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Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit zumindest einer aus einer Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser drehfest und axial verlagerbar angeordneten entgegen der Wirkung eines ersten Energiespeichers verspannbaren Anpressplatte sowie zwischen diesen mittels eines zweiten, sich an einem drehfest mit der Gegendruckplatte verbundenen Gehäuse abstützenden, die Anpressplatte entgegen der Wirkung des ersten Energiespeichers beaufschlagenden zweiten Energiespeichers zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte verspannbaren Reibbelägen einer Kupplungsscheibe.
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Gattungsgemäße Reibungskupplungen sind als einfache Reibungskupplungen beispielsweise aus der
DE 10 2004 018 377 A1 mit einer einzigen Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser axial verspannbaren Anpressplatte, als Mehrscheibenkupplungen beispielsweise aus der
DE 10 2005 047 879 A1 mit einer oder mehreren Gegendruckplatten und einer entsprechenden Anzahl gegenüber einer oder beiden Seiten einer oder mehrerer Gegendruckplatten oder als Doppelkupplung beispielsweise aus der
DE 10 2009 053 034 A1 mit einer oder mehreren Gegendruckplatten und einer entsprechenden Anzahl, das Drehmoment auf Kupplungsscheiben mehrerer Ausgangswellen wie Getriebeeingangswelle oder Nebenabtriebswellen verzweigenden Anpressplatten, welche auch zugedrückt oder zugezogen sein können, bekannt. Hierbei weisen gattungsgemäße Reibungskupplungen zur drehfesten und axial verlagerbaren Anbindung der Anpressplatte an das Gehäuse beziehungsweise die Gegendruckplatte, welche mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist, einen ersten Energiespeicher in Form über den Umfang verteilter, beispielsweise aus der
DE 100 25 850 A1 bekannter Blattfedern auf, die endseitig einerseits mit dem Gehäuse und andererseits mit der Anpressplatte verbunden sind. Die Anpressplatte wird dabei bei zugedrückten beziehungsweise zugezogenen Reibungskupplungen von einem zweiten Energiespeicher in Form einer Tellerfeder verspannt, welche sich am Gehäuse abstützt und zum Öffnen der Reibungskupplung an deren Tellerfederspitzen oder die Tellerfeder außer Kraft setzenden Ausrückhebeln mit einer Ausrückkraft beaufschlagt wird. Um einen Abhub der Anpressplatten bei sich lösender Tellerfeder zu garantieren, sind die Blattfedern der Wirkung der Tellerfeder gegengeschaltet, was bedeutet, dass bei hohen, über die Reibungskupplung zu übertragenden Momenten insbesondere von Mehrscheibenkupplungen bei hohen Anpresskräften die Anzahl der über den Umfang verteilten Blattfedern gesteigert oder einzelne Blattfedern durch Blattfederpakete ersetzt werden müssen, wodurch die Anzahl der Bauteile einer Reibungskupplung stark erhöht wird. Es wurde weiterhin beobachtet, dass bei Reibungskupplungen mit kraftgesteuerter selbsttätiger Nachstelleinrichtung zur Kompensation von Reibbelagsverschleiß – wie beispielsweise aus
DE 42 39 291 A1 ,
DE 43 06 505 A1 ,
DE 43 17 586 A1 ,
DE 43 22 677 A1 ,
DE 43 39 291 A1 ,
DE 43 39 289 A1 ,
DE 195 10 905 A1 bekannt – mit zunehmendem Verschleiß die Gegenhaltekraft der Sensorfeder, welche die Tellerfederkraft abstützt und bei sich bei Verschleiß vergrößernder Ausrückkraft nachgibt und damit einen Verstellring zur Nachführung der Tellerfeder freigibt, abnimmt, wodurch der Kraftanteil der Blattfedern im Kräftegleichgewicht zwischen Tellerfederkraft, Sensorfederkraft, Belagfederkraft und Blattfederkraft übermäßig beteiligt ist, so dass, um ein gewünschtes Drehmoment übertragen zu können, die Anpresskraft der Tellerfeder für den Verschleißfall erhöht vorgehalten werden muss und damit höhere Ausrückkräfte in Kauf genommen werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung einer Reibungskupplung mit einem vereinfachten und besser auslegbaren ersten Energiespeicher.
