DE102010051150A1 - Selbstnachstellende Reibungskupplung - Google Patents
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- F16D13/757—Features relating to adjustment, e.g. slack adjusters the adjusting device being located on or inside the clutch cover, e.g. acting on the diaphragm or on the pressure plate
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer zwischen einer Gegendruckplatte und einem an dieser fest angeordneten Deckel drehfest und entgegen der Wirkung von am Deckel angeordneten Blattfedern axial verlagerbar angeordneten Anpressplatte sowie einer im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung zwischen Reibflächen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte angeordnete Reibbeläge einer Kupplungsscheibe verspannenden Tellerfeder, welche gegenüber dem Deckel mittels eines in Umfangsrichtung federbelasteten Verstellrings mit in Umfangsrichtung angeordneten, mit Gegenrampen des Deckels eine einen Verschleiß der Reibbeläge kompensierende Nachstelleinrichtung bildenden Rampen anschlagsbegrenzt ist und bei einer axialen Belastung radial innen angeordneter Tellerfederzungen mittels eines Ausrücksystems gegenüber einer sich axial am Deckel abstützenden Sensorfeder abgestützt ist.
- Gattungsgemäße Reibungskupplungen mit einer selbstnachstellenden Nachstelleinrichtung sind beispielsweise aus der
DE 42 39 291 B4 bekannt. Hierbei verspannt eine sich am Deckel abstützende Tellerfeder die Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatte und bildet mit dieser einen Reibschluss mit zwischen diesen verspannten Reibbelägen einer Kupplungsscheibe. Die Tellerfeder verspannt im neuen oder nachgestellten Zustand die Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatte an einem vorgegebenen Betriebspunkt. Die Tellerfeder wird an deren Innenumfang beispielsweise in Form von Tellerfederzungen axial durch ein Ausrücksystem beaufschlagt und weist entlang dieses Ausrückwegs eine Kennlinie mit vorgegebener Tellerfederkraft unter Ausbildung eines Maximums auf. In der Zusammenwirkung mit der die Reibbeläge axial elastisch beabstandenden, gegen die Tellerfederkraft wirkenden Belegfederung sowie der die Anpressplatte gegenüber dem Deckel drehfest und axial verlegerbar haltenden Blattfederung, die ebenfalls entgegen der Tellerfederkraft wirksam ist, ergibt sich eine Ausrückkraftkennlinie über den Ausrückweg, die bei beginnender Trennung der Reibungskupplung stark ansteigend und am Übergang oder im Bereich des Betriebspunktes idealerweise ein Plateau bildet oder sogar leicht abfallend ist. Auf diese Weise kann ein für einen das Betätigungssystem mittels eines Pedals betätigenden Fahrer günstiger Kraftverlauf erzielt werden. - Wird durch einen Verschleiß der Reibbeläge oder andere Effekte, beispielsweise Setzvorgänge und dergleichen ein Fehlabstand zwischen Druckplatte und Anpressplatte an deren Betriebspunkt erzeugt, verkippt die Tellerfeder durch ihre geänderte Anstellung zwischen Deckel und Anpressplatte. Hierdurch ändert sich der Kraftverlauf der Ausrückkraft über den Ausrückweg, wobei die Ausrückkräfte zunehmen. Zum Ausgleich des Fehlabstands und Herstellung der ursprünglichen Tellerfederstellung ist zwischen dem Deckel und der Anpressplatte ein Verstellring zwischen mit in Umfangsrichtung ansteigenden Rampen vorgesehen, der von einem in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeicher angetrieben wird. Die Tellerfeder wird dabei gegenüber dem Deckel mittels einer Sensorfeder verspannt, die im nicht nachstellenden Zustand den Rampenring blockiert. Die Sensorfeder weist eine vorgegebene axiale Steifigkeit auf, so dass diese unter den bei vorliegendem Fehlabstand erhöhten Ausrückkräften axial verlagert wird und damit den Verstellring zur Verdrehung freischaltet. Dabei erfolgt eine Verdrehung des Verstellrings, so dass der durch den Verstellring gebildete Anschlag der Tellerfeder gegenüber dem Deckel axial verlagert und die Tellerfeder wieder in eine dem Neuzustand entsprechende Position gegenüber der Anpressplatte gebracht wird, so dass die ursprünglichen Ausrückkräfte des Neuzustands der Reibungskupplung erzielt werden.
