DE102010022252A1

DE102010022252A1 - Reibungskupplung mit Fliehkraftpendel

Info

Publication number: DE102010022252A1
Application number: DE102010022252A
Authority: DE
Inventors: Florian Vogel
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: DE102010022252B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einem mit einem eine Gegendruckplatte bildenden Schwungrad verbundenen Gehäuse sowie einer von einer Tellerfeder gegenüber der Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen (einer) drehfest mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbundenen Kupplungsscheibe verspannbaren, axial verlagerbar und drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Anpressplatte. Um in einer derartigen Reibungskupplung zusätzlich zu der Kupplungsscheibe Drehschwingungen dämpfen zu können, wird vorgeschlagen, weitgehend bauraumneutral radial außerhalb der Anpressplatte an dem Gehäuse über den Umfang verteilte Tragelemente zur Aufnahme von Pendelmassen eines Fliehkraftpendels vorzusehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einem, mit einem eine Gegendruckplatte bildenden Schwungrad verbundenen Gehäuse sowie einer von einer Tellerfeder gegenüber der Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer drehfest mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbundenen Kupplungsscheibe verspannbaren, axial verlagerbar und drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Anpressplatte.
Derartige Reibungskupplungen sind seit langem bekannt und werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Trenn- und Schaltkupplungen zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe eingesetzt. Sie können vom Fahrer oder automatisiert betätigt sein, wobei mittels eines Ausrücklager Kraft auf die Tellerfederspitzen der Tellerfeder aufgebracht und die sich am Gehäuse abstützende und die Anpressplatte belastende Tellerfeder gelöst und die Reibungskupplung damit ausgerückt wird. Es ist weiterhin bekannt, derartige Reibungskupplungen mit einer Nachstelleinrichtung auszustatten, die den Verschleiß der zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte durch einen im Verschleißfall verdrehten Rampenring zwischen Anpressplatte und Tellerfeder ausgleicht und damit eine über Lebensdauer gleichbleibende Betätigungskraft der Reibungskupplung ermöglicht. Die Nachstelleinrichtung wird beispielsweise kraftgesteuert betrieben, wobei sich die Tellerfeder an einer im Gehäuse der Reibungskupplung abgestützten Sensorfeder abstützt, die bei verschleißtypischer Erhöhung der Abstützkraft, also der Betätigungskraft der Tellerfeder, den in Umfangsrichtung federbelasteten Rampenring zur Nachstellung freigibt.
Für den Einsatz derartiger Reibungskupplungen in Verbindung mit drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschinen werden zur Dämpfung der Drehschwingungen Kupplungsscheiben eingesetzt, in denen ein Torsionsschwingungsdämpfer untergebracht ist. Reichen diese insbesondere bei Dieselmotoren nicht zu einer ausreichenden Schwingungsdämpfung aus, werden Zweimassenschwungräder eingesetzt, deren Schwungmassen geteilt und entgegen der Wirkung von Dämpfungselementen wie Energiespeichern und Reibeinrichtungen gegeneinander verdrehbar sind und eine effektivere Schwingungsisolation bewirken. Diese Form der Schwingungsdämpfung ist aufwendig und beispielsweise für kleinere Benzinmotoren zu kostspielig.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Schwingungsisolation für eine Reibungskupplung und ein Einmassenschwungrad vorzuschlagen, die über die Möglichkeiten eines in der Kupplungsscheibe integrierten Torsionsschwingungsdämpfers hinausgeht und weitgehend bauraumneutral ist. Weiterhin soll eine derartige Lösung für Reibungskupplungen mit und ohne Nachstelleinrichtung einsetzbar sein.
Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung mit einem mit einem eine Gegendruckplatte bildenden Schwungrad verbundenen Gehäuse sowie einer von einer Tellerfeder gegenüber der Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer drehfest mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbundenen Kupplungsscheibe verspannbaren, axial verlagerbar und drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Anpressplatte gelöst, wobei radial außerhalb der Anpressplatte an dem Gehäuse über den Umfang verteilte Tragelemente zur Aufnahme von Pendelmassen eines Fliehkraftpendels vorgesehen sind. Die Integration eines Fliehkraftpendels in die Reibungskupplung ermöglicht eine drehzahlabhängige Dämpfung von Drehschwingungen und ermöglicht zusätzlich zu einem in der Kupplungsscheibe integrierten Torsionsschwingungsdämpfer eine weitere Möglichkeit einer Schwingungsdämpfung. Dabei können die beiden Schwingungsdämpfungssysteme aufeinander abgestimmt werden. In speziellen Fällen kann auf einen in der Kupplungsscheibe integrierten Torsionsschwingungsdämpfer komplett verzichtet werden, so dass Kosten eingespart und ein Bauraumgewinn in der Reibungskupplung resultiert.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird eine nahezu bauraumneutrale Integration eines Fliehkraftpendels erzielt, in dem in dem an sich toppförmigen Gehäuse im Bereich der Tragelemente Ausschnitte vorgesehen sind, in denen die Pendelmassen zumindest teilweise in die Reibungskupplung radial eingelassen werden. Auf diese Weise kann der Schwingwinkel der Pendelmassen an den Außenumfang der Anpressplatte angepasst werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die Tragelemente in Umfangsrichtung zwischen Aufhängeösen der Anpressplatte an dem Gehäuse anzuordnen, wobei zwischen den Aufhängeösen und entsprechenden Aufnahmepunkten an dem Gehäuse Blattfedern angeordnet sind, um eine axiale Verlagerbarkeit der Anpressplatte zu garantieren. Bei drei Aufhängeösen werden daher drei über den Umfang verteilte Tragelemente vorgesehen, die an entsprechenden Laufbahnen begrenzt verschwenkbar die Pendelmassen aufnehmen. Dabei können Tragelemente die Pendelmassen beidseits flankieren, wobei die Pendelmassen in jeweils einem Tragelement mittels in den Laufbahnen abwälzenden Bolzen aufgenommen sind.
Nach einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Reibungskupplung mit einer vorzugsweise kraftgesteuerten Nachstelleinrichtung zur Kompensation von Verschleiß der Reibbeläge mit einem zwischen Tellerfeder und Anpressplatte verdrehbaren Rampenring, der von einer eine Abstützkraft der Tellerfeder am Gehäuse ermittelnden Sensorfeder gesteuert wird, versehen. Die üblicherweise in das Gehäuse eingehängte und sich abstützende Sensorfeder wird dabei unter Verwendung der bauraumsparenden Ausschnitte nicht in der axial verlaufenden Wandung des topfförmigen Gehäuses sondern in von über den Umfang verteilten, radial innerhalb der Tilgermassen angeordneten Bügeln abgestützt. Diese Bügel sind dabei radial innerhalb der von den Ausschnitten durchbrochenen Wandung angeordnet und stützen an der Sensorfeder beispielsweise radial außen angeordnete Abstützzungen axial ab.
Zur Befestigung weisen die Bügel in vorteilhafter Weise jeweils zwei Befestigungsösen auf, mit denen diese zusammen mit jeweils einem Tragelement an dem Gehäuse aufgenommen werden. Weiterhin können die Bügel jeweils eine Nase aufweisen, die in das jeweilige Tragelement eingehängt ist, so dass eine Fliehkraftstabilisierung des Bügels insbesondere bei hohen Drehzahlen erzielt wird.
Die axiale Abstützung und gegebenenfalls eine Zentrierung der Sensorfeder erfolgt an einer radial eingebogenen Lasche der Bügel, indem die Abstützzungen der Sensorfeder über Ausschnitte in der Lasche eingefädelt werden und die Sensorfeder anschließend leicht in Betriebsposition verdreht wird. Dabei ist in Umfangsrichtung zwischen den Ausschnitten und der Betriebsposition eine Ausdrehsicherung, beispielsweise in Form eines Noppens vorgesehen, um die Sensorfeder verdrehgesichert aufzunehmen und einem Ausklinken aus der Lasche über die Ausschnitte während des Betriebs vorzubeugen.
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigen:
1 einen Schnitt durch eine Reibungskupplung mit Fliehkraftpendel,
2 einen Detailschnitt der Reibungskupplung der 1 entlang einer gegenüber dieser geänderten Schnittlinie,
3 eine Teilansicht der Reibungskupplung der 1 und
4 einen Bügel zur Aufnahme einer Sensorfeder der Nachstelleinrichtung der Reibungskupplung der 1.
