DE102011104410A1

DE102011104410A1 - Nachstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102011104410A1
Application number: DE102011104410A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ahnert; Ute Sabine Linden
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2031-06-17
Also published as: DE102011104410B4

Abstract

Eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs weist einen Kupplungsdeckel zum zumindest teilweisen Abdecken einer Anpressplatte zum Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und einer Gegenplatte auf. Ferner ist ein mit einer Spindel verbundenes Ritzel vorgesehen zur relativen Verdrehung eines Rampenrings in Umfangsrichtung zu einer an einem Rampenring abgleitenden Gegenrampe zur Nachstellung eines verschleißbedingten Fehlabstands zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte. Zusätzlich weist die Nachstelleinrichtung einen an dem Kupplungsdeckel abgestütztes Klinkenblech mit einer in das Ritzel eingreifende Antriebsklinke zum Verdrehen des Ritzels auf. Erfindungsgemäß weist das Klinkenblech einen Befestigungsarm zur Befestigung mit der Anpressplatte und einen Anschlagarm zum direkten oder indirekten Anschlagen an dem Rampenring auf. Dies ermöglicht bei kostengünstiger Herstellung über die Lebensdauer der Nachstelleinrichtung eine robuste Funktionalität auch bei unerwünschten Schwingungen und/oder schwergängiger oder blockierender Spindel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, mit dessen Hilfe ein verschleißbedingter Fehlabstand einer Anpressplatte zu einer Gegenplatte der Reibungskupplung zum Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte nachgestellt werden kann.
Reibungskupplungen können zum Ausgleich eines auftretenden Verschleißes von Reibbelägen mit einer kraftgesteuerten Nachstelleinrichtung versehen sein. Hier wird eine infolge eines Verschleißes ungünstige Entwicklung der Anpresskraft eines eine Gegenplatte der Reibungskupplung beaufschlagenden Betätigungssystem zur Bewegung der Anpressplatte, beispielsweise einer Tellerfeder, erfasst und abhängig von der Anpresskraft eine Nachstellung bewirkt. Alternativ kann ein bei einem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe auftretender Fehlabstand zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Betätigungssystem ermittelt und abhängig von dem Fehlabstand korrigiert werden. Zur Korrektur werden dabei zwischen der Gegenplatte und dem Betätigungssystem angeordnete Ausgleichsmittel wie Rampensysteme oder Gewinde verdreht.
Aus DE 10 2009 035 225 A1 und WO 2009/056092 A1 ist jeweils eine Reibungskupplung mit einer weggesteuerten Nachstelleinrichtung bekannt, bei der eine sich in Abhängigkeit vom Abstand eines Betätigungssystem mit einer Tellerfeder und einer Anpressplatte axial verlagernde Antriebsklinke auf ein Ritzel einer an der Anpressplatte über einen Halter verdrehbar aufgenommenen Spindel wirkt, wobei eine auf der Spindel aufgenommene Spindelmutter bei Verdrehung der Spindel einen zwischen der Anpressplatte und der Tellerfeder angeordneten Rampenring eines Rampensystems relativ zu einer Gegenrampe verdreht, wodurch der ursprüngliche Abstand des Betätigungssystems zur Anpressplatte wieder hergestellt wird. Dabei gleitet während des Hubs der Anpressplatte gegenüber einer Gegenplatte die Antriebsklinke auf den Zähnen des Ritzels und rastet bei einem vorgegebenen Verschleiß in eine Zahnlücke zwischen zwei Zähnen ein. Die Antriebsklinke nimmt beim nächsten Öffnungsvorgang der Reibungskupplung das Ritzel formschlüssig mit und verdreht dabei das Ritzel und damit die Spindel, wodurch die Spindelmutter entlang der Spindel bewegt wird und den Rampenring um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht, um die Reibungskupplung dadurch nachzustellen.
Für den ordnungsgemäßen Betrieb der Nachstelleinrichtung ist es wichtig die Kraftverhältnisse innerhalb der Nachstelleinrichtung korrekt zu dimensionieren, damit sowohl im Neuzustand der Kupplungsscheibe als auch bei starker Verschleiß ein Nachstellen ohne größere Probleme erfolgen kann. Zusätzlich soll bei einer beispielsweise durch Korrosion blockierenden Spindel der Nachstelleinrichtung ein Wegbewegen der Anpressplatte von der Gegenplatte zum Öffnen der Reibungskupplung auch gegen die in das blockierte Ritzel eingreifende Antriebsklinke immer noch möglich sein. Dies führt zu einer aufwändigen und konservativen Dimensionierung der wirksamen Federelemente, die mit vergleichsweise engen Toleranzen hergestellt werden müssen, wodurch sich hohe Herstellkosten für die Nachstelleinrichtung ergeben.
Damit einem beispielsweise durch Korrosion oder Verschmutzung blockierendem Ritzel die Antriebsklinke nicht beschädigt wird, kann ein die Antriebsklinke aufweisendes Klinkenblech mit einem Abstandsbolzen verbunden sein, an dem ein Betätigungselement des Betätigungssystems bei einem entsprechend großem Hubweg anschlägt und das an dem Kupplungsdeckel abgestützte Klinkenblech zumindest teilweise von dem Kupplungsdeckel abhebt, wodurch die Antriebsklinke mitbewegt wird und die in der Antriebsklinke unbeabsichtigt aufgebaute Vorspannung signifikant verringert wird bevor die Antriebsklinke knicken kann. Diese Funktionalität führt jedoch zu einen komplizierten Aufbau der Nachstelleinrichtung und Einschränkungen bei der konstruktiven Freiheit zur Anordnung der für die Nachstelleinrichtung relevanten Funktionsteile.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Nachstelleinrichtung zu schaffen, die bei kostengünstiger Herstellung über die Lebensdauer eine robuste Funktionalität ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs weist einen Kupplungsdeckel zum zumindest teilweisen Abdecken einer Anpressplatte zum Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und einer Gegenplatte auf. Ferner ist ein mit einer Spindel verbundenes Ritzel vorgesehen zur relativen Verdrehung eines Rampenrings in Umfangsrichtung zu einer an dem Rampenring abgleitenden Gegenrampe zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte. Zusätzlich weist die Nachstelleinrichtung ein an einem Kupplungsdeckel abgestütztes Klinkenblech mit einer in das Ritzel eingreifende Antriebsklinke zum Verdrehen des Ritzels auf. Erfindungsgemäß weist das Klinkenblech einen Befestigungsarm zur Befestigung mit der Anpressplatte und einen Anschlagarm zum direkten oder indirekten Anschlagen an dem Rampenring auf.
