DE102012211435A1

DE102012211435A1 - Reibungskupplung mit Nachstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102012211435A1
Application number: DE201210211435
Authority: DE
Inventors: Dmitrij Tagunov
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2013-01-24
Also published as: WO2013013651A1; EP2734744A1; US20140131161A1; CN103717932A; CN103717932B; US9133890B2; DE112012003078A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung insbesondere in einer Doppelkupplung mit Fahrbetrieb und Nebenabtrieb mit einer unter Belastung einer Tellerfeder gegen eine Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe axial vorgespannten und mittels über den Umfang verteilter, an von einem Ausrücker axial belasteten, mit einem vorgebbaren Axialspiel gegenüber dem Ausrücker spielbehafteten Kniehebeln mittels ersten Drehgelenken verdrehbar angeordneten Druckhebeln entgegen der Wirkung der Tellerfeder verlagerbaren Anpressplatte und Mitteln zur Einstellung des Axialspiels. Um eine über Lebensdauer konstante Übertragbarkeit des anliegenden Moments im Fahrbetrieb bei Verschleiß der Reibbeläge zu erreichen, ist seriell zu den Einstellschrauben zwischen Druckhebeln und Anpressplatte eine selbsttätige Nachstelleinrichtung vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung insbesondere in einer Doppelkupplung mit Fahrbetrieb und Nebenabtrieb mit einer unter Belastung einer Tellerfeder gegen eine Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe axial vorgespannten und mittels über den Umfang verteilter, an von einem Ausrücker axial belasteten, mit einem vorgebbaren Axialspiel gegenüber dem Ausrücker spielbehafteten Kniehebeln mittels ersten Drehgelenken verdrehbar angeordneten Druckhebeln entgegen der Wirkung der Tellerfeder verlagerbaren Anpressplatte und Mitteln zur Einstellung des Axialspiels.
Beispielsweise aus der DE 23 14 006 B2 bekannte, gattungsgemäße Reibungskupplungen werden als Doppelkupplungen in Arbeitsmaschinen, insbesondere Traktoren eingesetzt, bei denen die Brennkraftmaschine das bereitgestellte Drehmoment über die als Baueinheit ausgebildete Doppelkupplung auf ein Zweiwellengetriebe mit zwei Getriebeeingangswellen überträgt, wobei zwei voneinander unabhängig mittels eines Ausrückers betätigbare Reibungskupplung Drehmoment auf einen Nebenabtrieb und/oder auf ein Geschwindigkeitswechselgetriebe übertragen.
Die für den Fahrbetrieb vorgesehene, zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Getriebeeingangswelle des Geschwindigkeitswechselgetriebes wirksame Reibungskupplung weist eine Baueinheit aus einer Gegendruckplatte und einem Gehäuse, welche einteilig oder getrennt ausgebildet sein kann, mit einer axial verlagerbaren und drehfest an dieser aufgenommenen Anpressplatte auf, die mittels einer Tellerfeder gegen die Gegendruckplatte unter Zwischenschaltung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe vorgespannt ist. Die Anpressplatte ist dabei bezüglich der Gegendruckplatte an der dem Ausrücker abgewandten Seite angeordnet und wird mittels von dem Ausrücker axial beaufschlagter Druckhebel verlagernder Kniehebel ausgerückt wie aufgezogen. Hierbei wird im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung mittels zwischen den Druckhebeln und der Anpressplatte angeordneter Einstellschrauben ein vorgebbares Axialspiel beispielsweise in Höhe von 2 mm voreingestellt. Tritt Verschleiß an den Reibbelägen auf, wird dieses Axialspiel sukzessive verringert, bis der Kniehebel an dem Ausrücker zur Anlage kommt. Hierbei kann die Wirkung der Tellerfeder gegenüber der Anpressplatte vermindert werden, so dass die Reibungskupplung schlupft und gegebenenfalls die Reibbeläge hohen thermischen Belastungen ausgesetzt werden können. Zur Behebung dieses Zustands ist eine manuelle Nachstellung im eingebauten Zustand der Reibungskupplung lediglich mittels des mechanischen Ausrücksystems zwischen Pedal und Reibungskupplung zur Anpassung des Axialspiels zwischen Kniehebel und Ausrücker möglich.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine gattungsgemäße Reibungskupplung vorzuschlagen, die eine manuelle Nachstellung des Axialspiels über Lebensdauer überflüssig macht oder zumindest die Einstellintervalle vergrößert.
Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung insbesondere in einer Doppelkupplung mit Fahrbetrieb und Nebenabtrieb mit einer unter Belastung einer Tellerfeder gegen eine Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe axial vorgespannten und mittels über den Umfang verteilter, an von einem Ausrücker axial belasteten, mit einem vorgebbaren Axialspiel gegenüber dem Ausrücker spielbehafteten Kniehebeln mittels ersten Drehgelenken verdrehbar angeordneten Druckhebeln entgegen der Wirkung der Tellerfeder verlagerbaren Anpressplatte und Mitteln zur Einstellung des Axialspiels gelöst, wobei seriell zu den Mitteln eine selbsttätige Nachstelleinrichtung vorgesehen ist. Diese Nachstelleinrichtung kompensiert wegabhängig bei geschlossener Reibungskupplung ein sich infolge des Verschleißes der Reibbeläge und dadurch sich in Richtung des Ausrückers verlagernde Anpressplatte verringerndes Axialspiel zwischen Kniehebeln und Anpressplatte und erfüllt beziehungsweise ergänzt dabei in selbsttätiger Weise die Funktion einer Nachstellung der Mittel wie Einstellschrauben zwischen Anpressplatte und Druckhebeln.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel enthält die Nachstelleinrichtung mittels der ersten Drehgelenke an den Kniehebeln verdrehbar angeordnete Druckhebel mit einem zweiten Drehgelenk, welches an mehreren axialen Positionen an einem Pendelstück festlegbar ist, sowie an diesen Positionen gegenüber dem Pendelstück wirksame Anschläge des Druckhebels. Durch gleichzeitige Verlagerung der Druckhebel in den Positionen im Drehgelenk und Anschlägen verlagern sich die Druckhebel bei Verscheiß der Reibbeläge in Richtung Anpressplatte, wodurch ein verringertes Axialspiel zwischen Kniehebeln und Ausrücker wieder vergrößert wird.
Hierbei sind Teilungen der Positionen des mehrstufig einstellbaren Drehgelenks und des mehrstufig einstellbaren Anschlags identisch. Die Anzahl der möglichen Nachstellungen entspricht dabei der Anzahl der Positionen und Anschläge. Es hat sich für die Ausbildung einer robusten Reibungskupplung als vorteilhaft erwiesen, wenn ausgehend von einer Grundstellung im Neuzustand der Reibungskupplung zwei bis drei weitere Raststellungen der Nachstelleinrichtung vorgesehen sind. Beispielsweise kann eine Kupplungsscheibe mit Reibbelägen einer Belagstärke von 10 mm vorgesehen sein, wobei eine Nachstellung der Reibungskupplung bei einem Verschleiß von jeweils 2 mm erfolgt und das Axialspiel auf 2 mm voreingestellt ist. Vermindert sich die Reibbelagstärke, vermindert sich das Axialspiel bis zum Aufbrauch und wird dann bei einer erfolgenden Nachstellung wieder auf 2 mm erhöht. Dieser Vorgang kann bis zum Erreichen der Verschleißgrenze der Reibbeläge in diesem Ausführungsbeispiel zweimalig wiederholt werden.
Eine Nachstellung erfolgt beispielsweise bei Überschreiten des Verschleißes der Reibbeläge über einen Teilungsabstand im geschlossenen Zustand oder sich öffnender Reibungskupplung entgegen der Wirkung der Tellerfeder mittels einer Verlagerung eines Drehzapfens des Druckhebels in eine nächste, vom Kniehebel weiter entfernte und der Anpressplatte näher liegende, benachbarte Position und einer Verlagerung des Druckhebels in einen nächsten, vom Kniehebel weiter entfernten und der Anpressplatte näher liegenden, benachbarten Anschlag.
Zur Begrenzung des Wegs der Kniehebel sind zwischen einem gegendruckplattenfesten Bauteil oder dieser selbst und den Kniehebeln eine Schenkelfeder für alle oder jeweils für einen Kniehebel separat wirksame Schenkelfedern vorgesehen, die die Vorspannung der Kniehebel gegenüber der Nachstelleinrichtung, den Mitteln zur Einstellung des Axialspiels wie Einstellschrauben und dergleichen aufrechterhalten. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, bei erfolgender Nachstellung, also bei einer axialen Verlagerung des Pendelstücks der Nachstelleinrichtung gegenüber den Druckhebeln in Richtung Kniehebel, die Kniehebel mittels der Vorspannung dieser Schenkelfedern oder mittels eines Anschlags der Kniehebel an dem Ausrücker in ihrem Weg zu begrenzen, das heißt, den Pendelstücken bei ihrer Verlagerung mittels der Tellerfederkraft eine Gegenkraft entgegen zu halten. Hierbei kann während eines Öffnens der Reibungskupplung die Nachstellung gehindert sein, indem das zweite Drehgelenk entsprechend einer verstellbaren Zange eine Nachstellung verhindert, und ausschließlich im geschlossenen Zustand nachgestellt wird. Alternativ kann unter Aufwendung einer entsprechenden Ausrückkraft während des Ausrückens der Reibungskupplung das Drehgelenk in die nächste Position verlagert werden, wobei die entsprechende Ausrückkraft durch die Tellerfeder gegengehalten wird.
