DE102011018414A1

DE102011018414A1 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011018414A1
Application number: DE201110018414
Authority: DE
Inventors: Dominic Melischko; Patrick Pfeifer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-10-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit zumindest einer in axialer Richtung durch ein Hebelelement ein- und/oder ausrückbaren, im eingerückten Zustand reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung und zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung mit zumindest einem in Umfangsrichtung drehbar gelagerten Verstellring zur Kompensation eines Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung durch Drehung des Verstellrings, wobei die Drehung des Verstellrings durch eine fliehkraftbasierte Steuereinrichtung steuerbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung.
Aus der DE 10 2008 031 953 A1 ist eine als Doppelkupplung ausgebildete Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 10 bekannt. Eine Teilkupplung der Doppelkupplung weist eine in axialer Richtung durch ein Hebelelement ein- und ausrückbare, im eingerückten Zustand reibschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtung und eine Verschleißnachstelleinrichtung auf. Die Verschleißnachstelleinrichtung besitzt einen drehbar gelagerten, in Umfangsrichtung der Teilkupplung vorgespannten Verstellring zur Kompensation des Verschleißzustandes der Drehmomentübertragungseinrichtung durch Drehung des Verstellrings. Die Vorspannung des Verstellrings erfolgt durch mehrere im Außenumfang des Verstellrings angeordnete Rollfedern.
Der drehbar gelagerte Verstellring weist mehrere Rampenelemente auf, die zur Kompensation des Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung relativ zu mehreren Gegenrampenelementen verdrehbar bzw. verschiebbar sind. Die Rampenelemente und die Gegenrampenelemente sind jeweils mit einer kontinuierlichen Steigung versehen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung anzugeben, durch die eine Auslösung der Verschleißnachstelleinrichtung während des Transports der Kupplungsvorrichtung verhindert werden kann.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 mit zumindest einer in axialer Richtung durch ein Hebelelement ein- und/oder ausrückbaren, im eingerückten Zustand reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung und zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung mit zumindest einem in Umfangsrichtung drehbar gelagerten Verstellring zur Kompensation eines Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung durch Drehung des Verstellrings. Da die Drehung des Verstellrings durch eine fliehkraftbasierte Steuereinrichtung steuerbar ist, kann eine Auslösung der Verschleißnachstelleinrichtung im Ruhezustand, beispielsweise wenn die Kupplungsvorrichtung insbesondere im teilmontierten Zustand transportiert wird, auf einfache Art und Weise verhindert werden. Insbesondere handelt es sich bei der Kupplungsvorrichtung um eine Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung weist vorzugsweise zumindest eine Anpressplatte, zumindest eine Gegendruckplatte und zumindest eine in axialer Richtung zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte angeordnete Kupplungsscheibe auf. Wenn es sich bei der Kupplungsvorrichtung um eine Doppel- oder Mehrfachkupplung bzw. um eine Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung handelt, kann die Gegendruckplatte als Zentralplatte ausgebildet sein, die zwei Teilkupplungen der Doppel- oder Mehrfachkupplung zuzuordnen ist.
Die Anpressplatte ist drehfest in einem Gehäuse der Kupplungsvorrichtung angeordnet und bezüglich der Gegendruckplatte in axialer Richtung begrenzt verlagerbar, während die Gegendruckplatte gehäusefest angeordnet ist. Wenn die Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte verspannt ist, erfolgt eine reibschlüssige Übertragung des Drehmoments von der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung, beispielsweise vom Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, über die Anpressplatte und die Gegendruckplatte auf die Kupplungsscheibe, und von der Kupplungsscheibe auf die Ausgangsseite der Kupplungsvorrichtung, beispielsweise auf die Eingangswelle eines Getriebes.
Durch eine auf das Hebelelement wirkende Aktoreinrichtung kann die Drehmomentübertragungseinrichtung eingerückt bzw. ausgerückt werden. Bei dem Hebelelement kann es sich um eine Tellerfeder, wie sie üblicherweise bei normal-eingerückten Kupplungsvorrichtungen zum Einsatz kommt, oder um eine Hebelfeder, wie sie üblicherweise bei normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtungen zum Einsatz kommt, handeln.
Wenn die Kupplungsvorrichtung als normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet ist, wie dies üblicherweise bei Einfachkupplungen der Fall ist, überwiegt die Kraft der einrückenden Tellerfeder, die auf die Anpressplatte wirkt, im betätigungsfreien Zustand die Kraft von ausrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken. Bei der Betätigung wird die Tellerfeder durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung ausgerückt wird. Andererseits kann die Kupplungsvorrichtung aber auch als normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet sein, wie dies üblicherweise bei Teilkupplungen von Doppel- oder Mehrfachkupplungen der Fall ist, d. h. als Kupplung, bei der die Kraft der ausrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken, im betätigungsfreien Zustand die Kraft der Hebelfeder, die auf die Anpressplatte wirkt, überwiegt. Bei der Betätigung wird die Hebelfeder durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung eingerückt wird.
Die Kupplungsvorrichtungen kann gleichermaßen als gedrückte Kupplungsvorrichtungen, d. h. als Kupplungsvorrichtung, bei der die Aktoreinrichtung eine drückende Kraft auf die Tellerfeder bzw. die Hebelfeder ausübt, oder als gezogene Kupplungsvorrichtung, d. h. als Kupplungsvorrichtung, bei der die Aktoreinrichtung eine ziehende Kraft auf die Tellerfeder bzw. die Hebelfeder ausübt, ausgebildet sein. Ferner kann die Kupplungsvorrichtung einerseits als Trockenkupplung und andererseits als Nasskupplung ausgebildet sein. Wie bereits zuvor erwähnt, kann es sich bei der Kupplungsvorrichtung um eine Einfachkupplung oder um eine Doppel- bzw. Mehrfachkupplung, insbesondere um die Teilkupplung einer Doppel- bzw. Mehrfachkupplung, handeln.
Bei der Verschleißnachstelleinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine wegbasierte oder kraftbasierte Verschleißnachstelleinrichtung. Die Sensierung und vorzugsweise auch die Fixierung eines Verschleißzustands der Kupplungsvorrichtung bzw. der Drehmomentübertragungseinrichtung erfolgt vorzugsweise durch einen separaten Verschleißsensor. Bei dem separaten Verschleißsensor kann es sich beispielsweise um einen Wegsensor handeln, wie er aus der DE 43 06 505 A1 bekannt ist.