Mit Hilfe des Befestigungsarms kann bei einer nachgestellten Reibungskupplung das Klinkenblech durch die verlagerte Position der Anpressplatte zusätzlich vorgespannt werden, so dass sich während der Lebensdauer der Nachstelleinrichtung die Vorspannkraft der Antriebsklinke erhöhen kann. Dadurch kann eine sich über die Lebensdauer erhöhende Widerstandskraft gegen ein Verdrehen des Rampenrings automatisch kompensiert werden. Die für den Betrieb der Nachstelleinrichtung wirksamen Federelemente können dadurch mit geringeren Toleranzanforderungen hergestellt werden, wodurch die Herstellkosten der Nachstelleinrichtung reduziert werden können. Gleichzeitig wird über die gesamte Lebensdauer der Nachstelleinrichtung und der Reibungskupplung eine robuste Funktionalität der Nachstelleinrichtung gewährleistet, so dass die Nachstelleinrichtung auch bei zusätzlicher Korrosion oder Verschmutzung einen ordnungsgemäßen Betrieb der Nachstelleinrichtung und der Reibungskupplung ermöglicht.
Durch die über den Anschlagarm geschaffene Anschlagsmöglichkeit des Klinkenblechs an dem Rampenring ist die Einstellung eines Axialwegs zwischen der Antriebsklinke und dem Ritzel unabhängig von der Bewegung eines Betätigungselements, insbesondere Tellerfeder. Der Gegenanschlag am Rampenring stellt dabei einen über die Lebensdauer konstanten Bezugspunkt dar, von dem sich die Anpressplatte mit zunehmender Anzahl von Nachstellvorgängen axial wegbewegt. Die Abhubbewegungen der Tellerfeder sind für den Gegenanschlag am Rampenring ohne Einfluss. Insbesondere kann der am Anschlagarm anschlagende Rampenring durch den Anschlagarm gedämpft werden, so dass die Anpressplatte und der Rampenring unempfindlicher gegen Schwingungen und dynamische Belastungen sind. Insbesondere kann ein durch dynamische Schwingungen der Anpressplatte verursachtes starkes Abheben der Anpressplatte von der Gegenplatte weg reduziert oder sogar vermieden werden, so dass die Gefahr, dass die Antriebsklinke aufgrund von Schwingung in die nächste Zahnlücke des Ritzels springt, obwohl der bisher erfolgte Verschleiß der Reibbeläge ein Nachstellen zu diesem Zeitpunkt noch nicht rechtfertigen würde, zumindest reduziert werden. Ein verschleißbehafteter Reibkontakt der Anpressplatte und/oder der Gegenplatte an der Kupplungsscheibe bei geöffneter Reibungskupplung wird dadurch vermieden. Die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung ermöglicht dadurch bei kostengünstiger Herstellung über die Lebensdauer der Nachstelleinrichtung eine robuste Funktionalität auch bei unerwünschten Schwingungen und/oder schwergängiger oder blockierender Spindel.
In der Regel wird die Anpressplatte gegen die Federkraft eines Federelements, beispielsweise gegen die Federkraft einer mit dem Kupplungsdeckel und gegebenenfalls mit der Anpressplatte verbundenen Blattfeder, auf die Gegenplatte zu bewegt, um die Kupplung zu schließen. Zum Öffnen der Kupplung reicht die durch diese Rückstellfeder bereitgestellte Rückstellkraft aus, um die Anpressplatte von der Gegenplatte weg zu bewegen und einen Reibschluss einer zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte angeordneten Kupplungsscheibe aufzuheben. Durch einen Verschleiß von mit der Kupplungsscheibe verbundenen Reibbelägen wird die Ausgangslage der Anpressplatte mit Hilfe der Nachstelleinrichtung immer weiter auf die Gegenplatte zu verlagert, wodurch sich die Rückstellkraft immer stärker erhöht. Aufgrund der erhöhten Rückstellkraft wirkt zwischen dem Rampenring und der Gegenrampe sowie zwischen dem Rampenring und einem an dem Rampenring angreifenden Betätigungselement, beispielsweise Tellerfeder, eine erhöhte Norm alkraft, so dass sich über die Lebensdauer die von der Antriebsklinke zu überwindenden Reibungskräfte innerhalb des Rampensystems bei einem Nachstellen erhöhen. Dadurch, dass es möglich ist, das Klinkenblech über den Befestigungsarm mit der Anpressplatte zu verbinden, kann sich die Vorspannkraft der Antriebsklinke im im Wesentlichen gleichen Ausmaß wie die Rückstellkraft erhöhen, so dass die Kraftverhältnisse für die Nachstellfunktion der Nachstelleinrichtung über die Lebensdauer im Wesentlichen konstant bleiben.
