsprechenden Durchmessers mit über den Umfang entsprechenden Rampen 29 auf die Gegenrampen 27 gelegt, der eine Ringfläche 30, die eine Anlagefläche für das Hebelsystem bildet, aufweist. Der Rampenring 28 kann zumindest für die Montage verliergesichert auf den Gegenrampen 27 fixiert sein. Im einfachsten Fall werden nach Auflegen des Rampenrings sofort das Hebelsystem und das Kupplungsgehäuse montiert.
Die Verdreheinrichtung 24 für den Rampenring 28 ist auf der Druckplatte 5 mittels eines Spindelhalters 31 aufgenommen, die aus einem Blechbügel gebildet und mit der Druckplatte 5 vernietet oder in anderer Weise befestigt sein kann. Im Spindelhalter 31 ist eine Spindel 32 gelagert, auf der die Spindelmutter 33 auf dem Spindelgewinde 34 gegen Verdrehung gesichert, beispielsweise mittels einer flächigen Anlage am Spindelhalter 31, aufgenommen ist. An der Spindel 32 ist das Ritzel 35 drehfest angeordnet, beispielsweise mittels eines Mehrkants. Das Ritzel 35 kann auch in anderer Weise befestigt sein oder direkt aus der Spindel ähnlich einer Schraube mit Kopf gefertigt sein. In das Ritzel 35 ist ein Umfangsprofil 36, beispielsweise eine Verzahnung, eingebracht, beispielsweise eingerollt. Die Spindelmutter 33 greift mittels eines Außenprofils 37 formschlüssig in Ausnehmungen 38 des Rampenrings 28 ein. Bei einer Verdrehung des Ritzels 35 durch eine nicht dargestellte, am Kupplungsgehäuse aufgenommene Steuereinrichtung wird die Spindel 32 mit dem Spindelgewinde 34, dessen Steigung so ausgestaltet ist, dass eine Verdrehung der Spindelmutter 33 selbsthemmend ist, verdreht und die Spindelmutter 33 axial längs der Spindel 32 verlagert. Mittels eines Eingriffs der Außenprofile 37 der Spindelmutter 33 in die Ausnehmungen 38 des Rampenrings 28 wird dieser verdreht und die Ringfläche 30 des Rampenrings 28 gegenüber der Druckplatte 5 axial verlagert. Die 2 zeigt das Rampensystem 23 im Neuzustand. Eine Verlagerung der Rampen 29 gegenüber den Gegenrampen 27 ist noch nicht erfolgt, die Spindelmutter 33 befindet sich im Wesentlichen an der dem Ritzel 35 abgewandten Lasche 39 des Spindelhalters 31.
3 zeigt ein Detail einer im Wesentlichen gleichen Druckplatte 5 im Verschleißzustand mit gegeneinander verlagerten Rampen 29 und Gegenrampen 27 sowie einer entlang des Spindelgewindes 34 der Spindel 32 verlagerten Spindelmutter 33. Durch Verdrehen des Ritzels 35 durch eine verschleißgesteuerte – nicht dargestellte – Klinke wird der Rampenring 28 mittels der axial sich entlang des Spindelgewindes 34 verlagernden Spindelmutter 33 verdreht. Dabei ist der Hub des Rampensystems 23 und die Länge des Spindelgewindes 34 zur Herstellung des Hubs an den sich einstellenden Abstand aufgrund des Stärkenverlusts zwischen neuen und verschlissenen Reibbelägen und den Einfluss zusätzlicher Größen wie Setzen der Belagfederung, des Hebelsystems und des Kupplungsgehäuses angepasst.