Vorzugsweise weist eine Wandfläche des Verstellrings eine Zahnstruktur auf, mit der die Steuereinrichtung in lösbaren Eingriff bringbar ist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn eine in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung innenliegende Wandfläche des Verstellrings mit der Zahnstruktur versehen ist. Alternativ weist eine Wandfläche des Verstellrings eine Zahnstruktur auf, mit der sich die Steuereinrichtung in kontinuierlichem Eingriff befindet. Bei dem kontinuierlichen Eingriff handelt es sich vorzugsweise um einen kämmenden Eingriff, insbesondere vorzugsweise um ein drehbares Ritzel, dessen Zähne sich zur Kompensation des Verschleißzustands über die verstellringseitige Zahnstruktur abwälzen, wobei der Verstellring verdreht wird. Durch die Zahnstruktur ist ein im Wesentlichen formschlüssiger Eingriff möglich, wodurch eine zuverlässige Verschleißnachstellung erzielt werden kann. „Im Wesentlichen formschlüssig” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass es sich nicht um einen idealen Formschluss handeln muss, sondern dass der Formschluss auch eine kraftschlüssige Komponente enthalten kann.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der drehbar gelagerte Verstellring zur Kompensation des Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung vorgespannt ist. Hierdurch muss die eigentliche Kraft, die zur Verdrehung des Verstellrings erforderlich ist, nicht durch die Fliehkraft, die auf ein Gegengewicht oder einen Massekörper wirkt, aufgebracht werden, sondern kann durch eine Vorspannfeder, beispielsweise eine Schraubenfeder oder eine Rollfeder, aufgebracht werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind Zähne der Zahnstruktur in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung geneigt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Zähne der Zahnstruktur in Richtung der Vorspannung geneigt sind. Hierdurch kann eine kürzere, steilere Zahnflanke geschaffen werden, mit der die Steuereinrichtung zuverlässig in Eingriff bringbar ist, während die Steuereinrichtung an einer längeren, flacheren Zahnflanke desselben Zahns der Zahnstruktur leicht entlang gleiten kann, um mit der darauffolgenden kürzeren Zahnflanke des nächsten Zahns der Zahnstruktur wiederum in Eingriff zu gelangen.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung um eine Kippachse, die sich in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung erstreckt, unter Fliehkrafteinwirkung kippbar angeordnet. Vorzugsweise ist die Kippachse der Steuereinrichtung ortsfest bezüglich einer Anpressplatte der Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet. Beispielsweise kann die Kippachse als separater Stift ausgebildet sein, kann aber auch einteilig mit der Steuereinrichtung oder einteilig mit der Anpressplatte ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung durch ein Hemmelement an einem um eine Zentralachse der Kupplungsvorrichtung drehbar gelagerten Bauteil aufgehängt. Bei dem Hemmelement handelt es sich vorzugsweise um eine Hemmfeder, die beispielsweise als zugbasierte Feder, vorzugsweise als zugbasierte Schraubenfeder, ausgebildet ist. Bei dem drehbar gelagerten Bauteil der Kupplungsvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um die bereits zuvor erwähnte Anpressplatte der Drehmomentübertragungseinrichtung. Das Hemmelement ist außerhalb der Kippachse an der Steuereinrichtung befestigt. Ferner ist das Hemmelement ausgebildet und angeordnet, einer auf die Steuereinrichtung wirkenden, insbesondere einer auf ein Gegengewicht der Steuereinrichtung wirkenden, Fliehkraft entgegenzuwirken. Durch das Hemmelement wird eine ungewollte Verschleißnachstellung, d. h. ein ungewolltes Verdrehen des Verstellrings, zuverlässig verhindert.
Weiterhin vorzugsweise weist die Steuereinrichtung einen ersten Eingriffsabschnitt auf, der mit der Zahnstruktur zur Blockade der Drehung des Verstellrings in lösbaren Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise erfolgt der lösbare Eingriff an einer kürzeren Zahnflanke eines geneigten Zahns der Zahnstruktur.
Weiterhin vorzugsweise weist die Steuereinrichtung einen zweiten Eingriffsabschnitt auf, der mit der Zahnstruktur zur Blockade der Drehung des Verstellrings in lösbaren Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise erfolgt der lösbare Eingriff an einer kürzeren Zahnflanke eines geneigten Zahnes der Zahnstruktur. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen weiteren geneigten Zahn der Zahnstruktur, d. h. um einen vom erstgenannten Zahn verschiedenen Zahn der Zahnstruktur.
Vorzugsweise sind der erste und der zweite Eingriffsabschnitt bei der Drehung des Verstellrings abwechselnd in Eingriff mit der Zahnstruktur des Verstellrings bringbar. Hierzu können der erste und der zweite Eingriffsabschnitt beispielsweise in einem im Wesentlichen rechten Winkel zueinander angeordnet sein, um auf unterschiedliche Zähne der Zahnstruktur wirken zu können.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Steuereinrichtung ein Gegengewicht aufweist, das an einem dem ersten Eingriffsabschnitt gegenüberliegenden Ende der Steuereinrichtung angeordnet ist. Unter Einwirkung der Fliehkraft ist die Steuereinrichtung vorzugsweise um die zuvor genannte Kippachse verkippbar, wobei vorzugsweise das zuvor genannte Hemmelement vorgespannt wird. Hierzu ist das Hemmelement beispielsweise zwischen dem Gegengewicht und der Kippachse an der Steuereinrichtung befestigt, insbesondere wenn das Hemmelement als zugbasiertes Hemmelement ausgebildet ist. Wenn das Hemmelement als druckbasiertes Hemmelement ausgebildet ist, kann es in vorteilhafter Weise zwischen dem ersten Eingriffsabschnitt und der Kippachse an der Steuereinrichtung befestigt sein. Jedoch sind auch andere Befestigungspunkte möglich.
Die vorgenannte Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 10 mit zumindest einer in axialer Richtung durch ein Hebelelement ein- und/oder ausrückbaren, im eingerückten Zustand reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung und zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung mit zumindest einem Rampenelement, das zur Kompensation eines Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung relativ zu zumindest einem Gegenrampenelement verdrehbar oder verschiebbar ist. Da das Rampenelement und das Gegenrampenelement gestuft ausbildet sind, kann eine ungewollte Auslösung der Verschleißnachstelleinrichtung im Ruhezustand der Kupplungsvorrichtung auf zuverlässige Art und Weise verhindert werden.
Insbesondere kann es sich bei der Kupplungsvorrichtung um eine Doppel- oder Mehrfachkupplung bzw. eine Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung handeln. Vorzugsweise ist die Kupplungsvorrichtung gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele weitergebildet.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind mehrere Rampenelemente auf einem drehbaren Verstellring bzw. auf dem drehbaren Verstellring angeordnet. Mehrere Gegenrampenelemente sind auf einer Anpressplatte bzw. auf der Anpressplatte der Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet.
