DE102011084973A1

DE102011084973A1 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011084973A1
Application number: DE102011084973A
Authority: DE
Inventors: Philipp Wildt; Ulrich Gaus
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2012-05-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit zumindest einer Drehmomentübertragungseinrichtung, die zumindest eine mit einem Gehäusebauteil drehfest verbundene Druckplatte, eine drehfest und in axialer Richtung gegenüber der Druckplatte verlagerbare Anpressplatte und eine reibschlüssig zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte verspannbare Kupplungsscheibe aufweist, und mit zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung, die zumindest einen in Umfangsrichtung mittels zumindest einer gewickelten Rollfeder verdrehbaren Rampenring zur Sensierung und zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels zwischen dem Gehäusebauteil und der Anpressplatte aufweist, wobei die Rollfeder einerseits rampenringseitig und andererseits gehäuseseitig befestigt ist, wobei die Rollfeder zwischen der rampenringseitigen und der gehäuseseitigen Befestigung zumindest einen Bereich verringerter Federsteifigkeit aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2008 031 953 A1 ist eine Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Die Kupplungsvorrichtung weist zwei Drehmomentübertragungseinrichtungen als reibschlüssige Teilkupplungen auf, wobei jede der Drehmomentübertragungseinrichtungen eine mit einem Gehäusebauteil drehfest verbundene Druckplatte, eine drehfest und in axialer Richtung gegenüber der Druckplatte verlagerbare Anpressplatte und eine reibschlüssig zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte verspannbare Kupplungsscheibe aufweist. Darüber hinaus weist die Kupplungsvorrichtung für jede der Drehmomentübertragungseinrichtungen eine Verschleißnachstelleinrichtung auf. Jede der Verschleißnachstelleinrichtungen besitzt einen in Umfangsrichtung mittels mehrerer gewickelter Rollfedern verdrehbaren Rampenring zur Sensierung und zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels zwischen dem Gehäusebauteil und der Anpressplatte. Jeder der Rollfedern ist einerseits rampenringseitig und andererseits gehäuseseitig befestigt, wobei die Rollfeder aufgrund ihrer Vorspannung dazu tendiert, sich selbsttätig vom Rampenring zu lösen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung anzugeben, bei der verhindert werden kann, dass sich eine Rollfeder der Kupplungsvorrichtung von einem Rampenring der Kupplungsvorrichtung löst.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 mit zumindest einer Drehmomentübertragungseinrichtung, die zumindest eine mit einem Gehäusebauteil drehfest verbundene Druckplatte, eine drehfest und in axialer Richtung gegenüber der Druckplatte verlagerbare Anpressplatte und eine reibschlüssig zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte verspannbare Kupplungsscheibe aufweist, und mit zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung, die zumindest einen in Umfangsrichtung mittels zumindest einer gewickelten Rollfeder verdrehbaren Rampenring zur Sensierung und zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels zwischen dem Gehäusebauteil und der Anpressplatte aufweist. Die Rollfeder ist einerseits rampenringseitig und andererseits gehäuseseitig befestigt. Die Rollfeder weist zwischen der rampenseitigen und der gehäuseseitigen Befestigung zumindest einen Bereich verringerter Federsteifigkeit auf, wodurch verhindert werden kann, dass sich die Rollfeder aufgrund ihrer Vorspannung selbsttätig vom Rampenring löst.
Nachfolgend bedeutet der Begriff „verringerte Federsteifigkeit”, dass die Federsteifigkeit in dem besagten Bereich im Vergleich zur übrigen Rollfeder, das heißt beispielsweise im Vergleich zu einem Windungsabschnitt der Rollfeder und gegebenenfalls zu einem restlichen Bandabschnitt der Rollfeder, verringert ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Als Kupplungsvorrichtung können einfache Reibungskupplungen, beispielsweise als Anfahr- und Trennkupplung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs, oder Doppelkupplungen mit zwei integrierten Reibungskupplungen als Drehmomentübertragungseinrichtungen, beispielsweise für Doppelkupplungsgetriebe mit zwei mittels der Reibungskupplungen mit einer Brennkraftmaschine koppelbaren Teilgetrieben oder einem Getriebeantrieb und einem Nebenantrieb für Arbeitsgeräte zum Einsatz kommen. Als weitere vorteilhafte Ausgestaltungen können die Reibungskupplungen für das Ankuppeln weiterer treibender oder getriebener Wellen von Funktionseinheiten wie Nebenabtrieben, Elektromaschinen und/oder zusätzlichen Getriebeeingangswellen vorgesehen sein. Auf ihrer Eingangsseite kann die Kupplungsvorrichtung beispielsweise mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen, beispielsweise mittels eines Zweimassenschwungrads, verbunden sein oder darin integriert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Kupplungsvorrichtung zum Dämpfen von Axial- und/oder Taumelschwingungen axial elastisch gestaltete Bauteile enthalten.
Die Kupplungsvorrichtung kann zwei eine Doppelkupplung für ein Doppelkupplungsgetriebe bildende Reibungskupplungen als Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweisen, wobei zumindest eine Reibungskupplung eine Verschleißnachstelleinrichtung mit zumindest einer Rollfeder aufweist. Es versteht sich, dass bei Verwendung einer Doppel- oder Mehrfachkupplung als Kupplungsvorrichtung, der Verschleiß mehrerer oder aller Drehmomentübertragungseinrichtungen mit jeweils einer der vorgeschlagenen Verschleißnachstelleinrichtungen kompensiert werden kann.
Die Art der Drehmomentübertragungseinrichtung bzw. der Reibungskupplung hängt von der Anwendung ab. Es kann sich um eine sogenannte gedrückte oder gezogene Reibungskupplung handeln, die zwangsweise geöffnet oder zwangsweise geschlossen werden kann. Je nach Art der verwendeten Reibungskupplung kann die Nachstellung eines Verschleißes daher beispielsweise bei geöffneter, bei geschlossener oder im geöffneten oder geschlossenen Zustand mit Überweg beaufschlagter Reibungskupplung oder nach Speicherung des nachzustellenden Wegs bei der nächsten Betätigung der Reibungskupplung erfolgen. Allen Verschleißnachstelleinrichtungen gemeinsam ist eine Rampeneinrichtung, die in Umfangsrichtung entgegen der gespeicherten Energie zumindest eines Energiespeichers gegenüberdem Kupplungsgehäuse bzw. einem Gehäusebauteil, das mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Druckplatte rotiert, in einer Weise verdreht werden kann, dass der zu kompensierende Weg durch die nach Verdrehung erhöhte Rampenhöhe am Kupplungsgehäuse oder einem mit diesem verbundenen Bauteil zur Anlage kommt. Die Rampen können beispielsweise in Form eines Rampenrings über den Umfang angeordnet sein, wobei ein hierzu korrespondierender Rampenring mit gegenläufigen Rampen am Kupplungsgehäuse vorgesehen oder mit diesem drehfest verbunden sein kann.
