DE102009055894A1

DE102009055894A1 - Selbstnachstellende Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102009055894A1
Application number: DE102009055894A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ahnert; Michael Schneider
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: DE102009055894B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einem Kupplungsgehäuse, einer drehfest und axial begrenzt zu diesem verlagerbaren Anpressplatte, die von einem sich am Kupplungsgehäuse abstützenden und von einem Betätigungssystem beaufschlagten Hebelsystem gegenüber einer am Kupplungsgehäuse fest angeordneten Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung axial verlagerbar ist. Dabei wird in Abhängigkeit von einer Änderung eines sich bei schließender Reibungskupplung einstellenden Sensierabstands zwischen Kupplungsgehäuse und Anpressplatte ein Formschluss zwischen einer Verdreheinrichtung, die ein zwischen Anpressplatte und dem Hebelsystem angeordnetes Rampensystem verdreht. Eine Steuereinrichtung verdreht die Verdreheinrichtung im Verschleißfall mittels des Formschlusses, wobei zur einfachen Ausbildung der Verdreheinrichtung der Formschluss zwischen Verdreheinrichtung und Steuereinrichtung mehrstufig erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte und einer zu dieser axial begrenzt verlagerbaren, von einem gezogenen Hebelsystem beaufschlagten Anpressplatte zur Herstellung eines Reibeingriffs gegenüber Reibbelägen einer Kupplungsscheibe, wobei abhängig vom Verschleiß eine Nachstellung der Reibungskupplung durch Bildung eines Formschlusses zwischen einer Verdreheinrichtung und einer diese antreibenden Steuereinrichtung erfolgt.
Eine derartige Reibungskupplung ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2008 051 100.5 beschrieben worden. Bei derartigen Reibungskupplungen werden Kupplungsscheiben mit Reibbelägen verwendet, die zur Übertragung des erforderlichen Drehmoments zwischen einer axial festen Gegendruckplatte und einer mittels eines Hebelsystems gegen diese verspannbaren Anpressplatte eingeklemmt werden. Insbesondere infolge Schlupf werden diese durch Abrieb dünner, wodurch sich ein Fehlabstand zwischen der Idealposition des Hebelsystems und der Anpressplatte ergibt, wodurch das Hebelsystem in unerwünschter Weise aufgestellt und daher infolge der geänderten Hebelverhältnisse nur mit erhöhter Kraft durch das radial innen an diesem angreifenden Betätigungssystem verlagerbar ist.
Um diesen Nachteil auszugleichen, wird der Fehlabstand zwischen dem Hebelsystem und der Anpressplatte durch ein zwischen Hebelsystem und Anpressplatte angeordnetes Rampensystem ausgeglichen das um einen entsprechenden Winkel von einer Verdreheinrichtung verdreht wird. Hierbei wird ein Verschleiß mittels einer Ermittlung eines Sensierabstands zwischen dem Hebelsystem und dem Kupplungsgehäuse ermittelt, der sich infolge der Aufstellung des Hebelsystems bei Verschleiß der Reibbeläge verschleißabhängig ändert. Dieser Sensierabstand ändert sich auch bei den Öffnungs- und Schließbewegungen der Reibungskupplung durch Verlagern der Anpressplatte mittels des Hebelsystems.
Es ist daher eine Steuereinrichtung vorgesehen, die mit der Verdreheinrichtung dann einen Formschluss bildet, wenn bei sich schließender Reibungskupplung über den Schließweg hinaus ein verschleißbedingter Überweg erkannt wird. Der Formschluss bleibt erhalten, bis zum nächsten Öffnen der Reibungskupplung, bei dem infolge des Formschlusses die Steuereinrichtung die Verdreheinrichtung um einen vorgegebenen Betrag verdreht. Infolgedessen wird der Formschluss aufgehoben und bis zur nächsten Verschleißsituation ausgesetzt.
Der vorgegebene Sensierabstand ist dabei durch das Lüftspiel der Reibungskupplung und die Hebelverhältnisse des Hebelsystems vorgegeben, so dass die Bedingungen zur Bildung des Formschlusses zwischen Steuereinrichtung und Verdreheinrichtung abhängig von diesen Verhältnissen sind. Dabei wird angestrebt, dass die Verschleißnachstellung mit diesem vorgegebenen Mindestweg des Lüftspiels funktionsfähig ist, aber andererseits bei einem größeren Abhubweg der Anpressplatte keine ungewollt höhere Nachstellung, das heißt Verdrehung der Verdreheinrichtung erfolgt. Es wird daher der Formschluss so eingerichtet, dass eine Nachstellung jeweils portionsweise und abhängig vom aufgetretenen und sensierten Verschleiß gegebenenfalls mehrfach erfolgt. Beispielsweise ist bei Verwendung eines Antriebsrades mit einem Außenprofil wie Außenverzahnung, in die eine Klinke der Steuereinrichtung formschlüssig eingreift, sobald Verschleiß detektiert wird, bezüglich ihrer Teilung festgelegt. Damit ist auch die Teilung der Außenverzahnung vorgegeben.