Vorzugsweise ist der Verstellring durch eine oder mehrere in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung wirkende Vorspannfedern vorgespannt. Ein Ende der jeweiligen Vorspannfeder ist am Verstellring befestigt, während das andere Ende der jeweiligen Vorspannfeder vorzugsweise an der Anpressplatte der Drehmomentübertragungseinrichtung befestigt ist. Bei der Vorspannfeder kann es sich um eine zugbasierte oder um eine druckbasierte Vorspannfeder handeln. Beispielsweise kann die Vorspannfeder als Schraubenfeder oder als Rollfeder ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung wird nachführend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Verschleißnachstelleinrichtung, die einen Verstellring aufweist, und einer fliehkraftbasierten Steuereinrichtung in einem Halbschnitt,
2 den Verstellring aus der Kupplungsvorrichtung in 1 in einer perspektivischen Darstellung,
3 den Verstellring aus 2 mit einem Rampenelement und ein anpressplattenseitiges Gegenrampenelement in einer schematischen Darstellung,
4a die Verschleißnachstelleinrichtung und die Steuereinrichtung der Kupplungsvorrichtung aus 1 in einem Ausgangszustand,
4b die Verschleißnachstelleinrichtung und die Steuereinrichtung aus 4a in einem ersten Zwischenzustand,
4c die Verschleißnachstelleinrichtung und die Steuereinrichtung aus 4a in einem zweiten Zwischenzustand, und
5 eine Detailansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Steuereinrichtung, die alternativ zum ersten Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung in der in 1 dargestellten Kupplungsvorrichtung angeordnet werden kann, in einer Draufsicht.
Die 1 bis 4c betreffen ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Verschleißnachstelleinrichtung 3 und einer fliehkraftbasierten Steuereinrichtung 12. Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung 1, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale aufweisen. Insbesondere betrifft die vorliegende Beschreibung neben Einfachkupplungen auch einzelne Teilkupplungen von Doppel- oder Mehrfachkupplungen.
Die Kupplungsvorrichtung 1 weist zumindest eine drehbar um eine Zentralachse Z gelagerte Drehmomentübertragungseinrichtung 2 auf. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 weist zumindest eine Anpressplatte 7, zumindest eine nicht dargestellte Gegendruckplatte, die in der Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung als Zentralplatte ausgebildet sein kann, und zumindest einer in axialer Richtung A zwischen der Anpressplatte 7 und der Gegendruckplatte angeordnete, nicht dargestellte Kupplungsscheibe auf. Die Gegendruckplatte ist mit einem oder mehreren Gehäusebauteilen, beispielweise einem Kupplungsdeckel 5 der Kupplungsvorrichtung 1, fest verbunden, insbesondere verschraubt. Die Anpressplatte 7 ist im Gehäuse drehfest gelagert und in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 begrenzt verlagerbar. Insbesondere ist die Anpressplatte 7 mittels mehrerer nicht dargestellter Blattfedern drehfest im Gehäuse befestigt und von der Gegendruckplatte weg, d. h. mit Bezug auf 1 nach oben, vorgespannt.
Darüber hinaus weist die Kupplungsvorrichtung 1 ein Hebelelement 6 auf, das gehäuseseitig durch eine Abstützeinrichtung 4 kippbar bzw. umschnappbar abgestützt ist und durch eine nicht dargestellte Aktoreinrichtung betätigbar ist. Das Hebelelement 6 kann als Tellerfeder für eine normal-eingerückte, in 1 dargestellte Kupplungsvorrichtung 1 oder als Hebelfeder für eine normal-ausgerückte, nicht dargestellte Kupplungsvorrichtung ausgebildet sein. Ein radialer Außenbereich des Hebelelements 6 ist vorzugsweise als Kraftrand ausgebildet und befindet sich mit einer hebelelementseitigen Oberfläche 19 eines Verstellrings 8 in Anlage. Über den Verstellring 8, der der Verschleißnachstelleinrichtung 3, die vorzugsweise als weg- oder kraftbasierten Verschleißnachstelleinrichtung ausgebildet ist, und auf die im Folgenden eingegangen wird, zuzuordnen ist, wirkt das Hebelelement 6 mittelbar auf die Anpressplatte 7 der Drehmomentübertragungseinrichtung 2.
Bei einer normal-eingerückten Kupplungsvorrichtung 1 überwiegt die wirksame Kraft des als Tellerfeder ausgebildeten Hebelelements 6 die Gegenkraft der Blattfedern, während bei einer normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung die Gegenkraft der Blattfedern die wirksame Kraft des als Hebelfeder ausgebildeten Hebelelements 6 überwiegt. Dementsprechend führt eine Betätigung der Tellerfeder einer normal-eingerückten Kupplungsvorrichtung 1 durch eine Aktoreinrichtung zum Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1, d. h. zum Abhub der Anpressplatte 7 und zur Entfernung der Anpressplatte 7 von der Gegendruckplatte, während eine Betätigung der Hebelfeder durch eine Aktoreinrichtung bei einer normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung zum Einrücken der Kupplungsvorrichtung führt.
Bei ausgerückter Kupplung ist die Kupplungsscheibe um die Zentralachse Z relativ zum Kupplungsgehäuse bzw. zur Anpressplatte 7 und zur Gegendruckplatte, die beide mit dem Gehäuse drehfest verbunden sind, verlagerbar. Bei eingerückter Kupplung wird ein Drehmoment von der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung 1, beispielsweise von einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder von einem durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Zweimassenschwungrad über das Gehäuse und sowohl die Gegendruckplatte als auch die Anpressplatte 7 reibschlüssig auf die Kupplungsscheibe übertragen. Von der Kupplungsscheibe, die reibschlüssig zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte 7 geklemmt ist, wird das Drehmoment zur Ausgangsseite der Kupplungsvorrichtung 1 übertragen, beispielsweise zu einer Eingangswelle eines Getriebes.
Da aufgrund des Reibschlusses sowohl die Reibflächen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte 7 als auch die Reibbeläge der Kupplungsscheibe einem Verschleiß unterworfen sind, muss über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung 1 die Anpressplatte 7 immer näher an die Gegendruckplatte heranbewegt werden, um die Abnahme der Stärke der Reibflächen und der Dicke der Reibbeläge in axialer Richtung A zu kompensieren und den Reibschluss herstellen bzw. die Kupplungsvorrichtung 1, genauer gesagt die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 der Kupplungsvorrichtung 1, einrücken zu können. Hierzu ist in der Kupplungsvorrichtung 1 die bereits zuvor erwähnte Verschleißnachstelleinrichtung 3 vorgesehen und vorzugsweise als wegbasierte oder als kraftbasierte Verschleißnachstelleinrichtung ausgebildet.