Gleichzeitig wird sichergestellt, dass auch bei einer blockierten Spindel und sogar einem Ausfall der Nachstellfunktion der Nachstelleinrichtung die Anpressplatte immer noch von der Gegenplatte wegbewegt werden kann. in dem Ausmaß, in dem sich über den Hubweg der Anpressplatte die Rückstellkraft verringert, kann sich aufgrund der geringer werdenden Verspannung des Klinkenblechs zwischen dem Kupplungsdeckel und der Anpressplatte die Vorspannkraft der Antriebsklinke verringern. Da sich die Kraftverhältnisse innerhalb der Nachstelleinrichtung über die Lebensdauer der Reibungskupplung nicht wesentlich verändern, ist es sogar möglich, die Nachstelleinrichtung und die Reibungskupplung für eine deutlich größere Lebensdauer auszulegen, indem beispielsweise dickere Reibbeläge mit einer höheren Verschleißreserve und einem größeren Verschleißbereich verwendet werden. Mit Hilfe des mit der Anpressplatte verbundenen Befestigungsarms kann auch bei einem vergrößerten Nachstellweg die Funktionalität der Nachstelleinrichtung aufrechterhalten werden. Die übrige konstruktive Ausgestaltung der Nachstelleinrichtung kann wie in DE 10 2009 035 225 A1 oder WO 2009/056092 A1 beschrieben ausgestaltet sein, auf deren Inhalt hiermit als Teil der Erfindung Bezug genommen wird.
Insbesondere sind der Befestigungsarm, der Anschlagarm und die Antriebsklinke einstückig mit dem Klinkenblech ausgestaltet. Beispielsweise kann das Klinkenblech aus einem Metallblech ausgestanzt oder ausgeschnitten sein und nachfolgend nur durch spanloses Umformen bearbeitet sein. Insbesondere kann das Klinkenblech einen von einer Basisplatte abstehenden ersten Finger und/oder einen von der Basisplatte abstehenden zweiten Finger und/oder einen von der Basisplatte abstehenden dritten Finger aufweisen, wobei der erste Finger für die Ausbildung der Antriebsklinke und/oder der zweite Finger für die Ausbildung des Befestigungsarms und/oder der dritte Finger für die Ausbildung des Anschlagarms verwendet wird. Es ist auch möglich, dass von der mit dem Kupplungsdeckel befestigten Basisplatte nur ein gemeinsamer Finger absteht, der sich im weiteren Verlauf Y-förmig in zwei oder drei Zweige verzweigt, um in dem einen Zweig die Antriebsklinke und/oder in einem weiteren Zweig den Befestigungsarm und/oder in einem weiteren Zweig den Anschlagarm auszubilden.
Vorzugsweise ist die Antriebsklinke zwischen dem Befestigungsarm und dem Anschlagarm angeordnet. Dies ermöglicht es die Befestigung des Befestigungsarms mit der Anpressplatte und das Anschlagen des Rampenrings an dem Anschlagarm zueinander beabstandet vorzusehen, so dass der Befestigungsarm und der Anschlagarm sich nicht gegenseitig stören können. Gleichzeitig kann über den Ab stand der Befestigung des Befestigungsarms zur Antriebsklinke eine Federwirkung unabhängig von dem Anschlagarm eingestellt werden. Entsprechend kann über den Abstand der Anschlagfläche des Anschlagarms zu der Antriebsklinke eine Federwirkung des Anschlagarms unabhängig von dem Befestigungsarm eingestellt werden.
Insbesondere ist mit dem Rampenring ein Absatz zur Ausbildung eines Gegenanschlags zum Anschlagen an den Anschlagarm befestigt. Dadurch ist es nicht erforderlich ein Anschlagen des Anschlagarms zwischen einem an dem Rampenring angreifenden Betätigungselement und dem Rampenring vorzusehen. Stattdessen kann der Anschlagarm radial beabstandet zu einem an dem Rampenring anliegenden Betätigungselement an dem Absatz anschlagen. Ferner kann über die Position des Absatzes in axialer Richtung die konstruktive Freiheit zur Positionierung des Anschlagarms erhöht werden. Der mit dem Rampenring verbundene Absatz kann direkt aus dem Rampenring gebildet sein, beispielsweise aus dem Rampenring ausgestellt oder angeformt sein. Alternativ kann der Absatz durch Materialauftrag oder Befestigung eines entsprechenden Materialstücks wie Blechstück beispielsweise durch Nieten, Schrauben oder Schweißen erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlagarm federnd an dem Rampenring direkt oder indirekt anschlagbar. Eine Beschädigung des Rampenrings oder eines mit dem Rampenring verbundenen Absatzes durch ein plötzliches starkes Anschlagen kann dadurch vermieden werden. Der Anschlagarm kann insbesondere eine Federwirkung in axialer Richtung der Reibungskupplung bereitstellen, so dass Schwingungen des Rampenrings und/oder der Anpressplatte federnd gedämpft werden können. Vorzugsweise ist die Federwirkung des Anschlagarms zur Schwingungsdämpfung der Anpressplatte im geöffneten Zustand der Reibungskupplung ausgelegt. Beispielsweise kann die Materialdicke und/oder Federkonstante des Anschlagarms unter Berücksichtung der zu erwartenden dynamischen Belastungen der Anpressplatte und des Rampenrings gewählt werden, um die zu erwartenden Schwingungen dämpfen oder tilgen zu können.
