DE102010054300B4

DE102010054300B4 - Verstellring zur Verschleißkompensation von Kupplungsscheiben

Info

Publication number: DE102010054300B4
Application number: DE102010054300.4A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ahnert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: DE102010054300A1

Abstract

Verstellring (10) zur Kompensation des Verschleißes von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe, aufweisend eine erste axiale Seite (11), welche als Auflagefläche für eine Tellerfeder ausgebildet ist, sowie eine zweite axiale Seite (12), welche zur Bildung von Ritzeln mit axialen Ausnehmungen (13, 13') versehen ist, wobei mindestens eine (13') der axialen Ausnehmungen (13) von den übrigen axialen Ausnehmungen (13) verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, die Ausnehmungen (13) von Rampen (14, 14') begrenzt sind, wobei eine Höhe H' mindestens einer der Rampen (14') größer ist als die Höhen H der übrigen Rampen (14).

Description

Die Erfindung betrifft einen Verstellring zur Kompensation des Verschleißes von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe und insbesondere einer Kupplungsscheibe eines Kraftfahrzeuges.
Wie dies bekannt ist, unterliegen Reibbeläge von Kupplungsscheiben, welche innerhalb einer Kupplung dazu dienen, eine Motorseite und eine Getriebeseite eines Antriebs miteinander drehschlüssig zu koppeln, aufgrund der hohen Belastungen durch die auftretenden Drehmomente einem ständigen Verschleiß. Um zu vermeiden, dass die Reibbeläge aufgrund des Verschleißes in kurzen Abständen ausgetauscht bzw. ersetzt werden müssen, wird gegenwärtig dazu übergegangen, den Verschleiß durch mechanisches Verstellen eines der Elemente der Kupplung zu kompensieren.
Eine Möglichkeit der Kompensation besteht beispielsweise darin, eine Anpressplatte der Kupplung mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge nachzuführen, d. h. weiter in Richtung der Gegendruckplatte zu verschieben. In der 1, welche ein Beispiel einer solchen Reibungskupplung mit Verschleißkompensation des Standes der Technik zeigt, ist unter dem Bezugszeichen 1 eine Anpressplatte der Kupplung gezeigt. Die Anpressplatte 1 wird im Betrieb der Kupplung von einer Tellerfeder 2, welche an einem Gehäuse 3 der Kupplung abgestützt ist, gegen eine mit dem Gehäuse 3 fest verbundene Gegendruckplatte entgegen der Wirkung von Blattfedern verspannt, wobei auf bekannte Weise ein Reibungseingriff zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte 1 mit zwischen diesen angeordneten Reibbelägen einer Kupplungsscheibe eingestellt wird.
Zwischen dem Gehäuse 3 und die Anpressplatte 1 ist eine Nachstelleinrichtung zum Nachführen der Anpressplatte bei Verschleiß der Reibbeläge gesetzt. In dem gezeigten Beispiel umfasst diese einen Spindeltrieb 4 sowie eine Klinke 5, welche ein Ritzel eines Verstellrings 6 zur Drehung antreibt, wobei der Verstellring 6 durch den Spindeltrieb 4 in seiner Lage verstellbar ist.
Bei dieser Art von Nachstelleinrichtung tritt jedoch das Problem auf, dass aufgrund des Nachstellens des Spindeltriebes 4 eine Schwerpunktverlagerung auftritt, welche die Unwucht der Anpressplatte der Kupplung beeinflusst. Dies wird anhand der 2 näher erläutert. Der Spindeltrieb 4 umfasst eine Spindel 4a sowie eine Spindelmutter 4b. Bei dem Nachstellvorgang wird durch das Drehen der Spindel 4a die Spindelmutter 4b verschoben. In der 2 ist der Verschiebungsweg der Spindelmutter 4b durch den längeren der geraden Pfeile oberhalb der Spindel 4a skizziert. Da die Spindelmutter 4b eine nicht vernachlässigbare Masse aufweist, geht mit ihrer Positionsänderung auch eine Änderung ihres Schwerpunkts s einher. Diese Änderung ist durch den kürzeren der geraden Pfeile angedeutet.