4 zeigt ein Detail der 2 und 3 aus anderer Ansicht, so dass die Sperreinrichtung 40 deutlich einsehbar ist. Diese ist aus einem Sperrklinkenteil 41 mit Sperrklinken gebildet, die entsprechend dem Spindelhalter 31 zur Aufnahme der Spindel 32 mit der Spindelmutter 33 auf der Druckplatte 5 aufgenommen, beispielsweise – wie gezeigt – mittels Nieten 43 vernietet. Wie in Ergänzung aus 5 hervorgeht, bei dem die Spindel 32 der Übersicht halber nicht dargestellt ist, ist das Sperrklinkenteil 41 im Wesentlichen plan ausgebildet und weist vier nebeneinander angeordnete Sperrklinken 42 unterschiedlicher Länge auf, die auf das in der 4 dargestellte Umfangsprofil 36 des Ritzels 35 einwirken. Das Sperrklinkenteil 41 kann aus Blech gebildet sein, an dem an einem gemeinsamen Aufnahmeteil die Sperrklinken 42 nebeneinander in Form von Biegebalken mit einem Querschnitt in der Weise vorgesehen sind, dass bei geringer Biegekraft eine ausreichend hohe Knicksteifigkeit resultiert. Der Längenunterschied der Sperrklinken ist dabei so bemessen, dass sie in etwa einer Teilung des Umfangsprofils 36 entspricht. Unter Teilung ist dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel das Umfangssegment zwischen zwei Zähnen 44 des als Verzahnung ausgebildeten Umfangsprofils 36 zu verstehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass stets eine Sperrklinke 42 einen Formschluss mit einem Zahn 44 bildet, wobei infolge der Abstufung der Längen der Sperrklinken 42 ein Formschluss bei kleineren als der Teilung entsprechenden Umfangssegmenten oder Verdrehwinkeln gebildet wird. Die Sperrklinken 42 gleiten dabei unter Vorspannung auf dem Außenumfang des Umfangsprofils 36 und klinken abhängig von ihrer Länge während einer Verdrehung des Ritzels 35 bei Überschreiten eines Zahns 44 in den nachfolgenden Zahngrund ein und bilden einen Formschluss, der ein Zurückdrehen des Ritzels 35 vermeidet. Ein Rückdrehen des Ritzels 35 durch die Hubbewegungen der Druckplatte 5 mit einer damit verbundenen Verlagerung der für die Nachstellung verantwortlichen Klinke 17 (1) ist dabei allenfalls um einen Verdrehwinkel zwischen zwei in Formschluss tretenden Sperrklinken 42 möglich.
6 zeigt die Sperreinrichtung 40 in Seitenansicht. Die Klinke 17 ist in Rastposition dargestellt. Dies bedeutet, dass infolge Verschleißes die Relativbewegung zwischen Ritzel 35 und Klinke 17 zu einem Einschnappen der Klinke 17 in den Zahngrund des Umfangsprofils geführt hat und beim nächsten Betätigungsvorgang der Reibungskupplung 1 (1) die Klinke 17 das Ritzel 35 verdreht. Infolgedessen wird die die Rückdrehung des Ritzels 35 durch ihren Formschluss mit dem Umfangsprofil 36 des Ritzel 35 bildende Sperrklinke 42 aufgehoben und die kürzeren, aus dieser Darstellung nicht ersichtlichen Sperrklinken bilden sukzessive mit der Verdrehung des Ritzels jeweils Formschlüsse, bis die Klinke 17 das Ritzel 35 um das vorbestimmte Maß verdreht hat und der dadurch aktuell ausgebildete Formschluss einer der Sperrklinken 42 das Rückdrehen des Ritzels 35 verhindert. Wie zuvor beschrieben treibt dabei das Ritzel 35 die Spindel 32 zur Durchführung der Nachstellung an.
7 zeigt eine alternative Ausführung der Sperreinrichtung 40 mit auf unterschiedlichen Ebenen angeordneten Sperrklinken 42, 45. Die Sperrklinken 42, 45 können gemeinsam an der Druckplatte 5 aufgenommen und mittels eines Abstandshalters 46 voneinander beabstandet sein, so dass sie mit unterschiedlichen Zähnen 44 des Umfangsprofils 36 des Ritzels 35 in Formschluss treten. Die Länge der Sperrklinken 42, 45 ist dabei so aufeinander abgestimmt, dass die Teilung des Umfangsprofils 36 unterteilt wird und die Sperrklinken 42, 45 bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln des Ritzels in Formschluss mit dem aktuell am freien Ende der Sperrklinken 42, 45 benachbarten Zahn 44 treten. Eine weitere Feinunterteilung der Teilung des Umfangsprofils 36 kann durch in der Länge abgestufte, parallel in einer Ebene zu den Sperrklinken 42, 45 angeordnete Sperrklinken erzielt werden.