Bei Einhaltung dieser Randbedingungen ergibt sich für das Außenprofil der Verdreheinrichtung eine Teilung mit geringer Teilungslänge, die schwierig zu fertigen ist und leicht verschmutzen kann. Unter Einwirkung der Steuereinrichtung kann das Außenprofil infolge seiner geringen Robustheit schnell verschleißen und durch Korrosionseinwirkung schnell geschädigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Reibungskupplung mit einer Nachstelleinrichtung vorzuschlagen, die bei zumindest gleicher Auflösung eines Verschleißes robuster aufgebaut und einfacher zu fertigen ist.
Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung zumindest bestehend aus einem Kupplungsgehäuse mit einer drehfest und axial begrenzt zu diesem verlagerbaren Anpressplatte, die von einem sich am Kupplungsgehäuse abstützenden und von einem Betätigungssystem beaufschlagten Hebelsystem gegenüber einer am Kupplungsgehäuse fest angeordneten Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung axial verlagerbar ist und bei der in Abhängigkeit von einer Änderung eines sich bei schließender Reibungskupplung einstellenden Sensierabstands zwischen Kupplungsgehäuse und Anpressplatte ein Formschluss zwischen einer Verdreheinrichtung, die ein zwischen Anpressplatte und dem Hebelsystem angeordnetes Rampensystem zum Ausgleich eines bei Verschleiß auftretenden Fehlabstands zwischen Anpressplatte und Hebelsystem verdreht, und einer Steuereinrichtung, die die Verdreheinrichtung mittels des Formschlusses steuert, erfolgt, gelöst, wobei die Verdreheinrichtung mittels der Steuereinrich tung bei sich öffnender Reibungskupplung verdreht wird, und der Formschluss zwischen Steuereinrichtung und Verdreheinrichtung in Richtung des Abstands mehrstufig erfolgt. Durch diese mehrstufige Ausbildung der Steuereinrichtung, die den Sensierabstand in mehrere Abschnitte unterteilt, kann die Teilung der Verdreheinrichtung, die im Verschleißfall einen Formschluss zwischen Verdreheinrichtung und Steuereinrichtung ausbildet, bei zumindest gleicher Auflösung eines zu ermittelnden Verschleißes beziehungsweise Verschleißweges und den hiervon abhängigen Größen Fehlabstand und Sensierabstand gröber ausgelegt werden.
Erfindungsgemäß wird die Auflösung dadurch erzielt, dass die Anzahl der Formschlüsse durch eine mehrstufige, über den Sensierabstand verteilte Bildung von Formschlüssen der Steuereinrichtung mit der Verdreheinrichtung erhöht wird. Die Auflösung der Verschleißerkennung wird daher von der Teilung der Verdreheinrichtung weg in eine Differenzierung der Steuereinrichtung verlagert, so dass die bei hoher Auflösung verschleißanfällige und schwer zu fertigende Teilung der Verdreheinrichtung einfacher gefertigt werden kann und die Qualität der Auflösung durch die mehrstufige Steuereinrichtung, die leichter zu fertigen ist und robuster ausgestaltet werden kann, erzielt wird.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird die Verdreheinrichtung durch eine verdrehbar auf der Anpressplatte aufgenommene, das Rampensystem antreibende Spindel mit einem Antriebsrad mit einem Außenprofil gebildet, in das eine Klinke der Steuereinrichtung bei einem vorgegebenen Sensierabstand durch Bildung des Formschluss eingreift und die Verdreheinrichtung beim Öffnen der Reibungskupplung antreibt, wobei die Klinke mehrere Zungen aufweist, die bei unterschiedlichen Sensierabständen einen Formschluss mit dem Außenprofil des Antriebsrads bilden. Dabei gleiten die Zungen, solange kein Verschleiß vorliegt, während der Hubbewegungen der Anpressplatte bei Kupplungsbetätigungen auf dem Außenprofil unter leichter Vorspannung. Wird während einer derartigen Hubbewegung während des Schließens der Reibungskupplung durch eine infolge Verschleißes verringernden Dicke der Reibbeläge ein Überweg beschritten, rastet die einem Zahngrund des Außenprofils nächstliegende Zunge in diesen ein und bildet den Formschluss zwischen Verdreheinrichtung und Steuereinrichtung. Beim nächsten Öffnen der Reibungskupplung wird infolge der dabei erzwungenen Relativbewegung zwischen der an der Anpressplatte fest angeordneten Verdreheinrichtung und der sich am Kupplungsgehäuse abstützenden Steuereinrichtung die an dem Antriebsrad angeordnete Spindel und damit der von dieser angetriebene Rampenring des Rampensystems zwischen Hebelsystem und Anpressplatte verdreht und der verschleißbedingte Fehlabstand ausgeglichen.
