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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors.
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Gattungsgemäße Kupplungsvorrichtungen werden seit langem in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen bevorzugt an der Schnittstelle einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes eingesetzt. Aus der
DE 44 20 251 A1 ist eine normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Gegendruckplatte und einer durch eine Tellerfeder in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte bekannt. Ein Deckelbauteil weist mehrere Laschenabschnitte auf, durch die die Tellerfeder unter Zwischenlage zweier Drahtringe am Deckelbauteil verkippbar befestigt ist.
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Beispielsweise ist ferner aus
DE 42 39 289 A1 eine Reibungskupplung bekannt, bei der eine Anpressplatte von einer sich an einem Gehäuse abstützenden Tellerfeder gegen eine Gegendruckplatte verspannt wird, wobei zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte Reibbeläge einer Kupplungsscheibe verspannt sind. Hierdurch stellt sich aufgrund der Einspanngeometrie eine das über den zwischen Reibbelägen und der Gegen- und Anpressplatte gebildeten Reibschluss maximal übertragbare Kupplungsmoment vorgebende Anpresskraft der Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatte an einem Betriebspunkt der geschlossenen Reibungskupplung ein. Diese Anpresskraft wird zum Öffnen der Reibungskupplung durch ein Ausrücksystem verringert und schließlich aufgehoben, indem die Tellerfeder radial innen beispielsweise an Tellerfederzungen von einem Ausrücksystem axial mit einer Ausrückkraft belastet wird. Hierbei verschwenkt sich die Tellerfeder um einen Auflagepunkt gegenüber dem Gehäuse, so dass sich ein Anstellwinkel eines die Anpressplatte beaufschlagenden Kraftrands der Tellerfeder gegenüber dem Gehäuse verringert.
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Hierbei bilden die Tellerfederkraft der Tellerfeder mit ihrer typischen Kennlinie, die Belagfederkraft von zwischen den Reibbelägen angeordneten Belagfedersegmenten und die Blattfederkraft von zwischen der Anpressplatte und dem Gehäuse angeordneten Blattfedern ein die Anpresskraft und die Ausrückkraft bestimmendes Kräftegleichgewicht. Die Kennlinie der Tellerfeder ist dabei über den Belastungsweg mit einem Kraftmaximum versehen, so dass bei kleinen Kupplungs- beziehungsweise Ausrückwegen bis zu dem Kraftmaximum ansteigende und bei größeren Kupplungs- beziehungsweise Ausrückwegen nach dem Kraftmaximum abfallende Ausrückkräfte – ein sogenannter Drop-Off – auftreten, die nur teilweise durch entsprechende Einstellung der Belag- und Blattfederkräfte kompensierbar sind oder diesen Effekt sogar verstärken. Dies führt insbesondere bei Reibungskupplungen im Neuzustand zu einem schwer kontrollierbaren Kraftverhalten bei Ausrückvorgängen.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis eine tellerfederkennlinienbedingte erniedrigte Ausrückkraft bei einer Kupplungsvorrichtung zu kompensieren.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine Kupplungsvorrichtung zu schaffen, die ermöglicht, die tellerfederkennlinienbedingte im Ausrückweg erniedrigte Ausrückkraft durch eine einfache Lösung zu kompensieren.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors vorgesehen mit mindestens einer Getriebeeingangwelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Kupplungsdeckel, einer an dem Kupplungsdeckel befestigten Gegenplatte, einer relativ zur Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte, einer an dem Kupplungsdeckel kippbar gelagerten Tellerfeder zur Verlagerung der Anpressplatte, wobei die Tellerfeder im Ausrückweg einen kennlinienbedingten Drop-Off-Zustand aufweist, bei dem eine erniedrigte Ausrückkraft nach einem Kraftmaximum auftritt, und einer Stützeinrichtung zum Kompensieren der tellerfederkennlinienbedingt erniedrigten Ausrückkraft, wobei die Tellerfeder im Ausrückweg auf die Stützeinrichtung auftreffbar ist.
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Zum Ausrücken der Kupplungsvorrichtung wird die Tellerfeder an ihrer radialen Innenseite durch eine Ausrückkraft in Axialrichtung zu der Gegenplatte beaufschlagt. Diese Ausrückkraft kann beispielsweise von einem Ausrücksystem gegeben werden. In Gegenrichtung dieser Ausrückkraft wird eine Gegenkraft von der Tellerfeder abgegeben. Wenn die Ausrückkraft größer als die Gegenkraft der Tellerfeder ist, verschwenkt sich die Tellerfeder um einen Auflagepunkt gegenüber dem Gehäuse, so dass sich ein Anstellwinkel eines die Anpressplatte beaufschlagenden Kraftrands der Tellerfeder gegenüber dem Gehäuse verringert. Bei einem größeren Ausrückweg kann die Tellerfeder einen kennlinienbedingten Drop-Off-Zustand erreichen. Bei dem Drop-Off-Zustand erreicht die Ausrückkraft erst ihr Maximum und dann fällt die Gegenkraft aufgrund einer kennlinienbedingten plötzlichen Verformung der Tellerfeder weg. Demzufolge fällt die auf der Tellerfeder ausübende Ausrückkraft ebenfalls plötzlich ab. Um dieses plötzliche Abfallen der Ausrückkraft zu vermeiden ist die vorgeschlagene Kupplungsvorrichtung mit einer Stützeinrichtung vorgesehen. Die Tellerfeder kann in dem Ausrückweg auf die Stützeinrichtung auftreffen, so dass eine von der Stützeinrichtung gegebene Zusatzkraft als eine zusätzliche Gegenkraft auf die Tellerfeder ausüben kann. Die Stützeinrichtung soll so angeordnet sein, dass die auf die Tellerfeder beaufschlagende Zusatzkraft in Gegenrichtung der Ausrückkraft eingesetzt ist. Dadurch kann das Abfallen der Ausrückkraft aufgrund des Wegfallens der Gegenkraft der Tellerfeder vermieden werden, wodurch die Einflüsse von dem Drop-Off-Zustand verringert oder sogar vermieden werden können.
