DE102011087415A1 - Coupling device i.e. normally-engaged coupling device, for combustion engine of motor car, has spring portion whose bias force is smaller than inhibition force of spindle drive during unclamping of adjusting ring - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a coupling device according to the preamble of patent claim 1.
Aus der
Wenn sich im ausgerückten Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung der Verstellring durch Axialschwingungen, beispielsweise durch Motorschwingungen, von der Tellerfeder abhebt, ist der Verstellring nicht mehr geklemmt. Dadurch verringert sich die notwendige Kraft zur Drehung des Spindeltriebs, so dass die Möglichkeit besteht, dass durch die Vorspannung der Antriebsklinke eine ungewollte Verschleißnachstellung erfolgt.If, in the disengaged state of the torque transmission device, the adjusting ring lifts off from the plate spring due to axial vibrations, for example due to engine vibrations, the adjusting ring is no longer clamped. This reduces the force required to rotate the spindle drive, so that there is the possibility that an unwanted wear adjustment takes place by the bias of the drive pawl.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung anzugeben, bei der eine ungewollte Verschleißnachstellung aufgrund von Axialschwingungen verhindert werden kann.It is an object of the present invention to provide a coupling device with a wear adjustment device, in which an unwanted wear adjustment due to axial vibrations can be prevented.
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, die zumindest einen drehbaren und durch das Hebelelement zeitweise klemmbaren Verstellring, zumindest einen auf den Verstellring wirkenden, drehbar gelagerten Spindeltrieb mit einem Antriebsritzel sowie zumindest eine mit dem Antriebsritzel in Eingriff bringbare Antriebsklinke zur Drehung des Spindeltriebs im Verschleißfall aufweist. Die Antriebsklinke weist einen Federabschnitt auf, durch den die Antriebsklinke in axialer Richtung vorgespannt ist. Da die Vorspannkraft des Federabschnitts der Antriebsklinke geringer als eine Hemmkraft des Spindeltriebs bei ungeklemmtem Verstellring ist, kann verhindert werden, dass bei ausgerückter Kupplungsvorrichtung, genauer gesagt bei ausgerückter Drehmomentübertragungseinrichtung, eine durch Axialschwingungen ausgelöste Abhebung des Verstellrings vom Hebelelement zu einer ungewollten Verschleißnachstellung führt.According to the invention, this object is achieved by a coupling device according to claim 1 with at least one in the axial direction by a lever element and / or disengageable, frictionally engaged torque transmission device and at least one wear adjustment, the at least one rotatable and by the lever element temporarily clampable adjusting, at least having a force acting on the adjusting ring, rotatably mounted spindle drive with a drive pinion and at least one engageable with the drive pinion driving pawl for rotation of the spindle drive in case of wear. The drive pawl has a spring portion, through which the drive pawl is biased in the axial direction. Since the biasing force of the spring portion of the drive pawl is less than a restraining force of the spindle drive with unclamped adjusting ring, it can be prevented that disengaged coupling device, more specifically with disengaged torque transfer device, triggered by axial vibrations lifting the adjusting ring from the lever element to an unwanted wear adjustment.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.Preferred embodiments of the present invention are set forth in the dependent claims.
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. 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.The torque transmission device preferably has at least one pressure plate, at least one counterpressure plate and at least one clutch disc arranged in the axial direction between the pressure plate and the counterpressure plate. The pressure plate is rotatably disposed in a housing of the coupling device and with respect to the counter-pressure plate in the axial direction limited displaceable, while the counter-pressure plate is arranged fixed to the housing. When the clutch disc between the pressure plate and the counter-pressure plate is braced, there is a frictional transmission of the torque from the input side of the coupling device, for example from the internal combustion engine of a motor vehicle, via the pressure plate and the counter-pressure plate on the clutch disc, and from the clutch disc to the output side of the coupling device, For example, on the input shaft of a transmission.
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.By acting on the lever element actuator device, the torque transmission device can be engaged or disengaged. The lever element may be a Belleville spring, as is commonly used in normally-engaged clutch devices, or a lever spring commonly used in normally-disengaged clutch devices.
Wenn die Kupplungsvorrichtung als normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet 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, das heißt 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.When the coupling device is designed as a normally-engaged clutch device, the force of the engaging plate spring, which acts on the pressure plate, prevails in the non-actuating state, the force of disengaging leaf springs acting on the pressure plate. Upon actuation, the plate spring is acted upon by the actuator device with a force through which the clutch is disengaged. On the other hand, the coupling device can also be designed as a normally-disengaged coupling device, that is, as a clutch in which the force of the disengaging leaf springs acting on the pressure plate, in the non-actuating state, the force of the lever spring acting on the pressure plate outweighs. Upon actuation, the lever spring is acted upon by the actuator device with a force through which the clutch is engaged.