Vorzugsweise ist die Antriebsklinke insbesondere mit Hilfe eines auf das Klinkenblech wirkenden Vorspannblechs auf das Ritzel zu vorgespannt, wobei bei blockierter Spindel die von dem Vorspannblech auf das Klinkenblech aufgebrachte Grundvorspannkraft kleiner als die Summe der von der Antriebsklinke aufprägbaren Vorspannkraft und der von dem Rampenring auf den Anschlagarm aufprägbaren Anschlagskraft ist. Die insbesondere von dem Vorspannblech aufprägbare Grundvorspannkraft ist so klein gewählt, dass bei einer blockierenden Spindel die Vorspannkraft der Antriebsklinke und die Anschlagskraft des Anschlagarms ausreichen das Klinkenblech gegen die Grundvorspannkraft zumindest teilweise von dem Kupplungsdeckel abzuheben, wodurch ein Knicken der Antriebsklinke vermieden werden kann. Hierzu kann das Vorspannblech als einseitig außerhalb des Gehäuses befestigte und axial gegen das Gehäuse vorgespannte Blattfeder ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt ist das Ritzel und/oder die Spindel zwischen der Antriebsklinke und dem Befestigungsarm angeordnet. Dadurch kann bei einem Nachstellen über den Verschleißbereich der Reibungskupplung durch das verspannte Klinkenblech von dem Befestigungsarm eine Kraft auf die Antriebsklinke ausgeübt werden, welche die Antriebsklinke auf des Ritzel zu zieht. Dadurch wird sichergestellt, dass die Antriebsklinke auch dann noch in die Umfangsverzahnung des Ritzels eingreifen kann, wenn sich das Ritzel gemeinsam mit der Anpressplatte von der Antriebsklinke axial verlagert hat, so dass die Antriebsklinke nur mit einem geringeren Hebelarm die Umfangsverzahnung des Ritzels erreichen kann. Durch das automatische Heranziehen der Antriebsklinke an das Ritzel mit Hilfe des Befestigungsarms über die Lebensdauer der Reibungskupplung ist es nicht erforderlich die Antriebsklinke mit einer hohen radialen Vorspannung an dem Ritzel anliegen zu lassen. Dadurch wird vermieden, dass die radiale Reibungskraft zwischen der Antriebsklinke an dem Ritzel im Neuzustand der Reibbeläge zu Beginn des Verschleißbereichs so hoch ist, dass das Ritzel unbeabsichtigt zurückgedreht wird.
Insbesondere ist der Befestigungsarm des Klinkenblechs in axialer Richtung der Spindel zu dem Ritzel beabstandet und auf axialer Höhe des Ritzels und insbesondere auf axialer Höhe einer auf der Spindel aufgeschraubten Spindelmutter an der Spindel vorbei geführt. Der Befestigungsarm kann insbesondere zwischen dem Ritzel und der Spindelmutter vorbeigeführt sein, ohne während des Betriebs an dem Ritzel oder an der Spindelmutter anzuschlagen. Der Befestigungsarm ist insbesondere mit einem derartigen Abstand an der Spindel vorbeigeführt, dass der Befestigungsarm auch bei einer starken Verspannung zum Ende der Lebensdauer hin nicht an der Spindel anschlägt. Dadurch, dass der Befestigungsarm nicht radial außerhalb zum Ritzel positioniert ist, wird für den Befestigungsarm kein zusätzlicher Bauraum innerhalb des Kupplungsdeckels benötigt. Stattdessen kann der Befestigungsarm deutlich beabstandet zum Kupplungsdeckel positioniert sein.
Vorzugsweise weist der Befestigungsarm einen Haken zum Umgreifen der Anpressplatte auf. Das Klinkenblech kann dadurch mit Hilfe des Hakens an dem Befestigungsarm einfach mit der Anpressplatte formschlüssig verhakt werden. Das Einhaken des Befestigungsarms kann bei der Montage der Nachstelleinrichtung mit der Anpressplatte einfach umgesetzt werden. Da die Anpressplatte zum Verspannen des Klinkenblechs nur Zugkräfte auf das Klinkenblech ausübt, ist eine Fixierung des Befestigungsarms an der Anpressplatte nicht erforderlich. Eine Befestigung des Befestigungsarms mit der Anpressplatte mit Hilfe einer Befestigungsform, die sowohl Zug- als Druckkräfte übertragen kann, kann dadurch eingespart werden und durch eine einfache und kostengünstige Verhakung ersetzt werden. Besonders bevorzugt ist der Befestigungsarm ausschließlich über den Haken des Befestigungsarms mit der Anpressplatte befestigbar.
Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug mit einer Gegenplatte und einer relativ zu der Gegenplatte bewegbaren Anpressplatte zum Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte. Ferner ist eine Nachstelleinrichtung vorgesehen zur Nachstellung eines verschleißbedingten Fehlabstands der Anpressplatte zur Gegenplatte, wobei die Nachstelleinrichtung wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Der Befestigungsarm des Klinkenblechs ist mit der Anpressplatte befestigt, insbesondere unbeweglich fixiert. Durch die Befestigung des Klinkenblechs der Nachstelleinrichtung mit der Anpressplatte mit Hilfe des Befestigungsarms ist über die Lebensdauer der Reibungskupplung eine robuste Funktionalität ermöglicht, wobei aufgrund geringerer Toleranzanforderungen der für die Nachtstelleinrichtung wirksamen Federelemente eine kostengünstigere Herstellung der Reibungskupplung möglich ist. Auch bei einer sich über die Lebensdauer erhöhenden Widerstandskraft gegen eine Drehung des Ritzels der Nachstelleinrichtung wird durch die sich automatisch erhöhende Vorspannkraft der Antriebsklinke die Funktionalität der Nachstelleinrichtung beibehalten. Selbst bei einem Blockieren der Bewegung der Spindel wird ein Öffnen der Kupplung mit Hilfe einer Rückstellkraft durch die sich automatisch reduzierende Vorspannkraft der Antriebsklinke nicht behindert. Die Rückstellkraft wird insbesondere durch ein mit dem Kupplungsdeckel und gegebenenfalls mit der Anpressplatte verbundenes Federelement, insbesondere eine Blattfeder, bereitgestellt. Gegen die Rückstellkraft dieser Rückstellfeder kann die Kupplung mit Hilfe eines Betätigungselements geschlossen werden, mit dem die Anpressplatte von dem Betätigungselement auf die Gegenplatte zu bewegt werden kann. Mit Hilfe der Nachstelleinrichtung ermöglicht die Reibungskupplung bei kostengünstiger Herstellung über die Lebensdauer der Reibungskupplung eine robuste Funktionalität auch bei unerwünschten Schwingungen und/oder schwergängiger oder blockierender Spindel.