Ein zur Betätigung der Drehmomentübertragungseinrichtung bzw. der Reibungskupplung verwendetes Hebelelement stützt sich am Kupplungsgehäuse bzw. an einem Gehäusebauteil ab und verlagert bei Betätigung die Anpressplatte in axialer Richtung. Das Hebelelement kann je nach Anforderung der Art der Reibungskupplung – zwangsweise geöffnet oder geschlossen, gezogen oder gedrückt – ein einarmiger oder zweiarmiger Hebel sein, der radial außen bzw. zwischen einer radial außen vorgesehenen Anlagefläche für die Anpressplatte und einem radial innen liegenden Endabschnitt die Anpressplatte beaufschlagt und bei axialer Bewegung der radialen Innenseite mit einem entsprechenden Hebelverhältnis die Druckplatte axial verlagert und damit die Reibungskupplung betätigt. Anstatt eines starren Hebels können beispielsweise scheibenförmige, radial innen segmentierte Bauteile, sogenannte Tellerfedern, verwendet werden, die über elastische Fähigkeiten in axialer Richtung verfügen.
Für die Rollfeder wird bevorzugt elastisches Bandmaterial, vorzugsweise Stahl, verwendet. Auf diese Weise kann bei einer hohen Federsteifigkeit die Wicklungslänge des aufgewickelten Bandmaterials verwendet werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass eine entsprechend ausgelegte Wicklungslänge einen großen Verdrehwinkel der Rampeneinrichtung zulässt. Ein auf diese Art verwendeter Energiespeicher in Form einer Rollfeder kann durch Aufwickeln des gerollten Federpakets, durch Ziehen oder Drücken, die Rampeneinrichtung verdrehen, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn bei gedrückter Ausführung das bereits aufgewickelte Federband abgestützt wird und damit vor Biegen oder Knicken geschützt wird.
Besonders vorteilhaft kann eine Kupplungsvorrichtung sein, bei der mehrere über den Umfang verteilte Rollfedern in außerhalb der Rampeneinrichtung über den Umfang verteilten, in das Kupplungsgehäuse eingebrachten Aussparungen eingelegt sind und an der Rampeneinrichtung, beispielsweise einem Rampenring, befestigt sind. Vorteilhaft kann ein Einhaken von umgelegtem Bandmaterial in Ausnehmungen des Rampenrings sein. Ebenso kann der Rampenring Vorsprünge aufweisen, in die die Rollfedern mittels am freien Ende der Rollfedern vorgesehenen Befestigungsöffnungen eingehängt werden. Es versteht sich, dass die Befestigung oder Fixierung auch an einem mit dem Rampenring verbundenen Bauteil erfolgen kann.
Die Kupplungsvorrichtung kann eine oder mehrere Verschleißnachstelleinrichtungen aus jeweils zwei Rampeneinrichtungen enthalten, die vorzugsweise in axialer Richtung zwischen dem Gehäusebauteil und der Anpressplatte vorgesehen sind. Eine dieser Rampeneinrichtungen ist zur Sensierung des Verschleißwegs vorgesehen, während die andere Rampeneinrichtung zur Nachstellung des sensierten Verschleißwegs vorgesehen ist, wobei zumindest eine der beiden Rampeneinrichtungen zumindest eine gewickelte Rollfeder als Energiespeicher aufweist. Es versteht sich, dass weitere Rampenringe oder anders ausgestattete Rampeneinrichtungen unabhängig von ihrer Funktion in einer Verschleißnachstelleinrichtung in vorteilhafter Weise von den vorgeschlagenen Rollfedern in allen beschriebenen Formen verdreht werden können.
Die Rollfeder als Energiespeicher der Verschleißnachstelleinrichtung ist somit einerseits rampenringseitig und andererseits gehäuseseitig befestigt. Zwischen der rampenringseitigen und der gehäuseseitigen Befestigung weist die Rollfeder zumindest einen Bereich verringerter Federsteifigkeit auf, um die Tendenz der Rollfeder sich vom Rampenring zu lösen, zu verringern.
Vorzugsweise weist die Rollfeder einen Windungsabschnitt mit zumindest einer Federwindung, die im Bereich der gehäuseseitigen Befestigung der Rollfeder vorgesehen ist, und einen im Wesentlichen nicht aufgewickelten Bandabschnitt, in den der Windungsabschnitt in Richtung der rampenseitigen Befestigung der Rollfeder übergeht und der den Bereich verringerter Federsteifigkeit beinhaltet, auf. Der Windungsabschnitt besteht in vorteilhafter Weise aus mehreren Federwindungen, die beispielsweise um eine Federhülse gewickelt sind. In einem Befestigungsbereich des Kupplungsgehäuses bzw. des Gehäusebauteils ist der Windungsabschnitt der Rollfeder beispielsweise durch ein Niet, insbesondere ein Hammerkopfniet, einen Stufenbolzen oder eine Schraube mit dem Kupplungsgehäuse bzw. dem Gehäusebauteil verbunden. Jedoch ist auch eine schwimmende Lagerung des Windungsabschnitts, insbesondere ohne Federhülse, in einem entsprechend ausgebildeten Befestigungsbereich des Kupplungsgehäuses bzw. des Gehäusebauteils möglich.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Rampenring einen Vorsprung oder eine Aussparung auf, an dem oder in die ein freies Ende der Rollfeder eingehängt ist. Vorzugsweise ist ein freies Ende des Bandabschnitts der Rollfeder an dem Vorsprung oder in die Aussparung eingehängt.
Vorzugsweise ist die Rollfeder in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit entgegen eines Außenumfangs des Rampenrings vorgespannt. Der Bandabschnitt der Rollfeder ist somit vorzugsweise zwischen dem Bindungsabschnitt der Rollfeder und dem Rampenring vorgesehen.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Rollfeder in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit zumindest teilweise in Anlage mit einem Außenumfang des Rampenrings ist. Vorzugsweise ist die Rollfeder in diesem Bereich in tangentialer Anlage mit dem Außenumfang des Rampenrings. An der rampenringseitigen Befestigung, das heißt an ihrem freien Ende, tendiert die Rollfeder dazu, sich mit ihrer vorspannungsbedingten Aushakkraft von der rampenringseitigen Befestigung zu lösen. Durch die Aushakkraft bedingt liegt im Anlagepunkt bzw. im Anlagebereich der Rollfeder am Rampenring ein Aushakmoment vor. Da sich jedoch der Anlagepunkt bzw. der Anlagebereich der Rollfeder am Rampenring im Bereich der verringerten Federsteifigkeit der Rollfeder befindet, fällt die Aushakkraft und das aus der Aushakkraft resultierende Aushakmoment geringer aus als dies üblicherweise der Fall gewesen ist. Hierdurch verringert sich die Aushaktendenz der Rollfeder.
