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Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit Verschleißnachstellung ohne Abstandselement. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Nachstellung der Reibungskupplung.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Reibungskupplungen mit Verschleißnachstellungen bekannt.
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Eine gattungsgemäße Reibungskupplung ist beispielsweise in der
DE 10 2008 051 100 A1 beschrieben. Die Reibungskupplung ist eingerichtet eine Verschleißkompensation zu bewirken. Ferner ist aus der
DE 10 2010 045 791 A1 eine Reibungskupplung mit weggesteuerter Verschleißkompensation bekannt.
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Die bekannten Reibungskupplungen weisen einen antriebsklinkenseitigen Abstandsbolzen auf, um einen sich einstellenden Relativweg zwischen der Anpressplatte und der Antriebsklinke und damit den Nachstellweg zu begrenzen.
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Es besteht somit die technische Aufgabe, eine Reibungskupplung anzugeben, um die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Reibungskupplung gemäß Patentanspruch 1, aufweisend einen Kupplungsdeckelmit einer drehfest und axial begrenzt verlagerbar angeordneten Anpressplatte, die von einer sich am Kupplungsdeckel abstützenden Schwenklagerung gegenüber einer gehäusefest angeordneten Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung axial verlagerbar ist, wobei bei Unterschreiten eines bei verspannten Reibbelägen gebildeten Abstands zwischen Anpressplatte und Gegendruckplatte ein Formschluss zwischen einem mit einer Spindel eines an der Anpressplatte angeordneten Spindeltriebs zum Drehantrieb eines zwischen Anpressplatte und Schwenklagerung angeordneten Verstellrings verbundenen Ritzel und einer am Kupplungsdeckel befestigten Antriebsklinke gebildet wird und während einer Betätigungsbewegung der Anpressplatte gegenüber dem Kupplungsdeckel nach einem Verdrehen des Ritzels mittels der Antriebsklinke der Formschluss gelöst wird, wobei eine Zahnweite des Ritzels größer ist als ein minimaler Abhub, der zum Trennen der Kupplungsscheibe notwendig ist.
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Durch das Vorsehen einer vergrößerten Zahnweite des Ritzels, kann bei einer Kupplung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung auf den antriebsklinkenseitigen Abstandsbolzen verzichtet werden, durch den der mögliche Relativweg zwischen der Anpressplatte und der Antriebsklinke, und damit der Nachstellweg, begrenzt wird. Auf diese Weise ist es möglich eine sich selbst nachstellende Kupplung bereitzustellen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
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Vorzugsweise ist die Reibungskupplung als eine Travel Adjust Clutch (TAC) ausgebildet. Bevorzugt basiert die Verschleißnachstelleinrichtung auf dem Prinzip einer TAC-Spindel.
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Bevorzugt ist der Abhub der Weg, den die Anpressplatte von der Gegendruckplatte bei einem Auskuppelungsvorgang zurücklegt.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein Verschleiß des Reibbelags mittels eines elektrisch ausgelösten Kupplungsvorgangs, der eine sensorische oder rechnerische Ermittlung eines Trennpunkts der Reibungskupplung ermöglicht, ermittelbar.
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Auf diese Weise lässt sich der Trennpunkt (Kisspoint) auf einfache Weise ermitteln. Bevorzugt wird ein Clutch-by-Wire-System verwendet, um den Kupplungsvorgangs auszulösen.
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Durch das Vorsehen des Clutch-by-Wire-Systems und eines automatisierten Kupplungsschaltsystems kann die Reibungskupplung/TAC so angepasst werden, dass die Zahnweite des Ritzels größer ist als der notwendige Abhub zum Trennen der Kupplungen. Ein Abstandselement ist damit nicht mehr notwendig, wodurch wiederrum in Kombination mit einer Betätigungsstrategie neben der Möglichkeit gezielt nicht nachzustellen und gezielt nachzustellen, weitere Funktionsmöglichkeiten, wie eine kontinuierliche Anpassung von Ausrückkraft, Anpresskraft und Zungenhöhen ermöglicht werden.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Antriebsklinke zumindest teilweise deckelfest am Kupplungsdeckel angeordnet.
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Damit ist es möglich die Antriebsklinke am Kupplungsdeckel zu lagern. Bevorzugt ist der am Ritzel anliegende Teilbereich frei beweglich ausgestaltet.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Antriebsklinke durch ein Fenster an einer Außenseite des Kupplungsdeckels geführt und mittels eines Bolzens am Kupplungsdeckel befestigt.
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Dabei wird die Antriebsklinke durch wenigstens ein Fenster des Kupplungsdeckels geführt. Bevorzugt ist der Bolzen ein Stufenbolzen. Besonders bevorzugt ist der Bolzen durch das Hebelelement, den Kupplungsdeckel und einen Teilbereich der Antriebsklinke geführt.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Antriebsklinke an einer Innenseite des Kupplungsdeckels geführt und befestigt.