Zur Ausbildung der mehrstufigen Ausbildung des Formschlusses kann nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel auch die Teilung des Antriebsrades in geeigneter Weise angepasst werden, indem beispielsweise bei gröberer Teilung das Außenprofil mehrere axial nebeneinander angeordnete Teilprofile mit gleichen Teilungen aufweist, die gegeneinander phasenverschoben sind, wobei jeweils eine Zunge der Klinke mit einem Teilprofil wechselwirkt. Auf diese Weise können gleich lange oder zur weiteren Erhöhung der Auflösung unterschiedlich lange Zungen jeweils einen Formschluss mit einem Teilprofil wechselwirken. Dabei kann das Antriebsrad aus mehreren gleichartigen Scheibenteilen gebildet werden, die aneinander gefügt werden und sich lediglich bezüglich einer die Orientierung in Umfangsrichtung gegenüber der Spindelachse festlegenden Aufnahme unterscheiden. Hierzu kann die Spindelachse ein entsprechendes Gegenprofil aufweise, die die Phasenverschiebung der Teilprofile zueinander festlegt. Bei zwei Scheibenteilen kann dabei eines von jeder Seite auf die unterschiedlichen Gegenprofile der Spindelachse aufgezogen werden.
Bezüglich einer besonders einfachen Ausführung einer Nachstelleinrichtung hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, lediglich die Zungen der Klinke unterschiedlich lang auszubilden. Hierbei kann es ausreichend sein, lediglich zwei verschieden lange Zungen an der Klinke vorzusehen. In vorteilhafter Weise ist dabei die Klinke mit den Zungen einteilig ausgebildet und beispielsweise aus einem Blechteil gestanzt und geformt, wobei die einzelnen Zungen durch Längsschlitze voneinander getrennt sind. Es versteht sich, dass zur Erzielung einer gewünschten Elastizität der Klinke, insbesondere der Zungen, diese zumindest teilweise gehärtet sein kann.
Hierbei kann das Außenprofil des Antriebsrads als Außenverzahnung mit einer vorgegebenen Zahnweite ausgebildet werden. Die Zahnweite oder eine vergleichbare Profilierung kann dabei als Teilungseinheit der Teilung so vorgegeben werden, dass diese größer als der Sensierabstand ist. Dies bedeutet, dass bei einer Verlagerung der Klinke um den Sensierabstand das Antriebsrad zwar von der jeweils aktuell in die Teilung eingreifenden Zunge im Verschleißfall um den Sensierabstand mitgenommen wird, die Größe der Verdrehung jedoch weniger als eine Teilungseinheit betragen kann und von der Anzahl der auf einen Sensierabstand aufgeteilten Zungen, die jeweils mit demselben Zahn oder Profilelement des Außenprofils über nacheinander folgende Nachstellzyklen einen Formschluss bilden. Daraus ergibt sich, dass ein Klinkenabstand zwischen einem Eingriffsbereich der längsten Zunge und einem Eingriffsbereich der kürzesten Zunge kleiner als der Sensierabstand ist. Beispielsweise ist dann der Klinkenabstand kleiner als die Zahnweite zwischen zwei Zähnen, bei vorzugsweise zwei verwen deten Zungen im Wesentlichen die Hälfte und bei Verwendung von mehr als zwei Zungen um den entsprechenden Nenner der Anzahl kleiner als die Hälfte der Zahnweite.
Im Sinn einer entsprechend ausgestalteten Reibungskupplung ist unter einem Hebelsystem eine Hebeleinrichtung zu verstehen, die sich unter Ausbildung eines in einer beispielsweise gezogenen Reibungskupplung einarmigen Hebels oder in einer gedrückten Reibungskupplung 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 Anpressplatte aufbringen zu können, wodurch diese unter Ausbildung eines Reibeingriffs mit den Reibbelägen einer Kupplungsscheibe mit einer Gegendruckplatte, die als Einmassenschwungrad oder als Sekundärteil eines Zweimassenschwungrads ausgebildet sein kann, axial verspannt 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 von einem Betätigungssystem axial betätigt wird, indem dieses die Tellerfederzungen zum Öffnen der Reibungskupplung gegen sich zieht. Zur Rückstellung der Anpressplatte während eines Ausrückvorgangs mit nachlassender Anpresskraft sind zwischen dem Kupplungsgehäuse und der Anpressplatte axial der Anpresskraft entgegenwirkende Energiespeicher wie Blattfedern vorgesehen, die die Anpressplatte in Richtung Kupplungsgehäuse bei nachlassender Anpresskraft während des Ausrückvorgangs der Reibungskupplung verlagern. Gemäß dem erfinderischen Gedanken wird zumindest ein Teil der Rückstellkraft dieser Energiespeicher zur Nachstellung der Reibungskupplung verwendet, wobei diese entsprechend für diesen Vorgang dimensioniert werden.