8 zeigt am Beispiel der Sperrklinke 47 eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung. Die an der Druckplatte 5 befestigte Sperrklinke 47 sowie gegebenenfalls nebeneinander dieser angeordnete ähnliche Sperrklinken weisen an ihrem freien Ende eine Kröpfung 48, die zu den Zahngründen 49 des Umfangsprofils 36 des Ritzels 35 eine Anlagefläche 50 ausbilden. Durch die Kröpfung 48 und die Anordnung der Wirkrichtung der Vorspannkraft in Richtung des Pfeils 51 auf die Drehachse 52 kann eine im Wesentlichen rückmomentfreie Vorspannung der Sperrklinke 47 bewirkt werden.

1: Reibungskupplung
2: Drehachse
3: Nachstelleinrichtung
4: Kupplungsgehäuse
5: Druckplatte
6: Hebelsystem
7: Tellerfeder
8: Tellerfederzunge
9: Drahtring
10: Drahtring
11: Kraftrand
12: Rampenring
13: Verdreheinrichtung
14: Ritzel
15: Steuereinrichtung
16: Federelement
17: Klinke
18: Anschlag
19: Bolzen
20: Kopf
21: Anschlag
22: Anlagefläche
23: Rampensystem
24: Verdreheinrichtung
25: Aufnahme
26: Öffnung
27: Gegenrampe
28: Rampenring
29: Rampe
30: Ringfläche
31: Spindelhalter
32: Spindel
33: Spindelmutter
34: Spindelgewinde
35: Ritzel
36: Umfangsprofil
37: Außenprofil
38: Ausnehmung
39: Lasche
40: Sperreinrichtung
41: Sperrklinkenteil
42: Sperrklinke
43: Niet
44: Zahn
45: Sperrklinke
46: Abstandshalter
47: Sperrklinke
48: Kröpfung
49: Zahngrund
50: Anlagefläche
51: Pfeil
52: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007052312 [0003]

Claims

Reibungskupplung (1) zumindest bestehend aus einem Kupplungsgehäuse (4) mit einer drehfest und axial begrenzt zu dieser verlagerbaren Druckplatte (5), die von einem sich am Kupplungsgehäuse (4) abstützenden Hebelsystem (6) gegenüber einer am Kupplungsgehäuse (4) fest angeordneten Anpressplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung (1) axial verlagerbar ist, wobei während eines Hubs der Druckplatte (5) in Abhängigkeit von einer Änderung eines Abstands zwischen Anpressplatte und Hebelsystem (6) eine Klinke (17) auf einem Umfangsprofil (36) eines mit einer eine Nachstelleinrichtung (3) verdrehenden Spindel (32) verbundenen Ritzels (35) gleitet und bei Erreichen einer Verschleißgrenze mit dem Umfangsprofil (36) einen Formschluss bildet und beim nächsten Hub das Ritzel (35) verdreht, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Klinke (17) eine formschlüssig in das Umfangsprofil des Ritzels (35) eingreifende Sperreinrichtung (40) vorgesehen ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (40) an der Druckplatte (5) vorgesehen ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (40) in die Druckplatte (5) integriert ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (40) aus einem Blechteil gebildet ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (40) in einen Spindelhalter (31) zur Aufnahme der Spindel (32) integriert ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (40) aus zumindest einer Sperrklinke (42, 45, 47) gebildet ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Sperrklinken (42) nebeneinander vorgesehen sind.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Sperrklinken (42) auf einer Ebene längs der Erstreckung des Umfangsprofils (36) angeordnet sind.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Längenunterschied der Sperrklinken (42) zumindest einem Umfangssegment einer Teilung des Umfangsprofils (36) des Ritzels (35) entspricht.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Sperrklinken (42, 45) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sperrklinke (47) an ihrem freien Ende in Richtung des Umfangsprofils (36) gekröpft ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlagefläche (50) des freien Endes zumindest einer Sperrklinke (47) auf dem Umfangsprofil (36) auf einer Höhe einer Drehachse (52) des Ritzels (35) angeordnet ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung durch zumindest eine auf eine stirnseitig am Ritzel angebrachtes Sperrprofil einwirkende Sperrklinke gebildet ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel mittels eines Sinterverfahrens hergestellt ist.