Vorzugsweise weist die Rollfeder in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit einen verringerten Querschnitt auf. Der verringerte Querschnitt ist beispielsweise durch ein umformendes Verfahren herstellbar.
Alternativ oder zusätzlich weist die Rollfeder in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit zumindest eine Durchbrechung und/oder zumindest eine Aussparung auf. Durchbrechungen und/oder Aussparungen in der Rollfeder können einerseits durch umformende, andererseits durch trennende Verfahren hergestellt werden.
Alternativ oder zusätzlich weist die Rollfeder in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit eine im Vergleich zur übrigen Rollfeder veränderte Metallgitterstruktur auf. Die Metallgitterstruktur im Bereich der verringerten Federsteifigkeit lässt sich beispielsweise durch eine Wärmebehandlung verändern.
Vorzugsweise weist die Rollfeder in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit eine verringerte Breite, gemessen in Richtung einer Wickelachse der Rollfeder, auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Rollfeder in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit eine verringerte Dicke, gemessen in Querrichtung zu einer Wickelachse der Rollfeder, auf.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn sich die Breite des Bandabschnitts, gemessen in Richtung der Wickelachse der Rollfeder, vom Windungsabschnitt ausgehend bis zum freien Ende des Bandabschnitts verringert, vorzugsweise kontinuierlich verringert. Alternativ oder zusätzlich ist es von Vorteil, wenn sich die Dicke des Bandabschnitts, gemessen in Querrichtung zur Wickelachse der Rollfeder, vom Windungsabschnitt ausgehend bis zum freien Ende des Bandabschnitts verringert, vorzugsweise kontinuierlich verringert.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
1 einen Halbschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung,
2 eine Explosionsansicht der Kupplungsvorrichtung aus 1,
3 eine Detailansicht eines Rampenrings der Kupplungsvorrichtung aus 1 mit einer eingehängten Rollfeder,
4 die Rollfeder aus 3 in einem nicht eingehängten Zustand,
5 ein erstes Ausführungsbeispiel der Rollfeder aus den 3 und 4 in einem entrollten Zustand,
6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Rollfeder aus den 3 und 4 in einem entrollten Zustand,
7a ein drittes Ausführungsbeispiel der Rollfeder aus den 3 und 4 in einem entrollten Zustand, dargestellt in einer Draufsicht, und
7b das dritte Ausführungsbeispiel der Rollfeder aus 7a in einer Querschnittsansicht.
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung 1 umfasst zwei Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3, die im ausgerückten, also geöffneten Zustand dargestellt sind. Vorzugsweise handelt es sich bei den Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 um reibschlüssige Teilkupplungen, so dass die Kupplungsvorrichtung 1 vorzugsweise als Doppelkupplung ausgebildet ist. Die Kupplungsvorrichtung 1 weist ferner zwei Kupplungsscheiben 4, 5 auf, die mit unterschiedlichen Getriebeeingangswellen verbindbar sind, wobei das Getriebe, das diese Wellen aufweist, in vorteilhafter Weise ein Lastschaltgetriebe bilden kann, das zwei Teilgetriebe aufweisen kann.
Die Kupplungsscheiben 4, 5 tragen radial außen Reibbeläge 6, 7, die in axialer Richtung A zwischen einer den beiden Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 gemeinsamen Druckplatte 8 und einer der jeweiligen Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 zugeordneten Anpressplatte 9, 10 einspannbar sind. Die Druckplatte 8 bildet einen Bestandteil eines Schwungrads, das mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Druckplatte 8 ist über in axiale Richtung A verlaufende Bereiche, die hier nicht näher dargestellt sind, mit einer Antriebsplatte bzw. einem Antriebskorb 11 verbunden. Dieser kann als Mitnehmerring ausgebildet sein. Die axial verlaufenden Bereiche, die eine Verbindung zwischen den Druckplatte 8 und ihrem Antriebskorb 11 herstellen, können entweder an der Druckplatte 8 oder am Antriebskorb 11 angeformt sein oder aber auch an beiden Teilen zumindest teilweise vorgesehen sein. Der Antriebskorb 11 kann entweder nach Art eines Drehmomentwandlers mit einer zum Beispiel an der Kurbelwelle des Antriebsmotors vorgesehenen Antriebsplatte verschraubbar sein oder aber mit einem motorseitig angeordneten Antriebselement über eine axiale Steckverbindung verbindbar sein.
Die Druckplatte 8 ist über eine Lagerung 8a getriebeseitig gelagert und zumindest in einer Axialrichtung festgelegt, um die zumindest für eine der Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 erforderlichen Schließkräfte in axialer Richtung A abzufangen. Die Druckplatte 8 kann also auf einer Getriebeeingangswelle gelagert bzw. in axialer Richtung A abgestützt sein. Sie kann jedoch auch in Abwandlung dieser Lehre auf einem mit dem Getriebegehäuse fest verbundenen Abstützstutzen bzw. Abstützrohr aufgenommen und in axialer Richtung A abgestützt sein.
Wie aus 1 erkennbar ist, besitzen die Kupplungsscheiben 4, 5 in axialer Richtung A zwischen ihren beiden ringförmigen Reibbelägen 6, 7 eine Belagfederung, die einen progressiven Aufbau und Abbau des von den Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 übertragbaren Drehmoments über zumindest einen Teilbereich des Betätigungswegs gewährleisten.
Die zur ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 2 gehörende erste Anpressplatte 9 ist mittelbar oder unmittelbar, vorzugsweise über blattfederartige Elemente, mit der Druckplatte 8 drehfest, jedoch begrenzt in axialer Richtung A verlagerbar, verbunden. Die zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 gehörende zweite Anpressplatte 10 ist in ähnlicher Weise mit der Druckplatte 8 antriebsmäßig gekoppelt. An der Druckplatte 8 ist ein Gehäusebauteil 12 befestigt, das hier als Blechdeckel ausgebildet ist. In axialer Richtung A beidseits dieses Gehäusebauteils 12 sind in ringförmiger Anordnung Hebelelemente 13, 14 vorgesehen, mittels derer die jeweils zugeordnete Drehmomentübertragungseinrichtung 2, 3 betätigbar ist.
Die Hebelelemente 13, 14 können jeweils ein ringartiges Bauteil bilden, das tellerfederähnliche Eigenschaften aufweist, also federnd in seiner Konizität veränderbar ist. Im Folgenden werden die jeweils zu einem ringartigen Bauteil zusammengefassten ersten und zweiten Hebelelemente 13, 14 jeweils als erste und zweite Hebelfedern 15, 16 bezeichnet. Diese Hebelfedern 15, 16 besitzen vorzugsweise jeweils eine Federeigenschaft, die gewährleistet, dass sich diese tendenzmäßig in eine kegelstumpfförmige Position aufstellen, die einem geöffneten Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 entspricht.
