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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit Verschleißausgleich, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Eine Kupplungsvorrichtung umfasst herkömmlicherweise eine Reaktionsplatte, eine axial bewegliche Druckplatte und eine Reibscheibe, die zwischen den Reaktions- und Druckplatten montiert ist. Die Bewegung der Druckplatte wird durch eine Membranfeder gesteuert, die selbst von einem Kupplungsausrücklager gesteuert wird.
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Das Kupplungsausrücklager wird beispielsweise von einem Betätigungselement gesteuert, das von einem elektronischen Rechner gesteuert wird, um eine vorbestimmte Kraft auf die Membranfeder auszuüben und sie über eine gegebene Distanz zu bewegen.
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Die Druckplatte ist somit zwischen einer vollständig eingerückten Position, in der die Reibscheibe zwischen den Druck- und Reaktionsplatten eingespannt ist, und einer vollständig ausgerückten Position, in der die Reibscheibe freigegeben ist, beweglich.
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Die Verwendung der Kupplungsvorrichtung führt zu einem Verschleiß der Beläge der Reibscheibe sowie der Gegenmaterialien der zugehörigen Druck- und Reaktionsplatten. Dies überträgt sich in eine Veränderung der Position der Druckplatte relativ zur zugehörigen Membranfeder und/oder relativ zur Reaktionsplatte, was zu einer Veränderung der Kraft zum Einspannen der Reibscheibe und zu einer Änderung des Schleifpunktes und des Hubs des Ausrücklagers führt. Es ist zu erwähnen, dass der Schleifpunkt die Position ist, von der aus ein Moment durch die Kupplungsvorrichtung übertragen werden kann.
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Das Dokument
FR 2 847 626 im Namen der Anmelderin schlägt eine Kupplungsvorrichtung vor, die mit Mitteln zum Verschleißausgleich versehen ist, die zwischen einer Druckplatte und einer Membranfeder, die auf einem an einer Reaktionsplatte befestigten Deckel montiert ist, angeordnet sind. Diese Verschleißausgleichsmittel umfassen einen Ring mit Umfangsrampen, die mit komplementären Gegenrampen der Druckplatte zusammenwirken. Der Ring mit Rampen dient auch zur Abstützung der Membranfeder, so dass die Drehung des Ringes in Bezug zur Druckplatte zur Verschiebung der Rampen in Bezug zu den Gegenrampen und somit zur Axialverschiebung der Druckplatte in Bezug zur Membranfeder, zum Deckel und zur Reaktionsplatte führt. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen der Druckplatte und der zugehörigen Reaktionsplatte auf eine Art und Weise variiert, die den Verschleiß ausgleicht.
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Ein gezahntes Element ist ferner auf dem mit Rampen versehenen Ring befestigt und greift in eine Schnecke ein, die in einer am Deckel befestigten Kassette montiert ist, wobei das Zahnelement im rechten Winkel zur Schnecke angeordnet ist.
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Die Schnecke ist drehfest mit einem Klinkenrad gekoppelt, das mit einer am Deckel befestigten Rastklinke zusammenwirkt. Die Schnecke und/oder das Klinkenrad werden durch ein elastisches Element gegen einen Flügel der Kassette gedrückt.
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Eine Rastklinke ist in Form einer elastischen Lamelle vorhanden, umfassend einen Teil zur Befestigung am Deckel, einen Steuerteil, der sich global senkrecht auf den Befestigungsteil erstreckt, und zwei seitliche Arme, die den Befestigungsteil und den Steuerteil verbinden. Der Steuerteil umfasst eine Steuerlasche, die mit den Zähnen des Klinkenrades zusammenwirkt, um im Falle von Verschleiß die Drehung des Klinkenrades in eine Drehrichtung zu gestatten und die Drehung des Klinkenrades in die entgegen gesetzte Drehrichtung zu verhindern. Da die Verbindung zwischen den Armen und dem Steuerteil elastisch ist, wird die Steuerlasche konstant auf den Zähnen des Klinkenrades aufliegend gehalten.
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Die Rastklinke umfasst ferner eine elastische Rückstelllasche, die an einem Ende mit dem Befestigungsteil verbunden ist und sich zwischen den vorgenannten Seitenarmen erstreckt. Die Membranfeder gelangt an dem zweiten Ende (d. h. dem freien Ende) der elastischen Rückstelllasche der Rastklinke zur Anlage, um die Steuerlasche bei ihrer Betätigung zu verschieben.
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Der Steuerteil umfasst ferner zwei seitliche Anschläge, entgegengesetzt zu der Steuerlasche liegend, die dazu bestimmt sind, am Deckel zur Anlage zu gelangen, wenn sich die Membranfeder in der vollständig ausgerückten Position befindet. Der Kontakt zwischen dem Anschlag der Rastklinke und dem Deckel in der vollständig ausgerückten Position ermöglicht es sicherzustellen, dass im Falle von Verschleiß die Steuerlasche der Rastklinke richtig den entsprechenden Zahn des Klinkenrades überspringt, um das Klinkenrad in der folgenden Kupplungsphase betätigen zu können.
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Die Rastklinke ist dazu bestimmt, eine elastische Rückstellkraft A auf die Membranfeder im Bereich der elastischen Rückstelllasche, die auf der Membranfeder aufliegt (insbesondere in der vollständig ausgerückten Position), und eine elastische Rückstellkraft R auf die entsprechenden Zähne des Klinkenrades im Bereich der Steuerlasche auszuüben.
