DE102013200617A1

DE102013200617A1 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102013200617A1
Application number: DE201310200617
Authority: DE
Inventors: Florian Maas
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2013-08-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit einer Gegendruckplatte und einer durch zumindest eine Flaschenzugeinrichtung in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte, wobei die Flaschenzugeinrichtung zumindest ein Zugmittel aufweist, das über zumindest eine anpressplattenseitige Umlenkrolle und zumindest eine gegendruckplattenseitige Umlenkrolle geführt ist, und wobei zumindest eine Verschleißnachstelleinrichtung zur Verkürzung der freien Länge des Zugmittels kupplungsseitig vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere eine Reibungskupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
In der älteren, aber nicht vorveröffentlichten DE 10 2010 025 416.9 ist eine Kupplungsvorrichtung mit einer Gegendruckplatte und einer durch eine Flaschenzugeinrichtung in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte offenbart. Die Flaschenzugeinrichtung weist mehrere Zugmittel auf, von denen jedes über anpressplattenseitige Umlenkrollen und gegendruckplattenseitige Umlenkrollen geführt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung mit einer Flaschenzugeinrichtung anzugeben, bei der Kupplungsverschleiß ausgeglichen werden kann.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 mit einer Gegendruckplatte und einer durch zumindest eine Flaschenzugeinrichtung in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte, wobei die Flaschenzugeinrichtung zumindest ein Zugmittel aufweist, das über zumindest eine anpressplattenseitige Umlenkrolle und zumindest eine gegendruckplattenseitige Umlenkrolle geführt ist. Da kupplungsseitig zumindest eine Verschleißnachstelleinrichtung zur Verkürzung der freien Länge des Zugmittels vorgesehen ist, kann Kupplungsverschleiß ausgeglichen werden.
Die Verschleißnachstelleinrichtung der Kupplungsvorrichtung ist ausgebildet, die freie Länge des Zugmittels zu verkürzen. Die freie Länge des Zugmittels ist die Länge, die zum Ein- und Ausrücken der Kupplungsvorrichtung über die plattenseitigen Umlenkrollen und gegebenenfalls weitere Umlenkrollen und/oder Zugrollen geführt ist. Bei einem offenen Zugmittel umfasst die freie Länge nicht die Länge des Zugmittels, die bei der Betätigung der Kupplungsvorrichtung von der Aktoreinrichtung aufgewickelt bzw. abgewickelt wird, da in der vorliegenden Beschreibung die Aktoreinrichtung selbst nicht als Bestandteil der eigentlichen Kupplungsvorrichtung angesehen wird bzw. nicht kupplungsseitig vorgesehen ist.
Insbesondere handelt es sich bei der Kupplungsvorrichtung um eine Reibungskupplung. Die Kupplungsvorrichtung ist insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs geeignet.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Bei der Kupplungsvorrichtung kann es sich einerseits um eine Einfachkupplung handeln, die eine Gegendruckplatte, eine Kupplungsscheibe und eine Anpressplatte aufweist. In diesem Zusammenhang kann die Gegendruckplatte insbesondere als Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads ausgebildet sein.
Andererseits kann es sich bei der Kupplungsvorrichtung aber auch um eine Mehrfachkupplung, insbesondere um eine Doppelkupplung, handeln. Bei Doppelkupplungen mit Drei-Platten-Aufbau weist jede der beiden Teilkupplungen der Doppelkupplung eine Anpressplatte und eine Kupplungsscheibe auf. Beide Teilkupplungen teilen sich eine gemeinsame Zentralplatte. Nachfolgend bezeichnet die Formulierung „Gegendruckplatte“ sowohl Gegendruckplatten von Einfachkupplungen oder Doppelkupplungen mit Vier-Platten-Aufbau, als auch Zentralplatten von Doppelkupplungen. Bei einer Doppelkupplung ist es insbesondere von Vorteil, wenn beide Teilkupplungen der Doppelkupplung jeweils eine Flaschenzugeinrichtung aufweisen.
Die Anpressplatte der Kupplungsvorrichtung ist drehfest in einem Gehäuse der Kupplungsvorrichtung angeordnet und bezüglich der Gegendruckplatte in axialer Richtung begrenzt verlagerbar, während die Gegendruckplatte gehäusefest angeordnet ist. Wenn die Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte verspannt ist, erfolgt eine reibschlüssige Übertragung des Drehmoments von der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung über die Anpressplatte und die Gegendruckplatte auf die Kupplungsscheibe, und von der Kupplungsscheibe auf die Ausgangsseite der Kupplungsvorrichtung.
Vorzugsweise ist die Kupplungsvorrichtung als normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet, das heißt als Kupplungsvorrichtung, bei der die Kupplungsscheibe im nicht betätigten Zustand der Kupplungsvorrichtung bezüglich der Gegendruckplatte und der Anpressplatte verdrehbar ist. Hierzu ist die Anpressplatte vorzugsweise durch eine oder mehrere Blattfedern von der Gegendruckplatte weiter als die Dicke der Kupplungsscheibe beabstandet, wobei die Blattfedern eine Verdrehung zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte verhindern und somit sicherstellen, dass das eingangsseitige Drehmoment von der Gegendruckplatte auf die Anpressplatte übertragen wird.
