DE102012206318A1

DE102012206318A1 - Friction clutch mounted in crankshaft of internal combustion engine, includes a rotationally driven counter-pressure plate which is axially displaceable by an actuator for axially bracing the friction linings of clutch disc

Info

Publication number: DE102012206318A1
Application number: DE102012206318A
Authority: DE
Inventors: Tobias Lindenbaum
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-11-15

Abstract

The friction clutch (1) includes a rotationally driven counter-pressure plate (18), a housing (3) containing the counter pressure plate unit (2), and an actuator (11) which axially displaces the pressure plate for axially bracing the friction linings (20) of a clutch disc (22). The rotation of pressure plate against the rotation direction of counter-pressure plate unit is limited by the actuator unit. Several axial rising ramps (7) are arranged between the counter pressure plate unit and the pressure plate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer drehangetriebenen, eine Gegendruckplatte und ein Gehäuse enthaltende Gegendruckplatteneinrichtung und einer gegenüber dieser axial mittels einer Aktoreinrichtung axial verlagerbaren Anpressplatte, um Reibbeläge einer Kupplungsscheibe axial zu verspannen.The invention relates to a friction clutch with a rotationally driven, a counter-pressure plate and a housing containing counter pressure plate means and a relative to this axially by means of an actuator axially displaceable pressure plate to axially clamp friction linings of a clutch disc.

Herkömmliche Reibungskupplungen sind mittels der Gegendruckplatteneinrichtung beispielsweise an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommen, wobei zwischen dem Gehäuse der Gegendruckplatteneinrichtung und der Anpressplatte eine Hebeleinrichtung wie Tellerfeder oder Hebelfeder angeordnet wie verspannt ist, wobei eine gehäusefest angeordnete und drehentkoppelte Aktoreinrichtung die Hebeleinrichtung axial beaufschlagt. Hierdurch wird je nach Abstützung des Hebelsystems an dem Gehäuse und die Beaufschlagung der Anpressplatte sowie dem Kraftangriff der Aktoreinrichtung die axial verlagerbar und drehfest an der Gegendruckplatteneinrichtung aufgenommene Anpressplatte verlagert und damit die Reibungskupplung unter Verspannung der Reibbeläge zugedrückt oder zugezogen beziehungsweise eine im nicht belasteten Zustand geschlossene Reibungskupplung aufgedrückt oder aufgezogen. Dabei können zwei Reibungskupplungen zu einer Doppelkupplung kombiniert sein, wobei bevorzugt eine einzige Gegendruckplatte vorgesehen ist, die an beiden Seiten mit Reibbelägen und drehfest an die Gegendruckplatte angebundenen Anpressplatten jeweils für eine Reibungskupplung die entsprechenden Reibeingriffe ausbildet.Conventional friction clutches are accommodated by means of the counter-pressure plate device, for example on a crankshaft of an internal combustion engine, between the housing of the counter-pressure plate device and the pressure plate a lever device such as diaphragm spring or lever spring arranged as braced, with a housing fixedly arranged and dreodenkoppelte actuator device, the lever means axially applied. As a result, depending on the support of the lever system on the housing and the loading of the pressure plate and the force application of the Aktoreinrichtung axially displaceable and rotatably received on the Gegendruckplatteneinrichtung recorded pressure plate and thus pressed the friction clutch under tension of the friction or pulled or closed in a non-loaded state friction clutch pressed or raised. In this case, two friction clutches can be combined to form a double clutch, wherein preferably a single counter-pressure plate is provided, which forms on both sides with friction linings and non-rotatably connected to the counter-pressure plate pressure plates each for a friction clutch the corresponding friction engagements.

Alternativ zu diesen Reibungskupplungen beziehungsweise Doppelkupplungen wird in der DE 10 2009 042 828 A1 eine Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen vorgeschlagen, wobei jede Reibungskupplung ohne Hebelsystem im Sinne herkömmlicher Reibungskupplungen ausgebildet ist und Aktoreinrichtungen für jede Reibungskupplung in dieser aufgenommen ist und eine direkte axiale Verlagerung der Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatteneinrichtung bewirkt. Hierzu ist eine feinfühlige Regelung des Axialwegs der Aktoreinrichtung bei gleichzeig hohen Betätigungskräften erforderlich.As an alternative to these friction clutches or double clutches is in the DE 10 2009 042 828 A1 proposed a dual clutch with two friction clutches, each friction clutch is formed without lever system in the sense of conventional friction clutches and actuator means is received for each friction clutch in this and causes a direct axial displacement of the pressure plate against the Gegendruckplatteneinrichtung. For this purpose, a sensitive control of the axial travel of the actuator device is required at the same time high actuation forces.

Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung von Reibungskupplungen mit geringen Betätigungskräften und damit kleineren Aktoreinheiten mit geringerem Gewicht und geringerem Kostenaufwand.The object of the invention is the advantageous development of friction clutches with low actuating forces and thus smaller actuator units with lower weight and lower cost.

Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung mit einer drehangetriebenen, eine Gegendruckplatte und ein Gehäuse enthaltenden Gegendruckplatteneinrichtung und einer gegenüber dieser axial mittels einer Aktoreinrichtung axial verlagerbaren Anpressplatte, um Reibbeläge einer Kupplungsscheibe axial zu verspannen, gelöst, wobei die Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatteneinrichtung begrenzt und von der Aktoreinrichtung entgegen einer Drehrichtung der Gegendruckplatteneinrichtung verdrehbar und zentriert aufgenommen ist und wirksam zwischen Gegendruckplatteneinrichtung und Anpressplatte über den Umfang ausgerichtete und verteilte sowie axial ansteigende Rampen vorgesehen sind.The object is achieved by a friction clutch with a rotary-driven, a counter-pressure plate and a housing containing counter pressure plate means and a relative to this axially by means of an actuator axially displaceable pressure plate to axially clamp friction linings of a clutch disc, the pressure plate relative to the counter-pressure plate means limited and by the actuator device against a direction of rotation of the counter-pressure plate device is received rotatably and centered and effective between counter-pressure plate device and pressure plate over the circumference aligned and distributed and axially increasing ramps are provided.