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Es ist anzumerken, dass die Kräfte A und R insbesondere von den Steifigkeitskonstanten der betreffenden Teile der Rastklinke abhängen, nämlich von der Steifigkeitskonstante der elastischen Rückstelllasche und von der Steifigkeitskonstante der Verbindung zwischen dem Steuerteil und den Armen der Rastklinke.
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Auf diese Weise bewirkt im Falle von Verschleiß und bei aufeinanderfolgenden Betätigungen der Membranfeder die Rastklinke die Drehung des Klinkenrads und der Schnecke, wobei diese letztgenannte unter Vermittlung des Zahnelements die Drehung des die Rampen tragenden Ringes bewirkt. Auf diese Weise wird nach und nach der Abstand zwischen der Druckplatte und dem Deckel vergrößert und nach und nach der Abstand zwischen der Druckplatte und der zugehörigen Reaktionsplatte verringert, um den Verschleiß auszugleichen.
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Die Patentanmeldung
FR 12/58929 im Namen der Anmelderin und noch nicht veröffentlicht, beschreibt die Verwendung von ähnlichen Verschleißausgleichsmitteln, bei denen die Rastklinke keine elastische Rückstelllasche besitzt, die auf der Membranfeder aufliegt. Um zu gewährleisten, dass die Anschläge der Rastklinke richtig auf dem Deckel in der vollständig ausgerückten Position aufliegen, sind der Befestigungsteil und die Arme elastisch verformbar und üben eine elastische Rückstellkraft aus, die zum Deckel gerichtet ist.
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Die Patentanmeldung
FR 2 860 845 beschreibt die Verwendung solcher Verschleißausgleichsmittel in einer Doppelkupplung. Erste und zweite Verschleißausgleichsmittel sind einem ersten und einem zweiten Kupplungsmechanismus zugeordnet. Die Verschleißausgleichsmittel sind jedes Mal in der Nähe der zugehörigen Druckplatte angeordnet.
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Es ist zu erwähnen, dass es eine Doppelkupplung ermöglicht, die Welle des Motors des Fahrzeugs alternativ mit zwei koaxialen Eingangswellen eines Getriebes, das voll automatisierten Typs sein kann, zu koppeln.
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So ermöglicht es eine Doppelkupplung, unter Beibehaltung der Übertragung eines Antriebsmoments auf die Räder des Fahrzeugs, den Gang zu wechseln. Die beiden Kupplungen sind nämlich jeweils geraden bzw. ungeraden Gängen zugeordnet. Bei einem Gangwechsel wird eine erste Kupplung ausgerückt, während die zweite Kupplung eingerückt wird, so dass das Antriebsmoment nach und nach von der ersten auf die zweite Kupplung übertragen wird.
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Jede Kupplung umfasst einen Mechanismus, umfassend eine Membranfeder, die dazu bestimmt ist, mit einer Druckplatte zusammenzuwirken, die drehfest mit dem Deckel und der Welle des Motors verbunden ist. Jede Membranfeder ist mit Hilfe eines entsprechenden Ausrücklagers zwischen einer Ruhestellung und einer aktiven Stellung verschiebbar. Je nach Kupplungstyp entspricht die aktive Stellung der Membranfeder einer Kopplung oder einer Entkopplung der Wellen des Motors und des Getriebes, und die Ruhestellung der Membranfeder entspricht einer Entkopplung oder einer Kopplung dieser Wellen. Es ist dabei von einer normalerweise offenen Kupplung und einer normalerweise geschlossenen Kupplung die Rede.
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Das Ausrücklager wird durch ein Betätigungselement gesteuert, das von einem elektronischen Rechner gesteuert wird, um eine vorbestimmte Kraft auf die Membranfeder auszuüben und sie über eine gegebene Distanz zu verschieben.
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Die Druckplatte jeder Kupplung, die von der entsprechenden Membranfeder belastet wird, ist dazu bestimmt, eine Reibscheibe auf eine entsprechende Reaktionsplatte zu drücken. Für jede Kupplung kann eine Reaktionsplatte vorgesehen sein. Als Variante wird nur eine gemeinsame Reaktionsplatte für beide Kupplungen verwendet, die zwischen den beiden Reibscheiben angeordnet ist.
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Jede Reibscheibe ist rotatorisch mit einer Eingangswelle des Getriebes verbunden, und jede Reaktionsplatte ist rotatorisch mit einem mit der Antriebswelle verbundenen Schwungrad verbunden. So ermöglicht das Einspannen der Reibscheibe zwischen den entsprechenden Druck- und Reaktionsplatten die Übertragung eines Moments zwischen der Antriebswelle und der Welle des jeweils zugeordneten Getriebes.
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Im Falle einer Doppelkupplung führt die Verwendung der Kupplungen, wie im Falle einer Einfachkupplung, zu einem Verschleiß der Reibbeläge der Reibscheiben sowie der Gegenmaterialien der zugehörigen Druck- und Reaktionsplatten. Dies zeigt sich in einer Änderung der Position jeder Druckplatte in Bezug zu der zugehörigen Membranfeder und/oder Reaktionsplatte, die zu einer Änderung der Kraft zum Einspannen der Reibscheibe und einer Änderung des Schleifpunktes und des Hubs des Ausrücklagers führt.
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Bei allen oben beschriebenen Vorrichtungen wurde festgestellt, dass es in der Praxis auf Grund der Herstellungstoleranzen der verschiedenen Teile der Kupplungsvorrichtung Fälle gibt, in denen die Steuerlasche der Rastklinke im Boden eines Zahns des Klinkenrades gefangen sein kann. Da die Rastklinke dann festgestellt ist, werden die Verschleißausgleichsmittel unwirksam gemacht.