Wird die Kupplungsvorrichtung betätigt, beispielsweise durch eine Aktoreinrichtung, muss die Flaschenzugeinrichtung die Vorspannkraft der Blattfedern überwinden, um die Anpressplatte in axialer Richtung zur reibschlüssigen Klemmung der Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte zu verlagern. Daher wird die normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung üblicherweise auch als zugezogene Kupplungsvorrichtung bezeichnet. Jedoch erscheint es auch möglich, die Kupplungsvorrichtung als normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung bzw. als aufgezogene Kupplungsvorrichtung auszubilden.
Das Zugmittel der Flaschenzugeinrichtung ist über anpressplattenseitige Umlenkrollen und gegendruckplattenseitige Umlenkrollen geführt. Die Formulierungen „anpressplattenseitig“ und „gegendruckplattenseitig“ beinhalten nicht nur eine unmittelbare Verbindung der jeweiligen Umlenkrollen mit der Anpressplatte bzw. der Gegendruckplatte, sondern auch eine mittelbare Verbindung der jeweiligen Umlenkrollen mit der Anpressplatte bzw. der Gegendruckplatte. Vorzugsweise sind die Umlenkrollen drehbar auf Seiten der jeweiligen Platten angeordnet. Insbesondere bei Rollen, die idealerweise keine bzw. nur eine sehr geringe Drehbewegung ausführen, kann jedoch auch eine drehfeste Anordnung auf Seite der Anpressplatte bzw. auf Seite der Gegendruckplatte vorgesehen sein.
Da die Anpressplatte in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbar ist, sind die anpressplattenseitigen Umlenkrollen vorzugsweise als (in axialer Richtung) lose Umlenkrollen der Flaschenzugeinrichtung ausgebildet, während die gegendruckplattenseitigen Umlenkrollen als (in axialer Richtung) feste Rollen der Flaschenzugeinrichtung ausgebildet sind.
Das Zugmittel ist vorzugsweise ein biegeschlaffes Mittel zur Übertragung von Zugkräften, das aus einer oder mehrerer Fasern und/oder aus einem oder mehreren Drähten besteht. Die besagten Fasern oder Drähte können miteinander in Form eines Seils verdrillt sein oder können auch miteinander in Form eines Geflechts verflochten sein. Das Geflecht kann seinerseits zylinderförmig sein, das heißt einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweisen, kann andererseits aber auch bandförmig sein, das heißt im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Unterschiedlichste abrieb- und hitzebeständige Fasern und Drähte können als Zugmittel Verwendung finden.
Vorzugsweise sind zumindest in einem Teilkreissegment der Kupplungsvorrichtung anpressplattenseitige Umlenkrollen und gegendruckplattenseitige Umlenkrollen in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung abwechselnd angeordnet. Hierdurch kann ein besonders guter Wirkungsgrad der Kupplungsvorrichtung erreicht werden.
Um die Kupplungsvorrichtung zu betätigen, das heißt einzurücken und/oder auszurücken, ist es möglich, ein freies Ende des Zugmittels durch die Aktoreinrichtung aufzuwickeln bzw. abzuwickeln. Jedoch ist es auch möglich, dass das Zugmittel über eine oder mehrere verlagerbare Zugrollen geführt ist, die in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung verlagerbar sind, um die Kupplungsvorrichtung einzurücken und/oder auszurücken. Um in diesem Zusammenhang den Bauraum möglichst gut zu nutzen, ist die verlagerbare Zugrolle vorzugsweise in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung innerhalb der Anpressplatte angeordnet. Gegebenenfalls sind hierfür zwischen der verlagerbaren Zugrolle und der nächstliegenden, plattenseitigen Umlenkrolle eine oder mehrere Umlenkrollen vorgesehen, um das Zugmittel in geeigneter Weise umzulenken.
Beispielsweise ist das Zugmittel über zumindest zwei verlagerbare Zugrollen geführt. Diese zwei verlagerbaren Zugrollen sind vorzugsweise in Umfangsrichtung der Kupplungsvorrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet. Im Falle von genau zwei verlagerbaren Zugrollen bedeutet dies, dass sie um 180° voneinander beabstandet sind, während im Falle von genau drei verlagerbaren Zugrollen dies bedeutet, dass sie jeweils im Abstand von 120° voneinander beabstandet sind, etc.
Es ist von Vorteil, wenn zumindest eine Kraftausgleichseinrichtung zum Ausgleich unterschiedlicher Zugkräfte zwischen den zumindest zwei verlagerbaren Zugrollen vorgesehen ist. Sollte es bei dem Zugmittel oder bei den Zugmitteln zu unterschiedlichen Zugkräften im Betrieb der Kupplungsvorrichtung, beispielsweise aufgrund von unterschiedlichen Reibungen, kommen, so kann durch die Kraftausgleichseinrichtung ein Ausgleich der unterschiedlichen Zugkräfte erfolgen. Die Kraftausgleichseinrichtung kann ein weiteres Zugmittel umfassen, das offen oder geschlossen ausgebildet sein kann und dem vorgenannten Zugmittel entsprechend eine seilförmige oder drahtförmige Beschaffenheit aufweisen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Kraftausgleichseinrichtung auch eine kardanische Aufhängung umfassen.