Insbesondere ist der Befestigungsarm an einer nach radial außen weisenden Stirnseite der Anpressplatte mit Hilfe eines Befestigungsmittels befestigt. Der Befestigungsarm kann beispielsweise von radial außen her mit der Anpressplatte verschraubt oder vernietet sein. Dies erleichtert es, das Klinkenblech durch eine axiale Bewegung auf die Anpressplatte aufzustecken und von einer leicht zugänglichen Seite her mit der Anpressplatte zu verbinden. Ein Verdrehen der Anpressplatte relativ zum Klinkenblech ist bei der Montage nicht erforderlich.
Vorzugsweise stellt im normalen Betrieb der Reibungskupplung die Antriebsklinke eine auf das Ritzel wirkende Vorspannkraft F_V bereit, während das Ritzel eine Widerstandskraft F_W gegen ein Verdrehen der Spindel bereitstellt und auf die Anpressplatte, insbesondere mit Hilfe einer mit dem Kupplungsdeckel verbundenen Rückstellfeder, eine Rückstellkraft F_R zum Weg bewegen der Anpressplatte von der Gegenplatte wirkt, wobei ein effektiver Teil F_R,e der Rückstellkraft F_R auf das Ritzel wirkt, wobei zu Beginn der Lebensdauer der Reibungskupplung F_W < F_V und F_R,e < F_V gilt und zum Ende der Lebensdauer der Reibungskupplung F_W < F_V < F_R,e gilt. Mit Hilfe des mit der Anpressplatte verbundenen Befestigungsarms kann sichergestellt werden, dass bei einer sich über die Lebensdauer erhöhenden Widerstandskraft die Vorspannkraft der Antriebsklinke immer größer als die Widerstandskraft ist. Gleichzeitig kann die Rückstellkraft, insbesondere mit einer als Blattfeder ausgestalteten Rückstellfeder die effektive Rückstellkraft F_R,e während der Lebensdauer der Reibungskupplung ansteigen, so dass fast immer die effektive Rückstellkraft größer als die Vorspannkraft der Antriebsklinke ist. Dadurch, dass die Vorspannkraft im normalen Betrieb der Reibungskupplung immer größer als die Widerstandskraft der Spindel ist, wird auch bei sich über die Lebensdauer erhöhenden Reibungskräften an den Anlageflächen des Rampenrings ein Nachstellen des verschleißbedingten Fehlabstandes der Anpressplatte zur Gegenplatte gewährleistet. Selbst in dem Fall, dass beispielsweise durch Korrosion oder Verschmutzung in einem defekten, das heißt nicht-normalen, Betriebszustand der Reibungskupplung die Widerstandskraft größer als die Vorspannkraft der Antriebsklinke werden sollte, ist die effektive Rückstellkraft immer noch größer als die Vorspannkraft der Antriebsklinke, so dass die Anpressplatte durch die bereitgestellte Rückstellkraft auch gegen die Vorspannkraft der Antriebsklinke von der Gegenplatte wegbewegt werden kann, um die Reibungskupplung zu öffnen. Gleichzeitig wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass über den Anschlagarm eine zusätzliche Anschlagkraft bereitgestellt werden kann, so dass zu Beginn der Lebensdauer und zu Beginn des Verschleißbereich der Reibungskupplung sogar eine Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke zugelassen werden kann, die etwas größere als die effektive Rückstellkraft F_R,e ist, da die Differenz über die zusätzliche Anschlagkraft ausgeglichen werden kann. Ferner kann berücksichtigt werden, dass durch die Relativbewegung der Anpressplatte zum Kupplungsdeckel über den mit der Anpressplatte befestigten Befestigungsarm die Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke zunächst etwas reduziert wird, so dass bei einem Anschlagen des Rampenrings an dem Anschlagarm die Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke bereits unter den Betrag der effektiven Rückstellkraft F_R,e abgefallen ist oder nur noch äußerst geringfügig über der effektiven Rückstellkraft F_R,e liegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ritzel zwischen der Antriebsklinke und der Befestigung des Befestigungsarms positioniert. Beispielsweise ist die Antriebsklinke radial innerhalb und der Befestigungsarm radial außerhalb zum Ritzel in der Reibungskupplung angeordnet. Bei einer Nachstellung eines Fehlabstands der Anpressplatte zur Gegenplatte, das heißt, wenn die Ausgangslage der Anpresse alte näher zur Gegenplatte verlagert wird, kann der Befestigungsarm nicht nur eine erhöhte Vorspannkraft der Antriebsklinke in axialer Richtung verursachen, sondern auch eine Biegung der Antriebsklinke auf das Ritzel zu veranlassen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass auch bei einer Wegbewegung des Ritzels von dem freien Ende der Antriebsklinke die Antriebsklinke immer noch in die Zahnzwischenräume des Ritzels eingreifen kann. Selbst, wenn die Antriebsklinke nicht mehr im Wesentlichen tangential zum Ritzel verlaufen kann, sondern aufgrund der bereits erfolgten Nachstellung mit einem geringeren Hebelarm in den Umfang des Ritzels eingreifen muss, kann mit Hilfe des Befestigungsarms automatisch das freie Ende der Antriebsklinke in den Umfang des Ritzels eingreifen. Gleichzeitig kann eine zu hohe radiale Reibung zwischen der Antriebsklinke und dem Ritzel zu Beginn der Lebensdauer vermieden werden, so dass ein unbeabsichtigtes Zurückdrehen des Ritzels unterbunden ist. Eine radiale Anlagekraft der Antriebsklinke an dem Ritzel kann somit über die Lebensdauer der Nachstelleinrichtung und der Reibungskupplung mit Hilfe des Befestigungsarms automatisch angepasst werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, den Verbindungspunkt des Befestigungsarms mit der Antriebsklinke geeignet zu wählen.