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Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, eine einfache, wirksame und wirtschaftliche Lösung für dieses Problem zu bieten.
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Zu diesem Zweck schlägt sie eine Kupplungsvorrichtung mit Verschleißausgleich vor, umfassend eine Reaktionsplatte, die dazu bestimmt ist, in Drehung mit einer Antriebswelle gekoppelt zu werden, eine Reibscheibe, die Reibbeläge trägt, die dazu bestimmt ist, mit einer Abtriebswelle gekoppelt zu werden, eine Druckplatte, die von einer Membranfeder betätigt wird, die zwischen einer vollständig eingerückten Position, in der die Druckplatte die Reibscheibe gegen die Reaktionsplatte drückt, und einer vollständig ausgerückten Position, in der die Druckplatte freigegeben ist, beweglich ist, Mittel zum Ausgleich des Verschleißes der Reibescheibe, der Druckplatte und/oder der zugehörigen Reaktionsplatte, umfassend Mittel mit Rampen, die auf der Seite der Membranfeder angeordnet sind und mit Mitteln mit Gegenrampen zusammenwirken, die auf der Seite der Druckplatte angeordnet sind, damit die Drehung der Mittel mit Rampen in Bezug zu den Mitteln mit Gegenrampen den Abstand zwischen der Membranfeder und der Druckplatte ändert, wobei die Verschleißausgleichsmittel ferner Mittel zum Drehantrieb der Mittel mit Rampen umfassen, die geeignet sind, durch den Verschleiß operativ gesetzt zu werden, wenn die Membranfeder betätigt wird, wobei die Drehantriebsmittel ein Klinkenrad umfassen, das mit einer elastischen Rastklinke zusammenwirkt, die geeignet ist, bei der Betätigung der Membranfeder verschoben zu werden, wobei die Klinke einen Teil zum Steuern des Klinkenrades umfasst, der geeignet ist auf den Zähnen des Klinkenrades zur Anlage zu gelangen und die Zähne im Falle von Verschleiß zu überspringen, wobei die Rastklinke ferner einen Anschlag umfasst, der geeignet ist, am Deckel zur Anlage zu gelangen, wenn sich die Membranfeder in der vollständig ausgerückten Position befindet, wobei die Rastklinke dazu bestimmt ist, eine elastische Rückstellkraft A auf die Membranfeder und eine elastische Rückstellkraft R auf die entsprechenden Zähne des Klinkenrades auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastklinke derart ausgeführt ist, dass das Verhältnis der Kraft A zur Kraft R größer als 1 ist, wenn sich die Membranfeder in der vollständig eingerückten Position befindet, und dadurch, dass die Rastklinke mindestens eine Versteifung umfasst, die dazu neigt, die elastische Rückstellkraft A zu vergrößern.
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Eines der technischen Probleme, das mit der Änderung des Verhältnisses A/R größer als 1 verbunden ist, besteht darin, das allgemeine mechanische Spannungsniveau der Rastklinke nicht zu erhöhen. Deshalb strebt die Erfindung an, die Kraft A bei Verringerung der Kraft R zu erhöhen, oder die Kraft R in einem geringeren Verhältnis zur Erhöhung der Kraft A zu erhöhen, um die Verformungen des Steuerteils und/oder das mechanische Spannungsniveau in gewissen Zonen der Rastklinke zu verringern.
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Überdies ermöglicht es die Einhaltung eines Verhältnisses A/R größer als 1 zu vermeiden, dass der Steuerteil der Rastklinke im Boden der Zähne des Klinkenrades über alle Funktionsphasen der Kupplung blockiert bleibt, insbesondere wenn zusätzliche Reibungskräfte, die durch die Anhäufung von Belagsstaub, die Entwicklung der Reibbeiwerte der Materialien und die Fliehkräfte erzeugt werden, auf die Rastklinke einwirken.
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Das Vorhandensein einer Versteifung ermöglicht es, die Steifigkeitskonstante des Teils der Rastklinke am Ausgangspunkt der Kraft A und somit auch die Kraft A zu erhöhen, wenn sich die Membranfeder in der vollständig ausgerückten Position befindet. Es ist zu erwähnen, dass eine von einem elastischen Element erzeugte Kraft zu seiner Steifigkeitskonstante, im Allgemeinen mit K bezeichnet, proportional ist.
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Ferner ermöglicht es das Vorhandensein einer Versteifung, das mechanische Spannungsniveau zu verringern und/oder eine mechanische Spannungszone zu einer günstigeren Zone der Rastklinke zu verschieben, um den Ermüdungswiderstand der Rastklinke zu verbessern und einen höheren Ermüdungswiderstand als die Lebensdauer der Kupplung am Fahrzeug zu gewährleisten.
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Vorzugsweise ist das Verhältnis A/R größer oder gleich 1,2, wenn sich die Membranfeder in der vollständig eingerückten Position befindet.
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Es wurde festgestellt, dass es die Einhaltung eines solchen Verhältnisses zwischen den Kräften A und R ermöglicht zu vermeiden, dass der Steuerteil der Rastklinke im Boden der Zähne des Klinkenrades blockiert bleibt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich die Rastklinke während des Betriebs frei bewegen kann, so dass ihre Anschläge in der vollständig ausgerückten Position der Membranfeder am Deckel zur Anlage gelangen. Dies ermöglicht es dem Steuerteil, den entsprechenden Zahn des Klinkenrades zu überspringen, falls dies notwendig ist. Die ordnungsgemäße Funktion der Mittel zum Verschleißausgleich ist somit sichergestellt.