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Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung mit zumindest einer aus einer Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser drehfest und axial verlagerbar angeordneten entgegen der Wirkung eines ersten Energiespeichers verspannbaren Anpressplatte sowie zwischen diesen mittels eines zweiten, sich an einem drehfest mit der Gegendruckplatte verbundenen Gehäuse abstützenden, die Anpressplatte entgegen der Wirkung des ersten Energiespeichers beaufschlagenden zweiten Energiespeichers zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte verspannbaren Reibbelägen einer Kupplungsscheibe gelöst, wobei der erste Energiespeicher aus einer ringförmigen, die Anpressplatte und das Gehäuse miteinander verbindenden Momentenübertragungsfeder gebildet ist. Die vorgeschlagene Momentenübertragungsfeder eignet sich grundsätzlich in allen Reibungskupplungen wie Einfachkupplungen, Mehrscheibenkupplungen und Doppelkupplungen zur drehfesten und axial verlagerbaren Anbindung einer Anpressplatte an das Gehäuse beziehungsweise eine Gegendruckplatte und wird bevorzugt zwischen Gehäuse und Gegendruckplatte eingespannt, vernietet oder verschraubt, kann aber auch einseitig an dem Gehäuse oder der Gegendruckplatte oder einem anderen mit diesen drehschlüssig vorgesehenen Bauteil befestigt sein. Mit der vorgeschlagenen Momentenübertragungsfeder kann die hohe Anzahl von Bauteilen insbesondere bei der Verwendung von geschichteten Blattfedern auf ein einziges Bauteil plus Befestigungsmittel, welche bei der Verwendung von Blattfedern ebenfalls anfallen, reduziert werden. Desweiteren kann die hohe Bandbreite der Auslegungsmöglichkeiten der Momentenübertragungsfeder, beispielsweise deren Stärke, durch radiale Erstreckung und Ausnehmungen, einstellbare Fläche des Kraftrands, Länge und Anzahl von Anpressplatte und Gehäuse verbindenden Laschen, verwendetem Material, axiale Formgebung und dergleichen genutzt werden, um für jede Anwendung die geeignete Steifigkeit über den Axialweg der Anpressplatte einzustellen.
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Hierzu kann die Momentenübertragungsfeder mit nach radial außen und radial innen erweiterten Laschen mit Öffnungen zur Befestigung dieser an der Anpressplatte und an dem Gehäuse versehen sein. Diese sind bevorzugt jeweils paarweise der Anpressplatte und dem Gehäuse zugeordnet und bevorzugt radial übereinander angeordnet. Weitere Ausführungsformen können mit in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten, nach radial innen und außen erweiterten Laschen versehen sein.
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Um eine besonders vorteilhafte Unterbringung einer Momentenübertragungsfeder mit hoher Steifigkeit bei geringer Bauraumbeanspruchung zu ermöglichen, erstreckt sich die Momentenübertragungsfeder über einen hohen radialen Anteil über die Anpressplatte. Hierzu ist die Momentenübertragungsfeder radial innerhalb einer Anlagefläche des zweiten Energiespeichers wie Tellerfeder an der Anpressplatte mit dieser verbunden. Um dabei axialen Bauraum einzusparen, können in einem Kraftrand der Momentenübertragungsfeder zwischen den Laschen über den Umfang verteilt Öffnungen wie Ausschnitte für axial erstreckte, die Anlagefläche für den zweiten Energiespeicher bildende Nocken vorgesehen sein, welche Öffnungen durchgreifen, so dass die Momentenübertragungsfeder ohne weiteren Bauraumanspruch verschachtelt und ohne erzwungene axiale Profilierung in dem Bauraum des Gehäuses untergebracht werden kann.
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Die Steifigkeit der Momentenübertragungsfeder kann durch entsprechende Ausgestaltung und Anordnung dieser, alternativer oder zusätzlicher Öffnungen im Kraftrand an den vorgegebenen Anwendungsfall mit vorgegebener Steifigkeit angepasst werden. Im Weiteren können radiale Einschnitte in den Innen- oder Außenumfang vorgenommen werden. Die Laschen können dabei im Bereich einer Öffnung und/oder an Stegen zwischen zwei Öffnungen angeordnet sein.