Insbesondere ist ein Betätigungselement, insbesondere Tellerfeder, vorgesehen, wobei durch das Betätigungselement über den auf der durch die Anpressplatte ausgebildeten Gegenrampe abgleitenden Rampenring eine Betätigungskraft auf die Anpressplatte ausübbar ist, wobei der Rampenring von der mit der Anpressplatte befestigten Spindel mit Hilfe einer auf der Spindel aufgeschraubten Spindelmutter relativ zu der Gegenrampe im Umfangsrichtung verdrehbar ist. Durch den auf der Gegenrampe in Umfangsrichtung verdrehbaren Rampenring kann die zur Kupplungsscheibe beziehungsweise zur Gegenplatte weisende Anpressfläche der Anpressplatte geeignet verlagert werden, damit zum Schließen der Kupplung nur ein geringer Betätigungsweg erforderlich ist. Dadurch, dass das Betätigungselement nicht direkt and der Anpressplatte, sondern nur über den Rampenring an der Anpressplatte angreift, können Einflüsse der nachgestellten Anpressplatte auf übrige Bauteile der Reibungskupplung vermieden werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung,
2: eine schematische Schnittansicht der Reibungskupplung aus 1 im Schließzustand,
3: eine schematische Schnittansicht der Reibungskupplung aus 1 in einem weit geöffneten Zustand,
4: eine schematische Schnittansicht der Reibungskupplung aus 1 in einem leicht geöffneten Zustand und
5: ein schematisches Diagramm der Kraftverhältnisse der Nachstelleinrichtung aus 1.
Die in 1 im Schließzustand dargestellte Reibungskupplung 10 weist eine Anpressplatte 12 auf, die auf eine Gegenplatte 16 zu bewegt werden kann, um mit einer Kupplungsscheibe 18 verbundene Reibbeläge 20 beim Schließen der Reibungskupplung 10 zwischen der Anpressplatte 12 und der Gegenplatte 16 zu verpressen. Mit der Gegenplatte 16 ist ein Kupplungsdeckel 22 verbunden, der über eine mit dem Kupplungsdeckel 22 verbundene Lagereinrichtung 24 ein Betätigungselement in Form einer Tellerfeder 26 schwenkbar lagert. Die Tellerfeder 26 kann eine in Richtung auf die Gegenplatte 16 zu wirkender Betätigungskraft über einen an einer Gegenrampe 28 der Anpressplatte 12 abgleitenden Rampenring 30 auf die Anpressplatte 12 aufbringen. Bei einem Verschleiß der Reibbeläge 20 kann der Rampenring 30 an der Gegenrampe 28 abgleiten, um den Abstand der Anpressplatte 12 zu der Tellerfeder 26 und dem Kupplungsdeckel 22 zu vergrößern, so dass zum Schließen der Reibungskupplung 10 nur ein möglichst geringer Betätigungshub erforderlich ist. Der Rampenring 30 kann mit Hilfe einer Nachstelleinrichtung 32 in Umfangsrichtung relativ zu der Gegenrampe 28 der Anpressplatte 12 verdreht werden. Hierzu wird mit Hilfe einer Antriebsklinke 34 eines Klinkenblechs 36 ein mit einer Spindel 38 verbundenes Ritzel 40 verdreht, so dass eine nicht dargestellte, auf der Spindel 38 aufgeschraubte Spindelmutter bewegt werden kann, um den Rampenring 30 zu verdrehen. Um nach der Betätigung der Anpressplatte 12 mit Hilfe der Tellerfeder 26 die Reibungskupplung 10 automatisch zu öffnen, wird die Anpressplatte 12 gegen eine Rückstellkraft einer stark schematisch dargestellten mit dem Kupplungsdeckel 22 verbundenen Blattfeder 42 geschlossen, so dass die Blattfeder 42 bei einem Nachlassen der von der Tellerfeder 26 aufgeprägten Betätigungskraft die Anpressplatte 12 automatisch von der Gegenplatte 16 wegdrücken kann.
Bei einem Öffnen der Reibungskupplung 10 wird die Anpressplatte 12 von der Blattfeder 42 von der Gegenplatte 16 wegbewegt. Hierbei erfährt das Ritzel 40 eine Relativbewegung zu der Antriebsklinke 34, so dass in dem Fall, dass die Antriebsklinke 34 sich im Vergleich zu einer Schließbewegung der Reibungskupplung 10 in einem in Umfangsrichtung versetzten Zahnzwischenraum befindet, das Ritzel 40 und damit die Spindel 38 verdreht werden kann, um dem Rampenring 30 relativ zur Gegenrampe 28 der Anpressplatte 12 in Umfangsrichtung zu verdrehen. Die dadurch erfolgte Verlagerung der Anpressplatte 12 näher auf die Gegenplatte 16 zu bewirkt eine stärkere Rückstellkraft der Blattfeder 42 auf die Anpressplatte 12, so dass sich die Reibungskraft zwischen dem Rampenring 30 und der Gegenrampe 28 sowie zwischen dem Rampenring 30 und der Tellerfeder 26 erhöht. Dies führt zu einer erhöhten Widerstandskraft des Ritzels 40 gegen ein Verdrehen des Ritzels 40. Das Klinkenblech 36 weist einen Befestigungsarm 44 auf, der mit der Anpressplatte 12 verbunden ist, um durch ein zusätzliches Verspannen des Klinkenblechs 36 mit Hilfe des Befestigungsarms 44 die Vorspannkraft der Antriebsklinke 34 bei einer Nachstellung automatisch zu erhöhen. In dem Fall, dass das Ritzel 40 beispielsweise durch Korrosion oder Verschmutzen blockiert und die Widerstandskraft des Ritzels 40 gegen Verdrehung größer als die Vorspannkraft der Antriebsklinke 34 ist, kann die Blattfeder 42 dennoch die Anpressplatte 12 von der Gegenplatte 16 wegbewegen, da aufgrund des dadurch vergrößerten Hubwegs ein mit dem Rampenring 30 verbundener Absatz 14 an einem durch das Klinkenblech 36 ausgebildeten Anschlagarm 46 anschlagen kann, wodurch das Klinkenblech 36 von dem Kupplungsdeckel 22 zumindest teilweise abheben kann. Dadurch wird die Vorspannkraft der Antriebsklinke 34 signifikant verringert. Gleichzeitig wird die durch den Befestigungsarm 44 zusätzlich bereitgestellte Vorspannkraft durch die Hubbewegung der Anpressplatte 12 rückgängig gemacht, so dass sichergestellt ist, dass die effektive angreifende Rückstellkraft ausreicht, um das Klinkenblech 36 von dem Kupplungsdeckel 22 abheben zu lassen.