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Vorzugsweise ist die Rastklinke derart ausgeführt, dass das Verhältnis der Kraft A zur Kraft R größer oder gleich 2 ist, wenn sich die Membranfeder in der vollständig eingerückten Position befindet.
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Dies ermöglicht es, die Zuverlässigkeit der Verschleißausgleichsmittel weiter zu erhöhen.
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Nach einer Ausführungsart der Erfindung umfasst die Rastklinke einen Befestigungsteil, der an einem Teil der Kupplungsvorrichtung befestigt ist, der in Bezug zur Reaktionsplatte fest ist, wobei der Steuerteil mit dem Befestigungsteil durch mindestens einen Arm verbunden ist, wobei der Befestigungsteil und/oder der Arm elastisch sind, um die Rückstellkraft A auf die Membranfeder auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifung auf dem Befestigungsteil und/oder auf dem Arm ausgebildet ist.
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In diesem Fall kann die Rastklinke eine Struktur aufweisen, die global jener der Rastklinke, die in der Patentanmeldung
FR 12/58929 beschrieben ist, ähnlich ist, wobei sie eine Versteifung aufweist, um die Steifigkeitskonstante des Teils am Ausgangspunkt der Kraft A zu erhöhen. Folglich wird die Kraft A, die angelegt wird, wenn sich die Membranfeder in der vollständig ausgerückten Position befindet, erhöht, ebenso wie das Verhältnis der Kraft A zu der Kraft R.
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Ein Teil der Membranfeder kann nun im Bereich eines Randes des Steuerteils der Rastklinke zur Anlage gelangen, wobei der besagte Teil Mittel zur Verstärkung des besagten Randes umfasst, wie beispielsweise eine durch Ziehen hergestellte lokale Verformung des besagten Randes.
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Da die Kraft A dank der Erfindung erhöht wird, werden die Spannungen, die im Bereich und/oder in der Nähe der Kontaktzone zwischen der Membranfeder und der Rastklinke erzeugt werden, ebenfalls erhöht. Die vorgenannten Verstärkungsmittel ermöglichen es, eine Verformung oder eine Beeinträchtigung der Rastklinke in diesen starken Spannungszonen zu vermeiden.
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Nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung umfasst die Rastklinke einen Befestigungsteil, der an einem Teil der Kupplungsvorrichtung befestigt ist, der in Bezug zur Reaktionsplatte fest ist, wobei der Steuerteil mit dem Befestigungsteil durch mindestens einen Arm verbunden ist, wobei die Rastklinke ferner mindestens eine elastische Zunge umfasst, die geeignet ist, auf der Membranfeder zur Anlage zu gelangen, um die Rückstellkraft A auf die Membranfeder auszuüben, wobei die Versteifung zumindest teilweise auf der elastischen Zunge ausgebildet ist.
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In diesem Fall kann die Rastklinke eine Struktur aufweisen, die global jener der Rastklinke, die in dem Dokument
FR 2 847 626 beschrieben ist, ähnlich ist, wobei sie eine Versteifung aufweist, um die Steifigkeitskonstante des Teils am Ausgangspunkt der Kraft A, nämlich der Rückstellzunge, zu erhöhen. Folglich wird die Kraft A, die angelegt wird, wenn sich die Membranfeder in der vollständig ausgerückten Position befindet, erhöht, ebenso wie das Verhältnis der Kraft A zur Kraft R.
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Nach einem Merkmal der Erfindung ist die Versteifung durch einen Buckel gebildet, der beispielsweise durch Ziehen hergestellt ist.
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Die Versteifung kann auch von einer Kante gebildet sein, die beispielsweise durch Falzen gebildet und auf mindestens einem der entsprechenden Ränder der Rastklinke vorgesehen ist.
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Ferner kann der Steuerteil mindestens eine Versteifung, wie beispielsweise einen Buckel, umfassen, um zu vermeiden, dass er sich unter der durch eine große Kraft A erzeugten Spannung verformt.
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Die Erfindung betrifft auch eine Doppelkupplung, umfassend mindesten eine Kupplungsvorrichtung des vorgenannten Typs.
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Natürlich ist die Erfindung auch für den Bereich der Einfachkupplungen anwendbar. Die Erfindung ist ferner für normalerweise offene oder normalerweise geschlossene Kupplungen anwendbar.
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Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Details, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus dem Studium der nachfolgenden Beschreibung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen angeführt ist, wobei:
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1 eine Axialschnitt-Teilansicht einer Kupplungsvorrichtung mit Verschleißausgleich gemäß einer ersten Ausführungsart der Erfindung ist,
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2 eine teilweise ausgerissene Ansicht der Kupplungsvorrichtung entlang des Pfeils II aus 1 ist,
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3 eine perspektivische Ansicht der Verschleißausgleichsmittel ist,
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4 eine perspektivische Ansicht der Rastklinke und der Membranfeder ist,
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5 eine perspektivische Ansicht der Rastklinke gemäß der ersten Ausführungsart der Erfindung ist,
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6 eine Schnittansicht der Rastklinke aus 5 ist,
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die 7 bis 12 perspektivische Ansichten der Rastklinke gemäß sechs weiteren Ausführungsarten der Erfindung sind.
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Die 1 bis 6 stellen eine Kupplungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung dar.