Über einen nicht dargestellten Verschleißsensor, der beispielsweise als Wegsensor oder als Kraftsensor ausgebildet ist, ist ein Verschleißzustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 sensierbar. Vorzugsweise übernimmt der Verschleißsensor dabei nicht nur die Sensierung des momentanen Verschleißzustandes, sondern fixiert den Verschleißzustand auch, um eine direkt anschließende oder zeitlich verzögerte Verschleißnachstellung zu ermöglichen.
Der Verstellring 8 der Verschleißnachstelleinrichtung 3 ist zwischen dem Hebelelement 6, genauer gesagt zwischen dem Kraftrand des Hebelelements 6, und der Anpressplatte 7 der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 in axialer Richtung A klemmbar angeordnet. Zudem ist der Verstellring 8 um die Zentralachse Z, d. h. in Umfangsrichtung U, bezüglich der Anpressplatte 7 verdrehbar angeordnet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verstellring 8 in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 vorgespannt. Die Vorspannung erfolgt durch eine oder mehrere Vorspannfedern 18, deren eine Enden am Verstellring 8, beispielsweise am Außenumfang des Verstellrings 8, befestigt sind, und deren andere Enden an der Anpressplatte 7 bzw. an einem ortsfest zur Anpressplatte 7 ausgebildeten Bauteil der Kupplungsvorrichtung 1 befestigt sind. Bei den Vorspannfedern 18 kann es sich beispielsweise um Schraubenfedern oder um Rollfedern handeln. Die Vorspannfedern 18 können druckbasiert sein, sind jedoch vorzugsweise zugbasiert, insbesondere als zugbasierte Schraubenfedern oder als zugbasierte Rollfedern ausgebildet.
Weiterhin ist der Verstellring 8 vorzugsweise als Rampenring ausgebildet. Hierzu weist der Verstellring 8 mehrere Rampenelemente 10 auf, die auf der der Anpressplatte 7 zugewandten Seite des Verstellrings 8 am Verstellring 8 ausgebildet sind. Über seine Rampenelemente 10 ist der Verstellring 8 verdrehbar und gleitbeweglich auf Gegenrampenelementen 11 gelagert, die auf der Anpressplatte 7, genauer gesagt auf der der Gegendruckplatte abgewandten Seite der Anpressplatte 7, vorgesehen sind oder in der Anpressplatte 7 ausgebildet sind. Wenn der Verstellring 8 relativ zur Anpressplatte 7 verdreht wird, bewegen sich die Rampenelemente 10 des Verstellrings 8 an den Gegenrampenelementen 11 der Anpressplatte 7 hoch, sodass sich der Abstand zwischen der hebelelementseitigen Oberfläche 19 des Verstellrings 8 und der Anpressplatte 7 zur Verschleißnachstellung vergrößert.
Vorzugsweise sind die Rampenelemente 10 und die Gegenrampenelemente 11 jeweils gestuft ausgebildet, wie dies in 3 schematisch dargestellt ist. Obwohl die Figuren lediglich einen verdrehbaren Verstellring 8 zeigen, durch den die verstellringseitigen Rampenelemente 10 relativ zu den anpressplattenseitigen Rampenelementen 11 verdreht werden können, ist es auch möglich, dass die Rampenelemente 10 und die Gegenrampenelemente 11 zur Kompensation des Verschleißzustandes der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 relativ zueinander verschoben werden können.
Neben dem Verstellring 8 weist die Verschleißnachstelleinrichtung 3 ferner eine oder mehrere fliehkraftbasierende Steuereinrichtungen 12 auf, durch die die Drehung des vorgespannten Verstellrings 8 zur Kompensation des Verschleißzustandes der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 steuerbar ist. Die jeweilige Steuereinrichtung 12 ist unter Fliehkrafteinwirkung kippbar um eine Kippachse 13 angeordnet. Die Kippachse 13 erstreckt sich in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1, d. h. parallel zur Zentralachse Z der Kupplungsvorrichtung 1. Vorzugsweise ist die Kippachse 13 in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 zwischen der Zentralachse Z und dem Verstellring 8 angeordnet.
Die Kippachse 13 ist ortsfest bezüglich der Anpressplatte 7 angeordnet. Beispielsweise kann die Kippachse 13 durch einen separaten Stift, der die eigentliche Steuereinrichtung 12 trägt, ausgebildet sein. Jedoch kann die Kippachse 13 auch als stiftartiger Vorsprung, der drehbar in einer entsprechenden Aussparung der Anpressplatte 7 gelagert ist, an der Steuereinrichtung 12 ausgebildet sein, oder als stiftartiger Vorsprung, der drehbar in der Steuereinrichtung 12 gelagert ist, an der Anpressplatte 7 ausgebildet sein.
Damit die Steuereinrichtung 12 zur Steuerung der Drehung des Verstellrings 8, insbesondere zur Freigabe der Drehung des vorgespannten Verstellrings 8, in lösbaren Eingriff mit dem Verstellring 8 bringbar ist, weist eine Wandfläche des Verstellrings 8 eine Zahnstruktur 9 auf. Wenn die Kippachse 13 der Steuereinrichtung 12 in radialer Richtung R zwischen der Zentralachse Z der Kupplungsvorrichtung 1 und dem Verstellring 8 angeordnet ist, ist die Zahnstruktur 9 vorzugsweise an einer in radialer Richtung R innenliegenden Wandfläche des Verstellrings 8 ausgebildet. Jedoch ist es beispielsweise auch möglich, dass die Zahnstruktur 9 an einer in radialer Richtung R außen liegenden Wandfläche des Verstellrings 8 ausgebildet ist, beispielsweise wenn die Kippachse 13 der Steuereinrichtung 12 in radialer Richtung R außerhalb des Verstellrings 8 angeordnet ist, oder wenn die Steuereinrichtung 12 durch einen Hebel auf die Außenwand des Verstellrings 8 wirkt.
Zähne der Zahnstruktur 9 können beispielsweise spiegelsymmetrisch zu durch Zahnspitzen gehende Radialstrahlen ausgebildet sein, sind jedoch vorzugsweise in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 geneigt, wie dies in den 4a bis 4c dargestellt ist. Vorzugsweise sind die Zähne der Zahnstruktur 9 in Richtung der auf den Verstellring 8 wirkenden Vorspannung geneigt.