Die Verdreheinrichtung kann dabei auf der Anpressplatte aufgenommen sein, beispielsweise kann eine Blechhalterung mit der Anpressplatte vernietet sein, mittels derer die Verdreheinrichtung aufgenommen ist. 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 kann die Verdreheinrichtung eine verdrehbar auf der Anpressplatte aufgenommene Spindel sein, die von der Steuereinrichtung angetrieben wird und eine Spindelmutter aufnimmt, die in ein 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 Anpressplatte korrespondierend an geformten 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 ohne Spiel 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 Anpressplatte 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 Antriebsrad mit der Steuereinrichtung mit einem Steuerteil in Anlagekontakt gebracht. Hierzu weist das Antriebsrad 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 Anpressplatte wegweisend ausgebildet sein können. In das Umfangsprofil greift im Falle der Nachstellung eine an der Steuereinrichtung vorgesehene Klinke ein, die zur Nachstellung in Richtung Anpressplatte verlagert wird und das Antriebsrad antreibt, damit die Spindel verdreht und die Spindelmutter axial auf der Spindel verlagert, die wiederum den Rampenring gegenüber der Anpressplatte um den sich aus den darauf abgestimmten Übersetzungen um einen vorgegebenen 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 Antriebsrads in Kontakt gebracht wird. Weiterhin kann von Vorteil sein, wenn das Modul mit der Anpressplatte bereits auf die zu verwendende Kupplungsscheibe vorjustiert wird.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Teilschnitt durch eine Reibungskupplung mit Nachstelleinrichtung,
2 ein Antriebsrad einer Verdreheinrichtung,
3 eine Steuereinrichtung,
4 ein Detail der Reibungskupplung der 1 mit relevanten Größen zur Sensierung eines Verschleißes
5 ein Verfahrensablauf der Nachstelleinrichtung der 1.
Die 1 zeigt einen Teilschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Reibungskupplung 1 längs 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 Anpressplatte 5 mittels in diesem Schnitt nicht ersichtlichen Energiespeichern wie Blattfedern 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 Betätigungs- wie Ausrücksystem axial verlagert werden. Die Reibungskupplung 1 ist eine gedrückte Reibungskupplung, die bei einer Beaufschlagung der Tellerfederzungen 8 durch Drücken dieser in Richtung einer feststehenden Komponente des Ausrücksystems ausgerückt wird. Hierzu ist die Tellerfeder 7 mittels Drahtringen 9 am Kupplungsgehäuse 4 abgestützt und gegen die Anpressplatte 5 axial verspannt, so dass die Anpressplatte gegen die nicht dargestellte Gegendruckplatte, die Teil eines Einmassenschwung rads oder einer Sekundärmasse eines geteilten Schwungrads sein kann, unter Zwischenlegung der Reibbeläge der nicht dargestellten Kupplungsscheibe verspannt wird. Hierdurch bildet sich ein Reibschluss zwischen den Reibbelägen, Anpressplatte 5 und Gegendruckplatte, die Reibungskupplung 1 ist geschlossen. Die Tellerfeder 7 beaufschlagt die Anpressplatte 5 über die Anlagefläche 12 des zu der Verdreheinrichtung 10 der Nachstelleinrichtung 3 gehörigen Rampensystems mit dem Rampenring 11, der über den Umfang verteilte Rampen 13 aufweist, die an zu diesen komplementären Gegenrampen 14 der Anpressplatte 5 aufliegen, so dass bei einem Verdrehen des Rampenrings 11 gegenüber der Anpressplatte 5 der Abstand zwischen Anpressplatte 5 und Anlagefläche 12 vergrößert wird. Der Rampenring 11 der Verdreheinrichtung 10 wird von einer nicht gezeigten Spindel angetrieben, die mit dem Antriebsrad 15 fest verbunden ist. Hierzu wird die Spindel fest in einem an der Anpressplatte 5 angeordneten Halter aufgenommen und in einer Spindelmutter verdreht, die zum Ausgleich der Relativbewegung zwischen der linear gebildeten Spindel gegenüber dem in Umfangsrichtung verdrehten Rampenring gelenkig an dem Rampenring 11 aufgenommen ist und diesen bei einer Verdrehung der Spindel beziehungsweise des Antriebsrads 15 antreibt.