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Auf diese Weise kann auf ein Fenster im Kupplungsdeckel verzichtet werden. Ferner kann auf eine Befestigung am Bolzen verzichtet werden. Damit ist es möglich die Antriebsklinke auf einfache Weise an der Innenseite des Kupplungsdeckels zu lagern.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Reibungskupplung eingerichtet, keine Nachstellung des Ritzels auszulösen, wenn der Abhub kurz nach einem Erreichen eines Trennpunktes der Kupplungsscheibe kleiner der Zahnweite ist.
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D.h. es erfolgt keine Nachstellung des Ritzels, wenn ein Relativweg zwischen der Antriebsklinke und dem Ritzel kleiner der Zahnweite des Ritzels ist. Der Relativweg entspricht dabei einer Höhe des Abhubs. Dabei stellt sich die Reibungskupplung nicht nach, selbst wenn Verschleiß entstanden ist.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Reibungskupplung eingerichtet, eine Nachstellung des Ritzels auszulösen, wenn der Abhub größer der Zahnweite ist.
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D.h. es erfolgt eine Nachstellung des Ritzels, wenn ein Relativweg zwischen der Antriebsklinke und dem Ritzel größer der Zahnweite des Ritzels ist. Der Relativweg entspricht dabei einer Höhe des Abhubs. Dabei stellt sich die Reibungskupplung nach, selbst wenn kein Verschleiß entstanden ist.
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Prinzipiell steigt die Ausrückkraft und die Anpresskraft der Reibungskupplung/TAC bei Verwendungen einer typischen Tellerfederkennlinie an, wenn Verschleiß der Beläge entsteht und dieser nicht nachgestellt wird und die Ausrückkraft sowie die Anpresskraft sinken, wenn nachgestellt wird, obwohl kein Verschleiß vorhanden ist.
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Mittels des Clutch-by-Wire-Systems kann der tatsächlich gefahrene Ausrückweg an der Reibungskupplung/TAC von einer Pedalpositionsvorgabe des Fahrers abweichen. Lediglich den Anforderung „Kupplung öffnen“ und „Kupplung schließen“ wird Folge geleistet; die Art und Weise können vom System überstimmt werden. Bevorzugt können hierdurch die oben aufgeführten Funktionssituationen genutzt werden um zusätzliche Funktionen zu ermöglichen:
- a) Für die Sportlichkeit der Schaltungen kann im normalen Betrieb die Reibungskupplung/TAC nur bis kurz nach dem Trennpunkt geöffnet werden. Dadurch erfolgt für die neue Funktionsfestlegung der TAC keine Nachstellung, selbst wenn Verschleiß vorliegt. Der Verschleiß selbst, kann über eine Änderungen des Trennpunkts vom System detektiert werden, wobei gezielt eine Nachstellung eingeleitet werden kann, indem so weit ausgerückt wird, dass der entstandene Relativweg größer als die Zahnweite wird.
- b) Im Falle vermehrt auftretenden Durchrutschens der Kupplung aufgrund einer zu geringer Anpresskraft (z.B. infolge hoher Warmsetzverluste) kann gezielt auf eine Nachstellung verzichtet werden. Dadurch steigt die Anpresskraft an und die Rutschsicherheit wird erhöht.
- c) Im Falle zu stark ansteigender Zungenhöhenposition kann gezielt nachgestellt werden um eine Zungenposition zu verringern. Dadurch ist eine engere Toleranz für den Arbeitsbereich des Ausrücksystems denkbar, da die Zungenposition noch genauer gehalten werden kann.
- d) Im Falle einer zu stark ansteigenden Ausrückkraft aufgrund von sekundären Effekten, wie beispielsweise das starke Setzen einer Belagfederung, können gezielt reduziert werden, indem eine gezielt Nachstellung durchgeführt wird.
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Auf diese Weise wird ein Verfahren zur Nachstellung einer Reibungskupplung bereitgestellt, um die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft durch Figuren veranschaulicht. Es zeigen:
- 1a einen schematischen Schnitt durch einen Teileiner erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einem geschlossenen, momentübertragenden Zustand,
- 1b eine Detailansicht aus 1a,
- 2a einen schematischen Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einem ausgerückten Zustand ohne Nachstellung,
- 2b eine Detailansicht aus 2a,
- 3a einen schematischen Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Reibungskupplung im ausgerückten Zustand mit einer Nachstellung,
- 3b eine Detailansicht aus 3a und
- 4 einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer alternativen Reibungskupplung in einem geschlossenen, momentübertragenden Zustand.