Weiterhin vorzugsweise ist eine Differentialgetriebeeinrichtung zur Verlagerung der verlagerbaren Zugrollen und/oder der Kraftausgleichseinrichtung vorgesehen. Durch die Differentialgetriebeeinrichtung kann die für die Betätigung der Kupplungsvorrichtung, insbesondere durch die Aktoreinrichtung, aufzubringende Betätigungskraft verringert werden. Insbesondere kann hierdurch eine kleinere und leistungsschwächere Aktoreinrichtung verwendet werden. Vorzugsweise ist die Differentialgetriebeeinrichtung als Differentialflaschenzug ausgebildet, wie dies beispielsweise in der älteren, aber nicht vorveröffentlichten DE 10 2011 101 564.0 offenbart ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verschleißnachstelleinrichtung wegsensierend ausgebildet. Bei einer Kupplungsvorrichtung mit einer sich über den Einrückweg bzw. den Ausrückweg verändernden Kennlinie der Blattfedern und/oder einer Belagfederung für die Reibbeläge der Kupplungsscheibe erscheint es jedoch auch möglich, die Verschleißnachstelleinrichtung kraftsensierend auszubilden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verschleißnachstelleinrichtung zumindest teilweise zusammen mit der Anpressplatte in axialer Richtung verlagerbar. Andere Teile der Verschleißnachstelleinrichtung können an einem Gehäusedeckel der Kupplungsvorrichtung und/oder an der Gegendruckplatte vorgesehen sein. Letztgenannte Teile der Verschleißnachstelleinrichtung sind daher ebenfalls gehäusefest.
Es ist von Vorteil, wenn die Verschleißnachstelleinrichtung zumindest eine Einzugseinheit aufweist, die vorzugsweise durch zumindest einen mittelbar oder unmittelbar an der Anpressplatte befestigten oder ausgebildeten Halter drehbar gelagert ist. Somit kann der Halter als separates Bauteil ausgebildet sein, das mit der Anpressplatte verbunden ist, kann aber auch als Halterabschnitt ausgebildet sein, der einteilig mit der Anpressplatte ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist die Einzugseinheit zumindest ein Antriebsritzel auf, das durch eine Antriebsklinke nach erfolgter Verschleißsensierung zur Verschleißnachstellung verdrehbar ist. Die Antriebsklinke ist vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar an einem Gehäusedeckel der Kupplungsvorrichtung befestigt oder am Gehäusedeckel ausgebildet. Das Antriebsritzel ist auf seiner Mantelfläche mit einer Zahnstruktur versehen. Die Antriebsklinke weist zumindest eine Klinkenzunge auf, die im Wesentlichen formschlüssig in die Zahnstruktur des Antriebsritzels eingreifen kann. Wenn die Antriebsklinke mehrere Klinkenzungen aufweist, ist der Längenunterschied der Klinkenzungen vorzugsweise geringer als die Teilung der Zahnstruktur des Antriebsritzels, um die Verschleißsensierung zu verfeinern.
Um eine Rückdrehung des Antriebsritzels bzw. der gesamten Einzugseinheit entgegen der Verschleißnachstellung zu verhindern, ist vorzugsweise eine Sperrklinke vorgesehen. Die Sperrklinke kann als separates Bauteil ausgebildet sein, kann jedoch auch einteilig mit dem Halter, in dem die Einzugseinheit drehbar gelagert ist, ausgebildet sein. Die Sperrklinke weist zumindest eine Sperrklinkenzunge auf. Vorzugsweise sind mehrere Sperrklinkenzungen, insbesondere in mehreren Lagen, angeordnet. Ein Längenunterschied der Sperrklinkenzungen ist vorzugsweise geringer als die Teilung der Zahnstruktur des Antriebsritzels, um quasi zu jedem Zeitpunkt zumindest eine Sperrklinkenzunge im formschlüssigen Eingriff mit der Zahnstruktur zu halten, und um somit quasi zu jedem Zeitpunkt eine Rückdrehung des Antriebsritzels bzw. der gesamten Einzugseinheit entgegen der Verschleißnachstellung zu verhindern.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Einzugseinheit zumindest eine Spule auf, durch die ein freies Ende des Zugmittels bei Drehung der Einzugseinheit aufwickelbar ist. Wenn nur eine einzige Spule und ein einziges Zugmittel vorgesehen sind, kann das weitere freie Ende des Zugmittels an einem Befestigungspunkt befestigt sein. Der Befestigungspunkt kann gehäusefest, das heißt an der Gegendruckplatte oder am Gehäusedeckel, ausgebildet sein, kann jedoch auch an der in axialer Richtung verlagerbaren Anpressplatte ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Einzugseinheit eine weitere Spule auf, durch die ein weiteres freies Ende des Zugmittels oder ein freies Ende eines weiteren Zugmittels bei Drehung der Einzugseinheit aufwickelbar ist. Der erstgenannte Fall bezieht sich auf eine Flaschenzugeinrichtung mit einem einzigen Zugmittel, während der zweitgenannte Fall sich auf eine Flaschenzugeinrichtung mit mehreren Zugmitteln bezieht.