Gemäß dem erfinderischen Gedanken können Hebelelemente und dergleichen eingespart werden. Durch Vermeidung einer direkt axialen Antriebsbewegung der Anpressplatte durch die Aktoreinrichtung und Ausführen einer Verdrehbewegung der Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatte kann der Betätigungsweg besser und mit weniger Kraftaufwand erfolgen. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn die Rampen eine Steigung in Richtung der Drehbewegung der Gegendruckplatteneinrichtung aufweisen, so dass bei einer axialen Verlagerung der Anpressplatte auf die Gegendruckplatte bei einsetzendem Reibmoment zwischen Reibbelägen der Kupplungsscheibe und der Reibflächen von Anpress- und Gegendruckplatte die Anpressplatte von den Reibbelägen gebremst wird. Die beispielsweise von der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetriebene Gegendruckplatte verlagert sich dabei gegenüber der Anpressplatte, so dass sich bedingt durch die Steigung der Rampen eine schraubenförmige Bewegung der Anpressplatte auf die Gegendruckplatte ergibt, die selbstverstärkend den Reibeingriff der Reibungskupplung ausbildet, so dass die Aktoreinrichtung entsprechend geringer dimensioniert werden kann. According to the inventive concept, lever elements and the like can be saved. By avoiding a direct axial drive movement of the pressure plate by the actuator device and carrying out a rotational movement of the pressure plate relative to the counter-pressure plate, the actuation can be done better and with less effort. It is particularly advantageous if the ramps have a slope in the direction of the rotational movement of the counter-pressure plate device, so that at an axial displacement of the pressure plate on the platen at the onset of friction between friction linings of the clutch disc and the friction surfaces of contact pressure and counter-pressure plate of the friction linings is slowed down. The counter-pressure plate driven, for example, by the crankshaft of an internal combustion engine displaces relative to the pressure plate so that, due to the slope of the ramps, a helical movement of the pressure plate results on the counter-pressure plate, which self-reinforcing forms the frictional engagement of the friction clutch, so that the actuator device is dimensioned correspondingly smaller can be.

Hierbei kann die Aktoreinrichtung über entsprechende drehentkoppelte Mittel gehäusefest angeordnet sein. Die Drehentkoppelung kann mechanisch oder elektrisch erfolgen. Beispielsweise kann zwischen Anpressplatte und Gehäuse ein Doppelplanetengetriebe angeordnet sein, bei dem jeweils eines der beiden Hohlräder mit der der Anpressplatte und der Gegendruckplatteneinrichtung verbunden sind, die beiden Sonnenräder sind dabei gehäusefest und mit der Aktoreinrichtung verbunden, die Stege mit den Planetenrädern sind miteinander verbunden. Bei nicht aktivierter Aktoreinrichtung drehen die Anpressplatte und die Gegendruckplatte gleichphasig miteinander. Wird das Sonnenrad der Aktoreinrichtung gegenüber dem gehäusefesten Sonnenrad verdreht, erfolgt eine Relativverdrehung von Anpressplatte und Gegendruckplatteneinrichtung. Alternativ kann eine Aufnahme der Aktoreinrichtung an der Reibungskupplung erfolgen, wobei die Energiezufuhr und Steuersignale für die Aktoreinrichtung drehentkoppelt, beispielsweise über Schleifkontakte, induktiv und/oder magnetisch und/oder kapazitiv erfolgen.In this case, the actuator device can be arranged fixed to the housing via corresponding rotationally coupled means. The rotation decoupling can be done mechanically or electrically. For example, between the pressure plate and housing a double planetary gear can be arranged, in each case one of the two ring gears are connected to the pressure plate and the Gegendruckplatteneinrichtung, the two sun gears are fixed to the housing and connected to the actuator device, the webs with the planetary gears are interconnected. If the actuator device is not activated, the pressure plate and the counterpressure plate rotate in phase with each other. If the sun gear of the actuator device is rotated relative to the housing-fixed sun gear, there is a relative rotation of the pressure plate and the counterpressure plate device. Alternatively, the actuator device can be accommodated on the friction clutch, wherein the energy supply and control signals for the actuator device are rotationally coupled, for example via sliding contacts, inductively and / or magnetically and / or capacitively.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird die Aktoreinrichtung aus einem zwischen Gegendruckplatteneinrichtung und Anpressplatte wirksamen Linearaktor gebildet. Hierbei ist die Aktoreinrichtung an beiden Aufnahmen – an der Anpressplatte einerseits und an der Gegendruckplattenseite andererseits – bevorzugt mittels Mitteln zum Ausgleich der Verlagerung der Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatteneinrichtung an der Anpressplatte beziehungsweise der Gegendruckplatteneinrichtung aufgenommen. Beispielsweise kann ein Gehäuse der Aktoreinrichtung einerseits und eine gegenüber diesem linear verlagerbare Aktorstange andererseits jeweils mittels eines Auges gelenkig mit der Anpressplatte beziehungsweise der Gegendruckplatteneinrichtung verbunden sein. According to an advantageous embodiment, the actuator device is formed from an effective between counter-pressure plate device and pressure plate linear actuator. Here, the actuator device on both receptacles - on the pressure plate on the one hand and on the counter-pressure plate side on the other hand - preferably by means to compensate for the displacement of the pressure plate against the counter-pressure plate device on the pressure plate or the counter pressure plate device added. For example, a housing of the actuator device on the one hand and a relative to this linearly displaceable actuator rod on the other hand be connected in each case by means of an eye hinged to the pressure plate or the counter-pressure plate device.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Reibungskupplung sieht eine selbsthemmende Aktoreinrichtung vor, so dass bei einer eingestellten Kupplungsposition beispielsweise im geschlossenen Zustand einer zugedrückten Reibungskupplung die Aktoreinrichtung energiefrei betrieben werden kann. Die Aktoreinrichtung muss hierbei nur betrieben werden, wenn eine Änderung des Kupplungszustands erwünscht ist. Hierzu hat sich eine Aktoreinrichtung als vorteilhaft erwiesen, die aus einem zwischen Anpressplatte und Gegendruckplatteneinrichtung wirksamen, von einem Elektromotor angetriebenen Spindelgetriebe gebildet ist. Zur Herstellung der Selbsthemmung wird die Steigung des Spindelgetriebes entsprechend klein ausgebildet. Es versteht sich, dass für andere Ausführungsformen, bei denen beispielsweise bei einem selbstverstärkten Schließen der Reibungskupplung die Aktoreinheit gleichzeitig bestromt nachgeführt werden soll, die Steigung der Spindelwindungen des Spindelgetriebes zur Aufhebung der Selbsthemmung entsprechend hoch ausgelegt sein kann. A particularly advantageous embodiment of the friction clutch provides a self-locking actuator device, so that at a set clutch position, for example, in the closed state of a pressed-friction clutch, the actuator device can be operated energy-free. In this case, the actuator device only has to be operated if a change in the coupling state is desired. For this purpose, an actuator device has proven to be advantageous, which is formed of an effective between the pressure plate and counter-pressure plate device, driven by an electric motor spindle gear. To produce the self-locking the pitch of the spindle gear is designed to be correspondingly small. It is understood that for other embodiments in which, for example, in a self-reinforced closing of the friction clutch, the actuator is to be tracked energized simultaneously, the pitch of the spindle turns of the spindle gear to cancel the self-locking can be designed to be high.