Die zweite Anpressplatte 10 trägt Zugmittel 17, die sich in axialer Richtung A erstrecken und an ihrem der zweiten Anpressplatte 10 abgewandten Ende 18 eine Schwenklagerung bzw. Anlagefläche 19 tragen, an der die zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 gehörende zweite Hebelfeder 16 kippbar bzw. verschwenkbar abgestützt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anlagefläche 19 einstückig mit den Zugmitteln 17 ausgebildet und durch einen radial nach innen gerichteten, ringförmigen Bereich gebildet.
Die Zugmittel 17 können durch einzelne über den Umfang verteilte, hakenartige Bauteile gebildet sein. In vorteilhafter Weise können diese Zugmittel 17 jedoch auch zu einem, vorzugsweise aus Blech hergestellten, Bauteil zusammengefasst sein, das einen, vorzugsweise geschlossenen, ringförmigen Bereich besitzt, von dem aus mehrere axiale Schenkel ausgehen können, die mit der zweiten Anpressplatte 10 fest verbunden sind.
Radial innerhalb der Anlagefläche 19 ist die zweite Hebelfeder 14 an einer Rampeneinrichtung in Form eines ringförmigen, ersten Rampenrings 20 abgestützt. Der ringförmige, erste Rampenring 20 ist in axialer Richtung A zwischen dem Gehäusebauteil 12 und der zweiten Hebelfeder 16 eingespannt und bildet einen Bestandteil einer ersten Verschleißnachstelleinrichtung 21, mittels der zumindest der an den zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 gehörenden zweiten Reibbelägen 7 auftretende Verschleiß wenigstens teilweise automatisch ausgeglichen werden kann. Zum Schließen der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 werden radial innere, erste Spitzen 22 der zweiten Hebelfeder 16 mit Bezug auf 1 nach links beaufschlagt. Hierfür ist ein die Schließkraft in die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung 3 einleitendes Betätigungselement, wie zum Beispiel ein Betätigungslager vorgesehen, das nicht näher dargestellt ist. Dieses Betätigungselement bildet einen Bestandteil eines Betätigungssystems, das als pneumatisches, hydraulisches, elektrisches oder mechanisch betätigtes Betätigungssystem ausgebildet sein kann oder aber eine Kombination der erwähnten Betätigungsmöglichkeiten aufweist, also beispielsweise als elektrohydraulisches Betätigungssystem ausgebildet ist.
Die die Drehmomentübertragung und die axiale Verlagerbarkeit der zweiten Anpressplatte 10 gewährleistenden Federmittel, wie insbesondere Blattfedern, die in an sich bekannter Weise die Druckplatte 8 und die zweite Anpressplatte 10 miteinander verbinden, besitzen vorzugsweise eine definierte axiale Vorspannung, die gewährleistet, dass die zweite Anpressplatte 10 in Öffnungsrichtung der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 beaufschlagt wird. Dies bedeutet, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die zweite Anpressplatte 10 in axialer Richtung A, mit Bezug auf 1 nach links, von der Druckplatte 8 durch die erwähnten vorgespannten Blattfedern weggedrängt wird. Dadurch werden die zweiten Reibbeläge 7 freigegeben. Die Vorspannung der entsprechenden Federmittel, wie insbesondere der Blattfedern, soll weiterhin gewährleisten, dass die Anlagefläche 19 stets axial in Richtung der radial äußeren Bereiche der zweiten Hebelfeder gedrängt wird.
Der erste Rampenring 20 bildet einen Verstellring, der über die Rampeneinrichtung am Gehäusebauteil 12 in axialer Richtung A abgestützt ist. Die Rampeneinrichtung besitzt in Umfangsrichtung verlaufende, sich in axialer Richtung A erhebende Rampen. In bekannter Weise können diese Rampen unmittelbar am ersten Rampenring 20 angeformt sein, und die mit den Rampen zusammenwirkenden Gegenrampen können in vorteilhafter Weise unmittelbar im Bereich des Gehäusebodens des Gehäusebauteils 12 eingebracht sein. In Umfangsrichtung wird der erste Rampenring 20 von wenigstens einer, in den 3 bis 7b näher dargestellten Rollfeder 38 in Umfangsrichtung bzw. Nachstellrichtung beaufschlagt.
Die erste Verschleißnachstelleinrichtung 21 umfasst weiterhin eine erste Sensoreinrichtung 23, die einen als zweiten Rampenring 24 ausgebildeten Sensorring aufweist, der in ähnlicher Weise, wie dies in Zusammenhang mit dem ersten Rampenring 20 beschrieben worden ist, über eine Rampeneinrichtung am Gehäuseboden des Gehäusebauteils 12 abgestützt ist und in Nachstellrichtung durch zumindest eine Feder, vorzugsweise zumindest eine Rollfeder 38, umfangsmäßig beaufschlagt ist. Der zweite Rampenring 24 ist in axialer Richtung A zwischen dem Gehäusebauteil 12 und den äußeren Bereichen der ersten Hebelfeder 16 angeordnet, und zwar auf radialer Höhe der Anlagefläche 19.
Die erste Sensoreinrichtung 23 besitzt weiterhin ein erstes Sensorelement 25, das vorzugsweise axial federnde Bereiche besitzt. Das erste Sensorelement 25 klemmt, sofern kein Verschleiß aufgetreten ist, den zweiten Rampenring 24 in axialer Richtung A ein, so dass dieser dann unverdrehbar gehalten ist. Das erste Sensorelement 25 besitzt erste Anschlagbereiche 26, die mit vom Zugmittel 17 getragenen, ersten Gegenanschlagbereichen 27 zusammenwirken können, und zwar insbesondere beim Auftreten von Verschleiß an den zweiten Reibbelägen 7. Die axiale Anordnung der ersten Anschlagbereiche 26 und der ersten Gegenanschlagbereiche 27, sowie die zwischen diesen beim Betätigen der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 auftretenden Axialwege sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Schließung der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 und fehlendem Verschleiß maximal lediglich eine Berührung zwischen den ersten Anschlagbereichen 26 und den ersten Gegenanschlagbereichen 27 erfolgen kann.
Sofern jedoch ein Verschleiß vorhanden ist, kommen die ersten Anschlagbereiche 26 an den ersten Gegenanschlagbereichen 27 zur Anlage bevor der vollständige Schließweg bzw. Einrückweg der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 erreicht ist. Dadurch wird bewirkt, dass in Abhängigkeit des aufgetretenen Verschleißes eine axiale Verlagerung der ersten Anschlagbereiche 26 gegenüber zumindest dem zweiten Rampenring 24 erfolgt. Diese axiale Verlagerung bewirkt, dass der als zweiter Rampenring 24 ausgebildete Sensorring tendenzmäßig entlastet wird, und somit sich um einen Winkel verdrehen kann, der vom durch das erste Sensorelement 25 detektierten Verschleiß abhängig ist. Die dabei erfolgende axiale Verlagerung des zweiten Rampenrings 24 gegenüber dem Gehäusebauteil 12 wird durch die zwischen dem zweiten Rampenring 24 und diesem Gehäusebauteil 12 vorgesehene Rampeneinrichtung gewährleistet.
