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Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung, mit deren Hilfe ein sensierter verschleißbedingter Fehlabstand einer zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe vorgesehenen Anpressplatte zu einer Gegenplatte ausgeglichen werden kann.
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Aus
DE 10 2014 208 889 A1 ist eine Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen bekannt, bei denen ein verschleißbedingter Fehlabstand einer Anpressplatte zu einer Gegenplatte über eine weggesteuerte Nachstelleinrichtung kompensiert werden kann. Die Nachstelleinrichtung weist einen an einer Gegenrampe eines Kupplungsdeckels abgleitenden Sensierring auf, der in Umfangsrichtung mit einer Federkraft einer Zugfeder relativ zu dem Kupplungsdeckel beaufschlagt ist. Der Sensierring wird mit Hilfe einer mit dem Kupplungsdeckel vernieteten Klemmfeder reibschlüssig gegen eine als Tellerfeder ausgegestaltete Hebelfeder zum axialen Bewegen der Anpressplatte relativ zur Gegenplatte verklemmt. Zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte kann eine mit Reibbelägen versehene Kupplungsscheibe reibschlüssig verpresst werden, um ein Drehmoment zu übertragen. Bei einem Verschleiß der Reibbeläge erhöht sich aufgrund der dünner werdenden Reibbeläge der Hubweg der Anpressplatte, wodurch die Tellerfeder einen entsprechend größeren Hub zum Schließen der Reibungskupplung ausführen muss. Die ringförmig ausgestaltete Klemmfeder ist mit der Tellerfeder beispielsweise über einen nach Überstreichen eines Mindesthubs anschlagbaren Anschlag gekoppelt, so dass die Tellerfeder bei einem entsprechend großen Hub der Tellerfeder die Klemmfeder elastisch von dem Sensierring weg biegt, wodurch die Klemmkraft der Klemmfeder auf den Sensierring reduziert wird oder sogar die Klemmfeder von dem Sensierring abheben kann. Bei einem ein tolerierbares Ausmaß übersteigenden Verschleiß ist der Hub der Tellerfeder so groß und die Klemmkraft der Klemmfeder soweit reduziert, dass der vorgespannte Sensierring die reibschlüssig aufgebrachte Klemmkraft der Klemmfeder überwinden kann, wodurch der Sensierring von der von der Zugfeder aufgebrachten Federkraft in Umfangsrichtung um einen Winkelbetrag verdreht wird. Der in axialer Richtung rampenförmig ausgestaltete Sensierring gleitet an einer Gegenrampe des Kupplungsdeckels ab, wodurch sich die axiale Erstreckung des aus dem Sensierring und der Gegenrampe ausgebildeten Rampensystems vergrößert bis wieder die Klemmkraft der elastisch von der Tellerfeder weggebogenen Klemmfeder ausreicht, um den Sensierring reibschlüssig an einer weiteren Bewegung in Umfangsrichtung zu hindern. Bei einem Öffnen der Reibungskupplung kann durch den verdrehten Sensierring die Tellerfeder an einem in axialer Richtung verschobenen Punkt an dem Sensierring anschlagen, so dass die Tellerfeder von einem Nachstellring zum Nachstellen des verschleißbedingten Fehlabstands abhebt oder zumindest eine Klemmkraft auf den Nachstellring reduziert. Der Nachstellring ist ebenfalls in Umfangsrichtung mit einer Federkraft beaufschlagt, so dass der in axialer Richtung rampenförmige Nachstellring an einer entsprechenden Gegenrampe der Anpressplatte abgleiten kann bis die von der Tellerfeder bereitgestellte Klemmkraft wieder ausreicht ein weiteres Verdrehen des Nachstellrings zu verhindern. Der Nachstellring kann dadurch in axialer Richtung einen größeren Abstand zwischen der Tellerfeder und der Anpressplatte überbrücken, wodurch der verschleißbedingte Fehlabstand der Anpressplatte zur Gegenplatte nachgestellt ist und die Tellerfeder mit einem entsprechend geringeren Hub die Anpressplatte auf die Gegenplatte zu bewegen kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis auch bei extremen Betriebssituationen ein unbeabsichtigtes Nachstellen einer Nachstelleinrichtung zu vermeiden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die das Risiko eines unbeabsichtigten Nachstellens einer Nachstelleinrichtung auch bei extremen Betriebssituationen reduzieren.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Nachstelleinrichtung 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 Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung, insbesondere zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, vorgesehen mit einem eine an einem Kupplungsdeckel abgleitbare Rampe aufweisenden Sensierring zum Sensieren eines verschleißbedingten Fehlabstands einer Anpressplatte zu einer Gegenplatte der Reibungskupplung, einer radial außerhalb des Sensierrings mit dem Kupplungsdeckel oder mit einem Zuganker zum Umgreifen einer Reibungskupplung befestigten Klemmfeder zum Verklemmen des Sensierrings, wobei der Kupplungsdeckel und/oder der Zuganker einen radial außerhalb der Klemmfeder verlaufenen Begrenzungsanschlag zur Begrenzung einer radialen Aufweitung der Klemmfeder unter Fliehkrafteinfluss aufweist.