Um diese Änderung der Lage des Schwerpunkts s auszugleichen, kann die Bewegung des Verstellrings 6 ausgenutzt werden. Hierfür wird der Verstellring 6 so geformt, dass sein Schwerpunkt s' außerhalb seiner Drehachse und somit außerhalb des durch die Anpressplatte und deren Unterbau gebildeten Gesamtschwerpunktes S liegt. Zudem soll der Schwerpunkt s' des Verstellrings 6 gegenüber dem Schwerpunkt s der Spindelmutter liegen. Der Grund hierfür liegt darin, dass bei einer Drehung des Verstellrings 6 durch die Klinke 5 (in der 2 nicht gezeigt) auch die Spindelmutter 4b bewegt wird. In der Figur ist durch den unteren der gebogenen Pfeile die Drehung des Schwerpunktes s' des Verstellrings 6 bei einer Verdrehung des Verstellrings 6 (oberer gebogener Pfeil) angedeutet. So stehen sich die beiden Schwerpunktpositionen s und s' bei einer gemeinsamen Bewegung der Mutter 4b und des Verstellrings 6 immer gegenüber, weswegen der Gesamtschwerpunkt S weitgehend unverändert bleibt. Dies bedeutet, dass sich die Unwucht der Anpressplatte durch die Betätigung einer so gestalteten Nachstelleinrichtung kaum verändert.
Die geschilderte Bedingung, wonach die Lage des Schwerpunktes s' des Verstellrings außerhalb seiner Drehachse liegen soll, kann konstruktiv auf verschiedene Weise realisiert werden. Zum einen können zusätzliche Massenstücke gegenüber der Position der Mutter am Ring angebracht werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass eine erhöhte Zahl an einzusetzenden Bauteilen sowie ein erhöhter Montageaufwand benötigt werden. Darüber hinaus entsteht aufgrund der Mitbewegung der Massenstücke ein erheblicher zusätzlicher Bedarf an Bauraum. Eine andere Möglichkeit liegt darin, Veränderungen im Querschnitt des Verstellrings vorzusehen. Ein Beispiel hierfür ist in der 3 gezeigt. Der dort dargestellte Verstellring 6 ist mit Querbohrungen 6a ausgebildet, welche dafür sorgen, dass sein Schwerpunkt s' (in der 3 nicht gezeigt) außerhalb seiner Drehachse liegt. Die Ausführung derartiger Bohrungen bedingt jedoch wiederum aufwändige zusätzliche Arbeitsschritte, was die Herstellung eines solchen Verstellringes 6 verteuert. Aus der DE 10 2009 019 070 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Verstellringen mit Veränderungen an den Rampen des Verstellrings in Form von Ausnehmungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Verstellring für die Verschleißkompensation von Kupplungsscheiben anzugeben, welcher einen außerhalb der Drehachse liegenden Schwerpunkt s' aufweist und dennoch mit geringem Aufwand hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Verstellring nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verstellrings zur Kompensation des Verschleißes von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe, weisen eine erste axiale Seite, die als Auflagefläche für eine Tellerfeder ausgebildet ist, sowie eine zweite axiale Seite, die zur Bildung von Ritzeln mit axialen Ausnehmungen versehen ist, auf, wobei mindestens eine der axialen Ausnehmungen von den übrigen axialen Ausnehmungen verschieden ist.
Aufgrund der unterschiedlichen Ausbildung der umfangsseitig verteilten Ausnehmungen wird erreicht, dass der Schwerpunkt des Verstellringes außerhalb seiner Drehachse liegt. Da die Ausnehmungen Ritzel für den Eingriff der vorstehend erwähnten Klinke der Nachstelleinrichtung bilden, müssen sie in jeden Verstellring eingefügt werden. Das Vorsehen einer der Ausnehmungen mit einer von den anderen Ausnehmungen verschiedener Form und/oder Tiefe kann daher mit geringem zusätzlichen Arbeitsaufwand verwirklicht werden.