Beim Öffnen, also Ausrücken der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3, wird die zweite Hebelfeder 16 in eine winkelmäßige Lage zurückgedrängt, bei der die radial inneren, ersten Spitzen 22 der zweiten Hebelfeder 16 eine zumindest annähernd gleich bleibende bzw. konstante axiale Lage einnehmen. Aufgrund des mittels der ersten Sensoreinrichtung 23 erfolgten Verschleißausgleichs, der eine entsprechende Verlagerung der Anlagefläche 19 in axialer Richtung A, mit Bezug auf 1 nach rechts, bewirkt, wird der Abstützring bzw. der erste Rampenring 20 beim Öffnen der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 entlastet, so dass auch dieser eine Verdrehung erfährt, die aufgrund der zwischen dem Gehäusebauteil 12 und dem ersten Rampenring 20 vorhandenen Rampeneinrichtung eine entsprechende Verlagerung des ersten Rampenrings 20 in axialer Richtung A, mit Bezug auf 1 nach rechts, bewirkt.
Das die ersten Anschlagbereiche 26 aufweisende erste Sensorelement 25 kann durch ein ringförmiges Bauteil gebildet sein, das über den Umfang betrachtet einzelne, vorzugsweise gleichmäßig verteilte, Befestigungen mit dem Gehäusebauteil 12 aufweist. Die zwischen diesen Befestigungen vorhandenen Bereiche des ringförmigen ersten Sensorelements 25 tragen die ersten Anschlagbereiche 26. Die in Umfangsrichtung zwischen den Befestigungen vorgesehenen Bereiche des ersten Sensorelements 25 sind in axialer Richtung A elastisch bzw. federnd verformbar. Für manche Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, wenn diese Bereiche auch einer Torsionsbeanspruchung ausgesetzt werden, die zumindest ein geringfügiges Verdrillen zumindest der Bereiche mit verringerter radialer Breite, die sich seitlich der ersten Anschlagbereiche 26 umfangsmäßig erstrecken, bewirkt.
Die erste Hebelfeder 15 der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 2 ist gegenüber der zweiten Hebelfeder 16 in axialer Richtung A auf der anderen Seite des Gehäusebauteils 12 vorgesehen. Die erste Hebelfeder 15 stützt sich mit einem radial äußeren Bereich an einem Abstützring bzw. an einem dritten Rampenring 28 ab. Der als Verstellring vorgesehene dritte Rampenring 28 ist in ähnlicher Weise, wie dies in Zusammenhang mit dem ersten Rampenring 20 beschrieben worden ist, gegenüber dem Gehäusebauteil 12 verdrehbar und an diesem über eine Rampeneinrichtung axial abgestützt. Der dritte Rampenring 28 bildet einen Bestandteil einer zweiten Verschleißnachstelleinrichtung 29, die zwischen den radialen Bereichen des Gehäusebauteils 12 und der ersten Hebelfeder 15 wirksam ist. Zwischen der ersten Anpressplatte 9 und der ersten Druckplatte 8 und/oder dem Gehäusebauteil 12 sind Drehmomentübertragungsmittel vorgesehen, die vorzugsweise durch an sich bekannte Blattfedern gebildet sind, die in axialer Richtung A derart vorgespannt sind, dass die erste Anpressplatte 9 in axialer Richtung A gegen die erste Hebelfeder 15 gedrückt wird. Die axiale Gesamtkraft, die auf die erste Hebelfeder 15 mit Bezug auf 1 nach rechts einwirkt, ist dabei derart bemessen, dass während des Betriebs der Kupplungsvorrichtung 1 eine axiale Verlagerung bzw. Verschwenkung der ersten Hebelfeder 15 aufgrund zumindest von Resonanzerscheinungen und/oder Axialschwingungen bzw. Taumelschwingungen von zumindest einzelnen Bauteilen der Kupplungsvorrichtung 1 verhindert wird. Eventuell können zusätzlich zu den Blattfederelementen weitere Energiespeicher bzw. Federelemente vorgesehen sein, die auf die erste Anpressplatte 9 oder aber unmittelbar auf die erste Hebelfeder 15 einwirken.
Die zweite Verschleißnachstelleinrichtung 29 umfasst weiterhin eine zweite Sensoreinrichtung 30, die radial innerhalb und beabstandet vom dritten Rampenring 28 angeordnet ist. Die zweite Sensoreinrichtung 30 umfasst einen Sensorring in Form eines vierten Rampenrings 31, der ähnlich wie der zweite Rampenring 24 gegenüber dem Gehäusebauteil 12 verlagerbar und über eine Rampeneinrichtung abgestützt ist.
Weiterhin besitzt die zweite Sensoreinrichtung 30 ein zweites Sensorelement 32, das entweder mittelbar oder unmittelbar vom Gehäusebauteil 12 getragen ist. Das zweite Sensorelement 32 besitzt zumindest einen, vorzugsweise mehrere über den Umfang verteilte, zweite Anschlagbereiche 33, die mit zweiten Gegenanschlagbereichen 34 zumindest beim Auftreten von Verschleiß an den ersten Reibbelägen 6 der ersten Kupplungsscheibe 4 zusammenwirken. Die zweiten Gegenanschlagbereiche 34 können durch Elemente gebildet sein, die mit der ersten Hebelfeder 15 verbunden sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweiten Gegenanschlagbereiche 34 durch einstückig mit der ersten Hebelfeder 15 ausgebildete Zungen gebildet sind.
Das zweite Sensorelement 32 besitzt Bereiche 35, die unter axialer Vorspannung mit weiteren Bereichen 36 des vierten Rampenrings 31 zusammenwirken. Durch die axiale Vorspannung zumindest der Bereiche 35 wird der vierte Rampenring 31 in axialer Richtung A eingespannt, so dass eine Verdrehung desselben zumindest bei fehlendem Verschleiß an den ersten Reibbelägen 6 vermieden wird. Dadurch wird eine unkontrollierte, nicht auf einen Verschleiß zurückzuführende Nachstellung der zweiten Verschleißnachstelleinrichtung 29 vermieden. Das zweite Sensorelement 32 kann ebenfalls durch ein ringförmiges Bauteil gebildet sein, das ähnlich ausgebildet mit dem Gehäusebauteil 12 verbunden und wirksam ist, wie dies in Zusammenhang mit dem ersten Sensorelement 25 beschrieben worden ist.