Zur Durchführung der Verlagerung kann vorgesehen sein, einen Gelenkzapfen des Druckhebels bei Verschleiß und geschlossener Reibungskupplung mittels der Vorspannung der Tellerfeder aus einer Gelenkpfanne des zweiten Drehgelenks zu heben und in eine in Richtung der Gegendruckplatte benachbarte Gelenkpfanne zu verlagern. Hierzu kann der Gelenkzapfen nach radial innen verlagerbar ausgebildet sein.
Zur Ausbildung einer reibungsarmen, für den Nachstellprozess und die Übertragung der Ausrückkraft optimierten Verbindung zwischen den Druckhebeln und den zugehörigen Anschlägen des Pendelstücks können diese bezüglich ihrer Oberflächen aufeinander abgestimmt sein. Beispielsweise kann der Druckhebel im Bereich des Anschlags zum Pendelstück einen gegenüber einem Drehpunkt des zweiten Drehgelenks asymmetrischen Umfang aufweisen. Hierbei können die Anschläge sägezahnförmig ausgebildet sein, so dass bei sich vergrößerndem Verschleiß ein Übergang in den nächsten Anschlag erleichtert wird, die Ausrückbewegung jedoch bei noch nicht für eine Nachstellung ausreichendem Verschleiß noch sicher auf das Pendelstück übertragen wird.
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Reibungskupplung mit selbsttätiger Nachstelleinrichtung im Teilschnitt im geschlossenen Zustand,
2 die Reibungskupplung der 1 im geöffneten Zustand und
3 die Reibungskupplung der 1 und 2 nach einem Nachstellvorgang.
1 zeigt einen Teilschnitt der in Baueinheit der Doppelkupplung 2 mit einer nicht im Detail dargestellten Reibungskupplung eines Nebenabtriebs angeordneten Reibungskupplung 1 mit der zu einer Drehachse der Doppelkupplung 2 drehenden, hier beispielsweise einteilig aus der Gegendruckplatte 3 und dem Gehäuse 18 gebildeten Baueinheit und der gegenüber dieser beispielsweise mittels einer Nockenführung drehfest und axial gegenüber dieser verlagerbar angeordneten Anpressplatte 4. Die Anpressplatte 4 ist in geschlossenem Zustand entgegen der Wirkung der sich mittels des Anschlagblechs 5 axial fest abstützenden Tellerfeder 6 gegen die Gegendruckplatte 3 unter Zwischenlegung der Reibbeläge 7 der mit einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle drehschlüssig verbundenen Kupplungsscheibe 8 axial vorgespannt, so dass das maximal über die Reibungskupplung 1 übertragbare Moment von der mit einem Schwungrad einer Kurbelwelle oder dergleichen verbundenen Gegendruckplatte 3 über die Reibbeläge 7 und die Kupplungsscheibe 8 auf die Getriebeeingangswelle übertragen wird.
Die Reibungskupplung 1 wird durch axiale Verlagerung der Anpressplatte 4 gegen die Gegendruckplatte 3 ausgerückt. Hierzu werden von einem nicht dargestellten Ausrücker radial innen mehrere über den Umfang verteilte, mittels der radial außen verdrehbar an dem fest mit der Gegendruckplatte 3 verbundenen Gehäuse 18 mittels der Drehlager 10 gelagerte Kniehebel 9 axial beaufschlagt, an denen jeweils mittels erster Drehgelenke 11 Druckhebel 12 mittels zweiter Drehgelenke 13 und Anschlägen 14 auf axial verlagerbare Pendelstücke 15 axial einwirken, die wiederum die Einstellschrauben 16a, welche mit der Anpressplatte 4 fest verbunden sind, axial verlagern. Die Mittel 16 wie Einstellschrauben 16a sind lediglich an den Pendelstücken 15 angelegt. Zur Sicherung der Anlage dieser ist an den Kniehebeln 9 die Schenkelfeder 17, die sich am Gehäuse 18 abstützt, angelegt, die die Kniehebel 9 entgegen der Wirkung der Tellerfeder 6 über die Druckhebel 12 und die Pendelstücke 15 gegen die Einstellschrauben 16a und damit gegen die Anpressplatte 4 vorspannt.