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1a zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einem geschlossenen, momentübertragenden Zustand.
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Die Reibungskupplung 1 weist einen Kupplungsdeckel 2 und eine Gegendruckplatte 3 auf. Der Kupplungsdeckel 2 ist mittels Schrauben 18 fest mit der Gegendruckplatte 3 verbunden. Die Reibungskupplung 1 ist eingerichtet um die Drehachse 23 zu rotieren. Die Reibungskupplung 1 ist als eine Travel Adjust Clutch (TAC) ausgebildet.
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Ferner weist die Reibungskupplung 1 eine drehfest und axial begrenzt zum Kupplungsdeckel 2 verlagerbar angeordnete Anpressplatte 6 auf, die von einer sich am Kupplungsdeckel2 abstützenden Schwenklagerung 4 gegenüber einer gehäusefest angeordneten Gegendruckplatte 3 unter Verspannung von Reibbelägen 12, 13 einer Kupplungsscheibe 7 zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung 1 in axialer Richtung 24 verlagerbar ist.
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Die Schwenklagerung 4 weist ein anpressplattenseitiges Lager 15, ein deckelseitiges Lager 16, den Bolzen 17 sowie das Hebelelement 5 auf.
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Zur Kompensation von axialem Verschleiß der Reibbeläge 12, 13 ist zwischen dem Hebelelement 5 und der Anpressplatte 6 ein Verstellring 8 angeordnet, der bei erkanntem Verschleiß von einem Spindeltrieb 9 verdreht wird. Hierzu wird im Verschleißzustand zwischen dem mit einer Spindel des Spindeltriebs 9 verbundenen Ritzel 10 und einer an dem Kupplungsdeckel 2 aufgenommenen Antriebsklinke 11 ein Formschluss hergestellt, wenn sich infolge des Verschleißes ein verlängerter Weg der Anpressplatte 6 gegenüber dem Kupplungsdeckel 2 ergibt. Die Antriebsklinke 11 ist zumindest teilweise deckelfest am Kupplungsdeckel 2 angeordnet. Die Antriebsklinke 11 ist durch ein Fenster 14 an einer Außenseite des Kupplungsdeckels 2 geführt und mittels eines Bolzens 17 am Kupplungsdeckel 2 befestigt. Der Bolzen 17 ist durch das Hebelelement 5, den Kupplungsdeckel 2 und einen Teilbereich der Antriebsklinke 11 geführt.
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Bei Unterschreiten eines bei verspannten Reibbelägen 12, 13 gebildeten Abstands zwischen Anpressplatte 6 und Gegendruckplatte 3 wird ein Formschluss zwischen einem mit einer Spindel des an der Anpressplatte 6 angeordneten Spindeltriebs 9 zum Drehantrieb eines zwischen Anpressplatte 6 und Schwenklagerung 4 angeordneten Verstellrings 8 verbundenen Ritzel 10 und der am Kupplungsdeckel 2 befestigten Antriebsklinke 11 gebildet.
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Während einer Betätigungsbewegung der Anpressplatte 6 gegenüber dem Kupplungsdeckel 2 kann nach einem Verdrehen des Ritzels 10 mittels der Antriebsklinke 11 der Formschluss wieder gelöst werden.
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Damit wird im Normalbetrieb die Antriebsklinke 11 gegen die Sägezahnung 19 des Ritzels 10 in einer radialen Richtung 25 vorgespannt und gleitet auf diesem während den Betätigungsvorgängen der Reibungskupplung 1 bei einer Verlagerung der Anpressplatte 6 in axialer Richtung 24. Infolge einer Erhöhung des axialen Wegs der Anpressplatte 6 im Verschleißzustand rastet die Antriebsklinke 11 dann formschlüssig in die Sägezahnung 19 bei geschlossener Reibungskupplung 1 ein und nimmt beim Öffnen der Reibungskupplung 1 das Ritzel 10 mit. Im Anschluss daran gleitet die Antriebsklinke 11 wieder aus der Sägezahnung 19 des Ritzels 11 und ein erster Nachstellzyklus ist abgeschlossen.
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Zur detaillierten Erläuterung der Funktion der Verschleißkompensation und des Aufbaus des Spindeltriebs sei auf die
DE 102008051100 A1 verwiesen.
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Mittels eines elektrisch ausgelösten Kupplungsvorgangs (nicht dargestellt), der eine sensorische oder rechnerische Ermittlung eines Trennpunkts der Reibungskupplung ermöglicht, ist ein Verschleiß des Reibbelags ermittelbar. Vorliegend wird ein Clutch-by-Wire-System (nicht dargestellt) verwendet, um den Kupplungsvorgang auszulösen.