Der aus 1 ersichtliche axiale Abstand zwischen den zweiten Anschlagbereichen 33 und den zweiten Gegenanschlagbereichen 34 ist derart bemessen, dass bei voll geschlossener, erster Drehmomentübertragungseinrichtung 2 und fehlendem Verschleiß an den ersten Reibbelägen 6 lediglich ein Touchieren bzw. eine leichte Anlage zwischen diesen Bereichen 33, 34 erfolgt, wodurch gewährleistet ist, dass der vierte Rampenring 31 gegen Rotation blockiert bleibt.
Das Schließen der der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 2 erfolgt in ähnlicher Weise wie dies in Verbindung mit der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 beschrieben worden ist. Mit Bezug auf 1 nach links wird mittels einer Betätigungseinrichtung eine Schließkraft im Bereich von radial inneren, zweiten Spitzen 37 der ersten Hebelfeder 15 eingeleitet. Diese Schließkraft wird allmählich aufgebaut, und zwar so lange, bis die auf die erste Anpressplatte 9 ausgeübte Axialkraft ausreicht, um das vom Motor abgegebene Drehmoment über die erste Kupplungsscheibe 4 an das Getriebe weiterzuleiten. Die maximale Anpresskraft kann dabei zumindest einen konstanten Wert aufweisen. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, in Abhängigkeit des Betriebszustands des Motors und des dabei abgegebenen Drehmoments diese Schließkraft entsprechend anzupassen. Dies bedeutet, dass, wenn der Motor lediglich 50% seines Nominaldrehmoments abgibt, die Anpresskraft entsprechend reduziert werden kann. Eine ähnliche Betätigung ist auch für die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung 3 möglich.
Aus der in 2 dargestellten Explosionsansicht der Kupplungsvorrichtung 1 sind einige Ausgestaltungsmerkmale einer solchen Kupplungsvorrichtung 1 zu entnehmen. Die entsprechenden Bauteile sind mit den Bezugszeichen der vorangegangenen Beschreibung versehen. Lediglich angedeutet sind die drei über den Umfang verteilten Rollfedern 38, die einerseits in entsprechenden Befestigungsbereichen 51 am Gehäusebauteil 12 befestigt sind und andererseits mit dem zweiten Rampenring 24 verbunden sind. Es versteht sich von selbst, dass alternativ oder zusätzlich sowohl der erste Rampenring 20 als auch der dritte Rampenring 28 als auch der vierte Rampenring 31 zur Verdrehung von den vorgeschlagenen Rollfedern 38 unterstützt werden können.
In 3 ist ein Rampenring der Kupplungsvorrichtung 1 mit einer einzelnen, daran angehängten Rollfeder 38 dargestellt. Exemplarisch ist hierbei der erste Rampenring 20 dargestellt, wobei die Rollfeder 38 gleichermaßen am zweiten, dritten oder vierten Rampenring 24, 28, 31 angehängt sein kann. Ferner ist in 4 die Rollfeder 38 im vorgespannten Zustand alleine, das heißt ohne den Rampenring, dargestellt.
Mittels einer rampenringseitigen Befestigung 39 ist die Rollfeder 38 am Rampenring 20 befestigt. Hierzu weist der Rampenring 20 beispielsweise in seinem Außenumfang einen Vorsprung 48 auf, an dem die Rollfeder 38 mittels einer entsprechenden Befestigungsöffnung 49 angehängt ist. Anstelle des Vorsprungs 48 ist es beispielsweise jedoch auch möglich, dass der Rampenring 20 eine Aussparung aufweist, in den die Rollfeder 38 mittels eines umgebogenen Endes eingehängt ist. Auch andere Arten zur Befestigung, insbesondere zur lösbaren Befestigung, der Rollfeder 38 am Rampenring 20 sind möglich.
Ferner ist die Rollfeder 38 mittels einer gehäuseseitigen Befestigung 40 am Gehäusebauteil 12 oder an einem anderen Bauteil des Kupplungsgehäuses befestigt. Hierzu weist das Gehäusebauteil 12 oder das andere Bauteil des Kupplungsgehäuses einen speziell gestalteten Befestigungsbereich 51 auf. Der Befestigungsbereich 51 beinhaltet beispielsweise eine Vertiefung, in die ein Windungsabschnitt 41 der Rollfeder 38 eingelegt ist und mittels eines Niets 52, insbesondere eines Hammerkopfniets, eines Stufenbolzens oder einer Schraube mit dem Gehäusebauteil 12 oder dem anderen Bauteil des Kupplungsgehäuses verbunden ist. Zur Verbesserung der Führung kann die Rollfeder 38 beispielsweise innerhalb ihres Windungsabschnitts 41 eine Federhülse oder dergleichen aufweisen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Rollfeder 38 schwimmend im Befestigungsbereich 51 zu lagern, das heißt ohne Befestigung mittels des Niets 52, des Stufenbolzens oder der Schraube.
Der Windungsabschnitt 41 umfasst eine oder mehrere Federwindungen 42, die um eine Wickelachse W gewickelt sind und die im Bereich der gehäuseseitigen Befestigung 40 der Rollfeder 38 vorgesehen sind. Der Windungsabschnitt 41 geht mit seiner radial am weitesten außen liegenden Federwindung 42 in einen Bandabschnitt 43 der Rollfeder 38 über. Der Bandabschnitt 43 ist im Wesentlichen nicht aufgewickelt, weist aber eine Vorspannung in Aufwickelrichtung auf. Mittels seines freien Endes 47 ist der Bandabschnitt 43 rampenringseitig befestigt. Hierzu ist das freie Ende 47 am Vorsprung 48 des Rampenrings 20 angehängt oder in die Aussparung des Rampenrings 20 eingehängt.
Zwischen der rampenringseitigen und der gehäuseseitigen Befestigung 39, 40 weist die Rollfeder 38 zumindest einen Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 auf. Vorzugsweise ist der Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 im Bandabschnitt 43 vorgesehen. In ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 ist die Rollfeder 38 entgegen eines Außenumfangs des Rampenrings 20 vorgespannt. Insbesondere ist die Rollfeder 38 in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 in Anlage mit dem Außenumfang des Rampenrings 20, vorzugsweise in tangentialer Anlage mit dem Außenumfang des Rampenrings 20.