Im Neuzustand der Reibungskupplung 1 ist zwischen dem Ausrücker und den Druckstücken 19 der Kniehebel 9 der Axialabstand 20 beispielsweise in Höhe von 2 mm mittels der Einstellschrauben 16a eingestellt. Mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge 7 nimmt dieser Axialabstand 20 ab, so dass ohne weitere Vorkehrungen zu treffen, der Ausrücker schließlich die Druckstücke berührt und gegebenenfalls beaufschlagt, so dass die Reibungskupplung 1 das maximal übertragbare Moment nicht mehr übertragen kann und unter hohem Reibleistungseintrag die Reibbeläge in unzulässiger Weise belastet.
Um dies zu vermeiden und weitere manuelle Einstellvorgänge an dem nicht dargestellten Ausrücker wie mechanischem Ausrücksystem einzusparen, weist die Reibungskupplung 1 die selbsttätige wie selbstnachstellende Nachstelleinrichtung 21 auf, welche aus den Druckhebeln 12, den zweiten Drehgelenken 13 und den axial verlagerbaren Pendelstücken 15 gebildet ist. Die Drehgelenke 13 sind hierbei aus den Drehzapfen 22 gebildet, die in mehreren axial benachbart zueinander in vorgegebener Teilung angeordneten Gelenkpfannen 23 mit den Positionen a, b, c verdrehbar aufnehmbar sind. Weiterhin stützten sich die Druckhebel 12 an in derselben Teilung radial außerhalb der Gelenkpfannen in den Pendelstücken, bevorzugt sägezahnartigen axial benachbart zueinander angeordneten Anschlägen 14 ab, wobei abhängig vom Verschleißzustand der Reibbeläge 7 ein zunehmend der Anpressplatte 4 angenäherter Anschlag 14 von dem Druckhebel 12 eingenommen wird.
2 zeigt die Reibungskupplung 1 der 1 im geöffneten Zustand mit dem Lüftspiel 24 zwischen Anpressplatte 4 und Reibbelägen 7, so dass kein Moment über die Reibungskupplung 1 übertragen wird. Die axiale Verlagerung der Anpressplatte erfolgt durch axiale Beaufschlagung der Druckstücke 19 durch den Ausrücker in Richtung Gegendruckplatte 3 unter Verlagerung der Kniehebel 9 an den Drehlagern 10. Hierdurch werden die Druckhebel 12 drehverlagert und beaufschlagen über die – im hier noch nicht nachgestellt dargestellten Zustand der Reibungskupplung 1 – Gelenkpfannen 23 in Position a und die Anschläge 14 in Position a das Pendelstück 15 gegen die Einstellschrauben 16a.
3 zeigt die Reibungskupplung 1 im geschlossenen Zustand nach einer Nachstellung infolge Verschleißes der Reibbeläge 7. Die Druckhebel 12 befinden sich nun im Anschlag 14 der Position b und die Drehzapfen 22 in den Gelenkpfannen 23 der Position b, so dass trotz verminderter Reibbelagstärke der Reibbeläge an den Druckstücken 19 der Kniehebel 9 der Axialabstand 20 des Neuzustands wieder hergestellt ist. Bei weiterem Verschleiß der Reibbeläge 7 verlagern sich Druckhebel 12 und Drehzapfen 22 schlussendlich in die Position c.
Zusammenfassend ergibt sich ein Nachstellvorgang von Position a in Position b anhand der 1 bis 3 wie folgt: Nimmt der Axialabstand 20 ab, ändert sich die Kinematik und die Grundstellung der Hebelmechanik der Kniehebel 9, der Druckhebel 12 sowie der Drehgelenke 11, 13. Durch die geänderten Kraftverhältnisse der Tellerfeder 6 und die geänderte Kinematik treten an den Drehgelenken 13 und den Anschlägen 14 bei durch den an den Druckstücken 19 anliegenden Ausrücker bei geschlossener Reibungskupplung oder zu Beginn eines Öffnungsvorgangs der Reibungskupplung 1 Verlagerungskräfte in Richtung der Anpressplatte 4 auf, die zu einem Überspringen der die einzelnen Positionen a/b beziehungsweise bei weiterem Verschleiß die Positionen b/c abgrenzenden Bereiche der Gelenkpfannen 23 und Anschläge 14 führt.