- Während der Betätigungsvorgänge der Reibungskupplung mit einer entsprechenden Verkippung der Tellerfeder gegenüber der Sensorfeder und in den Abstützbereichen der Sensorfeder am Deckel tritt Reibung auf, die zu einer entsprechenden Hysterese der Sensorfeder führen, die sich auf die Nachstellung der Reibungskupplung, die abhängig von einem Kräftegleichgewicht unter anderem zwischen der Ausrückkraft und der Vorspannung der Sensorfeder gegenüber der Tellerfeder erfolgt, negativ auswirkt.
- Aufgabe der Erfindung ist daher die vorteilhafte Weiterbildung einer selbstnachstellenden Reibungskupplung mit einer auf einer Sensorfeder basierenden Nachstellungeinrichtung insbesondere im Hinblick auf eine verbesserte Hysterese der Sensorfeder.
- Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung mit einer zwischen einer Gegendruckplatte und einem an dieser fest angeordneten Deckel drehfest und entgegen der Wirkung von am Deckel angeordneten Blattfedern axial verlagerbar angeordneten Anpressplatte sowie einer im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung zwischen Reibflächen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte angeordnete Reibbeläge einer Kupplungsscheibe verspannenden Tellerfeder, welche gegenüber dem Deckel mittels eines in Umfangsrichtung federbelasteten Verstellrings mit in Umfangsrichtung angeordneten, mit Gegenrampen des Deckels eine einen Verschleiß der Reibbeläge kompensierende Nachstelleinrichtung bildenden Rampen anschlagsbegrenzt ist und bei einer axialen Belastung radial innen angeordneter Tellerfederzungen mittels eines Ausrücksystems gegenüber einer sich axial am Deckel abstützenden Sensorfeder abgestützt ist, gelöst, wobei die Sensorfeder sich radial außen mittels einer Kuppe an der Tellerfeder und radial innerhalb eines Stülppunktes an der axial gegenüberliegenden Seite der Kuppe am Deckel abstützt.
- Dabei stützt sich die Sensorfeder axial an dem Deckel entgegen der Wirkung der auf die Kuppe wirkenden Tellerfederkraft ab. Wird die Tellerfeder infolge axialem Verschleiß der Reibbeläge gegenüber der Position im Neuzustand verkippt, resultiert infolge der dadurch geänderten Hebelverhältnisse und die Auswirkung der Kennlinie der Tellerfeder auf den geänderten Betriebspunkt eine höhere Tellerfederkraft an der Kuppe der Sensorfeder, so dass diese entgegen ihrer vorgegebenen Steifigkeit elastisch axial verlagert wird, wodurch die Tellerfeder vom Verstellring abhebt und der Verstellring sich verdrehen kann und zwischen dem Deckel und der Tellerfeder mittels der Rampen und Gegenrampen den entstandenen Fehlabstand ausgleicht.
- Die Sensorfeder wird dabei so ausgestaltet, dass die Tellerfeder an der Kuppe der Sensorfeder abwälzt, wenn die Tellerfeder durch das Ausrücksystem axial belastet wird, um die Anpressplatte aus der gegenüber den Reibbelägen und der Gegendruckplatte verspannten Position zu lösen. Die Sensorfeder hält die Tellerfederkraft in vorteilhafter Weise durch Abstützung an der der Kuppe gegenüber liegenden Seite an dem Deckel gegen, wobei zwischen den beiden Anlageflächen der Sensorfeder ein Stülppunkt beziehungsweise eine über den Umfang der Sensorfeder verlaufende Linie des Stülppunktes vorgesehen ist, um den sich zwei in entgegengesetzte Richtung radial ausgerichtete Hebelarme beziehungsweise ringförmige Hebelflächen der Sensorfeder anordnen, von denen der eine die Tellerfeder an einer ersten Anlagefläche und der zweite Hebel sich mittels einer zweiten Anlagefläche gegenüber dem Deckel abstützt. Dabei kann im Bereich des Stülppunktes ein Kraftrand der Sensorfeder vorgesehen sein, wobei zur Ausbildung zumindest eines Hebelarmes fingerartig radial erweiterte, radial außen die Anlagefläche bildende und über den Umfang verteilte Bereiche vorgesehen sein können.