1 zeigt die Reibungskupplung 1 im Längsschnitt, wobei die aus dem Schwungrad gebildete Gegendruckplatte, die mit dem Gehäuse 2 verschraubt wird, weggelassen ist. Das topfförmige Gehäuse 2 weist radial außen eine axiale Wandung 3 mit radial erweiterten, über den Umfang verteilten Aufnahmeösen 4, 5 auf, an denen zum einen die Anpressplatte 6 mittels Blattfedern 7 und zum anderen die über den Umfang verteilten Tragelemente 8 für die hier nicht einsehbaren Pendelmassen des Fliehkraftpendels 9 mittels Nieten 10, 11 wie Stufenbolzen aufgenommen sind.
Die Tellerfeder 12 beaufschlagt die Anpressplatte 6 radial außen, wobei zwischen Anpressplatte 6 und Tellerfeder 12 der in Umfangsrichtung federbelastete Rampenring 13 der Nachstelleinrichtung 14 angeordnet ist. Der Rampenring 13 weist in Umfangsrichtung ansteigende Rampen auf, die auf an der Anpressplatte 6 angeordnete Gegenrampen angelegt sind, so dass bei einer Verdrehung des Rampenrings der Abstand zwischen Tellerfeder 12 und Anpressplatte vergrößert wird. Wird daher ein Verschleiß der Reibbeläge erkannt, erfolgt eine leichte Verdrehung des Rampenrings 13 zur Kompensation des axialen Verschleißes dieser. Die Nachstellung des Rampenrings 13 erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kraftsensiert. Hierzu bildet die sich gehäuseseitig abstützende Sensorfeder 15 ein Widerlager 16 für die Tellerfeder 12 und bremst gleichzeitig den Rampenring 13, so dass sich dieser nicht verdrehen kann. Ändert sich mit zunehmendem Verschleiß der Arbeitspunkt der Reibungskupplung entlang der Kennlinie der Tellerfeder 12, nimmt die Ausrückkraft der Reibungskupplung zu und die Sensorfeder 15 wird infolge der aus den höheren Ausrückkräften resultierenden Abstützkräfte an dem Widerlager wie Hebelpunkt ausgelenkt und gibt den Rampenring 13 zur Verdrehung frei, bis der Verschleißabstand wieder ausgeglichen ist. Maßnahmen zur Begrenzung des Verdrehwegs können vorgesehen sein.
Die Sensorfeder 15 ist gegenüber dem Gehäuse 2 radial außen in nicht einsehbarer Weise axial abgestützt. Zur Darstellung der Aufnahme der Sensorfeder zeigt 2 einen Teilschnitt der Reibungskupplung 1 der 1 entlang einer geänderten Schnittlinie durch eines der über den Umfang verteilten Tragelemente 8 für die Pendelmassen 17 des Fliehkraftpendels 9. Die Sensorfeder 15 stützt sich an einem gehäusefest angeordneten Bügel 18 mittels radial erweiterter Abstützzungen 19 axial ab und bildet für die Tellerfeder 12 das Widerlager 16. Der Bügel 18 durchgreift dabei den Ausschnitt 20 im Gehäuse 2, der zur radialen Einsenkung der verschwenkbar an dem Tragelement 8 aufgenommenen Pendelmassen 17 unter Schwingungseinfluss freigestellt wurde. Die Pendelmassen 17 sind axial zwischen dem Tragelement 8 und dem zu diesem axial beabstandeten, ebenfalls gehäusefest aufgenommenen Tragelement 21 mittels in den Laufflächen 22, 23 abwälzender Bolzen 24 aufgenommen.