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Vorteilhaft kann die Stützeinrichtung derart angeordnet sein, dass die Tellerfeder auf die Stützeinrichtung auftrifft, bevor die Tellerfeder im Ausrückweg ihren Drop-Off-Zustand erreicht. Wie oben erwähnt wird die Gegenkraft zu der Ausrückkraft beim Drop-Off-Zustand der Tellerfeder aufgrund einer kennlinienbedingten plötzlichen Verformung der Tellerfeder wegfallen. Zum Kompensieren der Ausrückkraft müsste eine Zusatzkraft vor dem Wegfallen der Gegenkraft, also vor dem Drop-Off-Zustand auf die Tellerfeder ausüben. Durch ein Auftreffen der Tellerfeder auf die Stützeinrichtung kann eine von der Stützeinrichtung gegebene Zusatzkraft auf die Tellerfeder wirken. Die Ausrückkraft kann mit dieser Zusatzkraft kompensiert werden.
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Insbesondere kann die Stützeinrichtung an einem Kupplungsteil, insbesondere an der Anpressplatte angeordnet sein. Beispielsweise kann die Stützeinrichtung in dem radialen Innenbereich der Anpressplatte angeordnet sein. Es ist ebenfalls möglich, dass die Stützeinrichtung an dem anderen Kupplungsteil, wie z.B. der Gegenplatte oder dem Schwungrad befestigt ist. Die Befestigung der Stützeinrichtung kann beispielsweise durch eine Vernietung mittels Nieten, einer Verschraubung mittels Schrauben und/oder einer Verschweißung mittels Schweißstellen erfolgen.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützeinrichtung einteilig aus einem Kupplungsteil, insbesondere aus der Anpressplatte gebildet sein kann. Dadurch können zusätzliche Befestigungselemente zur Befestigung der Stützeinrichtung eingespart werden.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Stützeinrichtung mehrere Stützelemente aufweisen kann. Vorzugsweise können die Stützelemente im Wesentlichen identisch ausgebildet und im radialen Innenbereich des Kupplungsteils in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Durch die identische Ausbildung und die gleichmäßige Verteilung der Stützelemente kann ein Verschleiß aufgrund ungleichmäßiger Bauteilbelastungen vermieden werden.
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Beispielsweise kann das Stützelement als Stützzunge ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Stützzunge elastisch ausgebildet sein. Die Elastizität sowie die Gestaltung der Stützzunge, wie z.B. die Länge und die Dicke der Stützzunge können abhängig von der Kennlinie der Tellerfeder sowie der Ausrückkraft der Kupplungsvorrichtung angepasst werden, um die Einflüsse des Drop-Off-Zustands zu verringern oder sogar zu vermeiden.
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Insbesondere kann die Tellerfeder mehrere Tellerfederzungen aufweisen, wobei die Tellerfederzungen der Tellerfeder auf die Stützeinrichtung auftreffen können. Die Tellerfeder kann einen federnden, ringförmigen Grundkörper und von diesem radial nach innen verlaufende Tellerfederzungen aufweisen. Beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung können die Tellerfederzungen der Tellerfeder von einem Ausrücksystem mit einer Ausrückkraft in Axialrichtung zu der Gegenplatte beaufschlagt werden. Zum Kompensieren der tellerfederkennlinienbedingt erniedrigten Ausrückkraft können die Tellerfederzungen der Tellerfeder im Ausrückweg auf die Stützeinrichtung auftreffen.