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1 stellt eine Kupplungsvorrichtung für eine Drehmomentübertragung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dar, umfassend eine Reaktionsplatte (nicht dargestellt), die dazu bestimmt ist, mit einer Antriebswelle, wie einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, gekoppelt zu werden, und eine Druckplatte 1, die geeignet ist, eine Reibscheibe 2 gegen die Reaktionsplatte zu drücken. Die Reibscheibe 2 besteht aus einer Scheibe 3, die an ihrer äußeren Peripherie Reibbeläge 4 trägt, die beiderseits der Scheibe 3 befestigt sind. Diese Reibscheibe 2 ist dazu bestimmt, mittels einer Nabe, die mit der Scheibe an ihrer inneren Peripherie verbunden ist, mit einer Abtriebswelle, wie der Eingangswelle eines Getriebes gekoppelt zu werden.
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Die Druckplatte 1 ist drehfest mit einem Deckel 5 von hohler Form und aus tiefgezogenem Blech mit Hilfe von nicht dargestellten tangentialen Zungen verbunden, die axial elastisch sind und gleichzeitig Mittel zur Rückstellung der Druckplatte 1 zum Deckel 5 darstellen.
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Die Druckplatte 1 ist, während sie drehfest mit dem Deckel 5 verbunden ist, axial in Bezug zum Deckel 5 durch die Wirkung einer ringförmigen Membranfeder 6, die schwenkbar auf dem Deckel 5 montiert ist, verschiebbar, wie dies an sich bekannt ist. Die Membranfeder 6 wird durch ein Kupplungslager gesteuert, das auf den Fingern 7 aufliegt, die sich an der radial inneren Peripherie der Membranfeder 6 befinden.
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Die Druckplatte 1 ist somit zwischen einer vollständig eingerückten Position, in der die Reibscheibe 2 zwischen den Druck-1 und Reaktionsplatten eingespannt ist, und einer vollständig ausgerückten Position, in der die Reibscheibe 2 freigegeben ist, beweglich.
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Die Kupplung umfasst ferner automatische Mittel zum Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge 4, umfassend ringförmige Rampen 8, die auf der Druckplatte 1 ausgebildet sind und sich in Umfangsrichtung erstrecken, wobei sie mit ringförmigen Gegenrampen zusammenwirken, die von einem Ring 9 getragen werden, der an seiner äußeren Peripherie eine Zahnung 10 aufweist und zwischen die Druckplatte 1 und die Membranfeder 6 eingefügt ist.
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Die Ausgleichsmittel umfassen außerdem einen Mechanismus zum Drehen des Ringes, umfassend einen U-förmigen Träger 11 (siehe auch 2), der eine Achse 12 trägt, auf der ein Klinkenrad 13, eine Schnecke 14, die mit der Umfangszahnung 10 des Ringes 9 in Eingriff ist und drehfest mit dem Klinkenrad 13 gekoppelt (beispielsweise mit diesem verbunden) und zwischen diesem und einem Schenkel 15 des Trägers 11 montiert ist, sowie eine zwischen dem Klinkenrad 13 und einem weiteren Schenkel 17 des Trägers 11 montierte Rückstellfeder 16 montiert sind.
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Eine Reibscheibe 18, die aus einem Material auf Basis von Kupfer hergestellt ist, ist zwischen einem Ende der Schnecke 14 und dem entsprechenden Schenkel 15 des Trägers 11 angeordnet. Die Reibscheibe 18 ist beispielsweise durch Schweißen drehfest mit dem Schenkel 15 des Trägers 11 oder der Schnecke 14 verbunden. Sie ist vorzugsweise am Schenkel 15 des Trägers 11 befestigt.
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Ebenso ist eine weitere Scheibe 19 zwischen dem entsprechenden Ende der Rückstellfeder 16 und dem entsprechenden Schenkel 17 des U-förmigen Trägers 11 angeordnet.
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Diese Scheiben 18, 19 ermöglichen es, den Verschleiß des Trägers 11 zu vermeiden, damit das für den Antrieb der Schnecke 14 durch das Klinkenrad 13 notwendige Moment mit der Zeit im Wesentlichen konstant ist.
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Die Verschleißausgleichsmittel umfassen ferner eine elastische Rastklinke 20, die mit dem Klinkenrad 13 in Eingriff ist, um die Rotation der Schnecke 14 in eine Drehrichtung zu blockieren und diese Rotation in die andere Drehrichtung zu gestatten. Die Rastklinke 20 wird durch einen Lappen 21 oder Finger betätigt, der sich an der äußeren Peripherie der Membranfeder 6 befindet.
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Die Rastklinke 20 ist von einer elastischen Lamelle gebildet, die einen Teil 22 zur Befestigung am Deckel aufweist, umfassend ein Loch 23, das zur Montage eines Niets 24 dient, einen Steuerteil 25, der sich global senkrecht auf den Befestigungsteil 22 erstreckt, und zwei seitliche Arme 26, die die Befestigungs- und Steuerteile 22, 25 verbunden und zwischen sich eine Öffnung 27 begrenzen, die den Durchgang des Lappens 21 der Membranfeder 6 ermöglicht Der radial äußere Teil der Öffnung 27 umfasst einen geraden Rand 28, der sich im Bereich des Steuerteils 25 befindet, auf dem der Lappen 21 der Membranfeder 6 zur Anlage gelangen soll, um die Verschiebung der Rastklinke 20 zu bewirken. Dieser gerade Rand 28 befindet sich gegenüber einer Steuerzunge 29, dieser auf dem Steuerteil 25 gegenüberliegend.