3 zeigt eine Teilansicht der Reibungskupplung 1 ohne Tragelement 21 und Pendelmassen 17 (2). Aus dieser Darstellung wird die Befestigung der Tragelemente 8 und die gemeinsame Aufnahme der des Bügels 18 an den Befestigungsösen 4 des Gehäuses 2 mittels der Niete 10. Dabei liegen die Ösen 25 des Bügels 18 unterhalb des Gehäuses 2 und sind nur angedeutet. Der Bügel 18 weist eine radial nach innen gerichtete Lasche 26 mit zwei Ausschnitten 27 auf, in die die Abstützzungen 19 der Sensorfeder 15 eingefädelt, verdreht und danach axial an der Lasche 26 abgestützt sind. Die Ausdrehsicherung 28 in Form des nach innen erhabenen Noppens 29 an der Lasche 26 verhindert ein nachträgliches Ausdrehen der in Betriebsposition dargestellten Abstützzungen 19 aus den Ausschnitten 27. Der Bügel 18 ist in der Mitte gegen Fliehkrafteinwirkung durch die in dem Tragelement 8 vorgesehene Öffnung 30 einragende Nase 31 gesichert.
Das Tragelement 8 weist weiterhin Öffnungen 32 mit den Laufflächen 23 zur Aufnahme der Pendelmassen auf. Die Öffnungen 33, 34 sind zur axial beabstandeten Aufnahme wie Vernietung der Tragelemente 21 (2) vorgesehen.
4 zeigt den Bügel 18 der 2 und 3 in Ansicht mit Bezug auf deren Bezugszeichen mit den Ösen 25 zur Befestigung am Gehäuse 2, den in der Lasche 26 zur Abstützung der Abstützzungen 19 der Sensorfeder 15 vorgesehenen Ausschnitten 27, der Nase 31 zur Fliehkraftabstützung an dem Tragelement 8 sowie dem Noppen 29 als Ausdrehsicherung 28 für die Abstützzungen 19.
Bezugszeichenliste

1: Reibungskupplung
2: Gehäuse
3: Wandung
4: Befestigungsöse
5: Befestigungsöse
6: Anpressplatte
7: Blattfeder
8: Tragelement
9: Fliehkraftpendel
10: Niet
11: Niet
12: Tellerfeder
13: Rampenring
14: Nachstelleinrichtung
15: Sensorfeder
16: Widerlager
17: Pendelmasse
18: Bügel
19: Abstützzunge
20: Ausschnitt
21: Tragelement
22: Lauffläche
23: Lauffläche
24: Bolzen
25: Öse
26: Lasche
27: Ausschnitt
28: Ausdrehsicherung
29: Noppen
30: Öffnung
31: Nase
32: Öffnung
33: Öffnung
34: Öffnung

Claims

Reibungskupplung (1) mit einem mit einem eine Gegendruckplatte bildenden Schwungrad verbundenen Gehäuse (2) sowie einer von einer Tellerfeder (12) gegenüber der Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen (einer) drehfest mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbundenen Kupplungsscheibe verspannbaren, axial verlagerbar und drehfest mit dem Gehäuse (2) verbundenen Anpressplatte (6), dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb der Anpressplatte (6) an dem Gehäuse (2) über den Umfang verteilte Tragelemente (8, 21) zur Aufnahme von Pendelmassen (17) eines Fliehkraftpendels (9) vorgesehen sind.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Tragelemente (8) das Gehäuse (2) Ausschnitte (20) aufweist.
Reibungskupplung (1) insbesondere nach Anspruch 1 oder 2 mit einer kraftgesteuerten Nachstelleinrichtung (14) zur Kompensation von Verschleiß der Reibbeläge mit einem zwischen Tellerfeder (12) und Anpressplatte (6) verdrehbaren Rampenring (13), der von einer eine Abstützkraft der Tellerfeder (12) am Gehäuse (2) ermittelnden Sensorfeder (15) gesteuert wird.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfeder (15) radial außen Abstützzungen (19) zur axialen Abstützung aufweist, die von über den Umfang verteilten, radial innerhalb der Pendelmassen (17) angeordneten Bügeln (18) abgestützt werden.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bügel (18) jeweils zusammen mit einem Tragelement (8) an dem Gehäuse (2) aufgenommen ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bügel (18) jeweils eine Nase (31) aufweisen, die in das jeweilige Tragelement (8) eingehängt ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bügel (18) jeweils Ausschnitte (27) zum Eindrehen der Abstützzungen (19) in eine Betriebsposition aufweisen.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung zwischen Ausschnitt (27) und Betriebsposition eine Ausdrehsicherung (28) vorgesehen ist.