Die Kupplungsvorrichtung kann gleichermaßen als gedrückte Kupplungsvorrichtung, das heißt als Kupplungsvorrichtung, bei der die Aktoreinrichtung eine drückende Kraft auf die Tellerfeder bzw. die Hebelfeder ausübt, oder als gezogene Kupplungsvorrichtung, das heißt 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. The coupling device can equally well as depressed coupling device, that is, as a coupling device in which the actuator device exerts a pressing force on the plate spring or the lever spring, or as a drawn coupling device, that is, as a coupling device, wherein the actuator means a pulling force on the plate spring or ., the lever spring exerts, be formed. Further, the coupling device may be formed on the one hand as a dry clutch and on the other hand as a wet clutch.
Bei der Verschleißnachstelleinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine wegbasierte Verschleißnachstelleinrichtung.The wear adjustment device is preferably a path-based wear adjustment device.
Die Antriebsklinke ist vorzugsweise als einteiliges Bauteil ausgebildet. Insbesondere handelt es sich bei der Antriebsklinke um ein Bauteil, dessen Material bei den in einer Verschleißnachstelleinrichtung üblicherweise auftretenden Kräften und Wegstrecken in seinem elastischen Bereich verformt wird. Die Antriebsklinke ist beispielsweise als Blechbauteil ausgebildet und wird vorzugsweise in einem kombinierten oder aufeinander folgenden Stanz- und Umformverfahren hergestellt.The drive pawl is preferably designed as a one-piece component. In particular, the drive pawl is a component whose material is deformed in its elastic region in the case of the forces and travel distances normally occurring in a wear adjustment device. The drive pawl is designed for example as a sheet metal component and is preferably produced in a combined or successive punching and forming process.
Vorzugsweise weist die Verschleißnachstelleinrichtung zumindest eine Sperrklinke zur Erzeugung der Hemmkraft und zur Sperrung gegen eine Rückdrehung des Spindeltriebs auf. Beispielsweise ist die Sperrklinke im Wesentlichen parallel zum Federabschnitt der Antriebsklinke angeordnet bzw. erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung. „Im Wesentlichen” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Haupterstreckungsrichtung der Sperrklinke in radialer Richtung liegt, wobei die Sperrklinke jedoch auch leicht in axialer Richtung geneigt sein kann. Die Sperrklinke ist vorzugsweise mit der Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere einer Anpressplatte der Drehmomentübertragungseinrichtung, verbunden. Gleiches gilt für einen oder mehrere Spindelhalter, durch die der Spindeltrieb drehbar gelagert ist.The wear adjusting device preferably has at least one pawl for generating the restraining force and for blocking against a reverse rotation of the spindle drive. For example, the pawl is arranged substantially parallel to the spring portion of the drive pawl or extends substantially in the radial direction of the coupling device. "Substantially" in this context means that the main extension direction of the pawl is in the radial direction, but the pawl may also be slightly inclined in the axial direction. The pawl is preferably connected to the torque transmission device, in particular a pressure plate of the torque transmission device. The same applies to one or more spindle holder, through which the spindle drive is rotatably mounted.
Abgesehen von der Sperrklinke können weitere die Drehung und/oder die Rückdrehung des Spindeltriebs hemmende Kräfte, beispielsweise Reibkräfte zwischen dem Spindelhalter und einer Spindelachse des Spindeltriebs, Reibkräfte zwischen der Spindel des Spindeltriebs und einer Spindelmutter oder Reibkräfte auf Seiten des Verstellrings, auftreten. Auch eine Verschmutzung und ein Verschleiß des Spindeltriebs über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung ist hinsichtlich der Auslegung der Vorspannkraft zu berücksichtigen.Apart from the pawl further rotation and / or the reverse rotation of the spindle drive inhibiting forces, such as friction between the spindle holder and a spindle axis of the spindle drive, frictional forces between the spindle of the spindle drive and a spindle nut or frictional forces on the side of the adjusting ring occur. Also contamination and wear of the spindle drive over the life of the coupling device is to be considered with regard to the interpretation of the biasing force.
Weiterhin vorzugsweise weist der Federabschnitt der Antriebsklinke zumindest einen Bereich verringerter Federhärte auf.Further preferably, the spring portion of the drive pawl on at least a region of reduced spring rate.