Bezugszeichenliste

1: Reibungskupplung
2: Doppelkupplung
3: Gegendruckplatte
4: Anpressplatte
5: Anschlagblech
6: Tellerfeder
7: Reibbelag
8: Kupplungsscheibe
9: Kniehebel
10: Drehlager
11: Drehgelenk
12: Druckhebel
13: Drehgelenk
14: Anschlag
15: Pendelstück
16: Mittel
16a: Einstellschraube
17: Schenkelfeder
18: Gehäuse
19: Druckstück
20: Axialabstand
21: Nachstelleinrichtung
22: Drehzapfen
23: Gelenkpfanne
24: Lüftspiel
a: Position
b: Position
c: Position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2314006 B2 [0002]

Claims

Reibungskupplung (1) insbesondere in einer Doppelkupplung (2) mit Fahrbetrieb und Nebenabtrieb mit einer unter Belastung einer Tellerfeder (6) gegen eine mit einem Gehäuse (18) verbundene Gegendruckplatte (3) unter Verspannung von Reibbelägen (7) einer Kupplungsscheibe (8) axial vorgespannten und mittels über den Umfang verteilter, an von einem Ausrücker axial belasteten, mit einem vorgebbaren Axialabstand (20) gegenüber dem Ausrücker spielbehafteten Kniehebeln (9) mittels ersten Drehgelenken (11) verdrehbar angeordneten Druckhebeln (12) entgegen der Wirkung der Tellerfeder (6) verlagerbaren Anpressplatte (4) und Mitteln (16) zur Einstellung des Axialabstands (20), dadurch gekennzeichnet, dass seriell zu den Mitteln (16) zwischen Druckhebeln (12) und Anpressplatte (4) eine selbsttätige Nachstelleinrichtung (21) vorgesehen ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinrichtung (21) jeweils einen an einem Kniehebel mittels des ersten Drehgelenks (11) verlagerbaren Druckhebel (12) enthält, welcher mittels eines zweiten, an mehreren axialen Positionen (a, b, c) eines axial verlagerbaren Pendelstücks (15) gelenkig verbunden ist und einen axial mehrstufig an den Positionen (a, b, c) verlagerbar einstellbaren Anschlag (14) an dem Pendelstück (15) ausbildet.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Teilungen der Positionen (a, b, c) des mehrstufig einstellbaren Drehgelenks (13) und des mehrstufig einstellbaren Anschlags (14) identisch sind.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten des Verschleißes der Reibbeläge (7) über einen Teilungsabstand der Positionen (a, b, c) und Anschläge (14) im geschlossenen oder sich öffnenden Zustand der Reibungskupplung (1) entgegen der Wirkung der Tellerfeder (6) eine Verlagerung eines Drehzapfens (22) des Druckhebels (12) in eine nächste, vom Kniehebel (9) weiter entfernte Position (b, c) und eine Verlagerung des Druckhebels (12) in einen nächsten, vom Kniehebel (9) weiter entfernten Anschlag (14) erfolgt.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebel (9) bei vorhandenem Verschleiß der Reibbeläge (7) mittels des Ausrückers oder einer zwischen einem der Gegendruckplatte (3) zugeordneten Bauteil und dem Kniehebel (9) angeordneten Schenkelfeder (17) wegbegrenzt sind.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehzapfen (22) des Druckhebels (12) bei Verschleiß und geschlossener Reibungskupplung mittels der Vorspannung der Tellerfeder (6) aus einer Position (a, b) der Gelenkpfanne (23) des zweiten Drehgelenks (13) gehoben und in eine in Richtung der Anpressplatte (4) benachbarte Position (b, c) der Gelenkpfanne (23) verlagerbar ist.
Reibungskupplung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzapfen (22) nach radial innen begrenzt verlagerbar ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Anpressplatte (4) und Pendelstück (15) angeordnete Mittel (16) eine Einstellschraube (16a) zur Voreinstellung des Axialabstands (20) ist.
Reibungskupplung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhebel (12) im Bereich des Anschlags (14) zum Pendelstück (15) einen gegenüber einem Drehpunkt des zweiten Drehgelenks (13) asymmetrischen Umfang aufweist.