Der Befestigungsarm 44 kann an einer nach radial außen weisenden Stirnseite der Anpressplatte 12 mit Hilfe eines Befestigungselements 48 fixiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Befestigungsarm 44 mit Hilfe eines Hakens 50 mit der Anpressplatte 12 verhakt werden. Das Klinkenblech 36 ist derart ausgestaltet, dass das Ritzel 40 zwischen der Antriebsklinke 34 und dem Befestigungsarm 44 angeordnet ist. Bei einem Nachstellen der Anpressplatte 12 kann dadurch der Befestigungsarm 44 die Antriebsklinke 34 auf das Ritzel 40 zuziehen, so dass die Antriebsklinke 34 auch mit einem geringeren Hebelarm zur Spindel 38 in die Umfangsverzahnung des Ritzels 40 eingreifen kann. Die durch den geringeren Hebelarm verursachte verringerte Verdrehkraft zum Verdrehen der Spindel 40 kann durch die erhöhte Vorspannkraft der Antriebsklinke 34 durch den mit der Anpressplatte 12 verbundenen Befestigungsarm 44 ausgeglichen werden.
In dem in 2 dargestellten Schließzustand der Reibungskupplung 10 wird über die Tellerfeder 26 eine Anpresskraft auf den Rampenring 30 aufgeprägt, durch welche die Anpressplatte 12 gegen die Gegenplatte 16 gedrückt wird, um zwischen der Gegenplatte 16 und der Anpressplatte 12 die Kupplungsscheibe 18 reibschlüssig zu verpressen. In dem Fall, dass zum Schließen der Reibungskupplung 10 ein vergleichsweise großer Hubweg von der Anpressplatte 12 zurückgelegt wird, kann die Antriebsklinke 34 in einen nachfolgenden Zahnzwischenraum des Ritzels 40 springen, so dass bei einem Öffnen der Reibungskupplung 10 aufgrund der Relativbewegung des Ritzels 40 zur Antriebsklinke 34 die Antriebsklinke 34 das Ritzel 40 verdrehen kann, um den Rampenring 30 relativ zur Gegenrampe 28 zu verdrehen, wodurch der vergleichsweise großer Hubweg durch eine Abstandsvergrößerung der Anpressplatte 12 zum Kupplungsdeckel 22 nachgestellt und ausgeglichen werden kann.
Falls wie in 3 dargestellt die Spindel 38 blockiert und die Antriebsklinke 34 bei einer Öffnungsbewegung der Reibungskupplung 10 das Ritzel 40 nicht verdreht, kann der Rampenring 30 zumindest indirekt über den Absatz 14 an dem Anschlagarm 46 des Klinkenblechs 36 anschlagen und das Klinkenblech gegen eine Grundvorspannkraft eines nicht dargestellten Vorspannblech zumindest teilweise von dem Kupplungsdeckel 22 abheben. Dadurch kann eine Beschädigung der Antriebsklinke 34 durch Knicken vermieden werden.
Bei dem in 4 nur leicht geöffneten Zustand der Reibungskupplung 10 kann der Absatz 14 des Rampenrings 30 aufgrund der durch den Anschlagarm 46 bereitgestellten Federkraft federnd am dem Anschlagarm 46 anliegen. Dadurch können Schwingungen der Anpressplatte 12 und des Rampenrings 30 federnd gedämpft werden, ohne dass die Schwingungen die Anpressplatte 12 soweit von der Gegenplatte 16 wegbewegen können, dass die Antriebsklinke 34 in einen nachfolgenden Zahnzwischenraum des Ritzels 40 springt. Ein unbeabsichtigtes Nachstellen durch die Nachstelleinrichtung 32 wird dadurch vermieden. Ein Abheben des Klinkenblechs 36 von dem Kupplungsdeckel 22 finden bei den bei dynamischen Schwingungen auftretenden Kräften in der Regel nicht statt.