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Je nach Ausbildung der Kraftkennlinien des zweiten Energiespeichers wie Tellerfeder, Hebelfeder oder dergleichen, der Belagfederung und der Sensorfeder im Falle einer selbstnachstellenden Verschleißkompensation mit kraftgesteuerter Nachstellung und sich der aus dem Kräftegleichgewicht dieser bei Betätigung der Reibungskupplung über den Axialweg der Anpressplatte ergebenden Ausrückkraft bei einer aufgedrückten oder aufgezogenen Reibungskupplung oder einer Einrückkraft bei einer zugedrückten oder zugezogenen Reibungskupplung kann die Momentenübertragungsfeder bezüglich ihrer auszulegenden Steifigkeit über den Axialweg und die Lebensdauer der Reibungskupplung an das Kräftegleichgewicht angepasst werden. Beispielsweise kann durch entsprechende Auslegung deren Steifigkeit die Konstanz der Anpresskraft über Lebensdauer gleichmäßiger als bei Verwendung von Blattfedern ausgestaltet werden. Hierzu kann die Momentenübertragungsfeder zumindest über einen Teilweg des Axialwegs der Anpressplatte eine degressive Federkennlinie aufweisen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass sich ein Abfall der effektiven Steifigkeit der Sensorfeder (Drop-Off) mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge durch eine entsprechend degressive Kennlinie der Motormomentenfeder in vorteilhafter Weise kompensieren lässt, so dass die Ausrückkraft einer mittels eines pedal- oder automatisiert betätigten Betätigungssystems im Falle einer aufgedrückten oder aufgezogenen Reibungskupplung über Lebensdauer und Axialweg der Anpressplatte in verbesserter Weise konstant ausgebildet werden kann.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 einen Teilschnitt durch eine Reibungskupplung mit einer Momentenübertragungsfeder und
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2 die Momentenübertragungsfeder der 1 in Ansicht.
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Die 1 zeigt im Teilschnitt die Reibungskupplung 1 mit dem Gehäuse 2, der mit dieser drehfest verbundenen, lediglich angedeuteten Gegendruckplatte 3, der mittels der des ersten Energiespeichers 4 in Form der Momentenübertragungsfeder 5 drehfest und axial verlagerbar verbundenen Anpressplatte 6 und den zwischen Anpressplatte 6 und der Gegendruckplatte 3 verspannbaren Reibbelägen 7 mit Belagfederung 8 einer nicht näher dargestellten Kupplungsscheibe. Die Anpressplatte 6 wird von dem zweiten Energiespeicher 9 in Form der Tellerfeder 10 gegen die Gegendruckplatte 3 an der Anlagefläche 11 vorgespannt, wobei sich die Tellerfeder 10 an dem Verstellring 12 gegenüber dem Gehäuse 2 abstützt, so dass im nicht beaufschlagten Zustand der Tellerfeder 10 mittels eines die radial innen an der Tellerfeder 10 angeordneten, im Teilschnitt nicht dargestellten Tellerfederspitzen beaufschlagenden Betätigungssystems die Reibbeläge 7 zwischen Anpressplatte 6 und Gegendruckplatte 3 reibschlüssig verspannt sind, die Reibungskupplung 1 also geschlossen ist. Je nach Ausbildung des Betätigungssystems zieht oder drückt dieses an den Tellerfederspitzen, so dass die gegen die Sensorfeder 13 verspannte Tellerfeder 10 um den Hebelpunkt 14 verdreht wird. Sensorfeder 13 und Verstellring 12, der über die Rampeneinrichtung 16 an dem Gehäuse 2 anliegt, bilden die kraftgesteuerte Nachstelleinrichtung 15, wobei durch die mit zunehmendem Verschleiß um den Hebelpunkt 14 aufstellende Tellerfeder 10 die Ausrückkraft des Betätigungssystems infolge geänderter Hebelverhältnisse so erhöht, dass die Sensorfeder 13 beim Betätigen der Reibungskupplung so nachgibt, dass der in Umfangsrichtung federbelastete Verstellring 12 anpresskraftfrei und soweit verdreht wird, dass mittels der Rampeneinrichtung 16 der axiale Verschleiß der Reibbeläge 7 ausgeglichen wird und die Tellerfeder 10 wieder ihre ursprüngliche Winkelstellung am Hebelpunkt 14 einnimmt.