Vorzugsweise ist das Antriebsritzel in Umfangsrichtung oder in Tangentialrichtung der Kupplungsvorrichtung zwischen der Spule und der weiteren Spule angeordnet. Dies ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau der Verschleißnachstelleinrichtung. Insbesondere ist es so möglich, mit einer einzigen Verschleißnachstelleinrichtung beide freien Enden desselben Zugmittels bzw. zwei freie Enden von unterschiedlichen Zugmitteln im Zuge der Verschleißnachstellung aufzuwickeln.
Es ist von Vorteil, wenn die Spule und/oder die weitere Spule eine Profilierung und/oder eine weitere Profilierung zur Aufwicklung des Zugmittels und/oder des weiteren Zugmittels aufweist. Durch Profilierung bzw. die weitere Profilierung kann das Zugmittel sauber auf die Spule bzw. die weitere Spule aufgewickelt werden. Auf der Spule bzw. der weiteren Spule kann verhindert werden, dass sich das Zugmittel überkreuzt bzw. dass das Zugmittel unter Zug verrutscht, was beides zu einer Verschiebung des Betriebspunkts der Kupplungsvorrichtung führen könnte.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das Antriebsritzel und die Spule und/oder die weitere Spule drehfest miteinander verbunden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Übertragung der Kraft bzw. des Drehmoments für die Verschleißnachstellung.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kupplungsvorrichtung mit einer Flaschenzugeinrichtung in einer Draufsicht,
2 eine schematische Darstellung der Kupplungsvorrichtung aus 1 mit einer Verschleißnachstelleinrichtung in einer Seitenansicht,
3 eine schematische Darstellung der Kupplungsvorrichtung aus 1 mit der Verschleißnachstelleinrichtung in einer Schnittansicht, und
4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kupplungsvorrichtung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung in einer Seitenansicht.
Die 1 bis 4 betreffen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele einer Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere einer Reibungskupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung 1, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale aufweisen.
Zur Vereinfachung der Darstellung sind in der 1 anpressplattenseitige Umlenkrollen 7 und gegendruckplattenseitige Umlenkrollen 8 sowie entsprechende Bereiche der Anpressplatte 2, der Gegendruckplatte 3 und der Kupplungsscheibe 4 in die Zeichenebene geklappt. Genauer gesagt sind die axialen Bereiche zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte 3 im radial äußeren Bereich der 1 dargestellt, was durch die gestrichelten Linien in der besagten Figur verdeutlicht ist.
Die 1 bis 3 betreffen ein erstes Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung 1. Die Kupplungsvorrichtung 1 weist zumindest eine Anpressplatte 2, zumindest eine Gegendruckplatte 3 und zumindest eine in axialer Richtung A zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte 3 angeordnete Kupplungsscheibe 4 auf. Die Gegendruckplatte 3 ist mit einem oder mehreren Gehäusebauteilen, beispielsweise einem Gehäusedeckel 22 der Kupplungsvorrichtung 1, fest verbunden, insbesondere verschraubt.
Beispielsweise kann die Gegendruckplatte 3 als Zentralplatte einer Doppelkupplung ausgebildet sein, wobei die Zentralplatte zwei benachbarten Teilkupplungen zugeordnet ist. In axialer Richtung A auf der einen Seite der Zentralplatte weist die erste Teilkupplung eine erste Anpressplatte und eine erste Kupplungsscheibe auf, während in axialer Richtung A auf der anderen Seite der Zentralplatte die zweite Teilkupplung eine zweite Anpressplatte und eine zweite Kupplungsscheibe aufweist. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird nachfolgend jedoch von einer Einfachkupplung ausgegangen, wobei nachfolgende Erläuterungen jedoch auch auf eine oder beide Teilkupplungen einer Doppelkupplung bzw. auf eine Mehrfachkupplung zutreffen, sofern nichts anderes erläutert ist.
In der dargestellten Einfachkupplung ist die Anpressplatte 2 im Gehäuse drehfest gelagert und in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 begrenzt verlagerbar. Insbesondere ist die Anpressplatte 2 mittels mehrerer, nicht dargestellter Blattfedern drehfest im Gehäuse befestigt und von der Gegendruckplatte 3 weg, das heißt mit Bezug auf die 2 und 3 nach oben, vorgespannt.
Um die Anpressplatte 2 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 zur reibschlüssigen Klemmung der Kupplungsscheibe 4 zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte 3 begrenzt zu verlagern, weist die Kupplungsvorrichtung 1 zumindest eine Flaschenzugeinrichtung 5 auf. Die Flaschenzugeinrichtung 5 weist zumindest ein Zugmittel 6 auf, das aus einer oder mehrerer Fasern und/oder aus einem oder mehreren Drähten ausgebildet sein kann. Insbesondere kann das Zugmittel 6 als Zugseil oder Zugband ausgebildet sein.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Flaschenzugeinrichtung 5 ein einziges Zugmittel 6 auf, das als offener Zug ausgebildet ist und nahezu die gesamte Anpressplatte 2 umläuft. Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung 1 weist vier Teilkreissegmente auf, in denen das einzige Zugmittel 6 in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 jeweils abwechselnd über anpressplattenseitige Umlenkrollen 7 und gegendruckplattenseitige Umlenkrollen 8 läuft. Die anpressplattenseitige Umlenkrollen 7 können mittelbar oder unmittelbar mit der Anpressplatte 2 verbunden sein. Ebenso können die gegendruckplattenseitigen Umlenkrollen 8 mittelbar oder unmittelbar mit der Gegendruckplatte 3 verbunden sein. Vorzugsweise sind die Umlenkrollen 7, 8 auf Drehachsen gelagert, die sich in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 erstrecken.