Zur Verringerung der Reibung zwischen Rampen und komplementären Kontaktflächen kann ein Wälzeingriff vorgesehen sein. Beispielsweise können komplementär zu den Rampen Wälzkörper wie Tragrollen vorgesehen sein, die zur Verringerung bzw. vorzugsweise Vermeidung von Bohrreibung Drehachsen aufweisen, die sich in der Drehachse wie Rotationsachse der Reibungskupplung schneiden. Die Rollen wie Tragrollen können dabei in der Anpressplatte oder in der Gegendruckplatteneinrichtung – hier vorteilhafterweise in dem mit der Gegendruckplatte fest verbundenen Gehäuse – untergebracht sein, wobei die Rampen komplementär beispielsweise in das aus Blech geformte Gehäuse eingeprägt oder in der Anpressplatte eingearbeitet oder eingelegt sind. Die Rampen können in Umfangsrichtung kreisbogenförmig ausgebildet sein.To reduce the friction between ramps and complementary contact surfaces, a rolling engagement can be provided. For example, complementary to the ramps rolling elements such as support rollers may be provided which have to reduce or preferably avoid drilling friction axes of rotation which intersect in the axis of rotation as the axis of rotation of the friction clutch. The rollers such as idlers can be accommodated in the pressure plate or in the counter-pressure plate device - here advantageously in the firmly connected to the counter-pressure plate housing - the ramps are embossed complementary, for example, in the molded sheet metal housing or incorporated or inserted in the pressure plate. The ramps may be circular arc-shaped in the circumferential direction.

Die Steigung der Rampen kann abhängig von einem von den Reibbelägen der Kupplungsscheibe und der Reibflächen der Anpressplatte und/oder Gegendruckplatte gebildeten Reibwert ausgebildet sein (wobei insbesondere der Reibwert zur Anpressplatte funktionsbestimmend für die Selbstverstärkung ist). Das zum Erzeugen einer bestimmten Anpresskraft erforderliche Antriebsmoment auf die Anpressplatte hängt von der Steigung der Rampen ab, während das durch die Reibung zwischen Anpressplatte und Kupplungsscheibe bei einer bestimmten Anpresskraft erzeugte Reibmoment vom aktuellen Reibwert dieser Reibpaarung und deren effektiven Reibradius abhängt. Es ist daher vorteilhaft, die Steigung der Rampen auf den zu erwartenden Streubereich des Reibwerts abzustimmen. Dabei kann bei einer gegebenen Rampensteigung von einem systembedingten Reibwert ausgegangen werden, bei dem das erforderliche Antriebsmoment zum Verdrehen der Anpressplatte genau dem durch die Reibung zwischen Anpressplatte und Kupplungsscheibe entstehenden Moment entspricht. In diesem Fall wird die Reibungskupplung allein von der die Gegendruckplatteneinrichtung antreibenden Einrichtung, beispielsweise eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine geschlossen. Zum Aufbringen zusätzlicher, bei Streuungen um einen Mittelwert eines vorgegebenen Reibwerts, der zu einem selbstverstärkten Schließen der Reibungskupplung führt, auftretenden Differenzmomenten beziehungsweise hierbei zusätzlich erforderlichen Anpresskräften und zum Öffnen der Reibungskupplung dient die Aktoreinrichtung, die infolge der Momentenunterstützung des selbstverstärkenden Drehantriebs der Gegendruckplatteneinrichtung entsprechend schwächer ausgelegt werden kann. Diese stellt bei vorhandenen Abweichungen des Reibwerts das erforderliche Differenzmoment bereit. In bevorzugter Weise wird dabei die Steigung der Rampen so ausgelegt, dass dieses Differenzmoment bei minimalem und maximalem Reibwert jeweils den gleichen absoluten Betrag hat.The slope of the ramps may be formed depending on a coefficient of friction formed by the friction linings of the clutch disc and the friction surfaces of the pressure plate and / or counter-pressure plate (wherein in particular the coefficient of friction to the pressure plate is function-determining for the self-amplification). The required for generating a certain contact force drive torque on the pressure plate depends on the slope of the ramps, while the frictional torque generated by the friction between pressure plate and clutch disc at a certain contact force depends on the current friction coefficient of this friction pair and their effective friction radius. It is therefore advantageous to tune the slope of the ramps to the expected range of the coefficient of friction. It can be assumed at a given ramp slope of a systemic friction, in which the required drive torque for rotating the pressure plate exactly corresponds to the resulting by the friction between pressure plate and clutch disc torque. In this case, the friction clutch is closed solely by the mechanism that drives the counter-pressure plate device, for example a crankshaft of an internal combustion engine. To apply additional, in scattering around an average value of a given coefficient of friction, which leads to a self-reinforced closing of the friction clutch, occurring differential moments or additionally required contact forces and to open the friction clutch is the actuator device, designed correspondingly weaker due to the torque support of the self-energizing rotary drive of the counter-pressure plate device can be. This provides the required difference torque for existing deviations of the coefficient of friction. In a preferred manner, the slope of the ramps is designed so that this differential torque at minimum and maximum friction value in each case has the same absolute amount.