In 5 ist die Kraft F über den Verschleißzustand ϑ der beteiligten Federelemente aufgetragen. Mit ansteigendem Verschleiß erhöht sich die von der Blattfeder 42 aufgebrachte Rückstellkraft F_R, so dass sich auch die Widerstandskraft der F_W des Ritzels 40 gegen Verdrehung aufgrund der höheren Normalkraft und der erhöhten Reibungskräfte an dem Rampenring 30 erhöht. Mit Hilfe des Befestigungsarms 44 kann sich über die Lebensdauer der Reibungskupplung 10 bei einem sich erhöhenden Verschleiß auch die Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke 34 erhöhen, so dass die Vorspannkraft F_V immer größer als die Widerstandskraft F_W ist. Ohne den mit der Anpressplatte 12 verbundenen Befestigungsarm 44 würde sich die Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke 34 bei einem sich verändernden Verschleißzustand ϑ im Wesentlichen nicht verändern und konstant bleiben, so dass bei einem besonders hohen Verschleißzustand ϑ die Widerstandskraft F_W größer als die Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke 34 werden könnte. Um auch bei einer blockierten Nachstelleinrichtung 32 die Reibungskupplung 10 öffnen zu können, ist es erforderlich, dass eine auf das Ritzel 40 wirkende effektive Rückstellkraft F_R,e immer größer als die Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke 34 ist. Hierbei kann jedoch zu Beginn des Verschleißzustand ϑ eine etwas höhere Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke 34 relativ zur effektiven Rückstellkraft F_R,e zugelassen werden, da die Differenz zwischen der Vorspannkraft F_V und der effektiven Rückstellkraft F_R,e durch eine von dem Anschlagarm bereitgestellte Anschlagkraft überkompensiert werden kann. Da sich die Vorspannkraft F_V der Antriebsklinke 34 mit Hilfe des mit der Anpressplatte 12 befestigten Befestigungsarm 44 über die Lebensdauer der Reibungskupplung 10 vergrößern kann, ist es möglich, die wirksamen Federelemente mit geringen Toleranzanforderungen kostengünstig herzustellen und gleichzeitig eine robuste Funktionalität der Nachstelleinrichtung 32 über die Lebensdauer der Reibungskupplung 10 zu gewährleisten.
Bezugszeichenliste

10: Reibungskupplung
12: Anpressplatte
14: Absatz
16: Gegenplatte
18: Kupplungsscheibe
20: Reibbelag
22: Kupplungsdeckel
24: Lagereinrichtung
26: Tellerfeder
28: Gegenrampe
30: Rampenring
32: Nachstelleinrichtung
34: Antriebsklinke
36: Klinkenblech
38: Spindel
40: Ritzel
42: Blattfeder
44: Befestigungsarm
46: Anschlagarm
48: Befestigungselement
50: Haken
F: Federkraft
ϑ: Verschleißzustand
F_V: Vorspannkraft
F_W: Widerstandskraft
F_R: Rückstellkraft
F_R,e: effektive Rückstellkraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009035225 A1 [0003, 0012]
WO 2009/056092 A1 [0003, 0012]

Claims

Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kupplungsdeckel (22) zum zumindest teilweisen Abdecken einer Anpressplatte (12) zum Verpressen einer Kupplungsscheibe (18) zwischen der Anpressplatte (12) und einer Gegenplatte (16), einem mit einer Spindel (38) verbundenem Ritzel (40) zur relativen Verdrehung eines Rampenrings (30) in Umfangsrichtung zu einer an dem Rampenring (30) abgleitende Gegenrampe (28) zur Nachstellung eines verschließbedingten Fehlabstands zwischen der Anpressplatte (12) und der Gegenplatte (16) und einem an dem Kupplungsdeckel (22) abgestütztem Klinkenblech (36) mit einer in das Ritzel (40) eingreifenden Antriebsklinke (34) zum Verdrehen des Ritzels (40) dadurch gekennzeichnet, dass das Klinkenblech (36) einen Befestigungsarm (44) zur Befestigung mit der Anpressplatte (12) und einen Anschlagarm (46) zum direkten oder indirekten Anschlagen an dem Rampenring (30) aufweist.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsarm (44), der Anschlagarm (46) und die Antriebsklinke (34) einstückig mit dem Klinkenblech (36) ausgestaltet sind.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsklinke (34) zwischen dem Befestigungsarm (44) und dem Anschlagarm (46) angeordnet ist.
Nachstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Rampenring (30) ein Absatz (14) zur Ausbildung eines Gegenanschlags zum Anschlagen an den Anschlagarm (46) befestigt ist.
Nachstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagarm (46) federnd an dem Rampenring (30) direkt oder indirekt anschlagbar ist.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Federwirkung des Anschlagarms (46) zur Schwingungsdämpfung der Anpressplatte (12) im geöffneten Zustand der Reibungskupplung (10) ausgelegt ist.
Nachstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsklinke (34) insbesondere mit Hilfe eines auf das Klinkenblech (36) wirkenden Vorspannblechs auf das Ritzel (40) zu vorgespannt ist, wobei bei blockierter Spindel (38) die von dem Vorspannblech auf das Klinkenblech (36) aufgebrachte Grundvorspannkraft kleiner als die Summe der von der Antriebsklinke (34) aufprägbaren Vorspannkraft und der von dem Rampenring (30) auf den Anschlagarm (46) aufprägbaren Anschlagskraft ist.
Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Gegenplatte (16), einer relativ zu der Gegenplatte (16) bewegbaren Anpressplatte (12) zum Verpressen einer Kupplungsscheibe (18) zwischen der Gegenplatte (16) und der Anpressplatte (12) und einer Nachsielleinrichtung (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Nachstellung eines verschleißbedingten Fehlabstands der Anpressplatte (12) zur Gegenplatte (16), wobei der Befestigungsarm (44) des Klinkenblechs (36) mit der Anpressplatte (12) befestigt, insbesondere unbeweglich fixiert, ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass im normalen Betrieb der Reibungskupplung (10) die Antriebsklinke (34) eine auf das Ritzel (40) wirkende Vorspannkraft F_V bereitstellt, das Ritzel (40) eine Widerstandskraft F_W gegen ein Verdrehen der Spindel (38) bereitstellt und auf die Anpressplatte (12), ins besondere mit Hilfe einer mit dem Kupplungsdeckel (22) verbundenen Rückstellfeder (42), eine Rückstellkraft F_R zum Wegbewegen der Anpressplatte (12) von der Gegenplatte (16) wirkt, wobei ein effektiver Teil F_R,e der Rückstellkraft F_R auf das Ritzel (40) wirkt, wobei zu Beginn der Lebensdauer der Reibungskupplung (10) F_W < F_V und F_R,e < F_V gilt und zum Ende der Lebensdauer der Reibungskupplung (10) F_W < F_V < F_R,e gilt.