Die Steuereinrichtung 16 wird von dem Federelement 17 gebildet, das am radial verlaufenden Deckelteil des Kupplungsgehäuses 4 angebracht ist und ein axial abgebogenes Teil, das die Klinke 18 bildet, aufweist, die gegen das Antriebsrad 15 radial verspannt ist. Das an dem Deckelteil des Kupplungsgehäuses 4 vorgesehene Federelement 17 ist gegen den Anschlag 20 vorgespannt. Der Anschlag 20 begrenzt den Weg des vorgespannten Federelements 17 in Richtung Anpressplatte 5 und wird durch einen Bolzen 21 oder Niet gebildet, der das Federelement 17 durchgreift und mittels eines Kopfs 22 den Anschlag 20 für das Federelement 17 bildet. An seinem anderen Ende ist der Bolzen 21 axial begrenzt gegen einen Anschlag 23 verlagerbar im Kupplungsgehäuse 4 aufgenommen, so dass bei einer Beaufschlagung des Kopfes 22 durch eine Anlagefläche 24 der Tellerfeder 7 bei einem großen Ausrückweg der Reibungskupplung 1 der Bolzen 21 axial entgegen der Vorspannkraft des Federelements 17 verlagert wird, wodurch diese mitgenommen wird und eine gegebenenfalls stattfindende Nachstellung beendet wird. Das Federelement 17 ist radial innerhalb des Bolzens 21 fest und verdrehgesichert mittels nicht dargestellter Niete aufgenommen.
Die Klinke 18, die Teil des Federelements 17 ist und radial außerhalb der Tellerfeder 7 axial umgelegt ist, weist an ihrem freien Ende ein oder mehrere axial abgestufte Zungen 26 auf, die in das Außenprofil 27 des Antriebsrads 15 eingreifen. Bei mehreren, vorzugsweise zwei axial unterschiedlich langen Zungen 26, deren Längenunterschied beispielsweise innerhalb einer Teilung des Außenprofils 27 eingestellt ist, wird ein verringerter Verdrehwinkel des Antriebs rads 15 bewirkt, wodurch bei einer ausreichend groben Ausführung des Außenprofils eine genauere Nachstellung ermöglicht wird. Das Außenprofil 27 ist vorzugsweise als Sägezahnung ausgebildet.
Nachfolgend wird die Funktion der Reibungskupplung 1 samt Nachstellung erläutert. Die 1 zeigt die Reibungskupplung 1 im geschlossenen Zustand. Die Tellerfeder 7 verspannt über die Anlagefläche 12 die Anpressplatte 5 gegenüber der nicht dargestellten Gegendruckplatte. Werden vom nicht dargestellten Betätigungssystem die Tellerfederzungen 8 in Richtung des Pfeils 28 verlagert, wird die Vorspannung der Tellerfeder 7 an der Anlagefläche 12 gelöst und die Anpressplatte 5 folgt durch die Entspannung der im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung 1 vorgespannten Blattfedern, mittels derer die Anpressplatte 5 drehfest an dem Kupplungsgehäuse 4 aufgenommen ist, der Bewegung der Tellerfeder 7 an der Anlagefläche. Dabei verlagert sich auch das Antriebsrad 15 gegenüber dem Kupplungsgehäuse 4. In gleichem Maße wird im nichtnachstellenden Zustand der Reibungskupplung 1 die Klinke 18 axial verlagert, indem der Kopf 22 des Bolzens 21 von der Tellerfeder 7 mitgenommen wird, so dass keine eine Nachstellung bewirkende Relativbewegung zwischen dem Außenprofil 27 und der Zunge 26 mit einem entsprechenden Eingriffsprofil in das Außenprofils 27 entsteht.
Tritt an den Reibbelägen der Kupplungsscheibe axialer Verschleiß auf, verlagert sich die Anpressplatte 5 weiter auf die Gegendruckplatte zu, so dass auch die Tellerfeder 7 weiter in diese Richtung verlagert wird. Infolgedessen läuft das Federelement 17 auf den Anschlag 20 des Bolzens 21 auf und wird in seinem Axialweg begrenzt. Dadurch kommt es zu einer axialen Relativbewegung zwischen den Zungen 26 und dem Antriebsrad 15. Infolgedessen schnappt beim Schließen der Reibungskupplung 1 entgegen der Richtung des Pfeils 28 eine der im normalen Zustand auf dem Außenumfang des Außenprofils 27 gleitenden Zungen 26 in eine Zahnlücke 29 ein und bildet einen Formschluss mit dem Außenprofil in Richtung des Pfeils 28. Beim nächsten Öffnen der Reibungskupplung 1 bewirkt der Formschluss von Zunge 26 und Außenprofil 27 ein Verdrehen des Antriebsrads 15 und damit eine Verdrehung der drehfest an dieses gekoppelten Spindel, die ihrerseits eine Verlagerung der Spindelmutter und damit des Rampenrings 11 um einen vorgegebenen Winkelbetrag bewirkt, so dass die Rampen 13 und Gegenrampen 14 den verschleißbedingten Abstandsverlust zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte 5 ausgleichen. Hierbei kann eine Nachstellung während der Öffnung der Reibungskupplung 1 in einfacher Weise unter geringen Kräften erfolgen, da der Rampenring 11 gegenüber der Tellerfeder 7 weitgehend entlastet ist.