Um im Schubbetrieb, bei der die Selbstverstärkung der Relativverdrehung von Anpressplatte und Gegendruckplatteinrichtung im Gegensatz zum Zugbetrieb nicht wirksam ist, die Aktoreinrichtung nicht übermäßig zu belasten, kann die Steigung der Rampen wie Rampenwinkel so ausgelegt werden, dass im nicht aktiven Zustand der Aktoreinrichtung bereits eine Vorspannung der Anpressplatte und Gegendruckplatteneinrichtung wirksam ist. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn hierbei die Steigung so flach ausgelegt wird, dass bei kleinstem ausgelegtem Reibwert die Aktorkraft im Schubbetrieb und im Zugbetrieb bei maximalem übertragbarem Moment betragsmäßig annähernd gleich sind. In order not to overload the actuator device excessively in overrun mode, in which the self-amplification of the relative rotation of the pressure plate and the counterpressure plate device is not effective, the gradient of the ramps and ramp angles can be designed such that in the non-active state of the actuator device already a bias voltage the pressure plate and counter pressure plate device is effective. It has proven to be particularly advantageous if in this case the pitch is designed so flat that the actuator force in the overrun mode and in the train operation at maximum transmittable torque are approximately the same in absolute terms with the smallest friction coefficient.

Um die Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatteneinrichtung zentriert und verdrehbar aufnehmen zu können, sind an der Gegendruckplatteneinrichtung über den Umfang verteilt angeordnete Zentrierrollen vorgesehen, die auf komplementären Zentrierflächen der Anpressplatte in Umfangsrichtung abwälzen. Hierbei hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn Achsen der Zentrierrollen orthogonal zu einer Tangente oder mittleren Steigung längs der Oberflächen der Rampen angeordnet sind, so dass die axiale Bewegung der Anpressplatte weitgehend ausgeglichen und Gleitreibung der Zentrierrollen gegenüber den Zentrierflächen zumindest reduziert und bevorzugt ausgeschlossen werden.To accommodate the pressure plate against the counter-pressure plate means centered and rotatable, distributed on the counter-pressure plate means over the circumference arranged centering rollers are provided on roll off complementary centering surfaces of the pressure plate in the circumferential direction. It has proved to be advantageous if axes of the centering rollers are arranged orthogonal to a tangent or average pitch along the surfaces of the ramps, so that the axial movement of the pressure plate largely balanced and sliding friction of the centering against the centering at least reduced and preferably excluded.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the in the 1 to 5 illustrated embodiments explained in more detail. Showing:

1 eine Teilansicht einer Reibungskupplung in schematischer Darstellung, 1 a partial view of a friction clutch in a schematic representation,

2 einen Teilschnitt durch die Reibungskupplung der 1, 2 a partial section through the friction clutch of 1 .

3 einen Teilschnitt durch die Anpressplatte der in den 1 und 2 dargestellten Reibungskupplung mit einer Kraftverteilung der an dieser auftretenden Kräfte, 3 a partial section through the pressure plate in the 1 and 2 shown friction clutch with a force distribution of the forces occurring at this,

4a–c Kraftverteilungen der Reibungskupplung der 1 bis 3 in drei verschiedenen Betriebszuständen
und 4a -C force distributions of the friction clutch of 1 to 3 in three different operating states
and

5 eine Teilansicht einer der Reibungskupplung der 1 bis 3 ähnlichen Reibungskupplung. 5 a partial view of the friction clutch of 1 to 3 similar friction clutch.