Insgesamt ist die Rollfeder 38 bezüglich des Rampenrings 20 derart angeordnet, dass in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung 1 der Bandabschnitt 43 der Rollfeder 38 zwischen dem Windungsabschnitt 41 der Rollfeder 38 und dem Rampenring 20 angeordnet ist. Aufgrund ihrer Vorspannung in Aufwickelrichtung tendiert die Rollfeder 38 dazu, sich mittels einer rechtwinklig zum Bandabschnitt 43 wirkenden Aushakkraft F_A von der rampenringseitigen Befestigung 39 bzw. vom Rampenring 20 zu lösen. Durch die Aushakkraft F_A wird im Anlagepunkt bzw. im Anlagebereich am Außenumfang des Rampenrings 20 ein Aushakmoment M_A erzeugt, das vom Hebelarm, der zwischen dem Angriffspunkt der Aushakkraft F_A und dem Anlagepunkt bzw. Anlagebereich des Bandabschnitts 43 am Außenumfang des Rampenrings 20 wirksam ist, abhängig ist. Vorzugsweise ist daher im Anlagepunkt bzw. Anlagebereich des Bandabschnitts 43 der Rollfeder 38 am Außenumfang des Rampenrings 20 der Bereich der verringerten Federsteifigkeit 44 ausgebildet.
Auf den Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 wird nachfolgend mit Bezug auf drei Ausführungsbeispiele, die in den 5 bis 7b dargestellt sind, eingegangen.
In 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Rollfeder 38 dargestellt, die in der in den 1 und 2 dargestellten Kupplungsvorrichtung 1 zum Einsatz kommen kann. Zur Vereinfachung ist der Windungsabschnitt 41 der Rollfeder 38 im abgewickelten Zustand dargestellt.
Die Wickelachse W, um die der Windungsabschnitt 41 im aufgewickelten Zustand gewickelt ist, verläuft vorzugsweise in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1, das heißt mit Bezug auf 5 von oben nach unten. Das freie Ende 47, mit dem die Rollfeder 38 rampenringseitig befestigt ist, ist auf der rechten Seite von 5 dargestellt. Neben der Befestigungsöffnung 49, durch die das freie Ende 47 des Bandabschnitts 43 am rampenringseitigen Vorsprung 48 eingehängt ist, weist das freie Ende 47 des Bandabschnitts 43 vorzugsweise eine Montagewerkzeugöffnung 50 auf.
Beim Einbau wird die Rollfeder 38 üblicherweise zuerst gehäuseseitig befestigt. Da die Rollfeder 38 aufgrund ihrer Vorspannung dazu tendiert, sich nahezu vollständig über den Windungsabschnitt 41 und den Bandabschnitt 43 aufzurollen, kann in die Montagewerkzeugöffnung 50 ein Montagewerkzeug eingehängt werden, um die Rollfeder 38 zumindest teilweise abzuwickeln und die Befestigungsöffnung 49 am rampenringseitigen Vorsprung 48 anzuhängen. Hierzu ist die Montagewerkzeugöffnung 50 vorzugsweise weiter vom Windungsabschnitts 41 der Rollfeder 38 entfernt vorgesehen als die Befestigungsöffnung 49.
Im in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 ausschließlich zwischen der Befestigungsöffnung 49 und dem Windungsabschnitt 41, das heißt im eingebauten Zustand zwischen der rampenringseitigen Befestigung 39 und der gehäuseseitigen Befestigung 40, vorgesehen. Hierzu weist die Rollfeder 38 in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 einen verringerten Querschnitt 46 auf. Insbesondere weist der Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 eine verringerte Breite b des Bandabschnitts 43 der Rollfeder 38 auf, wobei die Breite b in Richtung der Wickelachse W der Rollfeder 38 gemessen wird.
Referenz für den Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 des Bandabschnitts 43 ist die Federsteifigkeit des Windungsabschnitts 41 der Rollfeder 38. Dies bedeutet, dass der Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 des Bandabschnitts 43 eine geringere Federsteifigkeit aufweist als der Windungsabschnitt 41 der Rollfeder 38.
Insbesondere ist im in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel die Breite b des Bandabschnitts 43 der Rollfeder 38 dadurch verringert, dass, vorzugsweise bogenförmig ausgebildete, Aussparungen 45 an den in Richtung der Wickelachse W gegenüber liegenden Seiten des Bandabschnitts 43 ausgebildet sind. Obwohl diese in 5 nicht dargestellt ist, können zur Verringerung der Federsteifigkeit auch eine oder mehrere Aussparungen an nur einer Seite des Bandabschnitts 43 der Rollfeder 38 vorgesehen sein. Wenn mehrere Aussparungen 45 vorgesehen sind, müssen diese Aussparungen 45 nicht zwangsläufig gleich ausgebildet sein, sondern können auch unterschiedliche Geometrien aufweisen.
In 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Rollfeder 38 im abgewickelten Zustand dargestellt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird nachfolgend nur auf die Unterschiede zum in 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
Auch im zweiten Ausführungsbeispiel weist der Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 einen verringerten Querschnitt 46 auf. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nimmt der Querschnitt des Bandabschnitts 43 ausgehend vom Windungsabschnitt 41 bis zum freien Ende 47 des Bandabschnitts 43 kontinuierlich und über die gesamte Länge des Bandabschnitts 43 ab.
Referenz für den Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 ist wiederum die Federsteifigkeit des Windungsabschnitts 41 der Rollfeder 38, so dass im in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel die Federsteifigkeit des gesamten Bandabschnitts 43 gegenüber der Federsteifigkeit des Windungsabschnitts 41 verringert ist.
Die Verringerung der Federsteifigkeit kann einerseits, wie in 6 dargestellt, durch eine kontinuierliche Verringerung der Breite b des Bandabschnitts 43 erfolgen. Andererseits kann die Verringerung der Federsteifigkeit auch durch eine kontinuierliche Verringerung einer Dicke d des Bandabschnitts 43 erfolgen, wobei die Dicke d in Querrichtung zur Wickelachse W der Rollfeder 38 gemessen wird. Auch die Kombination von Abnahme der Breite b und Abnahme der Dicke d nicht nur kontinuierlich, sondern auch abschnitts- oder absatzweise ist möglich.
In den 7a und 7b ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Rollfeder 38 im abgewickelten Zustand dargestellt, wobei nachfolgend gleichermaßen nur auf die Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen eingegangen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Bandabschnitt 43 über seine gesamte Länge dünner ausgeführt als der Windungsabschnitt 41 der Rollfeder 38. Somit ist die Federsteifigkeit des gesamten Bandabschnitts 43 geringer als die Federsteifigkeit des Windungsabschnitts 41 der Rollfeder 38.
Insbesondere ist zwischen der Befestigungsöffnung 49 und dem Windungsabschnitt 41 ein zusätzlich verringerter Querschnitt 46 vorgesehen, bei dem die in Dickenrichtung einander gegenüber liegenden Oberflächen des Bandabschnitts 43 im Übergang zum Windungsabschnitt 41 der Rollfeder 38 im Wesentlichen bogenförmig ausgespart bzw. eingedrückt sind. Hinsichtlich der Verringerung der Dicke d gelten die gleichen Ausführungen die bereits mit Bezug auf 5 hinsichtlich der Breite b gemacht worden sind.