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Die Steuerzunge 29 wirkt mit den Zähnen 30 des Klinkenrades 13 zusammen, um im Falle von Verschleiß die Drehung des Klinkenrades 13 in eine Drehrichtung zu gestatten, und die Drehung des Klinkenrades 13 in die entgegen gesetzte Drehrichtung zu verhindern. Da die Verbindung 31 zwischen den Armen 26 und dem Steuerteil 25 elastisch ist, wird die Steuerzunge 29 konstant auf den Zähnen 30 des Klinkenrades 13 aufliegend gehalten.
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Der Steuerteil 25 umfasst ferner zwei seitliche Anschläge 32, die zur Steuerzunge 29 gegenüberliegend angeordnet und dazu bestimmt sind, auf den Rändern 33 einer Öffnung 34 des Deckels 5 zur Anlage zu gelangen, wenn sich die Membranfeder 6 in der vollständig ausgerückten Position befindet. Diese Öffnung 34 ermöglicht es, jede andere Kollision zwischen der Rastklinke 20 und dem Boden des Deckels 5 als durch die vorgenannten Anschläge 32 zu vermeiden. Der Kontakt zwischen den Anschlägen 32 der Rastklinke 20 und dem Deckel 5 in der vollständig ausgerückten Position ermöglicht es sicherzustellen, dass im Falle von Verschleiß die Steuerzunge 29 der Rastklinke 20 den entsprechenden Zahn 30 des Klinkenrades 13 richtig überspringt, um das Klinkenrad 13 in der folgenden Kupplungsphase betätigen zu können.
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Um zu garantieren, dass die Anschläge 32 der Rastklinke 20 richtig auf dem Deckel 5 in der vollständig ausgerückten Position aufliegen, sind der Befestigungsteil 22 und die Arme 26 elastisch verformbar und üben eine elastische Rückstellkraft aus, die zum Deckel 5 gerichtet ist.
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Die Rastklinke 20 ist somit dazu bestimmt, eine elastische Rückstellkraft A auf die Membranfeder 6 (insbesondere in der vollständig ausgerückten Position) und eine elastische Rückstellkraft R auf die entsprechenden Zähne 30 des Klinkenrades 13 im Bereich der Steuerzunge 29 auszuüben, wie dies in 6 dargestellt ist.
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Es ist anzumerken, dass die Kräfte A und R insbesondere von den Steifigkeitskonstanten der betreffenden Teile der Rastklinke 20 abhängen, nämlich der Steifigkeitskonstante mit der Bezeichnung Ka des Befestigungsteils 22 und/oder der Arme 26 und der Steifigkeitskonstante mit der Bezeichnung Kr der Verbindung 31, die durch die gebogene Zone zwischen dem Steuerteil 25 und den Armen 26 der Rastklinke 20 hergestellt ist.
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Die Funktion dieser Kupplungsvorrichtung und dieser Verschleißausgleichsmittel wird nun detaillierter beschrieben.
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1 stellt schematisch die Kupplungsvorrichtung dar, wenn sich die Membranfeder 6 und die Druckscheibe 1 in vollständig eingerückter Position befinden, wobei die Beläge 4 der Reibscheibe 2 im Neuzustand und zwischen der nicht dargestellten Reaktionsplatte und der Druckplatte 1 eingespannt sind. In dieser Position liegt die Steuerzunge 29 der Rastklinke 20 mit ihrem freien Ende auf dem Fuß oder dem Boden eines Zahns 30 des Klinkenrades 13 auf.
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Wenn die Kupplung ausgerückt ist, kippt die Membranfeder 6, so dass ihre äußere Peripherie nach und nach die Druckplatte 1 und die Rastklinke 20 freigibt.
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Das Ende der Steuerzunge 29 der Rastklinke 20 folgt der geneigten Rampe, die von dem Zahn 30 gebildet ist, in dessen Fuß es sich im vorhergehenden Schritt befunden hat, wobei die Zähne 30 des Klinkenrades 13 derart ausgeführt sind, dass bei diesem Ausrückvorgang das Ende der Steuerzunge 20 keinen Zahn 30 überspringt. Dies wird durch das Anschlagen der Rastklinke 20 am Deckel 5 mit Hilfe der Anschläge 32 erzielt.
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Wenn sich die Beläge 4 abnutzen, nähert sich die Druckplatte 1, die der Axialkraft der Membranfeder 6 ausgesetzt ist, der Reaktionsplatte an, die axial fest ist, wie auch der Deckel 5. Die radial äußere Peripherie der Membranfeder 6 nähert sich somit der Reaktionsplatte an, wobei sie bei ihrer Bewegung die Rastklinke 20 mitnimmt. Das Klinkenrad 13 dreht sich nun um seine Achse 12 im Uhrzeigersinn. Dieser Drehantrieb des Klinkenrades 13 bringt die Schnecke 14 dazu, sich ebenfalls auf der Achse 12 zu drehen.
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Da der Ring 9, der die Gegenrampen trägt, unter der Wirkung der Last der Membranfeder 6 drehfest gestellt ist, schraubt sich die Schnecke 14, die in die Zahnung 10 eingreift, auf diese Zahnung 10, wobei sie die Feder 16 zusammendrückt.