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1b zeigt eine Detailansicht aus 1a.
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Das Ritzel 10 weist eine Vielzahl von Säge-förmig ausgebildeten Zähnen, nämlich eine Sägezahnung 19 auf. Eine Zahnweite 20 des Ritzels 10 ist größer ist als ein minimaler Abhub 21 ausgeführt, der zum Trennen der Kupplungsscheibe 7 notwendig ist.
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Durch das Vorsehen der vergrößerten Zahnweite des Ritzels, kann bei einer Kupplung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung auf den antriebsklinkenseitigen Abstandsbolzen verzichtet werden, durch den der mögliche Relativweg zwischen der Anpressplatte und der Antriebsklinke, und damit der Nachstellweg, begrenzt wird.
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2a zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Reibungskupplung in einem ausgerückten Zustand ohne Nachstellung.
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Die Anpressplatte 6 wird ausgerückt. Dabei entfernt sich die Anpressplatte 6 von der Kupplungsscheibe 7 in axialer Richtung 24. Die Anpressplatte wird abgehoben, wobei sich ein Abhub 21 einstellt.
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2b zeigt eine Detailansicht aus 2a.
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Die Reibungskupplung 1 ist eingerichtet, keine Nachstellung des Ritzels 10 auszulösen, wenn der Abhub 21 kurz nach einem Erreichen eines Trennpunktes der Kupplungsscheibe 7 kleiner der Zahnweite 20 ist.
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Es erfolgt keine Nachstellung des Ritzels 10, wenn ein Relativweg zwischen der Antriebsklinke 11 und dem Ritzel 10 kleiner der Zahnweite 20 des Ritzels 10 ist. Der Relativweg 22 entspricht dabei einer Höhe des Abhubs 21. Die Reibungskupplung 1 stellt sich nicht nach, selbst wenn Verschleiß entstanden ist.
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3a zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Reibungskupplung im ausgerückten Zustand mit einer Nachstellung.
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Die Anpressplatte 6 wird weiter ausgerückt. Dabei entfernt sich die Anpressplatte 6 von der Kupplungsscheibe 7 in axialer Richtung 24. Die Anpressplatte wird abgehoben, wobei sich ein vergrößerter Abhub 21 einstellt.
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3b zeigt eine Detailansicht aus 3a.
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Die Reibungskupplung 1 ist eingerichtet, eine Nachstellung des Ritzels 10 auszulösen, wenn der Abhub 21 der Kupplungsscheibe 7 größer der Zahnweite 20 ist.
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Es erfolgt eine Nachstellung des Ritzels 10, wenn ein Relativweg zwischen der Antriebsklinke 11 und dem Ritzel 10 größer der Zahnweite 20 des Ritzels 10 ist. Der Relativweg 22 entspricht dabei einer Höhe des Abhubs 21. Die Reibungskupplung 1 stellt sich nach, selbst wenn kein Verschleiß entstanden ist.
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Die gestrichelt Linie des Ritzels 10 deutet die vorherige Position des Ritzels 10 gemäß 2b an.
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4 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer alternativen Reibungskupplung in einem geschlossenen, momentübertragenden Zustand.
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Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Reibungskupplungen gemäß den 1a, 2a und 3a weist der Kupplungsdeckel 2 der Reibungskupplung 1 der 4 kein Fenster 14 auf, durch das die Antriebsklinke 11 geführt ist. Die Antriebsklinke 11 ist an einer Innenseite des Kupplungsdeckels 2 geführt und befestigt.
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Durch das Vorsehen der alternativen Reibungskupplung mit der vergrößerten Zahnweite des Ritzels, kann bei einer Kupplung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung auf den antriebsklinkenseitigen Abstandsbolzen ebenfalls verzichtet werden, durch den der mögliche Relativweg zwischen der Anpressplatte und der Antriebsklinke, und damit der Nachstellweg, begrenzt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsvorrichtung
- 2
- Kupplungsdeckel
- 3
- Gegendruckplatte
- 4
- Schwenklagerung
- 5
- Hebelelement (Tellerfeder)
- 6
- Anpressplatte
- 7
- Kupplungsscheibe
- 8
- Verstellring
- 9
- Spindeltrieb
- 10
- Ritzel
- 11
- Antriebsklinke
- 12
- Reibbelag
- 13
- Reibbelag
- 14
- Fenster
- 15
- anpressplattenseitiges Lager
- 16
- deckelseitiges Lager
- 17
- Bolzen
- 18
- Befestigungsmittel
- 19
- Sägezahnung
- 20
- Zahnweite
- 21
- Abhub
- 22
- Relativweg
- 23
- Drehachse
- 24
- axiale Richtung
- 25
- radiale Richtung
- 26
- Umfangsrichtung