Die federnde Aufhängung des Federelements 17 ist dabei so steif ausgestaltet, dass unter gewöhnlichen Betriebsbedingungen der Reibungskupplung 1 eine Verdrehung des Antriebsrads 15 sichergestellt ist. Zur Vermeidung einer Schädigung der Reibungskupplung 1 und insbesondere der Nachstelleinrichtung 3 wird bei einem Blockieren des Antriebsrads 15 das Federelement 17 entgegen seiner Vorspannung axial verlagert.
2 zeigt das Antriebsrad 15 der 1 mit dem Außenprofil 27, das hier eine Außenverzahnung 30 mit abwechselnden Zähnen 31 und Zahnlücken 32. Das Antriebsrad ist drehfest auf einer nicht dargestellten Spindelwelle aufgenommen, auf der sich axial bei Verdrehung dieser eine Spindelmutter verlagert, die formschlüssig in den Rampenring 11 (1) eingreift und diesen gegebenenfalls verdreht.
Das Außenprofil 27 weist eine Teilung 33 auf, die durch die Zahnweite ZW, also dem Abstand zwischen zwei Zähnen 31 gegeben ist. Um bei gleichbleibender oder verbesserter Auflösung der Verschleißnachstellung, das heißt, eines vorgegebenen Verdrehwinkels des Antriebsrads 15 während eines Nachstellvorgangs, die Teilung verringern, das heißt, die Zahnweiten ZW aus Fertigungs- und/oder Verschleißgründen vergrößern zu können, werden mehrere Zungen 26 (1) in der Steuereinrichtung 16 (1) parallel nebeneinander angeordnet.
3 zeigt eine derartige Steuereinrichtung 16 der 1 in Ansicht mit dem Federelement 17 und der axial abgewinkelten Klinke 18 mit zwei benachbart zueinander angeordneten Zungen 26a, 26b. Die Zungen 26a, 26b sind dabei unterschiedlich lang ausgebildet. Die Längendifferenz KA der Zungen 26a, 26b beträgt dabei im Wesentlichen die Hälfte der Zahnweite ZW, so dass trotz grober Teilung 33 des Außenprofils 27 das Antriebsrad 15 (2) bei Überschreiten eines verschleißbedingten Relativweges zwischen Zungen 26a, 26b und dem Antriebsrad ein Formschluss gebildet und im nachfolgenden Öffnungshub der Reibungskupplung durch entsprechendes Verdrehen des Antriebsrads 15 ausgeglichen wird.
4 zeigt die Reibungskupplung 1 der 1 im Detail mit den die Verschleißnachstellung beeinflussenden Größen. Im Neuzustand der Reibungskupplung 1 nimmt die Reibbelagsstärke S_KS der Reibbeläge der Kupplungsscheibe im zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte 5 verspannten Zustand einen vorgegebenen Wert ein. Zur optimierten Anstellung der Tellerfeder 7 ist die Stärke HN der Anpressplatte 5 und des Rampenrings 11 entsprechend eingestellt. Die Tellerfederstärke S_TF trägt zusätzlich zum axialen Bauraum bei, so dass sich zwischen Tellerfeder 7 und dem Bolzen 21 der Sensierabstand BA einstellt. Dabei ist er sichtlich, dass der Abstand zwischen der den Reibbelägen zugewandten Oberfläche der Gegendruckplatte 34 und der Anlagefläche 12 des Bolzens 21 über die Lebensdauer der Reibungskupplung 1 beziehungsweise der Nachstellfähigkeit der Nachstelleinrichtung 3 konstant bleibt. Es gilt also BA + STF + HN + SKS = const.