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Beim Ausrückvorgang, der auf die Verschleißphase folgt, die soeben beschrieben wurde, gibt die Druckplatte 1 die Beläge 4 frei, wobei sie sich von ihnen unter der Wirkung der Tangentialzungen, die sie zum Boden des Deckels 5 zurückführen, entfernt, wie auch den Ring 9, der mit der Membranfeder 6 in Kontakt ist. Die Feder 16 drückt die Schnecke 14 zum Schenkel 15 des Trägers 11, von dem sie sich in der Verschleißphase entfernt hat. Da die Last der Membranfeder 6 nicht mehr an den Ring 9 angelegt wird, verschiebt die Feder 16 die Schnecke 14, die durch die Rastklinke 20 daran gehindert wird, sich um sich selbst zu drehen, und die nun den Ring 9 mit Hilfe seiner Zahnung 10 drehend antreibt. Die Rampen entfernen durch Zusammenwirken mit den Gegenrampen die Druckplatte 1 vom Boden des Deckels 5, wodurch zumindest zum Teil der Verschleiß der Beläge 4 ausgeglichen wird.
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Mehrere Einrück- und Ausrückvorgänge können notwendig sein, bevor die Spielausgleichsvorrichtung in die eigentliche Ausgleichsphase eintritt.
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Die Erfindung soll die ordnungsgemäße Funktion der Verschleißausgleichsmittel gewährleisten, wobei sie insbesondere garantiert, dass das Ende der Steuerzunge 29 nicht im Boden der Zähne 30 des Klinkenrades 13 eingeklemmt bleibt. Dazu schlägt sie eine Rastklinke 20 vor, deren Struktur derart angepasst ist, dass das Verhältnis der Kraft A zur Kraft R in der vollständig eingerückten Position der Membranfeder größer oder gleich 1,2, vorzugsweise größer oder gleich 2 ist.
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Dazu ist es notwendig, die Steifigkeitskonstante Kr des elastischen Teils, der die Rastklinke 20 in Richtung des Deckels 5 zurückstellen soll, hier des Befestigungsteils 22 und/oder der Arme 26, zu erhöhen. Ebenso ist es vorteilhaft, die Steifigkeitskonstante Kr des Teils, der die Steuerzunge 29 auf den Zähnen 30 des Klinkenrades 11 zurückstellen soll, hier der Verbindung 31 zwischen den Armen 26 und dem Steuerteil 25, zu verringern.
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Um die Steifigkeitskonstante Ka zu erhöhen, ist die Rastklinke 20 mit Versteifungen im Bereich ihres Befestigungsteils 22 und/oder ihrer Arme 26 versehen.
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Bei der in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsart umfasst die Rastklinke zwei Buckel 35, die sich parallel zur Achse der Rastklinke 20 erstrecken und beiderseits der Mittelachse der Rastklinke 20 und in der Nähe der Seitenränder 36 des Befestigungsteils 22 angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsart erstrecken sich die Buckel 35 nur auf dem Befestigungsteil 22 der Rastklinke 20.
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Die Buckel 35 sind durch Verformung, beispielsweise durch Ziehen, gebildet. Jeder Buckel 35 bildet somit eine hohle Zone auf einer der Seiten der Rastklinke 20 und eine vorspringende Zone auf der anderen Seite der Rastklinke 20.
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Eine solche Ausführungsart ermöglicht es, die Kraft A um ungefähr 30% in der vollständig eingerückten Position im Vergleich mit einer Rastklinke 20 derselben Struktur, die aber keine Versteifung 35 umfasst, zu erhöhen.
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7 stellt eine Rastklinke 20 nach einer zweiten Ausführungsart dar, bei der der Befestigungsteil 22 zusätzlich zu den zwei vorher beschriebenen Buckeln 35 einen zusätzlichen Buckel 37, der im Mittelteil des Befestigungsteils 22 ausgebildet ist, und einen Buckel 38 im Bereich jedes Arms 26 der Rastklinke 20 umfasst. Die Buckel 35, 37, 38 erstrecken sich alle entlang der Achse der Rastklinke 20.
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Eine solche Ausführungsart ermöglicht es, die Kraft A um ungefähr 45% in der vollständig eingerückten Position im Vergleich mit einer Rastklinke 20 derselben Struktur, die aber keine Versteifung 35, 37, 38 umfasst, zu erhöhen.
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8 stellt eine Rastklinke 20 nach einer dritten Ausführungsart der Erfindung dar, die sich von der in 5 dargestellten dadurch unterscheidet, dass sie ferner mindestens eine Versteifung, hier zwei Buckel 39, im Bereich des Steuerteils 25 umfasst. Diese Versteifungen 39 ermöglichen es zu vermeiden, dass sich der Steuerteil 25 unter der Wirkung der Membranfeder 6 verformt, um die richtige Positionierung des freien Endes de Steuerzunge 29 und somit die ordnungsgemäße Funktion der Verschleißausgleichsmittel zu gewährleisten. Da die Kraft A erhöht ist, können nämlich starke Spannungen im Bereich des Steuerteils 25 erzeugt werden. Die Versteifungen 39 haben einen erheblichen Einfluss auf die Kraft R und die Steifigkeitskonstante Kr.
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9 stellt eine Rastklinke 20 nach einer vierten Ausführungsart der Erfindung dar, umfassend, wie vorher, einen Steuerteil 25 und einen Befestigungsteil 22, der mit einer Steuerzunge 29 und Anschlägen 32, die zur Steuerzunge 29 entgegengesetzt angeordnet sind, versehen ist. Die beiden Teile 22, 25 sind miteinander durch zwei seitliche Arme 26 verbunden. Die Rastklinke 20 umfasst ferner eine elastische Rückstellzunge 41, die mit einem Ende mit dem Befestigungsteil 22 verbunden ist und sich zwischen den vorgenannten seitlichen Armen 26 erstreckt. Der Lappen 21 der Membranfeder 6 gelangt an dem zweiten Ende 42 (d. h. dem freien Ende) der elastischen Rückstellzunge 41 der Rastklinke 20 zur Anlage, um die Steuerzunge 29 bei ihrer Betätigung zu verschieben. In diesem Fall ist die elastische Rückstellung der Rastklinke 20 in Richtung des Deckels 5 durch die Rückstellzunge 41 und nicht durch den Befestigungsteil 22 und/oder durch die Arme 26 gewährleistet.