Ferner ist die Steuereinrichtung 12 durch eine Hemmfeder 14 an einem um die Zentralachse Z der Kupplungsvorrichtung 1 drehbar gelagerten Bauteil, vorzugsweise der Anpressplatte 7 der Drehmomentübertragungseinrichtung 2, aufgehängt. Die Hemmfeder 14 wirkt entgegen einer im Betrieb der Kupplungsvorrichtung 1 auf die Steuereinrichtung 12 wirkenden Fliehkraft. Beispielsweise ist die Hemmfeder 14 als zugbasierte Schraubenfeder ausgebildet. Auch andere zugbasierte Federn oder, abhängig von der Positionierung der Hemmfeder 14 und vom Angriffspunkt der Hemmfeder 14 an der Steuereinrichtung 12, druckbasierte Federn sind möglich. Anstelle einer Hemmfeder 14 können auch andere Hemmelemente, beispielsweise gummi- oder elastomerhaltige Hemmelemente zum Einsatz kommen.
Die Steuereinrichtung 12 weist einen ersten Eingriffsabschnitt 15 auf, der mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 zur Blockade der Drehung des Verstellrings 8 in lösbaren Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist der erste Eingriffsabschnitt 15 mit einer kürzeren Zahnflanke eines geneigten Zahns der Zahnstruktur 9 in Anlage bringbar, um die Drehung des Verstellrings 8 und damit die Relativbewegung zwischen den verstellringseitigen Rampenelementen 10 und den anpressplattenseitigen Gegenrampenelementen 11 zueinander zu verhindern. Neben dem ersten Eingriffsabschnitt 15 weist die Steuereinrichtung 12 vorzugsweise einen zweiten Eingriffsabschnitt 16 auf, der gleichermaßen mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 zur Blockade der Drehung des Verstellrings 8 in lösbaren Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist der zweite Eingriffsabschnitt 16 mit einer kürzeren Zahnflanke eines geneigten Zahns der Zahnstruktur 9 in Anlage bringbar, um die Drehung des Verstellrings 8 und damit die Relativbewegung zwischen den verstellringseitigen Rampenelementen 10 und den anpressplattenseitigen Rampenelementen 11 zueinander zu verhindern. Vorzugsweise sind die beiden Eingriffsabschnitte 15, 16 mit unterschiedlichen Zähnen bzw. unterschiedlichen Zahnflanken der Zahnstruktur 9 in Eingriff bzw. in Anlage bringbar.
Die beiden Eingriffsabschnitte 15, 16 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass, wenn die Steuereinrichtung 12 unter Fliehkrafteinwirkung verkippt wird und wenn der Verstellring 8 sich unter Vorspannung verdreht, die beiden Eingriffsabschnitte 15, 16 nicht zeitgleich mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 in Eingriff kommen können, sondern nur abwechselnd in Eingriff mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 kommen können. Hierzu schließen die beiden Eingriffsabschnitte 15, 16 beispielsweise im Bereich der Kippachse 13 einen im Wesentlichen rechten Winkel ein.
Ferner weist die Steuereinrichtung 12 ein Gegengewicht 17 auf, das vorzugsweise an einem den ersten Eingriffsabschnitt 15 gegenüberliegenden Ende der Steuereinrichtung 12 angeordnet ist. Der zweite Eingriffsabschnitt 16 und/oder die Kippachse 13 sind vorzugsweise zwischen dem ersten Eingriffsabschnitt 15 und dem Gegengewicht 17 angeordnet. Im in den 4a bis 4c dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner die Hemmfeder 14 zwischen der Kippachse 13 und dem Gegengewicht 17 an der Steuereinrichtung 12 befestigt. Vorzugsweise ist die gesamte Steuereinrichtung 12 mit den beiden Eingriffsabschnitten 15, 16 und dem Gegengewicht 17 als einteiliges Bauteil ausgebildet, kann jedoch auch aus mehreren Bauteilen bestehen.
Mit Bezug auf die 4a bis 4c wird nachfolgend die Funktion der Verschleißnachstelleinrichtung 3 beschrieben, nachdem durch einen externen Sensor Kupplungsverschleiß sensiert und vorzugsweise fixiert worden ist.
In dem in 4a darstellten Ausgangszustand der Verschleißnachstelleinrichtung 3 befindet sich der erste Eingriffsabschnitt 15 der Steuereinrichtung 12 mit der Zahnstruktur 9 in Eingriff. Im Ausgangszustand ist generell keine Verschleißnachstellung gewünscht, selbst wenn Kupplungsverschleiß durch einen externen Verschleißsensor sensiert worden ist. Die Verschleißnachstelleinrichtung 3 kann den Ausgangszustand insbesondere in zwei Situationen einnehmen.
In der ersten Situation ist der Verstellring 8 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 unbelastet bzw. kraftfrei, d. h. nicht zwischen dem Hebelelement 6 und der Anpressplatte 7 geklemmt. Diese Situation kann beispielsweise während des Einbaus der Kupplungsvorrichtung 1 auftreten, oder kann auch bei einer normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung, insbesondere bei einer normal-ausgerückten Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung, auftreten, wenn das Kraftfahrzeug oder das an die Teilkupplung angeschlossene Teilgetriebe gerade nicht im Betrieb ist. In dieser ersten Situation dreht die Kupplungsvorrichtung 1 jeweils mit der Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute.
Auf die Steuereinrichtung 12 wirkt die Hemmfederkraft F_H der Hemmfeder 14, die die Seite der Steuereinrichtung 12, an der das Gegengewicht 17 angeordnet ist, in radialer Richtung R in Richtung Zentralachse Z zieht. Somit wird der bezüglich der Kippachse 13 auf der gegenüberliegenden Seite der Steuereinrichtung 12 angeordnete erste Eingriffsabschnitt 15 in Eingriff mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 gehalten. Obwohl der Verstellring 8 in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 durch die Vorspannfederkraft F_V der Vorspannfeder 18 vorgespannt ist und in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 klemmkraftfrei ist, erfolgt durch den mit der Zahnstruktur 9 in Eingriff befindlichen, ersten Eingriffsabschnitt 15 keine Verschleißnachstellung.
In der zweiten Situation, die mit Bezug auf 4a möglich ist, dreht sich die Kupplungsvorrichtung 1 mit einer Drehzahl, die sich unterhalb einer Grenzdrehzahl, beispielsweise unterhalb einer Drehzahl von 3.500 Umdrehungen pro Minute, befindet. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 der Kupplungsvorrichtung 1 ist eingerückt, sodass der Verstellring 8 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung zwischen dem Hebelelement 6 und der Anpressplatte 7 der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 geklemmt ist.