Insbesondere weist der Federabschnitt der Antriebsklinke zumindest eine Aussparung zur Verringerung der Federhärte auf. Alternativ oder zusätzlich kann der Federabschnitt der Antriebsklinke zumindest eine Durchbrechung zur Verringerung der Federhärte aufweisen. Neben der Verringerung der Federhärte ist es hierdurch möglich, Material bei der Herstellung der Antriebsklinke einzusparen.In particular, the spring portion of the drive pawl on at least one recess for reducing the spring rate. Alternatively or additionally, the spring portion of the drive pawl may have at least one opening for reducing the spring rate. In addition to reducing the spring rate, this makes it possible to save material in the production of the drive pawl.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Antriebsklinke zumindest einen Bereich mit einer gegenüber der übrigen Antriebsklinke veränderten Gitterstruktur zur Verringerung der Federhärte aufweist. Beispielsweise kann die Federhärte durch eine abschnittsweise Wärmebehandlung verringert werden.Likewise, it is advantageous if the drive pawl has at least one region with a lattice structure which is changed in relation to the remaining drive pawl in order to reduce the spring stiffness. For example, the spring hardness can be reduced by a partial heat treatment.
Vorzugsweise erstreckt sich der Federabschnitt der Antriebsklinke im Wesentlichen in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung. „Im Wesentlichen” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Haupterstreckungsrichtung des Federabschnitts der Antriebsklinke in radialer Richtung liegt, wobei der Federabschnitt jedoch auch leicht in axialer Richtung geneigt und/oder vorgespannt sein kann.Preferably, the spring portion of the drive pawl extends substantially in the radial direction of the coupling device. "Substantially" in this context means that the main extension direction of the spring portion of the drive pawl is in the radial direction, but the spring portion may also be slightly inclined and / or biased in the axial direction.
Die Verschleißnachstelleinrichtung weist zumindest eine Vorspannfeder auf, die mit dem Federabschnitt der Antriebsklinke zur Vorspannung in axialer Richtung zumindest teilweise in Anlage bringbar ist. Die Vorspannfeder ist vorzugsweise als Blechbauteil ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung. Die Vorspannfeder und die Antriebsklinke sind als separate Bauteile ausgebildet. Es ist möglich, dass die Vorspannfeder sich ununterbrochen in Anlage mit dem Federabschnitt der Antriebsklinke befindet, jedoch ist es auch möglich, dass diese Anlage zeitweise unterbrochen ist, insbesondere wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung ausgerückt ist, und der Verstellring sich aufgrund von Axialschwingungen vom Hebelelement abhebt.The wear adjustment device has at least one biasing spring, which is at least partially engageable with the spring portion of the drive pawl for biasing in the axial direction. The biasing spring is preferably formed as a sheet metal component and extends substantially in the radial direction of the coupling device. The biasing spring and the drive pawl are designed as separate components. It is possible that the biasing spring is continuously in abutment with the spring portion of the drive pawl, but it is also possible that this system is temporarily interrupted, especially when the torque transmitting device is disengaged, and the adjusting ring is lifted due to axial vibrations of the lever element.
Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang die Vorspannfeder bei der Betätigung des Hebelelements mittels eines Anschlags vom Federabschnitt der Antriebsklinke abhebbar.Preferably, in this context, the biasing spring in the operation of the lever member by means of a stop from the spring portion of the drive pawl can be lifted.
Der Anschlag ist vorzugsweise an einem radial äußeren Ende der Vorspannfeder vorgesehen und insbesondere mit der Vorspannfeder verbunden. Insbesondere erstreckt sich der Anschlag in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung. Vorzugsweise weist der Federabschnitt der Antriebsklinke eine Aussparung auf, durch die sich der Anschlag hindurch erstreckt, um unmittelbar mit einem Kraftrand des Hebelelements in Anlage kommen zu können. Die Aussparung für den Anschlag ist vorzugsweise als Teilbereich der Durchbrechung des Federabschnitts der Antriebsklinke ausgebildet, kann jedoch auch als separate Durchbrechung ausgebildet sein.The stopper is preferably provided at a radially outer end of the biasing spring and in particular connected to the biasing spring. In particular, the stop extends in the axial direction of the coupling device. The spring section of the drive pawl preferably has a recess through which the stop extends, in order to be able to come into direct contact with a force edge of the lever element. The recess for the stop is preferably formed as a portion of the opening of the spring portion of the drive pawl, but may also be formed as a separate opening.