- Die Sensorfeder wird dabei bezüglich ihrer Kennlinie, der Hebelarme und Anlageflächen so ausgelegt, dass sich die an den Anlageflächen in entgegengesetzter Richtung wirksamen Reibmomente größtenteils aufheben und eine flache Hysteresekurve der Sensorfeder resultiert, so dass diese den Nachstellvorgang nicht durch Reibung beeinflusst. Dabei ergibt sich eine Hysterese aus den Reibkräften in Richtung der Verspannung der Sensorfeder mit einer auf die Kuppe der Sensorfeder wirkenden Tellerfederkraft auf den Deckel wirkenden Abstützkraft. Die Summe dieser Reibkräfte bildet jeweils beim Öffnen und Schließen der Reibungskupplung die Hysteresekurve, so dass eine differentielle Reibkraft die Fläche der Hysteresekurve vorgibt und diese und damit die Hysterese selbst bei gegenseitiger zumindest teilweise erfolgender Aufhebung der entgegen gerichteten Reibkräfte flach ausgestaltet werden kann.
- Um die zweite Anlagefläche entgegen von der Tellerfeder auf die erste Anlagefläche ausgeübten Tellerfederkraft auf der anderen Seite der Sensorfeder am Deckel abstützen zu können, werden über den Umfang verteilte Abstützflächen für die Sensorfeder aus die Tellerfeder durchgreifenden, in den Deckel eingebrachten Stufenbolzen gebildet. Dabei sind die Stufenbolzen endseitig radial unter Ausbildung der Abstützflächen erweitert, so dass diese die zweiten Anlageflächen der Sensorfeder axial abstützen. Die Hebelarme der Sensorfeder können dabei so ausgebildet sein, dass jeweils zwei von diesen jeweils einen Stufenbolzen eingabeln.
- Alternativ können einteilig an dem Deckel über den Umfang verteilte Abstützflächen für die Sensorfeder vorgesehen werden, die aus die Tellerfeder durchgreifenden Abstützhaken, die beispielsweise aus dem Deckel ausgestellt sind, gebildet sind.
- Zum Abgleich der in Spann- und Entspannrichtung vorliegenden Reibkräfte beziehungsweise Reibmomente hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein zwischen der ersten Anlagefläche der Sensorfeder und dem Stülppunkt vorgesehener erster Hebelarm kürzer als ein zwischen der zweiten Anlagefläche und dem Stülppunkt vorgesehener zweiter Hebelarm ist. Hierdurch kann beispielsweise eine gegebenenfalls höhere Steifigkeit des ersten Hebelarms kompensiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Anlagefläche kleiner als die zweite Anlagefläche ausgebildet werden.
- Die Erfindung wird anhand des in den
1 und2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen: -
1 einen Teilschnitt durch eine selbstnachstellende Reibungskupplung und -
2 die Sensorfeder der Reibungskupplung der1 im Teilschnitt. -
1 zeigt einen Teilschnitt der um ihre Drehachse2 rotationssymmetrischen Reibungskupplung1 , von der die Gegendruckplatte und die Kupplungsscheibe mit den von der Anpressplatte3 gegen die Gegendruckplatte verspannten Reibbelägen nicht dargestellt sind. Die Anpressplatte3 ist mittels der Blattfedern4 drehfest und axial verlagerbar an dem Deckel5 aufgenommen. Zur axialen Verlagerung der Anpressplatte3 und damit der Betätigung der Reibungskupplung zwischen einem geschlossenen und einem geöffneten Zustand ist die Tellerfeder6 vorgesehen. Im geschlossenen Zustand stützt sich die Tellerfeder6 axial an dem Verstellring7 ab und verspannt die Anpressplatte3 axial entgegen der Wirkung der Blattfedern4 radial außen gegen die Gegendruckplatte. - Soll die Reibungskupplung