1 zeigt die Reibungskupplung 1 in schematisch dargestellter Teilansicht mit der Gegendruckplatteneinrichtung 2, die aus einer nicht dargestellten Gegendruckplatte und dem mit dieser fest verbundenen, teilweise dargestellten Gehäuse 3 gebildet ist. Die Gegendruckplatteneinrichtung 2 kann beispielsweise drehfest mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine als Einmassenschwungrad, Sekundärmasse eines geteilten Schwungrads oder zentrale Gegendruckplatte einer Doppelkupplung mit zwei einander zugewandten Reibungskupplungen und einem entsprechenden Gehäuse gebildet sein. 1 shows the friction clutch 1 in a schematically illustrated partial view with the counter-pressure plate device 2 consisting of a counter-pressure plate, not shown, and connected to this, partially illustrated housing 3 is formed. The counterpressure plate device 2 For example, it may be non-rotatably formed with a crankshaft of an internal combustion engine as a single flywheel, secondary mass of a split flywheel or central counter-pressure plate of a dual clutch with two mutually facing friction clutches and a corresponding housing.

An der Gegendruckplatteneinrichtung 2 ist begrenzt um die Drehachse x verdehbar die Anpressplatte 4 aufgenommen und mittels der an dem Gehäuse 3 aufgenommenen Zentrierrollen 5 und der komplementär zu diesen hier am Außenumfang der Anpressplatte 4 angearbeiteten Zentrierflächen 6 zentriert. An der Anpressplatte 4 sind über den Umfang verteilt und über den Umfang mit axial anteigendem Profil die Rampen 7 in einer Anzahl beispielsweise zwischen drei und zwölf – hier sechs Rampen vorgesehen, auf denen die an dem die Anpressplatte 4 übergreifenden und der Übersicht halber abgenommenen Deckelteil 10 des Gehäuses 3 mittels der Lager 8 verdrehbar angeordneten Tragrollen 9 bei Verdrehung der Gegendruckplatteneinrichtung 2 gegen die Anpressplatte 4 abwälzen und die Anpressplatte 4 gegen die Gegendruckplatte verlagern und mit diesen und zwischen Anpressplatte 4 und Gegendruckplatte angeordneten – nicht dargestellten Reibbelägen – einer Kupplungsscheibe einen Reibeingriff bilden und damit ein Kupplungsmoment zwischen der Gegendruckplatteneinrichtung 2 und der Kupplungsscheibe – also beispielsweise von einer Kurbelwelle auf eine mit der Kupplungsscheibe drehfest verbundenen Getriebeeingangswelle übertragen.At the counter pressure plate device 2 is limited to the axis of rotation x verdehbar the pressure plate 4 taken and by means of the housing 3 recorded centering rollers 5 and the complementary to this here on the outer circumference of the pressure plate 4 attached centering surfaces 6 centered. At the pressure plate 4 are distributed over the circumference and over the circumference with axially anteigendem profile the ramps 7 in a number, for example, between three and twelve - here six ramps provided on which the on the pressure plate 4 comprehensive and for the sake of clarity removed lid part 10 of the housing 3 by means of bearings 8th rotatably arranged carrying rollers 9 upon rotation of the counter-pressure plate device 2 against the pressure plate 4 roll over and the pressure plate 4 shift against the counterpressure plate and with these and between pressure plate 4 and counter-pressure plate arranged - friction linings, not shown - form a clutch disc a frictional engagement and thus a clutch torque between the counter-pressure plate device 2 and the clutch disc - so for example transmitted from a crankshaft to a non-rotatably connected to the clutch disc transmission input shaft.

Die Verdrehung der Anpressplatte 4 gegenüber der Gegendruckplatteneinrichtung 2 erfolgt mittels der Aktoreinrichtung 11, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Linearaktor 12 mit einer axial gegenüber dem Aktorgehäuse 13 linear verlagerbaren Aktorstange 14, die beispielsweise von einem nicht dargestellten Elektromotor in Verbindung mit einem Spindelgetriebe verlagert wird. Das Aktorgehäuse 13 und die Aktorstange 14 sind jeweils mittels der Augen 15, 16 gelenkig mit der Gegendruckplatteneinrichtung 2 – hier mit dem Deckelteil 10 – und der Anpressplatte 4 verbunden.The rotation of the pressure plate 4 opposite the counter pressure plate device 2 takes place by means of the actuator device 11 in the embodiment shown as a linear actuator 12 with an axial relative to the actuator housing 13 linearly displaceable actuator rod 14 , which is displaced for example by an electric motor, not shown in connection with a spindle gear. The actuator housing 13 and the actuator rod 14 are each by means of the eyes 15 . 16 hinged with the counter pressure plate device 2 - here with the lid part 10 - And the pressure plate 4 connected.

Die Anpressplatte 4 beschreibt bei einer Verdrehung gegenüber der Gegendruckplatteneinrichtung 2 eine Schraubbewegung mit der Steigung der Rampen 7. Um die Wälzbewegung der Zentrierrollen 5 gegenüber den Zentrierflächen 6 ohne Gleitreibung auszubilden, sind diese windschief auf mit der Gegendruckplatteneinrichtung 2 verbundenen oder einteilig aus dieser, beispielsweise aus dem Deckelteil 10 ausgeformten Achsen 17 aufgenommen. Diese sind in bevorzugter Weise mit dem Winkel der Orthogonalen zu den Abwälzflächen der Rampen 7 gegenüber der Drehachse x geneigt. Die Drehachse y der Tragrollen 9 schneidet sich in der Drehachse x.The pressure plate 4 describes at a rotation relative to the counter-pressure plate device 2 a screwing with the slope of the ramps 7 , To the rolling movement of the centering rollers 5 opposite the centering surfaces 6 form without sliding friction, these are skewed on with the counter-pressure plate device 2 connected or in one piece from this, for example, from the lid part 10 shaped axles 17 added. These are in a preferred manner with the angle of the orthogonal to the rolling surfaces of the ramps 7 inclined relative to the axis of rotation x. The axis of rotation y of the idlers 9 cuts in the axis of rotation x.