Bei Drehzahlen unterhalb der Grenzdrehzahl reicht die auf das Gegengewicht 17 der Steuereinrichtung 12 wirkende Fliehkraft F_F jedoch nicht aus, die auf die Steuereinrichtung 12 wirkende Hemmkraft F_H der Hemmfeder 14 zu überwinden. Die Fliehkraft F_F reicht daher nicht aus, die Steuereinrichtung 12 um die Kippachse 13 zu verkippen, sodass der erste Eingriffsabschnitt 15 mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 in Eingriff bleibt. Eine Drehung des durch die Vorspannfeder 18 vorgespannten Verstellrings 8 zur Verschleißnachstellung ist somit nicht möglich.
In der 4b ist die Verschleißnachstelleinrichtung 3 der Kupplungsvorrichtung 1 in einem ersten Zwischenzustand gezeigt. Die Kupplungsvorrichtung 1 dreht sich mit einer Drehzahl, die größer als die Grenzdrehzahl, beispielsweise größer als 3.500 Umdrehungen pro Minute, ist. Bei dieser Drehzahl überwiegt die auf das Gegengewicht 17 der Steuereinrichtung 12 wirkende Fliehkraft F_F die Hemmfederkraft F_H der Hemmfeder 14. Die Steuereinrichtung 12 wird um die Kippachse 13, mit Bezug auf 4b im Uhrzeigersinn, verkippt, bis der zweite Eingriffsabschnitt 16 an einer längeren Zahnflanke eines geneigten Zahns der verstellringseitigen Zahnstruktur 9 zur Anlage kommt. Dementsprechend ist durch die Verkippung der Steuereinrichtung 12 der erste Eingriffsabschnitt 15 aus dem Eingriff mit der Zahnstruktur 9 gelöst.
Da die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 geschlossen ist und da der Verstellring 8 zwischen dem Hebelelement 6 und der Anpressplatte 7 geklemmt ist, erfolgt keine Verdrehung des durch die Vorspannfederkraft F_V der Vorspannfeder 18 vorgespannten Verstellrings 8, obwohl der Eingriff des ersten Eingriffsabschnitts 15 der Steuereinrichtung 12 in der verstellringseitigen Zahnstruktur 9 gelöst worden ist.
In 4c ist die Verschleißnachstellreinrichtung 3 in einem zweiten Zwischenzustand dargestellt, d. h. in einem Zustand, in dem der vorgespannte Verstellring 8 verdreht wird und die Verschleißnachstellung zumindest teilweise bereits erfolgt ist. Aufgrund des zweiten Eingriffsabschnitts 16 der Steuereinrichtung 12 kann dabei die Verschleißnachstellung vorzugsweise in zwei Teilschritten ablaufen, wie dies nachfolgend erläutert wird.
Im ersten Teilschritt dreht sich die Kupplungsvorrichtung 1 mit einer Drehzahl oberhalb der Grenzdrehzahl, beispielsweise oberhalb von 3.500 Umdrehungen pro Minute. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 der Kupplungsvorrichtung 1 ist ausgerückt. Dies kann beispielsweise bei einer Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung der Fall sein, bei der das nachfolgende Teilgetriebe im Augenblick lastfrei ist, da das Motordrehmoment über ein anderes Teilgetriebe übertragen wird. Bei einer Einfachkupplung kann dies jedoch auch der Fall sein, wenn der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs im ausgekuppelten Zustand hochgedreht wird. Der Verstellring 8 ist dabei in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 jeweils klemmkraftfrei, d. h. nicht zwischen dem Hebelelement 6 und der Anpressplatte 7 geklemmt.
Oberhalb der Grenzdrehzahl überwiegt die auf das Gegengewicht 17 wirkende Fliehkraft F_F die Hemmfederkraft F_H, die durch die Hemmfeder 14 auf die Steuereinrichtung 12 wirkt. Wie bereits in 4b dargestellt, löst sich infolgedessen der erste Eingriffsabschnitt 15 der Steuereinrichtung 12 aus dem Eingriff mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8. Durch die mittels der Vorspannfeder 18 auf den Verstellring 8 in Umfangsrichtung U aufgebrachte Vorspannfederkraft F_V kann der klemmkraftfreie Verstellring 8 jetzt solange verdreht werden, bis die kurze Zahnflanke eines anderen geneigten Zahns der Zahnstruktur 9 in Eingriff bzw. in Anlage mit dem zweiten Eingriffsabschnitt 16 der Steuereinrichtung 12 kommt, was in 4c dargestellt ist. Beispielsweise verdreht sich der Verstellring 8 im ersten Teilschritt um eine halbe Zahnbreite, bis seine Verdrehung durch den zweiten Eingriffsabschnitt 16 blockiert wird. Damit einhergehend bewegen sich die vorzugsweise gestuften, verstellringseitigen Rampenelemente 10 an den vorzugsweise gestuften, anpressplattenseitigen Gegenrampenelementen 11 hoch, um einen Teil des Kupplungsverschleißes zu kompensieren.
Sinkt im Anschluss an den in 4c dargestellten ersten Teilschritt des zweiten Zwischenzustands die Kupplungsdrehzahl auf eine Drehzahl unterhalb der Grenzdrehzahl ab, sinkt die auf das Gegengewicht 17 wirkende Fliehkraft F_F soweit ab, dass die Hemmfederkraft F_H überwiegt und die Hemmfeder 14 die Steuereinrichtung 12 zurückkippen kann, d. h. mit Bezug auf 4c gegen den Uhrzeigersinn verkippen kann, bis eine Kante des ersten Eingriffsabschnitts 15 der Steuereinrichtung 12 in Anlage mit einer langen Zahnflanke des Zahns kommt, mit dessen kurzer, in Richtung der Vorspannfederkraft F_V geneigter Zahnflanke der erste Eingriffsabschnitt 15 sich in 4a im Eingriff befunden hat.
Da die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 im zweiten Teilschritt weiterhin ausgerückt ist, d. h. der Verstellring 8 in axialer Richtung A klemmkraftfrei ist, verdreht sich der Verstellring 8 aufgrund der Vorspannfederkraft F_V ausgehend von 4c weiter entgegen dem Uhrzeigersinn, bis der erste Eingriffsabschnitt 15 der Steuereinrichtung 12 wieder in Eingriff mit der Zahnstruktur 9, insbesondere in Anlage mit der kurzen Zahnflanke des nachfolgenden Zahns der Zahnstruktur 9, kommt.