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Vorteilhaft kann die Stützeinrichtung eine der Anzahl der Tellerfederzungen entsprechende Anzahl von Stützelementen aufweisen, wobei jedes der Stützelemente einer Tellerfederzunge zugeordnet ist. Dadurch wird die Kraftwirkung zwischen der Stützeinrichtung und der Tellerfeder gleichmäßig verteilt, wodurch ein Verschleiß aufgrund ungleichmäßiger Bauteilbelastungen vermieden werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine perspektivische Ansicht einer teilweise aufgeschnittenen Kupplungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
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2: eine schematische Schnittansicht der Kupplungsvorrichtung aus 1.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer teilweise aufgeschnittenen Kupplungsvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Kupplungsvorrichtung 10 weist einen Kupplungsdeckel 12 und eine Gegenplatte 14 auf, wobei der Kupplungsdeckel 12 durch ein Abstandselement 16 an der Gegenplatte 14 befestigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Abstandselement 16 als Abstandsbolzen 18 ausgestaltet und an dem Kupplungsdeckel 12 und der Gegenplatte 14 vernietet. Wie in 1 gezeigt, ist eine Anpressplatte 20 zwischen dem Kupplungsdeckel 12 und der Gegenplatte 14 angeordnet. Die Anpressplatte 20 kann mit Hilfe von einer an dem Kupplungsdeckel 12 kippbar gelagerten Tellerfeder 22 auf die Gegenplatte 14 bewegt werden, um eine mit Reibbelägen 24 versehene Kupplungsscheibe 26 zwischen der Anpressplatte 20 und der Gegenplatte 14 zum Schließen der Kupplungsvorrichtung 10 zu verpressen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Anpressplatte 20 mit einem Schwungrad 28 verbunden. Die Tellerfeder 20 weist einen Kraftrand 30 auf, der radial innen durch ein Innenende 32 und radial außen durch ein Außenende 34 begrenzt ist. Von dem Innenende 32 können mehrere Tellerfederzungen 36 nach radial innen abstehen, um eine von einem Ausrücksystem (nicht dargestellt) bereitgestellte Ausrückkraft in den Kraftrand 30 einzuleiten. Der Kraftrand 30 der Tellerfeder 20 ist durch ein ringförmiges als geschlossener Drahtring 38 ausgestaltetes Schwenkelement 40 an der Anpressplatte 20 angeordnet. Beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 10 werden die Tellerfederzungen 36 der Tellerfeder 20 von dem Ausrücksystem (nicht dargestellt) mit einer Ausrückkraft in Axialrichtung zu der Gegenplatte 14 beaufschlagt. Zum Kompensieren der tellerfederkennlinienbedingt erniedrigten Ausrückkraft weist die Kupplungsvorrichtung 10 eine Stützeinrichtung 42 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Stützeinrichtung 42 mit mehreren einteilig aus der Anpressplatte 20 ausgebildeten Stützelementen 44 versehen. Hierbei sind nur zwei Stützelemente 44 in 1 sichtbar. Zum Kompensieren der Ausrückkraft kann Die Tellerfeder 20 im Ausrückweg auf die Stützeinrichtung 42 auftreffen. Die genaue Funktionsweise der Stützeinrichtung 42 wird anhand von 2 noch näher erläutert.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht der Kupplungsvorrichtung aus 1. Dabei ist lediglich eine Hälfte bis zu einer Drehachse 46 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Stützelement 44 als Stützzunge 48 ausgestaltet. Die Anzahl der Stützzungen 48 entspricht der Anzahl der Tellerfederzungen 36 und jede Stützzunge 48 ist einer Tellerfederzunge 36 zugeordnet. In 2 sind lediglich eine Stützzunge 48 und eine Tellerfederzunge 36 dargestellt. Die Stützzungen 48 stehen im Wesentlichen in Radialrichtung zu der Drehachse 46 vor. Beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 10 werden die Tellerfederzungen 36 der Tellerfeder 20 von dem Ausrücksystem (nicht dargestellt) mit einer Ausrückkraft in Axialrichtung zu der Gegenplatte 14 beaufschlagt. Unter Wirkungen dieser Ausrückkraft werden die Tellerfederzungen 36 in Axialrichtung zu den Stützzungen 48 bewegt. Bevor die Tellerfeder 20 ihren kennlinienbedingten Drop-Off-Zustand erreicht, trifft jede Tellerfederzunge 36 auf die ihrer zugeordnete Stützzunge 48 auf. Dadurch übt eine von der Stützzunge 48 gegebene Zusatzkraft auf die Tellerfederzunge 36 aus. Diese auf die Tellerfederzunge 36 beaufschlagende Zusatzkraft ist in Gegenrichtung der Ausrückkraft eingesetzt. Die tellerfederkennlinienbedingt erniedrigte Ausrückkraft kann mit dieser Zusatzkraft kompensiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungsvorrichtung
- 12
- Kupplungsdeckel
- 14
- Gegenplatte
- 16
- Abstandselement
- 18
- Abstandsbolzen
- 20
- Anpressplatte
- 22
- Tellerfeder
- 24
- Reibbelag
- 26
- Kupplungsscheibe
- 28
- Schwungrad
- 30
- Kraftrand der Tellerfeder
- 32
- Innenende des Kraftrandes
- 34
- Außenende des Kraftrandes
- 36
- Tellerfederzunge
- 38
- Drahtring
- 40
- Schwenkelement
- 42
- Stützeinrichtung
- 44
- Stützelement
- 46
- Drehachse
- 48
- Stützzunge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4420251 A1 [0002]
- DE 4239289 A1 [0003]