Jedes der vier Teilkreissegmente, in denen die anpressplattenseitigen Umlenkrollen 7 und die gegendruckplattenseitigen Umlenkrollen 8 in Umfangsrichtung U abwechselnd angeordnet sind, deckt im Wesentlichen einen Winkelbereich von 90° ab. Die Kupplungsvorrichtung 1 kann jedoch auch nur ein einziges Teilkreissegment, zwei Teilkreissegmente, drei Teilkreissegmente oder mehr als vier Teilkreissegmente aufweisen, die ihrerseits Winkelbereiche von im Wesentlichen 360°, 180°, 120° oder weniger als 90° abdecken.
Das Zugmittel 6 ist am Anfang und am Ende jedes der Teilkreissegmente jeweils über eine gegendruckplattenseitige Umlenkrolle 8 geführt. In Umfangsrichtung U zwischen dem ersten und zweiten Teilkreissegment ist eine Verschleißnachstelleinrichtung 11 angeordnet, auf die nachfolgend noch eingegangen wird. In Umfangsrichtung U zwischen dem zweiten und dem dritten Teilkreissegment und zwischen dem vierten und ersten Teilkreissegment ist das Zugmittel 6 jeweils über eine verlagerbare Zugrolle 9 geführt.
Hierzu sind zwischen der verlagerbaren Zugrolle 9 und der jeweils nächstliegenden, gegendruckplattenseitigen Umlenkrolle 8 vorzugsweise eine oder mehrere weitere Umlenkrollen 10 vorgesehen, um die Zuführung zur verlagerbaren Zugrolle 9 zu verbessern. In 1 sind die weiteren Umlenkrollen 10 gestrichelt dargestellt. Vorzugsweise sind die weiteren Umlenkrollen 10 drehbar am Gehäuse der Kupplungsvorrichtung, insbesondere am Gehäusedeckel 22, gelagert.
Zwischen dem dritten und vierten Teilkreissegment geht das Zugmittel direkt von einer gegendruckplattenseitigen Umlenkrolle 8 auf eine benachbarte, gegendruckplattenseitige Umlenkrolle 8 über. Dieser Bereich ist diametral zur Verschleißnachstelleinrichtung 11 angeordnet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden verlagerbaren Zugrollen 9 in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 innerhalb der Anpressplatte 2 angeordnet. Entsprechend den Teilkreissegmenten sind die beiden verlagerbaren Zugrollen 9 jeweils im Wesentlichen um 2 × 90° = 180° voneinander beabstandet. Die Zugrichtung Z der verlagerbaren Zugrollen 9 liegt im dargestellten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1, um über das Zugmittel 6 die Kupplungsvorrichtung 1 einzurücken bzw. durch Entspannung des Zugmittels 6 und unter Vorspannung der Blattfedern die Kupplungsvorrichtung 1 auszurücken. Ebenso ist es jedoch möglich, dass die Zugrichtung Z beispielsweise auch in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 liegt. Die verlagerbaren Zugrollen 9 können durch eine nicht dargestellte Aktoreinrichtung verlagert werden. Die besagte Aktoreinrichtung ist vorzugsweise auf einer durch das Zentrum der Kupplungsvorrichtung 1 laufenden Drehachse, das heißt der Zentralachse, bzw. in der Nähe der Zentralachse angeordnet.
Treten, beispielsweise aufgrund von Verschmutzung, unterschiedliche Zugkräfte in den Teilkreissegmenten auf, kann zum Ausgleich unterschiedlicher Zugkräfte eine nicht dargestellte Kraftausgleichseinrichtung zwischen den beiden verlagerbaren Zugrollen 9 vorgesehen sein. Diese Kraftausgleichseinrichtung kann ein weiteres Zugmittel aufweisen, das einer weiteren Flaschenzugeinrichtung zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Kraftausgleichseinrichtung über eine kardanische Aufhängung verfügen. Ebenso ist es möglich, dass die Aktoreinrichtung als Differentialgetriebeeinrichtung, vorzugsweise als Differentialflaschenzug, ausgebildet ist, um die verlagerbaren Zugrollen 9 unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über die zuvor genannte Kraftausgleichseinrichtung, zu verlagern.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, dass in unterschiedlichen Teilkreissegmenten unterschiedliche Zugmittel 6 bzw. Zugmittel 6 von unterschiedlichen Flaschenzugeinrichtungen 5 zum Einsatz kommen. Ebenso ist es möglich, dass das oder die Zugmittel 6 nicht über verlagerbare Zugrollen 9 geführt sind, sondern direkt von einer oder mehreren Aktoreinrichtungen zum Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 aufgespult bzw. zum Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 abgespult werden.