1 geöffnet werden, wird die Tellerfeder6 am Innenumfang an deren Tellerfederzungen8 axial in Richtung der Anpressplatte3 von einem nicht dargestellten Ausrücksystem beaufschlagt. Hierbei stützt sich die Tellerfeder6 axial an der Kuppe10 der Sensorfeder9 ab und verringert die Anpresskraft gegenüber der Anpressplatte3 , so dass diese durch die Blattfedern4 der radial außen verschwenkenden Tellerfeder nachgeführt und der Reibschluss mit den Reibbelägen sukzessive abgebaut wird. Die Sensorfeder9 hält dabei die durch die Tellerfeder6 auf die Kuppe10 aufgebrachte Tellerfederkraft entgegen und stützt sich dabei mittels der Hebelarme11 an den Stufenbolzen12 ab, die die Tellerfeder6 durchgreifen und mit dem Deckel5 fest verbunden sind. Die beispielsweise als ringförmige Sicke oder in Form von über den Umfang verteilten Ringsegmenten ausgebildete Kuppe10 bildet die ersten, über den Umfang segmentierten Anlageflächen13 der Sensorfeder9 zur Tellerfeder6 , so dass diese während einer Betätigung der Reibungskupplung1 ballig auf der Sensorfeder9 abwälzt. Radial innen sind die zweiten Anlageflächen14 vorgesehen, die sich an den Abstützflächen15 der Stufenbolzen12 abstützen. Die Sensorfeder9 des gezeigten Ausführungsbeispiels ist dabei aus sich fingerförmigen radial beidseitig erstreckenden Hebelarmen11 ,16 gebildet, wobei sich die Hebelarme11 über den Umfang mit den Stützarmen17 zur Sicherung der Sensorfeder9 an den Stufenbolzen abwechseln. - Tritt an der Reibungskupplung
1 ein Verschleiß der Reibbeläge auf, verlagert sich die Anpressplatte bei geschlossener Reibungskupplung1 in Richtung der Gegendruckplatte, so dass die Tellerfeder6 um die Anlagefläche18 am Verstellring7 verkippt wird. Infolge der Kennlinie der Tellerfeder6 resultiert durch diese Kippstellung der Tellerfeder6 eine erhöhte Ausrückkraft an den Tellerfederzungen8 , die von der Sensorfeder9 beim Öffnen der Reibungskupplung1 aufgenommen werden muss. Die Steifigkeit der Sensorfeder9 ist so ausgelegt, dass die an der Kuppe10 auftretenden Tellerfederkräfte einer nicht nachstellungsbedürftigen Reibungskupplung1 abgestützt werden und die Sensorfeder9 bei einer nachstellungsbedürftigen Reibungskupplung1 axial ausweicht. Hierdurch wird der Kontakt der Tellerfeder6 zum Verstellring7 an der Anlagefläche gelöst, so dass sich der in Umfangsrichtung mittels nicht dargestellter Federn vorgespannte Verstellring7 verdreht. Hierbei ist der Verstellring7 mit in Umfangsrichtung ansteigenden Rampen19 versehen, die auf in den Deckel5 eingeprägten Gegenrampen20 aufliegen, so dass bei einer Verdrehung des Verstellrings der gebildete axiale Fehlabstand ausgeglichen wird und die Tellerfeder6 sich gegenüber dem Deckel5 axial verlagert, jedoch die ursprüngliche Position zur Anpressplatte3 wieder hergestellt und damit die Verkippung der Tellerfeder6 aufgehoben wird, so dass wieder dem Neuzustand entsprechende Ausrückkräfte erzielt werden. - Die Anlageflächen
13 ,14 unterliegen bei der Verschwenkung der Tellerfeder6 während den Betätigungsbewegungen der Reibungskupplung1 Reibeingriffen gegenüber der Tellerfeder6 beziehungsweise den Stufenbolzen12 . Dabei werden verminderte Reibmomente bereits durch die ballige Ausbildung der Anlageflächen13 ,14 erzielt. Nachfolgend erläutert die2 weitere vorteilhafte Ausführungen der Sensorfeder9 . -
2 zeigt die Sensorfeder9 im Teilschnitt. Die Sensorfeder9 weist zwischen den Hebelarmen11 ,16 den Kraftrand21 mit dem Stülppunkt22 auf um die die Hebelarme11 ,16 bei einer Spannung und Entspannung der Sensorfeder9 verschwenkt werden. Es hat sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn ausgehend von dem Stülppunkt die die Kuppe10 bildenden ersten Hebelarme16 eine geringere Länge l1 aufweisen als die Länge l2 der zweiten Hebelarme11 . Weiterhin sind die ersten Anlageflächen13 der ersten Hebelarme16 mit einer geringeren Fläche versehen als die zweiten Anlageflächen14 der zweiten Hebelarme11 . Hierdurch werden abhängig vom zwischen der Tellerfeder6 (1 ) und den ersten Anlageflächen13 eingestellten Reibkoeffizienten und der hier anliegenden Tellerfederkraft und dem zwischen den Stufenbolzen12 (1 ) und den zweiten Anlageflächen14 eingestellten Reibkoeffizienten und der hier anliegenden Abstützkraft zumindest annähernd gleiche Reibmomente erzielt, so dass die Hysteresekurve der Sensorfeder9 im eingebauten Zustand flach ausfällt und sich nicht störend auf das Kräftegleichgewicht zur Nachstellung der Reibungskupplung1 (1 ) auswirkt. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Drehachse
- 3
- Anpressplatte
- 4
- Blattfeder
- 5
- Deckel
- 6
- Tellerfeder
- 7
- Verstellring
- 8
- Tellerfederzunge
- 9
- Sensorfeder
- 10
- Kuppe
- 11
- Hebelarm
- 12
- Stufenbolzen
- 13
- Anlagefläche
- 14
- Anlagefläche
- 15
- Abstützfläche
- 16
- Hebelarm
- 17
- Stützarm
- 18
- Anlagefläche
- 19
- Rampe
- 20
- Gegenrampe
- 21
- Kraftrand
- 22
- Stülppunkt
- l1
- Länge
- l2
- Länge
- 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 4239291 B4 [0002]
Claims (5)
- Reibungskupplung (
1 ) mit einer zwischen einer Gegendruckplatte und einem an dieser fest angeordneten Deckel (5 ) drehfest und entgegen der Wirkung von am Deckel (5 ) angeordneten Blattfedern (4 ) axial verlagerbar angeordneten Anpressplatte (3 ) sowie einer im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung (1 ) zwischen Reibflächen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte (3 ) angeordnete Reibbeläge einer Kupplungsscheibe verspannenden Tellerfeder (6 ), welche gegenüber dem Deckel (5 ) mittels eines in Umfangsrichtung federbelasteten Verstellrings (7 ) mit in Umfangsrichtung angeordneten, mit Gegenrampen (20 ) des Deckels (5 ) eine einen Verschleiß der Reibbeläge kompensierende Nachstelleinrichtung bildenden Rampen (19 ) anschlagsbegrenzt ist und bei einer axialen Belastung radial innen angeordneter Tellerfederzungen (8 ) mittels eines Ausrücksystems gegenüber einer sich axial am Deckel (5 ) abstützenden Sensorfeder (9 ) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfeder (9 ) sich radial außen mittels einer Kuppe (10 ) an der Tellerfeder (6 ) und radial innerhalb eines Stülppunktes (22 ) an der axial gegenüberliegenden Seite der Kuppe (10 ) am Deckel (5 ) abstützt. - Reibungskupplung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilte Abstützflächen (15 ) für die Sensorfeder (9 ) aus die Tellerfeder (6 ) durchgreifenden, in den Deckel (5 ) eingebrachten Stufenbolzen (12 ) gebildet sind. - Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilte Abstützflächen für die Sensorfeder aus die Tellerfeder durchgreifenden, aus dem Deckel ausgestellten Abstützhaken gebildet sind.
- Reibungskupplung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen einer ersten Anlagefläche (13 ) der Sensorfeder (9 ) an der Tellerfeder (6 ) und dem Stülppunkt (22 ) vorgesehener erster Hebelarm (16 ) kürzer als ein zwischen einer zweiten Anlagefläche (14 ) zu dem Deckel (5 ) und dem Stülppunkt (22 ) vorgesehener zweiter Hebelarm (11 ) ist. - Reibungskupplung (
1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anlagefläche (13 ) kleiner als die zweite Anlagefläche (14 ) ist.
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DE102010051150A DE102010051150A1 (de) | 2009-11-26 | 2010-11-11 | Selbstnachstellende Reibungskupplung |
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DE102009055903 | 2009-11-26 | ||
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Country | Link |
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-
2010
- 2010-11-11 DE DE102010051150A patent/DE102010051150A1/de not_active Withdrawn
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