Auch hierbei bewegen sich die vorzugsweise gestuften Rampenelemente 10 des Verstellrings 8 weiter an den ebenfalls vorzugsweise gestuften Gegenrampenelementen 11 der Anpressplatte 7 hoch, sodass sich die hebelelementseitige Oberfläche 19 des Verstellrings 8 weiter von der Anpressplatte 7 entfernt, wobei der Kupplungsverschleiß weiter kompensiert wird. Der Endzustand der Verschleißnachstellung ist erreicht, wobei dieser Endzustand der Darstellung in 4a entspricht, mit dem Unterschied, dass der Verstellring 8 sich im einen Zahn entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht hat, um den Kupplungsverschleiß zu kompensieren.
Bei hinreichend großem Kupplungsverschleiß ist es möglich, dass die Verschleißnachstellung durch Anheben der Motordrehzahl über die Grenzdrehzahl und Absenken der Motordrehzahl unter die Grenzdrehzahl bei ausgerückter Drehmomentübertragungseinrichtung 2 mehrmals erfolgen muss, um den gesamten Kupplungsverschleiß zu kompensieren. Umgekehrt ist es möglich, dass durch mehrere, in Umfangsrichtung U verteilt angeordnete und zueinander um Bruchteile der Zahnbreite versetzte Steuereinrichtungen 12, oder durch mehrere erste und mehrere zweite Eingriffsabschnitte 15, 16 eine Verschleißnachstellung in Verstellschritten unterhalb der Zahnbreite der Zahnstruktur 9 erfolgen kann.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass ein lösen des ersten Eingriffsabschnitts 15 aus der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 bei in axialer Richtung A klemmkraftfreiem Verstellring 8 nicht zu einer Verschleißnachstellung führt, wenn zuvor durch den externen Verschleißsensor kein Kupplungsverschleiß sensiert worden ist.
In 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer fliehkraftbasierten Steuereinrichtung 20 schematisch dargestellt, die in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung 1 zum Einsatz kommen kann. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel der Verschleißnachstelleinrichtung 3 bzw. der Steuereinrichtung 12 eingegangen.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel der Verschleißnachstelleinrichtung 3 kann auch der Verstellring 8 im zweiten Ausführungsbeispiel der Verschleißnachstelleinrichtung 3 als gestufter oder kontinuierlicher Rampenring mit einem, vorzugsweise mit mehreren Rampenelementen 10, ausgebildet sein. Die fliehkraftbasierte Steuereinrichtung 20, durch die die Drehung des Verstellrings 8 zur Kompensation des Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung 20 steuerbar ist, befindet sich im kontinuierlichen Eingriff mit dem Verstellring 8, genauer gesagt mit der Zahnstruktur 9, die vorzugsweise in radialer Richtung R an der innenliegenden Wandfläche des Verstellrings 8 ausgebildet ist.
Um sich in kontinuierlichem Eingriff mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 zu befinden, weist die fliehkraftbasierte Steuereinrichtung 20 vorzugsweise ein Ritzel 21 auf, das mit der Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 kämmt. Das Ritzel 21 ist drehbar um eine Drehachse 22 gelagert, die sich in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1, d. h. parallel zur Zentralachse Z der Kupplungsvorrichtung 1 erstreckt. Die Drehachse 22 des Ritzels 21 ist vorzugsweise in radialer Richtung R zwischen dem Verstellring 8 und der Zentralachse Z der Kupplungsvorrichtung 1 angeordnet. In axialer Richtung A weist das Ritzel 21 eine größere Dicke auf, als die Dicke des Verstellrings 8. Alternativ kann das Ritzel 21 auch aus zwei Ritzelsegmenten bestehen, die in axialer Richtung A voneinander beabstandet sind.
Während die Zahnstruktur 9 des Verstellrings 8 sich mit einem Bereich bzw. einem Segment des Ritzels 21 im kämmenden Eingriff befindet, befindet sich eine Zahnstruktur 24 eines in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 verlagerbaren Massenkörpers 23 in kämmenden Eingriff mit einem in axialer Richtung A vom erstgenannten Bereich bzw. vom erstgenannten Segment verschiedenen Bereich bzw. Segment des Ritzels 21.
Dementsprechend ist der Massekörper 23 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 über oder unter dem Verstellring 8 in radialer Richtung R gleitbeweglich gelagert. Hierzu kann der Massekörper 23 beispielsweise in eine Aussparung des Kupplungsdeckels 5 oder der Anpressplatte 7 angeordnet sein.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Verschleißnachstelleinrichtung 3 nur eine einzige Steuereinrichtung 20 mit einem Ritzel 21 und einem Massekörper 23 aufweist. Jedoch kann die Verschleißnachstelleinrichtung 3 auch mehrere der fliehkraftbasierten Steuereinrichtungen 20 aufweisen, die in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, angeordnet sind.
Bei Drehung der Drehmomentübertragungseinrichtung 2, genauer gesagt bei Drehung der Anpressplatte 7, wirkt auf den Massekörper 23 die Fliehkraft F_F, durch den der Massekörper 23 das Bestreben hat, in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 nach außen zu gleiten. Wenn durch einen externen Verschleißsensor Kupplungsverschleiß sensiert und vorzugsweise fixiert worden ist, und wenn der Verstellring 8 in axialer Richtung A klemmkraftfrei ist, wie dies im Detail im ersten Ausführungsbeispiel für die Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung bei lastfreiem Teilgetriebe bzw. für die erzwungene Verschleißnachstellung einer Einfachkupplung durch Hochdrehen des Verbrennungsmotors im Leerlauf erläutert worden ist, wird die translatorische Bewegung des Massekörpers 23 unter Einwirkung der Fliehkraft F_F in eine rotatorische Bewegung des Ritzels 21 umgesetzt. Über die verstellringseitige Zahnstruktur 9 wird die rotatorische Bewegung des Ritzels 21 in die rotatorische Bewegung des Verstellrings 8 umgesetzt, wodurch sich die verstellringseitigen Rampenelemente 10 an den anpressplattenseitigen Gegenrampenelementen 11 hoch bewegen, um den sensierten Kupplungsverschleiß zu kompensieren.
Um eine Rückstellung der Verschleißkompensation zu vermeiden, wenn die Drehzahl absinkt und der Verstellring 8 in axialer Richtung A wieder zwischen dem Hebelelement 6 und der Anpressplatte 7 geklemmt ist, können die Rampenelemente 10 und die Gegenrampenelemente 11 stufenförmig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Sperrklinke vorgesehen sein, die in die verstellringseitige Zahnstruktur 9 oder in die Zahnstruktur 24 des Massekörpers 23 oder in das Ritzel 21 eingreift, um eine Rückstellung zu verhindern. Gleichermaßen kann die Drehachse 22 des Ritzels 21 einen Freilauf aufweisen, durch den eine Rückstellung verhindert wird.