Der Verstellring der Erfindung kann aus einem Rohteil durch unterschiedliche Arbeitsschritte hergestellt werden. Bei diesem Rohteil handelt es sich z. B. um ein gewickeltes Blechband. Der Zentrierdurchmesser (Drehachse) und die Auflagefläche für die Tellerfeder können auf einfache Weise durch Drehen ausgebildet werden. Anschließend kann die Ausformung der Ausnehmungen, z. B. durch Ausfräsen, erfolgen. Dabei kann ohne zusätzlichen Arbeitsschritt an einer Ausnehmung mehr Material stehen gelassen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist bei dem Verstellring gegenüber der mindestens einen, von den übrigen axialen Ausnehmungen verschiedenen axialen Ausnehmung, eine Markierung für die Anbringung einer Spindel vorhanden. Bei dieser Markierung kann es sich beispielsweise um eine spezielle Eingriffsstelle für eine Mutter der Spindel handeln. Somit kann auch der Ort derjenigen Ausnehmung festgelegt werden, die von den übrigen Ausnehmungen verschieden ist. Dieser Ort sollte insbesondere umfangsseitig gegenüber der Markierung liegen. Es ist dabei anzumerken, dass auf die Markierung verzichtet werden kann, wenn die Unterschiede der Ausnehmungen so deutlich erkennbar sind, dass die Sollanbringungsstelle für die Spindel durch die mindestens eine Ausnehmung definiert ist (gegenüber jener Ausnehmung).
Die genannte mindestens eine Ausnehmung kann ihre Verschiedenheit gegenüber den anderen Ausnehmungen dadurch erhalten, dass sie mit einer geringeren Tiefe in Axialrichtung ausgebildet wird. Anders ausgedrückt weist der Verstellring an dieser Position eine größere Höhe in Axialrichtung auf als an einer entsprechenden Stelle der übrigen Ausnehmungen. Dies hat zur Folge, dass mehr Masse an dieser Stelle verbleibt und somit der Schwerpunkt des Ringes gegen diese Position verschoben ist. Dabei kann die Form der Ausnehmung beibehalten werden. Das Stehenlassen von mehr Material an dieser Stelle ist beim Herstellungsprozess mit dem geringsten Aufwand verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen von Rampen begrenzt, wobei eine Höhe mindestens einer der Rampen größer ist als die Höhen der übrigen Rampen. Die Rampen bilden eine besonders gute Eingriffsmöglichkeit für die Klinken der Nachstelleinrichtung. Alle Rampen können bezüglich ihrer Form gleich sein. Dies bedeutet einen besonders geringen Arbeitsaufwand, da alle Rampen prinzipiell gleich bearbeitet werden können. An derjenigen Rampe mit der größeren Höhe ist der Arbeitsaufwand für das Spanen (z. B. Fräsen) sogar besonders gering. Zudem ist es möglich, die Rampen mit Stufen auszubilden.
Alternativ oder ergänzend dazu können die Ausnehmungen jeweils eine Senke umfassen, wobei mindestens eine der Senken eine Höhe aufweist, welche größer ist als die Höhen der übrigen Senken. Ebenso wie im Fall der Rampen ist auch an derjenigen Senke, welche eine größere Höhe aufweist als die übrigen Senken, ein besonders geringer Arbeitsaufwand nötig. Insgesamt kann also gegenüber den Verstellringen des Standes der Technik nicht nur auf einen zusätzlichen Arbeitsschritt für die Verwirklichung der Schwerpunktasymmetrie verzichtet werden, sondern sogar die benötigten Ausnehmungen oder Senken bzw. Rampen mit geringerem Herstellungsaufwand gefertigt werden.
Je nach gewünschter Verschiebung des Schwerpunktes des Verstellrings kann auch eine Gruppe von axialen Ausnehmungen vorhanden sein, die von den übrigen axialen Ausnehmungen verschieden sind, wobei die axialen Ausnehmungen in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Wenn die Ausnehmungen innerhalb der Gruppe gleichartig sind, so befindet sich die Sollposition für den Eingriff der Spindel entsprechend gegenüber dem umfangsseitigen Mittelpunkt der Gruppe.