2 zeigt die Reibungskupplung 1 der 1 im Teilschnitt mit der Gegendruckplatteneinrichtung 2 mit der Gegendruckplatte 18 mit der Reibfläche 27 und dem mit diesem fest verbundenen, nur teilweise dargestellten Gehäuse 3 mit dem die Anpressplatte 4 mit der Reibfläche 23 umgreifenden und ein Widerlager für die Tragrollen 9 bildenden Deckelteil 10. Die Tragrollen 9 wälzen bei einer Verdrehung der Anpressplatte 4 gegenüber der Gegendruckplatte 18 auf den zugehörigen Rampenflächen 19 der Anpressplatte 4 mit hier dargestelltem linearem – alternative Steigungsverläufe können nicht linear, beispielsweise konvex, konkav oder in Freiform ausgebildet sein – Steigungsverlauf ab. Die Rampen 7 steigen dabei entgegen der mit dem Pfeil 21 dargestellten Relativgeschwindigkeit zwischen der Gegendruckplatte 18 und den die Anpressplatte 4 bei Reibeingriff zumindest schlupfend mitnehmenden Reibbelägen 20 mit den Reibflächen 28, 29 der Kupplungsscheibe 22, die von der langsamer drehenden Getriebeeingangswelle gegenüber der Gegendruckplatte 18 abgebremst wird. Auf diese Weise erfolgt das Schließen der Reibungskupplung 1 durch die an den Augen 15, 16 aufgenommene Aktoreinrichtung 11 selbstverstärkend, wodurch die Aktoreinrichtung 11 entsprechend mit geringer Leistung ausgelegt werden kann. 2 shows the friction clutch 1 of the 1 in partial section with the counter-pressure plate device 2 with the counterpressure plate 18 with the friction surface 27 and the firmly connected to this, only partially shown housing 3 with the pressure plate 4 with the friction surface 23 encompassing and an abutment for the idlers 9 forming lid part 10 , The carrying roles 9 roll at a rotation of the pressure plate 4 opposite the counterpressure plate 18 on the associated ramp surfaces 19 the pressure plate 4 with linear shown here - alternative gradient gradients can not be linear, for example, convex, concave or formed in free form - pitch gradient from. The ramps 7 rise in the opposite direction with the arrow 21 shown relative speed between the platen 18 and the pressure plate 4 at friction engagement at least slipping entraining friction linings 20 with the friction surfaces 28 . 29 of the clutch disc 22 from the slower-rotating transmission input shaft opposite the counter-pressure plate 18 is slowed down. In this way, the closing of the friction clutch takes place 1 through the eyes 15 . 16 recorded actuator device 11 self-energizing, causing the actuator device 11 can be designed according to low power.

3 zeigt hierzu die Anpressplatte 4 im Schnitt mit den an dieser herrschenden Kraftverhältnissen. Hierbei bezeichnet F_T die Tragrollenkraft der Tragrollen auf die Rampen 7, F_L die Aktorkraft der Aktoreinrichtung auf das Auge 16 der Anpressplatte, F_A die Anpresskraft der Anpressplatte 4 auf die Reibbeläge der Kupplungsscheibe, F_R die aus der Anpresskraft F_A resultierende Reibkraft des Reibeingriffs zwischen Anpressplatte 4 und Gegendruckplatte einerseits und den Reibbelägen der Kupplungsscheibe andererseits. Der Rampenwinkel α gibt die Steigung der Rampen 7 gegenüber der Reibfläche 23 der Anpressplatte 4 an. Der Reibwinkel ρ beschreibt die Verdrehung der Reibfläche 23 gegenüber der der Reibfläche 23 zugewandten Reibfläche 28 der Reibbeläge 20. Hierbei ist der Reibwinkel ρ mit dem Reibwert der Reibpaarungen der Reibflächen 23, 28 der Anpressplatte 4 einerseits und der Reibflächen 27, 29 der Reibbeläge 20 einerseits und der Gegendruckplatte 18 andererseits verknüpft. Ist beispielsweise der Reibwert hoch, wird bei kleinen Anpresskräften F_A und damit geringen Rampenwinkeln α eine hohe Reibkraft F_R erzielt, woraus wiederum kleine Reibwinkel ρ resultieren. Dies bedeutet eine hohe Selbstverstärkung bei hohen Reibwerten und eine verschlechterte Selbstverstärkung bei verringerten Reibwerten. 3 shows the pressure plate 4 on average with the prevailing power relations. Here, F _T denotes the idle roller force of the idlers on the ramps 7 , F _{L is} the actuator force of the actuator device on the eye 16 the pressure plate, F _A, the contact pressure of the pressure plate 4 on the friction linings of the clutch disc, F _R resulting from the contact force F _A friction force of the friction engagement between pressure plate 4 and counter-pressure plate on the one hand and the friction linings of the clutch disc on the other. The ramp angle α gives the slope of the ramps 7 opposite the friction surface 23 the pressure plate 4 at. The friction angle ρ describes the rotation of the friction surface 23 opposite to the friction surface 23 facing friction surface 28 the friction linings 20 , Here, the friction angle ρ with the coefficient of friction of the friction pairings of the friction surfaces 23 . 28 the pressure plate 4 on the one hand and the friction surfaces 27 . 29 the friction linings 20 on the one hand and the counterpressure plate 18 on the other hand linked. If, for example, the coefficient of friction is high, a high frictional force F _{R is} achieved with small contact forces F _A and thus low ramp angles α, which in turn results in small friction angles ρ. This means a high self-reinforcement at high coefficients of friction and a deteriorated self-reinforcement with reduced coefficients of friction.