Um eine Kompensation des sensierten Kupplungsverschleißes erst bei höheren Drehzahlen der ausgerückten Drehmomentübertragungseinrichtung 2 bzw. der Anpressplatte 7 zu ermöglichen, kann der Massekörper 23 mit einer nicht dargestellten, der Fliehkraft F_F entgegenwirkenden Feder beispielsweise an der Anpressplatte 7 aufgehängt sein. Damit sich der Massekörper 23 bei sensiertem Kupplungsverschleiß und in axialer Richtung A klemmkraftfreiem Verstellring in radialer Richtung R bewegt, ist zusätzlich das Überschreiten einer durch die Federhärte definierbaren Grenzdrehzahl, beispielsweise wie im ersten Ausführungsbeispiel erwähnt 3.500 Umdrehungen pro Minute, erforderlich.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere eine Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung, mit zumindest einer in axialer Richtung A durch ein Hebelelement 6 ein- und/oder ausrückbaren, im eingerückten Zustand reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung 2 und zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung 3 mit zumindest einem in Umfangsrichtung U drehbar gelagerten Verstellring 8 zur Kompensation eines Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 durch Drehung des Verstellrings 8, wobei die Drehung des Verstellrings 8 durch eine fliehkraftbasierte Steuereinrichtung 12, 20 steuerbar ist.
Darüber hinaus betreffen die vorangegangenen Ausführungsbeispiele eine Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere eine Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung, mit zumindest einer in axialer Richtung A durch ein Hebelelement 6 ein- und/oder ausrückbaren, im eingerückten Zustand reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung 2 und zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung 3 mit zumindest einem Rampenelement 10, das zur Kompensation eines Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 relativ zu zumindest einem Gegenrampenelement 11 verdrehbar oder verschiebbar ist, wobei das Rampenelement 10 und das Gegenrampenelement 11 gestuft ausgebildet sind. Insbesondere ist diese Kupplungsvorrichtung 1 gemäß der zuvor genannten Kupplungsvorrichtung 1 ausgebildet, d. h. weist eine fliehkraftbasierte Steuereinrichtung 12 auf, durch die die Drehung des Verstellrings 8 steuerbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsvorrichtung
2: Drehmomentübertragungseinrichtung
3: Verschleißnachstelleinrichtung
4: Abstützeinrichtung
5: Kupplungsdeckel
6: Hebelelement
7: Anpressplatte
8: Verstellring
9: Zahnstruktur
10: Rampenelement
11: Gegenrampenelement
12: Steuereinrichtung
13: Kippachse
14: Hemmfeder
15: erster Eingriffsabschnitt
16: zweiter Eingriffsabschnitt
17: Gegengewicht
18: Vorspannfeder
19: hebelelementseitige Oberfläche
20: Steuereinrichtung
21: Ritzel
22: Drehachse
23: Massekörper
24: Zahnstruktur
A: axiale Richtung
R: radiale Richtung
U: Umfangsrichtung
Z: Zentralachse
F_V: Vorspannfederkraft
F_F: Fliehkraft
F_H: Hemmfederkraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008031953 A1 [0002]
DE 4306505 A1 [0012]

Claims

Kupplungsvorrichtung (1), insbesondere Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung, mit zumindest einer in axialer Richtung (A) durch ein Hebelelement (6) ein- und/oder ausrückbaren, im eingerückten Zustand reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung (2) und zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung (3) mit zumindest einem in Umfangsrichtung (U) drehbar gelagerten Verstellring (8) zur Kompensation eines Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung (2) durch Drehung des Verstellrings (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Verstellrings (8) durch eine fliehkraftbasierte Steuereinrichtung (12, 20) steuerbar ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei eine Wandfläche des Verstellrings (8), vorzugsweise eine in radialer Richtung (R) innen liegende Wandfläche des Verstellrings (8), eine Zahnstruktur (9) aufweist, mit der die Steuereinrichtung (12) in lösbaren Eingriff bringbar ist, oder mit der sich die Steuereinrichtung (20) in kontinuierlichem Eingriff, vorzugsweise in kämmendem Eingriff, befindet.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der drehbar gelagerte Verstellring (8) zur Kompensation des Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung (2) in Umfangsrichtung (U) der Kupplungsvorrichtung (1) vorgespannt ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei Zähne der Zahnstruktur (9) in Umfangsrichtung (U) der Kupplungsvorrichtung (1), vorzugsweise in Richtung der Vorspannung, geneigt sind.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinrichtung (12) um eine Kippachse (13), die sich in axialer Richtung (A) der Kupplungsvorrichtung (1) erstreckt, unter Fliehkrafteinwirkung kippbar angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinrichtung (12) durch ein Hemmelement, vorzugsweise durch eine Hemmfeder (14), an einem um eine Zentralachse (Z) der Kupplungsvorrichtung (1) drehbar gelagerten Bauteil, vorzugsweise einer Anpressplatte (7) der Drehmomentübertragungseinrichtung (2), aufgehängt ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Steuereinrichtung (12) einen ersten Eingriffsabschnitt (15) aufweist, der mit der Zahnstruktur (9), vorzugsweise einer kürzeren Zahnflanke eines geneigten Zahns der Zahnstruktur (9), zur Blockade der Drehung des Verstellrings (8) in lösbaren Eingriff bringbar ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (12) einen zweiten Eingriffsabschnitt (16) aufweist, der mit der Zahnstruktur (9), vorzugsweise einer kürzeren Zahnflanke eines geneigten Zahns der Zahnstruktur (9), zur Blockade der Drehung des Verstellrings (8) in lösbaren Eingriff bringbar ist, und wobei vorzugsweise der erste und der zweite Eingriffsabschnitt (15, 16) bei der Drehung des Verstellrings (8) abwechselnd in Eingriff mit der Zahnstruktur (9) des Verstellrings (8) bringbar sind.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuereinrichtung (12) ein Gegengewicht (17) aufweist, das an einem dem ersten Eingriffsabschnitt (15) gegenüberliegenden Ende der Steuereinrichtung (12) angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung (1), insbesondere Teilkupplung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung, insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, mit zumindest einer in axialer Richtung (A) durch ein Hebelelement (6) ein- und/oder ausrückbaren, im eingerückten Zustand reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung (2) und zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung (3) mit zumindest einem Rampenelement (10), das zur Kompensation eines Verschleißzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung (2) relativ zu zumindest einem Gegenrampenelement (11) verdrehbar oder verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rampenelement (10) und das Gegenrampenelement (11) gestuft ausgebildet sind.