Der Verstellring kann eine Spindel mit einer Spindelmutter aufweisen, wobei die Spindel umfangsseitig gegenüber der mindestens einen von den übrigen axialen Ausnehmungen verschiedenen axialen Ausnehmung angebracht ist. Derartige Verstellringe mit Spindel können aufgrund der beschriebenen Arbeitsersparnis kostengünstig und schnell hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Reibungskupplung mit einer Anpressplatte sowie einer Gegendruckplatte, zwischen welche eine mit Reibbelägen versehene Kupplungsscheibe gesetzt ist, wobei zum Nachstellen der Anpressplatte bei Verschleiß der Reibbeläge eine Nachstelleinrichtung vorhanden ist, welche einen Verschleißring nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfasst, wobei die Anpressplatte Ausnehmungen aufweist, welche den Ausnehmungen des Verstellrings angepasst sind. Die Reibungskupplung hat den Vorteil einer genau definierten Unwucht ihrer Anpressplatte, welche sich beim Betätigen der Nachstelleinrichtung nicht wesentlich verändert. Aufgrund der verringerten Herstellungskosten für den Verstellring können auch die Kosten für die Kupplung selbst gesenkt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen Querschnitt durch eine Reibungskupplung mit eingebauter Nachstelleinrichtung;
2 eine Funktionsdarstellung eines Verstellringes des Standes der Technik;
3 einen Verstellring mit Querbohrungen nach dem Stand der Technik in perspektivischer Ansicht; und
4 einen Verstellring gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In der 4 ist ein Verstellring 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Darstellung gezeigt. Der Verstellring 10 weist in Axialrichtung gesehen eine erste axiale Seite 11 auf, welche im eingesetzten Zustand des Verstellrings eine Auflagefläche für eine Tellerfeder (in der Figur nicht gezeigt) bildet. Aus diesem Grund ist die erste axiale Seite 11 in Umfangsrichtung im Wesentlichen eben ausgebildet.
Eine zweite axiale Seite 12, welche der ersten Seite 11 gegenüberliegt, ist mit Ausnehmungen 13, 13' versehen, die hier in Form von Rampen 14, 14' und dazwischen liegenden Senken 15, 15' ausgebildet sind. Die Wandstärke in Radialrichtung des Verstellringes 10 ist im Wesentlichen über den gesamten Umfang konstant, sodass der Ring 10 diesbezüglich einheitlich ausgebildet ist.
Die Rampen 14, 14' und Senken 15, 15' dienen im Betrieb dem Eingriff einer (in der Figur nicht gezeigten Klinke) und müssen aus diesem Grund bei jedem Verstellring vorgesehen werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist hier eine Ausnehmung 13' verschieden von den übrigen Ausnehmungen 13 dergestalt, dass sowohl ihre Rampe 14' als auch ihre Senke 15' in Axialrichtung gesehen jeweils größere Höhen H', h' aufweisen als die übrigen Rampen 14 bzw. Senken 15. An der Ausnehmung 14' sind die Höhen H, h der übrigen Rampen 14 bzw. Senken 15 mittels einer strichlierten Linie angedeutet. Dies bedeutet, dass die Ausnehmung 13' mit geringerer Tiefe ausgeformt ist als die übrigen Ausnehmungen 13, wodurch an dieser Stelle in Radialrichtung eine größere Masse als an den entsprechenden übrigen umfangsseitigen Positionen angehäuft ist.
Wie dies in der Figur zu erkennen ist, befindet sich gegenüber der Ausnehmung 13' ein Zahneingriff 16 für eine Spindel 20 mit einer Spindelmutter 21. Der Zahneingriff 16 kann als eine Markierung verwendet werden, um bei der Herstellung des Ringes die Sollposition für die Spindel 20 gegenüber der Ausnehmung 13' festzulegen. In der gezeigten Ausführungsform weist der Bereich des Zahneingriffs 16 umfangsseitig die größte Höhe auf und ist somit bestimmend für die Höhe des zu verwendenden Rohteils.
Anders als bei der gezeigten Ausführungsform können auch mehrere Ausnehmungen 13', beispielsweise 2, 3, 4 oder mehr Ausnehmungen 13', vorhanden sein, die von den übrigen Ausnehmungen verschieden sind. In diesem Fall befindet sich die Sollposition der Spindel 20 gegenüber der umfangsseitigen Mitte der Gruppe von Ausnehmungen 13'. Was die Höhen H, H' der Rampen 14, 14' betrifft, so ist für eine Anpressplatte, für welche der Verstellring 10 eingesetzt werden soll, die Rampenhöhe entsprechend anzupassen.
Bezugszeichenliste