Ausgehend von diesen Kraftverhältnissen beschreiben die Kraftverhältnisse der 4a bis 4c drei Ausführungsformen bei verschiedenen Reibwerten, wie sie beispielsweise in einem Toleranzbereich der Reibwerte einer Reibungskupplung bedingt durch Serienstreuung, Betriebsbedingungen wie beispielsweise Belastung, Kupplungstemperatur, Laufleistung und dergleichen auftreten können. Um die Aktoreinrichtung gleichmäßig belasten zu können, wird bei einer in 4b dargestellten Auslegung des Rampenwinkels α auf einen Reibwinkel ρ bei einem mittleren Reibwert des Toleranzbereichs ein Einrückvorgang erzielt, bei dem die Aktorkraft F_L praktisch Null ist. Dies bedeutet, dass die Anpresskraft F_A durch die einsetzende Reibkraft F_R kompensiert wird. Hierbei wird die Reibkraft F_R vom Drehimpuls der Gegendruckplatte, also vom Drehantrieb der Gegendruckplatte beispielsweise von der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bereitgestellt und von der Kupplungsscheibe beziehungsweise von der mit dieser drehfest verbundenen Getriebeeingangswelle entgegengehalten.Based on these power relations describe the power relations of 4a to 4c three embodiments at different coefficients of friction, as may occur, for example, in a tolerance range of the friction coefficients of a friction clutch due to series dispersion, operating conditions such as load, clutch temperature, mileage and the like. In order to be able to load the actuator device evenly, is in an in 4b illustrated interpretation of the ramp angle α to a friction angle ρ at an average coefficient of friction of the tolerance range achieved an engagement process in which the actuator force F _{L is} virtually zero. This means that the contact force F _A is compensated by the onset of frictional force F _R. Here, the frictional force F _{R is provided} by the angular momentum of the counter-pressure plate, ie by the rotary drive of the counter-pressure plate, for example, from the crankshaft of an internal combustion engine and held by the clutch disc or by the non-rotatably connected transmission input shaft.

Die 4a zeigt entsprechend die Kraftverhältnisse bei einem geringen Reibwert an der Toleranzgrenze mit gegenüber dem Rampenwinkel α kleineren Reibwinkel ρ. Hier muss die fehlende Selbstverstärkung durch eine entsprechende Aktorkraft F_L ausgeglichen werden. 4c zeigt im Gegensatz hierzu einen hohen Reibwert an einer gegenüberliegenden Toleranzgrenze, bei dem eine übermäßige Selbstverstärkung und damit eine unkontrolliert einrückende Reibungskupplung durch Gegensteuerung der Aktoreinrichtung mittels der der Reibkraft F_R entgegenwirkenden Aktorkraft F_L kompensiert wird.The 4a shows correspondingly the force conditions at a low coefficient of friction at the tolerance limit with respect to the ramp angle α smaller friction angle ρ. Here, the missing self-reinforcement must be compensated by a corresponding actuator force F _L. 4c shows in contrast a high coefficient of friction at an opposite tolerance limit, in which excessive self-reinforcement and thus an uncontrolled engaging friction clutch is compensated by counter-control of the actuator device by means of the frictional force F _R counteracting actuator force F _L.

5 zeigt eine weitere, der Reibungskupplung 1 der 1 ähnliche Reibungskupplung 1a in Teilansicht bei teilweiser Durchsicht durch das Deckelteil 10a des zu der Gegendruckplatteneinrichtung 2a gehörigen Gehäuses 3a. Die Durchsicht gibt den Blick auf die auf den Rampen 7a der Anpressplatte 4a abwälzenden Tragrollen 9a frei, die in in dem Deckelteil 10a eingeprägten Lagern 8a jeweils endseitig aufgenommen sind. 5 shows another, the friction clutch 1 of the 1 similar friction clutch 1a in partial view in partial view through the lid part 10a of the counter-pressure plate device 2a belonging housing 3a , The review gives the view of the on the ramps 7a the pressure plate 4a rolling rollers 9a free in the lid part 10a embossed bearings 8a each end are added.

Im Weiteren erlaubt die Durchsicht einen Blick auf die geschnittene Aktoreinrichtung 11a, die als Linearaktor 12a mit dem von dem Elektromotor 24 angetriebenen Spindelgetriebe 25 ausgebildet ist. Hierbei ist zur Bereitstellung einer Selbsthemmung die Steigung des Gewindes der die Aktorstange 14a bevorzugt einteilig bildenden Spindel 26 entsprechend gering ausgebildet. Das Aktorgehäuse 13a ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Gehäuse 3a wie Deckelteil 10a mittels des Auges 15a und die Aktorstange 14a mittels des Auges 16a mit der Anpressplatte 4a jeweils gelenkig verbunden.Furthermore, the view allows a view of the cut actuator device 11a as a linear actuator 12a with that of the electric motor 24 driven spindle gear 25 is trained. This is to provide a self-locking the pitch of the thread of the actuator rod 14a preferably in one piece forming spindle 26 trained accordingly low. The actuator housing 13a is in the embodiment shown with the housing 3a like cover part 10a by means of the eye 15a and the actuator rod 14a by means of the eye 16a with the pressure plate 4a each articulated.