Im Betrieb der Kupplungsvorrichtung 1 ist bei ausgerückter Kupplung die Kupplungsscheibe 4 um die Zentralachse relativ zum Gehäusedeckel 22 bzw. zur Anpressplatte 2 und zur Gegendruckplatte 3, die beide mit dem Gehäusedeckel 22 drehfest verbunden sind, verdrehbar. Bei eingerückter Kupplung wird ein Drehmoment von der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung 1, beispielsweise von einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder von einem durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Zweimassenschwungrad über das Kupplungsgehäuse und sowohl die Gegendruckplatte 3 als auch die Anpressplatte 2 reibschlüssig auf die Kupplungsscheibe 4 übertragen. Von der Kupplungsscheibe 4, die reibschlüssig zwischen der Gegendruckplatte 3 und der Anpressplatte 2 geklemmt ist, wird das Drehmoment zur Ausgangsseite der Kupplungsvorrichtung 1 übertragen, beispielsweise zu einer Eingangsseite eines Getriebes.
Da aufgrund des Reibschlusses insbesondere die Reibbeläge der Kupplungsscheibe 4, aber auch in einem geringeren Maße die Reibflächen der Gegendruckplatte 3 und der Anpressplatte 2 einem Verschleiß unterworfen sind, muss über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung 1 die Anpressplatte 2 immer näher an die Gegendruckplatte 3 heranbewegt werden, um die Abnahme der Dicke der Reibbeläge und der Stärke der Reibfläche in axialer Richtung A zu kompensieren und den Reibschluss herstellen bzw. die Kupplungsvorrichtung 1 durch Zuziehen der Flaschenzugeinrichtung 5 einrücken zu können. Hierzu ist kupplungsseitig, das heißt auf Seiten der im Wesentlichen aus Anpressplatte 2, Gegendruckplatte 3 und Kupplungsscheibe 4 bestehenden Drehmomentübertragungseinrichtung, die bereits zuvor erwähnte Verschleißnachstelleinrichtung 11 vorgesehen. Die Verschleißnachstelleinrichtung 11 ist ausgebildet, die freie Länge des Zugmittels 6 kupplungsseitig zu verkürzen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verschleißnachstelleinrichtung 11 wegsensierend ausgebildet. Die Verschleißnachstelleinrichtung 11 ist zumindest teilweise zusammen mit der Anpressplatte 2 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 verlagerbar. Hierzu sind einzelne Teile der Verschleißnachstelleinrichtung 11 mittelbar oder unmittelbar an der Anpressplatte 2 befestigt. Insbesondere weist die Verschleißnachstelleinrichtung 11 einen oder mehrere Halter 13 auf, die mittelbar oder unmittelbar an der Anpressplatte 2 befestigt sind, und durch die eine Einzugseinheit 12 drehbar gelagert ist. Beispielsweise ist der Halter 13 bzw. sind die Halter 13 mit der Anpressplatte 2 vernietet oder verschraubt. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann der Halter 13 bzw. können die Halter 13 auch einteilig mit der Anpressplatte 2 ausgebildet sein.
Mittels einer Achse 20 ist die Einzugseinheit 12 drehbar in den Haltern 13 gelagert. Die Einzugseinheit 12 weist ein Antriebsritzel 14 auf, dessen Mantelfläche mit einer Zahnstruktur versehen ist. Die Zahnstruktur weist eine Teilung auf, wobei einzelne Zähne der Zahnstruktur als geneigte Zähne ausgebildet sind, das heißt in Umfangsrichtung des Antriebsritzels betrachtet, jeweils eine kürzere und eine längere Zahnflanke aufweisen.
Eine Antriebsklinke 21 ist ausgebildet und angeordnet, um beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 eine Verschleißsensierung zu erlauben und beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1, das heißt bei der Entspannung des Zugmittels 6, sensierten Verschleiß durch Vordrehen des Antriebsritzels 14 nachstellen zu können. Hierzu kann die Antriebsklinke 21 im Wesentlichen formschlüssig in die Zahnstruktur des Antriebsritzels 14 eingreifen. Die Antriebsklinke 21 ist mittelbar oder unmittelbar am Gehäusedeckel 22 der Kupplungsvorrichtung 1 befestigt. Ebenso ist es auch möglich, dass die Antriebsklinke 21 einteilig mit dem Gehäusedeckel 22 ausgebildet ist.
Die Antriebsklinke 21 ist, vorzugsweise federnd, um eine Beschädigung der Verschleißnachstelleinrichtung 11 bei Blockade zu vermeiden, am Gehäusedeckel 22 gelagert und mit diesem verbunden. Insbesondere ist die Antriebsklinke 21 auf einer Außenseite des Gehäusedeckels 22 gelagert und erstreckt sich durch eine Deckelöffnung in Richtung des Antriebsritzels 14. Die Antriebsklinke 21 ist in axialer Richtung A gegen den Gehäusedeckel 22 bzw. in Richtung des Antriebsritzels 14 vorgespannt. Alternativ oder zusätzlich ist die Antriebsklinke 21 in radialer Richtung R gegen das Antriebsritzel 14 vorgespannt.
Die Antriebsklinke 21 weist zumindest eine Klinkenzunge auf, die mit der Zahnstruktur des Antriebsritzels 14 in formschlüssigen Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise weist die Antriebsklinke 21 mehrere Klinkenzungen auf, wobei ein Längenunterschied der Klinkenzungen kleiner als die Teilung der Zahnstruktur des Antriebsritzels 14 ist, um die Verschleißsensierung zu verfeinern.