1: Anpressplatte
2: Tellerfeder
3: Gehäuse
4: Spindeltrieb
4a: Spindel
4b: Spindelmutter
5: Klinke
6: Verstellring
6a: Querbohrung
10: Verstellring
11: erste Seite
12: zweite Seite
13: Ausnehmung
13': Ausnehmung
14: Rampe
14': Rampe
15: Senke
15': Senke
16: Zahneingriff
20: Spindel
21: Spindelmutter

Claims

Verstellring (10) zur Kompensation des Verschleißes von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe, aufweisend eine erste axiale Seite (11), welche als Auflagefläche für eine Tellerfeder ausgebildet ist, sowie eine zweite axiale Seite (12), welche zur Bildung von Ritzeln mit axialen Ausnehmungen (13, 13') versehen ist, wobei mindestens eine (13') der axialen Ausnehmungen (13) von den übrigen axialen Ausnehmungen (13) verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, die Ausnehmungen (13) von Rampen (14, 14') begrenzt sind, wobei eine Höhe H' mindestens einer der Rampen (14') größer ist als die Höhen H der übrigen Rampen (14).
Verstellring (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber der mindestens einen von den übrigen axialen Ausnehmungen (13) verschiedenen axialen Ausnehmung (13') eine Markierung für die Anbringung einer Spindel (20) vorhanden ist.
Verstellring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (13') eine geringere Tiefe in Axialrichtung aufweist.
Verstellring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (13) jeweils eine Senke (15, 15') aufweisen, wobei mindestens eine (15') der Senken (15, 15') eine Höhe h' aufweist, welche geringer ist als die Höhen h der übrigen Senken.
Verstellring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von axialen Ausnehmungen (13') vorhanden ist, die von den übrigen axialen Ausnehmungen (13) verschieden sind, wobei die axialen Ausnehmungen (13') in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Verstellring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Spindel (20) mit einer Spindelmutter (21) aufweist, wobei die Spindel (20) umfangsseitig gegenüber der mindestens einen von den übrigen axialen Ausnehmungen verschiedenen axialen Ausnehmung (13') angebracht ist.
Reibungskupplung mit einer Anpressplatte sowie einer Gegendruckplatte, zwischen welche eine mit Reibbelägen versehene Kupplungsscheibe gesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Nachstellen der Anpressplatte bei Verschleiß der Reibbeläge eine Nachstelleinrichtung vorhanden ist, welche einen Verstellring (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche umfasst, und dass die Anpressplatte mit Ausnehmungen ausgestattet ist, welche den Ausnehmungen (13, 13') des Verstellrings angepasst sind.