Die Aktoreinrichtung dreht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Reibungskupplung 1a, so dass zu deren Stromversorgung entsprechende Drehkontaktierungen zur Verbindung mit einer gehäusefest angeordneten Stromversorgungs- und Steuereinrichtung der Reibungskupplung vorgesehen sind. Die Signalübertragung zur Steuerung der Aktoreinrichtung kann alternativ drahtlos, die Stromversorgung induktiv erfolgen. Entsprechende Einrichtungen können in der Reibungskupplung 1a vorgesehen sein. Es versteht sich, dass die Reibungskupplung zum Ausgleich der Massen der Aktoreinrichtung 11a entsprechende Ausgleichsmassen enthalten und entsprechend gewuchtet sein kann. The actuator device rotates in the embodiment shown with the friction clutch 1a , so that their power supply corresponding rotary contacts for connection to a housing fixedly arranged power supply and control means of the friction clutch are provided. The signal transmission for controlling the actuator device can alternatively be wireless, the power supply can be made inductively. Corresponding devices may be in the friction clutch 1a be provided. It is understood that the friction clutch to balance the masses of the actuator device 11a contain appropriate balancing weights and can be balanced accordingly.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Reibungskupplung friction clutch
1a1a: Reibungskupplung friction clutch
22: Gegendruckplatteneinrichtung Counterpressure plate means
2a2a: Gegendruckplatteneinrichtung Counterpressure plate means
33: Gehäuse casing
3a3a: Gehäuse casing
4 4: Anpressplatte pressure plate
4a4a: Anpressplatte pressure plate
55: Zentrierrolle flipper
66: Zentrierfläche centering
77: Rampe ramp
7a7a: Rampe ramp
88th: Lager camp
8a8a: Lager camp
99: Tragrolle supporting role
9a9a: Tragrolle supporting role
1010: Deckelteil cover part
10a10a: Deckelteil cover part
1111: Aktoreinrichtung actuator device
11a11a: Aktoreinrichtung actuator device
1212: Linearaktor Linear Actuator
12a12a: Linearaktor Linear Actuator
1313: Aktorgehäuse actuator housing
13a13a: Aktorgehäuse actuator housing
1414: Aktorstange actuator rod
14a14a: Aktorstange actuator rod
1515: Auge eye
15a15a: Auge eye
1616: Auge eye
16a16a: Auge eye
1717: Achse axis
1818: Gegendruckplatte Platen
1919: Rampenfläche ramp surface
2020: Reibbelag friction lining
2121: Pfeil arrow
2222: Kupplungsscheibe clutch disc
2323: Reibfläche friction surface
2424: Elektromotor electric motor
2525: Spindelgetriebe spindle gear
2626: Spindel spindle
2727: Reibfläche friction surface
2828: Reibfläche friction surface
2929: Reibfläche friction surface
FAFA: Anpresskraft contact force
FLFL: Aktorkraft actuator force
FRFR: Reibkraft friction force
FTFT: Tragrollenkraft Support roller force
xx: Drehachse axis of rotation
yy: Drehachse axis of rotation
αα: Rampenwinkel ramp angle
ρρ: Reibwinkel friction angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009042828 A1 [0003]

Claims

Friction clutch ( 1 . 1a ) with a rotary driven, a counter-pressure plate ( 18 ) and a housing ( 3 . 3a ) containing counter-pressure plate device ( 2 . 2a ) and one with respect to this axially by means of an actuator device ( 11 . 11a ) axially displaceable pressure plate ( 4 . 4a ) to friction linings ( 20 ) a clutch disc ( 22 ) axially, characterized in that the pressure plate ( 4 . 4a ) opposite the counter-pressure plate device ( 2 . 2a ) and by the actuator device ( 11 . 11a ) counter to a direction of rotation of the counter-pressure plate device ( 2 . 2a ) is rotatably and centered and effective between counter-pressure plate device ( 2 . 2a ) and pressure plate ( 4 . 4a ) circumferentially aligned and distributed and axially increasing ramps ( 7 . 7a ) are provided.

Friction clutch ( 1 . 1a ) according to claim 1, characterized in that the actuator device ( 11 . 11a ) at the friction clutch ( 1 . 1a ) is recorded.

Friction clutch ( 1 . 1a ) according to claim 1 or 2, characterized in that the actuator device ( 11 . 11a ) from an intermediate pressure plate device ( 2 . 2a ) and pressure plate ( 4 . 4a ) linear actuator ( 12 . 12a ) is formed.

Friction clutch according to claim 1, characterized in that the actuator device is arranged fixed to the housing and displaced by means of a gear, the pressure plate relative to the counter-pressure plate.

Friction clutch ( 1 . 1a ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the actuator device ( 11 . 11a ) is self-locking.

Friction clutch ( 1 . 1a ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the counter-pressure plate device ( 2 . 2a ) on the ramps ( 7 . 7a ) rolling rollers ( 9 . 9a ) are included.

Friction clutch ( 1 . 1a ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that a slope of the ramps ( 7 . 7a ) depending on one of the friction linings ( 20 ) of the clutch disc ( 22 ) and the friction surfaces ( 23 . 27 . 28 . 29 ) of the pressure plate ( 4 . 4a ) and counterpressure plate ( 18 ) formed friction coefficient is formed.

Friction clutch ( 1 . 1a ) according to claim 7, characterized in that the pitch is set such that at a mean coefficient of friction depending on a contact pressure (F _A ) of the pressure plate ( 4 . 4a ) adjusting friction force (F _R ) results in a negligible actuator force (F _L ).

Friction clutch ( 1 . 1a ) according to claim 7 or 8, characterized in that the slope is set such that an actuator force (F _L ) at the lowest coefficient of friction in overrun and in train operation at maximum torque is the same.

Friction clutch ( 1 . 1a ) according to claim 9, characterized in that axes ( 17 ) of the centering rollers ( 5 ) orthogonal to a ramp surface ( 19 ) of the ramps ( 7 . 7a ) are arranged.