Eine Sperrklinke 25 ist angeordnet, um ein Zurückdrehen des Antriebsritzels 14 entgegen der Verschleißnachstellung zu verhindern. Die Sperrklinke 25 kann ein- oder mehrzungig ausgebildet sein, wobei ein Längenunterschied der Sperrklinkenzungen kleiner als die Teilung der Zahnstruktur des Antriebsritzels 14 ist, um den möglichen Rückdrehwinkel des Antriebsritzels 14 zu minimieren bzw. um bei einer entsprechenden Anzahl von Sperrklinkenzungen zu erreichen, dass sich nahezu immer eine Sperrklinkenzunge in formschlüssigem Eingriff mit der Zahnstruktur des Antriebsritzels 14 befindet. Die Sperrklinke 25 kann einteilig mit dem Halter 13 bzw. den Haltern 13 ausgebildet sein, kann jedoch auch als separates Bauteil ausgebildet sein und mit der Anpressplatte 2 verbunden sein.
Die Einzugseinheit 12 weist eine Spule 15 auf, durch die ein freies Ende 23 des Zugmittels 6 bei Drehung der Einzugseinheit 12 zur Verschleißnachstellung aufwickelbar ist. Das Antriebsritzel 14 und die Spule 15 sind drehfest miteinander verbunden. Das freie Ende 23 des Zugmittels 6 ist an der Spule 15 befestigt, um beim Vordrehen der Spule 15 auf die Spule 15 aufgewickelt werden zu können, so dass sich die freie Länge des Zugmittels 6 verkürzt. Vorzugsweise weist die Spule 15 eine Profilierung 16 in ihrer Mantelfläche auf. Die Profilierung 16 ist beispielsweise schraubenartig ausgebildet, um ein gleichmäßiges Aufwickeln des Zugmittels 6 zu begünstigen. Durch das Durchmesserverhältnis des Antriebsritzels 14 zur Spule 15 ist die Verschleißnachstellung pro Zahn des Antriebsritzels 14 einstellbar.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist ein weiteres freies Ende 24 des Zugmittels 6 in einem Befestigungspunkt 17 an der Anpressplatte 2 befestigt. Ebenso ist es jedoch auch möglich, dass das weitere freie Ende 24 des Zugmittels 6 an der Gegendruckplatte 3 oder an einem anderen gehäusefesten Bauteil, beispielsweise im Gehäusedeckel 22 befestigt ist. Weiterhin kann das weitere freie Ende 24 durch die Aktoreinrichtung eingezogen werden, wenn keine Zugrollen 9 vorgesehen sind.
Nachfolgend wird die Funktion der Verschleißnachstelleinrichtung 11 im Betrieb der Kupplungsvorrichtung 1 erläutert. Im ausgerückten Zustand der Kupplungsvorrichtung 1 liegt die Klinkenzunge der Antriebsklinke 21 formschlüssig in einem Zahngrund der Zahnstruktur des Antriebsritzels 14 an.
Liegt kein ausreichender Kupplungsverschleiß vor, gleitet beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 die Klinkenzunge der Antriebsklinke 21 an der Zahnflanke des jeweiligen Zahns der Zahnstruktur des Antriebsritzels 14 entlang, überspringt die folgende Zahnspitze aber nicht. Die Sperrklinke 25 verhindert das Zurückdrehen des Antriebsritzels 14. Beim nachfolgenden Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 gleitet die Klinkenzunge der Antriebsklinke 21 an der Zahnflanke in den vorgenannten Zahngrund zurück.
Liegt ein ausreichender Kupplungsverschleiß vor, gleitet beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 die Klinkenzunge der Antriebsklinke 21 an der Zahnflanke des jeweiligen Zahns der Zahnstruktur des Antriebsritzels 14 entlang und überspringt die folgende Zahnspitze, wodurch der Kupplungsverschleiß sensiert wird. Die Sperrklinke 25 verhindert das Zurückdrehen des Antriebsritzels 14. Beim nachfolgenden Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 rastet die Klinkenzunge der Antriebsklinke 21 im nachfolgenden Zahngrund ein. Die ausrückende Blattfederkraft bewirkt ein Vordrehen des Antriebsritzels 14 durch die eingerastete Antriebsklinke 21, wodurch sich auch die drehfest mit dem Antriebsritzel 14 verbundene Spule 15 vordreht. Durch die Vordrehung der Spule 15 wird die freie Länge des Zugmittels 6 verkürzt und der Kupplungsverschleiß somit nachgestellt.
Um Wiederholungen zu vermeiden, wird bei der Beschreibung des folgenden Ausführungsbeispiels der Kupplungsvorrichtung 1, das in 4 schematisch dargestellt ist, nur auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung 1 eingegangen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen gleichen Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
Das in 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung 1 weist eine Einzugseinheit 12 auf, die zusätzlich zur Spule 15 eine weitere Spule 18 aufweist. Das Antriebsritzel 14 ist mit der Spule 15 und der weiteren Spule 18 drehfest verbunden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das weitere freie Ende 24 des Zugmittels 6 nicht durch den Befestigungspunkt 17 an der Anpressplatte 2 befestigt, sondern an der weiteren Spule 18 befestigt. Somit sind beide Enden 23, 24 des offenen Zugmittels 6 durch die Einzugseinheit 12 aufwickelbar, wodurch bei gleicher Nachstellleistung der Durchmesser der Einzugseinheit 12 verringert werden kann. Außerdem kann einem Schiefabhub der Anpressplatte 2 während und unmittelbar nach erfolgter Verschleißnachstellung vorgebeugt werden.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, dass im Falle von mehreren Zugmitteln bzw. im Falle von mehreren Flaschenzugeinrichtungen ein freies Ende eines weiteren Zugmittels auf die weitere Spule 18 der Einzugseinheit 12 aufwickelbar ist.