Die über die Lebensdauer abnehmende Reibbelagsstärke S_KS wird dabei mittels einer Erhöhung der Stärke HN von Anpressplatte 5 und Rampenring 11 durch Verdrehen des Rampenrings 11 während einer derartigen Verdrehung dessen gegenüber der Anpressplatte 5, die hierzu entsprechende komplementäre Gegenrampen aufweist, ausgeglichen. Die Steuerung einer Nachstellung erfolgt durch Sensierung des Sensierabstands BA. Während der üblichen Hubbewegungen der Anpressplatte 5 zur Ausbildung und Abbau eines Lüftspiels zwischen den Reibbelägen und der Anpressplatte 5 und Gegendruckplatte 34 bewegt sich die Tellerfeder 7 im Bereich des Bolzens unter Auf und Abbau des Sensierabstands hin- und her. In gleichem Maße gleiten die Zungen 26a, 26b auf dem Außenprofil 27 ohne Bildung eines Formschlusses. Mit zunehmender Verringerung der Reibbelagsstärke S_KS vergrößert sich der Sensierabstand BA, so dass schließlich eine der beiden Zungen 26a, 26b in das Außenprofil einrastet, während die Reibungskupplung 1 geschlossen wird. Wird die Anpressplatte nachfolgend geöffnet, bewirkt der Formschluss eine Verdrehung des Antriebsrads 15 und damit über die nachfolgende Kinematik den Rampenring 11 um einen vorgegebenen Betrag, der so ausgelegt sein kann, dass der Sensierabstand BA auf seinen ursprünglichen Wert zurückgestellt wird. Auf diese Weise werden die Stärke HN und die Reibbelagsstärke S_KS um denselben Betrag geändert, so dass die Tellerfeder 7 eine dem Neuzustand der Reibungskupplung entsprechende Arbeitsposition einnimmt. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass bei einem Klemmen der Verdreheinrichtung das Federelement 17 infolge des axial verlagerbar im Kupplungsgehäuse 4 aufgenommenen Bolzens 21 elastisch ausgelenkt werden kann und damit eine Beschädigung vermieden wird.
5 zeigt einen Verfahrensablauf 35 der Nachstelleinrichtung 3 der in den vorherigen Figuren dargestellten Reibungskupplung 1 und deren Komponenten. Die genannten Bezugszeichen beziehen sich auf die entsprechenden Figuren. In Block 36 wird die Reibungskupplung im Neuzustand in Betrieb genommen. Der Arbeitspunkt 37 stellt den Zustand dar, in den die Reibungskupplung nach allen Arbeitsgängen in den geschlossenen Zustand zurückkehrt. Ausgehend vom Arbeitspunkt 37 wird in der Verzweigung 38 laufend, das heißt bei jeder Betätigung geprüft, ob die Zahnweite ZW des Außenprofils 27 abzüglich des Sensierabstands BA und abzüglich der Längendifferenz KA der Zungen 26a, 26b größer Null ist. Ist dies nicht der Fall, ist der Verschleiß der Reibbeläge mit abnehmender Stärke S_KS nicht ausreichend. Zwar steigt der Sensierabstand BA, ein Formschluss zwischen Verdreheinrichtung 10 und Steuereinrichtung kommt aber noch nicht zustande.
Ist die Bedingung erfüllt, rastet in Block 39 zuerst die kurze Zunge 26a in das Außenprofil 27 ein und ein Formschluss zwischen Steuereinrichtung 16 und Verdreheinrichtung 10 wird gebildet, der bei dem nächsten Abhub der Anpressplatte 5 zum Verdrehen des Rampenrings 11 und damit zu einer Erhöhung der Stärke HN bei gleichzeitiger Rückstellung des Sensierabstands BA und zur Auflösung des Formschlusses zwischen Zunge 26a und dem Außenprofil 27 führt.
Ausgehend von der dann erreichten Zwischenposition 41 der Reibungskupplung 1 wird nachfolgend bei Abhüben der Anpressplatte 5 in der Verzweigung 43 geprüft, ob der Sensierabstand BA größer als die Längendifferenz KA ist. Solange dies nicht der Fall ist, wird in Block 42 durch den Abrieb der Reibbeläge die Reibbelagsstärke S_KS vermindert und der Sensierabstand BA nimmt zu. Die Reibungskupplung 1 kehrt anschließend in die Zwischenposition 41 zurück.
Ist der Sensierabstand größer als die Längendifferenz KA, rastet in Block 44 die längere Zunge 26b in das Außenprofil 27 ein und bei der nächsten Abhubbewegung der Anpressplatte 5 stellt die längere Zunge 26b den Fehlabstand nach, indem das Antriebsrad entsprechend verdreht wird. Dabei steigt die Stärke HN erneut und der Sensierabstand BA wird zurückgestellt. Anschließend kehrt die Nachstelleinrichtung 3 beziehungsweise Reibungskupplung 1 in den Arbeitspunkt 37 zurück und der Ablauf 35 startet von vorne mit der Sensierung und Nachstellung über die kleine Zunge 26a. Der Verfahrensablauf 35 ist dabei als Endlosvorgang gedacht, bis die Reibbeläge verschlissen sind. Die Nachstelleinrichtung 3 ist dabei so ausgelegt, dass bei verschlissenen Reibbelägen noch ein Rest von Nachstellzyklen möglich wäre.