Der Federabschnitt der Antriebsklinke ist vorzugsweise an einem Gehäusebauteil der Kupplungsvorrichtung, vorzugsweise an einem Gehäusedeckel, befestigt. Alternativ oder zusätzlich ist die Vorspannfeder an einem Gehäusebauteil der Kupplungsvorrichtung, vorzugsweise an einem Gehäusedeckel, befestigt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Federabschnitt der Antriebsklinke und die Vorspannfeder durch eine gemeinsame Befestigungseinrichtung, beispielsweise eine Bolzen, mit dem Gehäusedeckel verbunden sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Bolzen als Stufenbolzen ausgebildet ist, um beispielsweise auf der anderen Seite des Gehäusedeckels das Hebelelement am Gehäusedeckel mittelbar oder unmittelbar abzustützen. Es ist jedoch auch möglich, den Bolzen als Niet oder auch als Schraube auszubilden. The spring portion of the drive pawl is preferably attached to a housing component of the coupling device, preferably on a housing cover. Alternatively or additionally, the biasing spring is attached to a housing component of the coupling device, preferably on a housing cover. In particular, it is advantageous if the spring portion of the drive pawl and the biasing spring are connected by a common fastening device, such as a bolt, with the housing cover. It is particularly advantageous if the bolt is designed as a stepped bolt in order, for example, to indirectly or directly support the lever element on the housing cover on the other side of the housing cover. However, it is also possible to form the bolt as a rivet or as a screw.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Antriebsklinke einen im Wesentlichen rechtwinklig zum Federabschnitt angeordneten Eingriffsabschnitt zum im Wesentlichen formschlüssigen Eingriff am Antriebsritzel aufweist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Antriebsklinke mehrere Eingriffsabschnitte aufweist. Diese sind vorzugsweise gestuft, das heißt weisen unterschiedliche Längen in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung auf, wodurch es möglich ist, Nachstellschritte durchzuführen, die kleiner als eine Teilung der Zahnstruktur des Antriebsritzels sind.Furthermore, it is advantageous if the drive pawl has a substantially perpendicular to the spring portion arranged engaging portion for substantially positive engagement with the drive pinion. In particular, it is advantageous if the drive pawl has a plurality of engagement sections. These are preferably stepped, that is, have different lengths in the axial direction of the coupling device, whereby it is possible to perform Nachstellschritte that are smaller than a pitch of the tooth structure of the drive pinion.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:The present invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments in conjunction with the accompanying figures. In these show:
Die
Die Kupplungsvorrichtung
Darüber hinaus weist die Kupplungsvorrichtung
Bei einer normal-eingerückten Kupplungsvorrichtung
Bei ausgerückter Kupplung ist die Kupplungsscheibe
Da aufgrund des Reibschlusses sowohl die Reibflächen der Gegendruckplatte
Die Verschleißnachstelleinrichtung
Die Antriebsklinke
Das Antriebsritzel
Der gesamte Spindeltrieb
Das Antriebsritzel
Um den Eingriff am Antriebsritzel
Wenn die Antriebsklinke
In axialer Richtung A kann die Vorspannung der Antriebsklinke
Mittels eines Anschlags
Damit der Kraftrand des Hebelelements
Ein radial inneres Ende des Federabschnitts
Der Bolzen
Wenn zusätzlich zur Antriebsklinke
Über eine Spindelmutter ist der Spindeltrieb
Wird die Kupplungsvorrichtung
Beim anschließenden Ausrücken der Kupplungsvorrichtung
Während der Betätigung der Kupplungsvorrichtung
Daher weist die Verschleißnachstelleinrichtung
Neben der ungewollten Rückdrehung des Antriebsritzels
In
In
In
Kommt es in diesem Zustand zu Axialschwingungen, löst sich der Verstellring
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorspannkraft des Federabschnitts
Neben der Beaufschlagung bzw. Klemmung des Verstellrings
Dadurch, dass die Vorspannkraft des Federabschnitts
Der Federabschnitt
Obwohl dies in den Figuren nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, dass der Federabschnitt
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiel betreffen eine Kupplungsvorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kupplungsvorrichtungcoupling device
- 22
- DrehmomentübertragungseinrichtungTorque transfer device
- 33
- Verschleißnachstelleinrichtungwear adjustment
- 44
- Hebelelementlever member
- 55
- Verstellringadjusting
- 66
- Spindeltriebspindle drive
- 77
- Antriebsritzelpinion
- 88th
- Spindelhalterspindle holder
- 99
- Antriebsklinkedrive pawl
- 1010
- Federabschnittspring section
- 1111
- Eingriffsabschnittengaging portion
- 1212
- Durchbrechungperforation
- 1313
- Vorspannfederbiasing spring
- 1414
- Anschlagattack
- 1515
- Gehäusedeckelhousing cover
- 1616
- Anpressplattepressure plate
- 1717
- GegendruckplattePlaten
- 1818
- Kupplungsscheibeclutch disc
- 1919
- Bolzenbolt
- 2020
- Befestigungsöffnungfastening opening
- 2121
- Aussparung für AnschlagRecess for stop
- AA
- axiale Richtungaxial direction
- RR
- radiale Richtungradial direction
- ZZ
- Zentralachsecentral axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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