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Die in der Reibungskupplung 1 wirksame Anpresskraft wird dabei von einem Kräftegleichgewicht bestimmt, das von den Kennlinien der Tellerfeder 10, der Momentenübertragungsfeder 5, der Belagfederung 8 und der Sensorfeder 13 über den Axialweg der Anpressplatte 6 eingestellt wird. Hierbei hat sich gezeigt, dass mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge 7 die Kraft der Sensorfeder 13 abnimmt, wodurch das Kräftegleichgewicht über Lebensdauer der Reibungskupplung 1 gestört wird. Die Momentenübertragungsfeder 5, welche gegen die Tellerfeder 10 vorgespannt ist, um einen Abhub der Anpressplatte 6 beim Öffnen der Reibungskupplung 1 zu gewährleisten, wird daher so ausgelegt, dass diese über Lebensdauer der Reibungskupplung 1 eine degressive Kennlinie aufweist.
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Die Momentenübertragungsfeder 5 ist ringförmig mit radial übereinander liegenden, nach radial innen und außen gegenüber dem Kraftrand 17 erweiterten Laschen 18, 19 ausgebildet, welche Öffnungen 20, 21 zur Verbindung wie bevorzugt Vernietung der Momentenübertragungsfeder 5 mit dem Gehäuse 2 beziehungsweise der Anpressplatte 6 aufweisen. Der Kraftrand 17 ist dabei im Wesentlichen axial beabstandet zu und radial auf Höhe der Anpressplatte 6 angeordnet und weist über den Umfang verteilt Öffnungen 22 wie Ausschnitte auf, in die die über den Umfang verteilten, die Anlagefläche 11 bildenden Nocken 23 eintauchen, so dass die Momentenübertragungsfeder 5 bauraumneutral axial zwischen dem Ringkörper der Anpressplatte 6 und der Tellerfeder 10 angeordnet werden kann.
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Die 2 zeigt die Momentenübertragungsfeder 5 in Ansicht mit dem Kraftrand 17 mit den Öffnungen 22, welche zum Einen einen Durchgriff für die Nocken 23 (1) bilden und zum Anderen die Steifigkeit der Momentenübertragungsfeder beeinflussen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Laschen 18, 19 radial innerhalb beziehungsweise radial außerhalb jeweils einer Öffnung 22 über den Umfang angeordnet, wobei die radial äußeren Laschen 18 plan zum Kraftrand 17 und die radial inneren Laschen 19 gegenüber diesem axial versetzt angeordnet sind, so dass in Summe ein über den Axialweg der Anpressplatte 6 (1) zwar lineares aber über den sich über Lebensdauer ändernden Axialweg ein degressives Verhalten erzielt wird. Dies hat zur Folge, dass eine infolge des über Lebensdauer abnehmenden Kraftverhaltens der Sensorfeder 13 (1) über Lebensdauer konstante Ausrückkraft resultiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gegendruckplatte
- 4
- erster Energiespeicher
- 5
- Momentenübertragungsfeder
- 6
- Anpressplatte
- 7
- Reibbelag
- 8
- Belagfederung
- 9
- zweiter Energiespeicher
- 10
- Tellerfeder
- 11
- Anlagefläche
- 12
- Verstellring
- 13
- Sensorfeder
- 14
- Hebelpunkt
- 15
- Nachstelleinrichtung
- 16
- Rampeneinrichtung
- 17
- Kraftrand
- 18
- Lasche
- 19
- Lasche
- 20
- Öffnung
- 21
- Öffnung
- 22
- Öffnung
- 23
- Nocke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004018377 A1 [0002]
- DE 102005047879 A1 [0002]
- DE 102009053034 A1 [0002]
- DE 10025850 A1 [0002]
- DE 4239291 A1 [0002]
- DE 4306505 A1 [0002]
- DE 4317586 A1 [0002]
- DE 4322677 A1 [0002]
- DE 4339291 A1 [0002]
- DE 4339289 A1 [0002]
- DE 19510905 A1 [0002]