1: Reibungskupplung
2: Drehachse
3: Nachstelleinrichtung
4: Kupplungsgehäuse
5: Anpressplatte
6: Hebelsystem
7: Tellerfeder
8: Tellerfederzungen
9: Drahtring
10: Verdreheinrichtung
11: Rampenring
12: Anlagefläche
13: Rampe
14: Gegenrampe
15: Antriebsrad
16: Steuereinrichtung
17: Federelement
18: Klinke
20: Anschlag
21: Bolzen
22: Kopf
23: Anschlag
24: Anlagefläche
26: Zunge
26a: Zunge
26b: Zunge
27: Außenprofil
28: Pfeil
29: Zahnlücke
30: Außenverzahnung
31: Zahn
32: Zahnlücke
33: Teilung
34: Gegendruckplatte
35: Verfahrensablauf
36: Block
37: Arbeitspunkt
38: Verzweigung
39: Block
40: Block
41: Zwischenposition
42: Block
43: Verzweigung
44: Block
BA: Sensierabstand
HN: Stärke Anpressplatte mit Rampenring
KA: Längendifferenz
S_KS: Reibbelagsstärke
S_TF: Tellerfederstärke
ZW: Zahnweite

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 102008051100 [0002]

Claims

Reibungskupplung (1) zumindest bestehend aus einem Kupplungsgehäuse (4) mit einer drehfest und axial begrenzt zu diesem verlagerbaren Anpressplatte (5), die von einem sich am Kupplungsgehäuse (4) abstützenden und von einem Betätigungssystem beaufschlagten Hebelsystem (6) gegenüber einer am Kupplungsgehäuse (4) fest angeordneten Gegendruckplatte (34) unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung (1) axial verlagerbar ist und bei der in Abhängigkeit von einer Änderung eines sich bei schließender Reibungskupplung (1) einstellenden Sensierabstands (BA) zwischen Kupplungsgehäuse (4) und Anpressplatte (5) ein Formschluss zwischen einer Verdreheinrichtung (10), die ein zwischen Anpressplatte (5) und dem Hebelsystem (6) angeordnetes Rampensystem verdreht, und einer Steuereinrichtung (16), die die Verdreheinrichtung (10) mittels des Formschlusses steuert, erfolgt und die Verdreheinrichtung (10) mittels der Steuereinrichtung (16) bei sich öffnender Reibungskupplung (1) verdreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschluss zwischen Steuereinrichtung (16) und Verdreheinrichtung (10) in Richtung des Abstands mehrstufig erfolgt.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdreheinrichtung (10) durch eine verdrehbar auf der Anpressplatte (5) aufgenommene, das Rampensystem antreibende Spindel mit einem Antriebsrad (15) mit einem Außenprofil (27) gebildet wird, in das eine Klinke (18) der Steuereinrichtung (16) bei einem vorgegebenen Sensierabstand (BA) durch Bildung des Formschluss eingreift und die Verdreheinrichtung (10) beim Öffnen der Reibungskupplung (1) antreibt, wobei die Klinke (18) mehrere Zungen (26, 26a, 26b) aufweist, die bei unterschiedlichen Sensierabständen (BA) einen Formschluss mit dem Außenprofil (27) des Antriebsrads (15) bilden.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenprofil mehrere axial nebeneinander angeordnete Teilprofile mit gleichen Teilungen aufweist, die gegeneinander phasenverschoben sind, wobei jeweils eine Zunge der Klinke mit einem Teilprofil wechselwirkt.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (26, 26a, 26b) der Klinke (18) unterschiedlich lang ausgebildet sind.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinke (18) mit den Zungen (26, 26a, 26b) einteilig ausgebildet ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinke (18) aus einem Blechteil gestanzt und geformt ist, wobei die einzelnen Zungen (26, 26a, 26b) durch Längsschlitze voneinander getrennt sind.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenprofil (27) des Antriebsrads (15) eine Außenverzahnung (30) mit einer vorgegebenen Zahnweite (ZW) ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längendifferenz (KA) zwischen einem Eingriffsbereich der längsten Zunge (26b) und einem Eingriffsbereich der kürzesten Zunge (26a) kleiner als der Sensierabstand (BA) ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längendifferenz (KA) kleiner als eine Zahnweite (ZW) zwischen zwei Zähnen (31) der Außenverzahnung (30), vorzugsweise kleiner oder gleich der Hälfte der Zahnweite (ZW) ist.