Obwohl dies in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, dass der Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Durchbrechungen zur Verringerung der Federsteifigkeit aufweist. Ebenso ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Rollfeder 38 in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 eine im Vergleich zur übrigen Rollfeder, das heißt insbesondere zum Windungsabschnitt 41 der Rollfeder 38, veränderte Metallgitterstruktur aufweist. Beispielsweise kann die Federsteifigkeit des Bandabschnitts 43 im Vergleich zur Federsteifigkeit des Windungsabschnitts 41 durch eine Wärmebehandlung, beispielsweise einem Weichglühen, verringert werden.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine Kupplungsvorrichtung 1 mit zumindest einer Drehmomentübertragungseinrichtung 2, 3, die zumindest eine mit einem Gehäusebauteil 12 drehfest verbundene Druckplatte 8, eine drehfest und in axialer Richtung A gegenüber der Druckplatte 8 verlagerbare Anpressplatte 9, 10 und ein reibschlüssig zwischen der Druckplatte 8 und der Anpressplatte 9, 10 verspannbare Kupplungsscheibe 4, 5 aufweist, und mit zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung 21, 29, die zumindest einen in Umfangsrichtung mittels zumindest einer gewickelten Rollfeder 38 verdrehbaren Rampenring 20, 24, 28, 31 zur Sensierung und zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels zwischen dem Gehäusebauteil 12 und der Anpressplatte 9, 10 aufweist. Die Rollfeder 38 ist einerseits rampenringseitig und andererseits gehäuseseitig befestigt, wobei die Rollfeder 38 zwischen der rampenseitigen und der gehäuseseitigen Befestigung 39, 40 zumindest einen Bereich verringerter Federsteifigkeit 44 aufweist. Insbesondere ist die Federsteifigkeit der Rollfeder 38 zwischen der rampenringseitigen und der gehäuseseitigen Befestigung 39, 40 in Relation zur Federsteifigkeit des gehäuseseitig befestigten Windungsabschnitts 41 der Rollfeder 38 verringert.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsvorrichtung
2: Drehmomentübertragungseinrichtung
3: Drehmomentübertragungseinrichtung
4: Kupplungsscheibe
5: Kupplungsscheibe
6: Reibbelag
7: Reibbelag
8: Druckplatte
8a: Lagerung
9: Anpressplatte
10: Anpressplatte
11: Antriebskorb
12: Gehäusebauteil
13: Hebelelement
14: Hebelelement
15: Hebelfeder
16: Hebelfeder
17: Zugmittel
18: abgewandtes Ende
19: Anlagefläche
20: Rampenring
21: Verschleißnachstelleinrichtung
22: radial innere Spitzen
23: Sensoreinrichtung
24: Rampenring
25: Sensorelement
26: Anschlagbereich
27: Gegenanschlagbereich
28: Rampenring
29: Verschleißnachstelleinrichtung
30: Sensoreinrichtung
31: Rampenring
32: Sensorelement
33: Anschlagbereich
34: Gegenanschlagbereich
35: Bereich
36: Bereich
37: radial innere Spitzen
38: Rollfeder
39: rampenringseitige Befestigung
40: gehäuseseitige Befestigung
41: Windungsabschnitt
42: Federwindung
43: Bandabschnitt
44: Bereich verringerter Federsteifigkeit
45: Aussparung
46: verringerter Querschnitt
47: freies Ende
48: Vorsprung
49: Befestigungsöffnung
50: Montagewerkzeugöffnung
51: Befestigungsbereich
52: Niet
b: Breite
d: Dicke
A: axiale Richtung
W: Wickelachse
F_A: Aushakkraft
M_A: Aushakmoment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008031953 A1 [0002]

Claims

Kupplungsvorrichtung (1) mit zumindest einer Drehmomentübertragungseinrichtung (2, 3), die zumindest eine mit einem Gehäusebauteil (12) drehfest verbundene Druckplatte (8), eine drehfest und in axialer Richtung (A) gegenüber der Druckplatte (8) verlagerbare Anpressplatte (9, 10) und eine reibschlüssig zwischen der Druckplatte (8) und der Anpressplatte (9, 10) verspannbare Kupplungsscheibe (4, 5) aufweist, und mit zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung (21, 29), die zumindest einen in Umfangsrichtung mittels zumindest einer gewickelten Rollfeder (38) verdrehbaren Rampenring (20, 24, 28, 31) zur Sensierung und zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels zwischen dem Gehäusebauteil (12) und der Anpressplatte (9, 10) aufweist, wobei die Rollfeder (38) einerseits rampenringseitig und andererseits gehäuseseitig befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollfeder (38) zwischen der rampenringseitigen und der gehäuseseitigen Befestigung (39, 40) zumindest einen Bereich verringerter Federsteifigkeit (44) aufweist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Rollfeder (38) einen Windungsabschnitt (41) mit zumindest einer Federwindung (42), die im Bereich der gehäuseseitigen Befestigung (40) der Rollfeder (38) vorgesehen ist, und einen im Wesentlichen nicht aufgewickelten Bandabschnitt (43), in den der Windungsabschnitt (41) in Richtung der rampenringseitigen Befestigung (39) der Rollfeder (38) übergeht und der den Bereich verringerter Federsteifigkeit (44) beinhaltet, aufweist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rampenring (20, 24, 28, 31) einen Vorsprung (48) oder eine Aussparung aufweist, an dem oder in die ein freies Ende (47) der Rollfeder (38), vorzugsweise ein freies Ende (47) eines Bandabschnitts (43) der Rollfeder (38), eingehängt ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rollfeder (38) in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit (44) entgegen eines Außenumfangs des Rampenrings (20, 24, 28, 31) vorgespannt ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rollfeder (38) in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit (44) zumindest teilweise, vorzugsweise tangential, in Anlage mit einem Außenumfang des Rampenrings (20, 24, 28, 31) ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Rollfeder (38) in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit (44) einen verringerten Querschnitt (46) aufweist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rollfeder (38) in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit (44) zumindest eine Durchbrechung und/oder zumindest eine Aussparung (45) aufweist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Rollfeder (38) in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit (44) eine im Vergleich zur übrigen Rollfeder veränderte Metallgitterstruktur aufweist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Rollfeder (38) in ihrem Bereich verringerter Federsteifigkeit (44) eine verringerte Breite (b), gemessen in Richtung einer Wickelachse (W) der Rollfeder (38), und/oder eine verringerte Dicke (d), gemessen in Querrichtung zu einer Wickelachse (W) der Rollfeder (38), aufweist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei sich die Breite (b) des Bandabschnitts (43), gemessen in Richtung der Wickelachse (W) der Rollfeder (38), und/oder die Dicke (d) des Bandabschnitts (43), gemessen in Querrichtung zur Wickelachse (W) der Rollfeder (38), vom Windungsabschnitt (41) ausgehend bis zum freien Ende (47) des Bandabschnitts (43) verringert, vorzugsweise kontinuierlich verringert.