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Um die Kraft A zu erhöhen, muss somit die Steifigkeit Ka der elastischen Zunge 41 erhöht werden. Dazu umfasst die Rastklinke 20 mindestens eine Versteifung 43, die sich zumindest teilweise in der Rückstellzunge 41 und/oder im Bereich der Verbindungszone 44 zwischen der Zunge 41 und dem Befestigungsteil 22 erstreckt.
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Bei der in 9 dargestellten Ausführungsart erstreckt sich die Versteifung 43, die in Form eines Buckels vorhanden ist, entlang der Achse der Rastklinke 20 quer auf der Rückstellzunge 41 und auf der vorgenannten Verbindungszone.
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Eine solche Ausführungsart ermöglicht es, die Kraft A der Rückstellzunge 41 um ungefähr 5% in der ausgerückten Position im Vergleich mit einer Rastklinke 20 derselben Struktur, die aber keine Versteifung 43 umfasst, zu erhöhen.
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Bei dieser Ausführungsart umfasst der gerade Rand 28, der als Abstützung für den Lappen 21 der Membranfeder 6 dient, Verstärkungsmittel des Randes, wie beispielsweise eine lokale Verformung 45 des Randes 28, die durch Ziehen hergestellt ist. Solche Verstärkungsmittel 45 ermöglichen es, eine Beschädigung des Steuerteils 25 trotz einer erhöhten Kraft A zu vermeiden, und verändert die Steifigkeitskonstante Kr.
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Natürlich ist die Verwendung solcher Verstärkungsmittel 45 auch für weitere Ausführungsarten der Erfindung anwendbar.
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10 stellt eine Rastklinke 20 nach einer fünften Ausführungsart der Erfindung dar, die sich von der in 10 dargestellten dadurch unterscheidet, dass der Buckel 43 derart verlängert ist, dass er sich ebenfalls auf der Befestigungszone 22 erstreckt.
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Eine solche Ausführungsart ermöglicht es, die Kraft A der Rückstellzunge 41 um ungefähr 10% in der ausgerückten Position im Vergleich mit einer Rastklinke 20 derselben Struktur, die aber keine Versteifung 43 umfasst, zu erhöhen.
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11 stellt eine Rastklinke 20 nach einer sechsten Ausführungsart der Erfindung dar, die sich von der in 10 dargestellten dadurch unterscheidet, dass sie zwei weitere Versteifungen umfasst, die in Form von Rändern 46 vorhanden sind, die beispielsweise durch Falzen gebildet und an den seitlichen Rändern 36 der Rastklinke im Bereich der Arme 26 vorgesehen sind.
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Solche Versteifungen 46 können mit der in 5 dargestellten Rastklinke verwendet werden und als Ersatz oder als Ergänzung zu den Buckeln 35 dienen.
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Eine solche Ausführungsart ermöglicht es, die Kraft A der Rückstellzunge 41 um ungefähr 10% in der ausgerückten Position im Vergleich mit einer Rastklinke 20 derselben Struktur, die aber keine Versteifung 43, 46 umfasst, zu erhöhen.
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12 stellt eine Rastklinke 20 nach einer siebenten Ausführungsart der Erfindung dar, die sich von der in 12 dargestellten dadurch unterscheidet, dass sich die Ränder 46 nicht nur im Bereich der Arme 26, sondern auch im Bereich des Befestigungsteils 22 erstrecken.
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Eine solche Ausführungsart ermöglicht es, die Kraft A der Rückstellzunge 41 um ungefähr 20% in der ausgerückten Position im Vergleich mit einer Rastklinke 20 derselben Struktur, die aber keine Versteifung 43, 46 umfasst, zu erhöhen.
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Nach einer weiteren Ausführungsart, die nicht dargestellt ist, kann die Rastklinke 20 ohne Versteifung vorgesehen sein und Verbindungszonen 31 zwischen den Armen 26 und dem Steuerteil 25 umfassen, die eine geringe Steifigkeitskonstante Kr aufweisen, um das Verhältnis A/R zu erhöhen. Eine geringe Kr kann beispielsweise durch Verringerung des Querschnitts der Verbindungszonen 31 erzielt werden.
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Die verschiedenen Ausführungsarten der Rastklinke 20 können sowohl für Einfachkupplungen als auch für Doppelkupplungen verwendet werden. Diese Ausführungsarten sind sowohl für normalerweise geschlossene als auch für normalerweise offene Kupplungen anwendbar.
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Die Kombination der Gesamtheit der vorgeschlagenen Ausführungsarten, um ein Verhältnis A/R mindestens gleich 1, idealerweise größer oder gleich 1,2 zu haben, ermöglicht es, das mechanische Spannungsniveau zu verringern und/oder eine mechanische Spannungszone zu einer günstigeren Zone der Rastklinke zu verschieben, um den Ermüdungswiderstand der Rastklinke zu verbessern und einen größeren Ermüdungswiderstand als die Lebensdauer der Kupplung im Fahrzeug zu gewährleisten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2847626 [0006, 0040]
- FR 12/58929 [0015, 0036]
- FR 2860845 [0016]