Das Antriebsritzel 14 ist in Umfangsrichtung U oder in Tangentialrichtung der Kupplungsvorrichtung 1 zwischen der Spule 15 und der weiteren Spule 18 angeordnet, um einen möglichst kompakten Aufbau der Einzugseinheit 12 zu ermöglichen. Die weitere Spule 18 weist vorzugsweise eine weitere Profilierung 19 zur Aufwicklung des Zugmittels 6 bzw. des weiteren Zugmittels auf. Die weitere Profilierung 19 der weiteren Spule 18 ist vorzugsweise spiegelbildlich zur Profilierung 16 der Spule 15 ausgebildet.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere eine Reibungskupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Gegendruckplatte 3 und einer durch zumindest eine Flaschenzugeinrichtung 5 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 begrenzt verlagerbaren Anpressplatte 2 zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe 4 zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte 3, wobei die Flaschenzugeinrichtung 5 zumindest ein Zugmittel 6 aufweist, das über zumindest eine anpressplattenseitige Umlenkrolle 7 und zumindest eine gegendruckplattenseitige Umlenkrolle 8 geführt ist, und wobei zumindest eine Verschleißnachstelleinrichtung 11 zur Verkürzung der freien Länge des Zugmittels 6 kupplungsseitig vorgesehen ist.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsvorrichtung
2: Anpressplatte
3: Gegendruckplatte
4: Kupplungsscheibe
5: Flaschenzugeinrichtung
6: Zugmittel
7: anpressplattenseitige Umlenkrolle
8: gegendruckplattenseitige Umlenkrolle
9: Zugrolle
10: weitere Umlenkrolle
11: Verschleißnachstelleinrichtung
12: Einzugseinheit
13: Halter
14: Antriebsritzel
15: Spule
16: Profilierung
17: Befestigungspunkt
18: weitere Spule
19: weitere Profilierung
20: Achse
21: Antriebsklinke
22: Gehäusedeckel
23: freies Ende
24: weiteres freies Ende
25: Sperrklinke
A: axiale Richtung
R: radiale Richtung
U: Umfangsrichtung
Z: Zugrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010025416 [0002]
DE 102011101564 [0020]

Claims

Kupplungsvorrichtung (1), insbesondere Reibungskupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Gegendruckplatte (3) und einer durch zumindest eine Flaschenzugeinrichtung (5) in axialer Richtung (A) der Kupplungsvorrichtung (1) begrenzt verlagerbaren Anpressplatte (2) zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe (4) zwischen der Anpressplatte (2) und der Gegendruckplatte (3), wobei die Flaschenzugeinrichtung (5) zumindest ein Zugmittel (6) aufweist, das über zumindest eine anpressplattenseitige Umlenkrolle (7) und zumindest eine gegendruckplattenseitige Umlenkrolle (8) geführt ist, und wobei zumindest eine Verschleißnachstelleinrichtung (11) zur Verkürzung der freien Länge des Zugmittels (6) kupplungsseitig vorgesehen ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Verschleißnachstelleinrichtung (11) wegsensierend ausgebildet ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verschleißnachstelleinrichtung (11) zumindest teilweise zusammen mit der Anpressplatte (2) in axialer Richtung (A) verlagerbar ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verschleißnachstelleinrichtung (11) zumindest eine Einzugseinheit (12) aufweist, die vorzugsweise durch zumindest einen mittelbar oder unmittelbar an der Anpressplatte (2) befestigten oder ausgebildeten Halter (13) drehbar gelagert ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Einzugseinheit (12) zumindest ein Antriebsritzel (14) aufweist, das durch eine Antriebsklinke (21), die vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar an einem Gehäusedeckel (22) der Kupplungsvorrichtung (1) befestigt ist oder am Gehäusedeckel (22) ausgebildet ist, nach erfolgter Verschleißsensierung zur Verschleißnachstellung verdrehbar ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Einzugseinheit (12) zumindest eine Spule (15) aufweist, durch die ein freies Ende (23) des Zugmittels (6) bei Drehung der Einzugseinheit (12) aufwickelbar ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Einzugseinheit (12) eine weitere Spule (18) aufweist, durch die ein weiteres freies Ende (24) des Zugmittels (6) oder ein freies Ende eines weiteren Zugmittels bei Drehung der Einzugseinheit (12) aufwickelbar ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach den Ansprüchen 5 bis 7, wobei das Antriebsritzel (14) in Umfangsrichtung (U) oder in Tangentialrichtung der Kupplungsvorrichtung (1) zwischen der Spule (15) und der weiteren Spule (18) angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Spule (15) und/oder die weitere Spule (18) eine Profilierung (16) und/oder eine weitere Profilierung (19) zur Aufwicklung des Zugmittels (6) und/oder des weiteren Zugmittels aufweist.
Kupplungsvorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Antriebsritzel (14) und die Spule (15) und/oder die weitere Spule (18) drehfest miteinander verbunden sind.