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Der Sensierring ist in der Regel aus einem massiven Stahlring hergestellt, der eine vergleichsweise hohe Festigkeit aufweist und sich unter Fliehkrafteinfluss kaum aufweitet. Im Gegensatz zum Sensierring ist die Klemmfeder in der Regel aus einem eher dünnwandigen Stahlblech hergestellt, um eine ausreichende Elastizität und Federkraft bereitstellen zu können. Bei einem Nachstellereignis kann die Klemmfeder elastisch von dem Sensierring weggebogen werden, damit die Klemmkraft soweit absinkt, dass der Sensierring um einen Winkelbetrag an einer Gegenrampe abgleiten kann, um die axiale Erstreckung des aus der Gegenrampe und dem Sensierring ausgebildeten Rampensystems zu erhöhen. Für diese Funktionalität darf die Klemmfeder jedoch nicht zu steif ausgestaltet sein. Wenn die Klemmfeder jedoch radial außerhalb zu dem Sensierring befestigt ist und beispielsweise mit einer nach radial innen abstehenden Klemmzunge gegen den Sensierring drückt, ist es grundsätzlich möglich, dass unter Fliehkrafteinfluss die Klemmfeder ein stärkeres Bestreben als der Sensierring hat sich nach radial außen aufzuweiten, wodurch die Klemmzunge von dem Sensierring gezogen wird und/oder mit einer reduzierten Klemmkraft an dem Sensierring anliegt, so dass der Sensierring sich in Umfangsrichtung um einen Winkelbetrag verdrehen könnte, obwohl ein hinreichend großer verschleißbedingter axialer Fehlabstand noch gar nicht erreicht ist.
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Durch den von dem Kupplungsdeckel und/oder dem Zuganker, insbesondere einstückig, ausgebildeten Begrenzungsanschlag kann ein zu starkes Aufweiten der Klemmfeder unter Fliehkrafteinfluss blockiert werden. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Kupplungsdeckel und der gegebenenfalls vorgesehene Zuganker in der Regel aus einem massiven und/oder steifen Material hergestellt ist, das sich unter Fliehkrafteinfluss kaum oder allenfalls im gleichen Ausmaß wie der Sensierring aufweitet. Unter Fliehkrafteinfluss kann die nach radial außen aufgeweitete Klemmfeder an dem Begrenzungsanschlag anschlagen und an einem weiteren Aufweiten gehindert werden, so dass auch in extremen Betriebssituation mit hohen Drehzahlen die von der Klemmfeder aufgebrachte Klemmkraft gleich bleibt und im Wesentlichen unabhängig von der aktuellen Drehzahl ist. Die Klemmkraft der Klemmfeder wird nur dann beeinflusst, wenn ein hinreichend großer verschleißbedingter Fehlabstand sensiert wurde und beispielweise eine zum Verlagern der Anpressplatte vorgesehene Hebelfeder mit einem Haken an der Klemmfeder angreift und die Klemmfeder von dem Sensierring abhebt. Ein unbeabsichtigtes Nachstellen bei einer hohen Drehzahl und hohen Fliehkrafteinflüssen ist dadurch vermieden. Durch den steifen Begrenzungsanschlag kann ein Aufweiten der elastischen Klemmfeder und ein dadurch verursachtes Wegwandern von dem Sensierring bei hohen Fliehkrafteinflüssen vermieden werden, so dass das Risiko eines unbeabsichtigten Nachstellens einer Nachstelleinrichtung auch bei extremen Betriebssituationen reduziert ist.
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Wenn bei einer Doppelkupplung für jede der Reibungskupplungen eine Nachstelleinrichtung vorgesehen ist, kann es erforderlich sein einen Zuganker vorzusehen, der an der einen Axialseite von einem Betätigungselement, insbesondere eine Hebelfeder, betätigt wird und mindestens eine der Reibungskupplungen radial außen umgreift, um an der anderen Axialseite die Anpressplatte der anderen Reibungskupplung zu verlagern. In einer derartigen Bausituation bietet es sich an beziehungsweise ist es aufgrund von Bauraumrestriktionen kaum zu vermeiden, dass die Klemmfeder der Nachstelleinrichtung radial außerhalb zu dem zugeordneten Sensierring mit dem Zuganker verbunden ist. Die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung ist daher vorzugsweise an der von einem Betätigungssystem weg weisenden Axialseite vorgesehenen Reibungskupplung einer Doppelkupplung vorgesehen.
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Insbesondere weist der Begrenzungsanschlag eine höhere Steifigkeit als die Klemmfeder auf, wobei insbesondere der Begrenzungsanschlag eine größere Materialdicke als die Klemmfeder aufweist. Der Begrenzungsanschlag kann dadurch auch bei hohen Fliehkräften kaum nach radial außen verformt werden. Die im Vergleich zur Klemmfeder höhere Steifigkeit des Begrenzungsanschlags in radialer Richtung kann durch die Verwendung eines steiferen Materials erreicht werden. Der Begrenzungsanschlag weist insbesondere eine größere Materialdicke auf, wobei hierbei die dünnste Erstreckung des Klemmrings mit der dünnsten Erstreckung des Begrenzungsanschlags verglichen wird. Das heißt, es ist möglich, dass der Klemmring eine größere Erstreckung in radialer Richtung als der Begrenzungsanschlag aufweist, aber in axialer Richtung sehr dünn ausgeführt ist, wobei diese Materialdicke des Klemmrings in axialer Richtung geringer als die dünnste Erstreckung des Begrenzungsanschlags in radialer Richtung ist.
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Vorzugsweise ist die Klemmfeder aus mindestens zwei oder mindestens drei Klemmfedersegmenten zusammengesetzt. Die Klemmfeder braucht dadurch nicht als Ring aus einem Blechmaterial ausgestanzt werden. Stattdessen können die einzelnen Klemmfedersegmente mit einem geringen Zwischenraum nebeneinander aus dem Blechmaterial ausgestanzt werden, wodurch die Menge an Stanzabfall erheblich reduziert und die Herstellungskosten gesenkt werden können. Dies ermöglicht es mit der gleichen Menge blechartiger Halbzeuge eine größere Anzahl an Klemmfeder herzustellen. Je mehr Klemmfedersegmente vorgesehen sind, desto kürzer in Umfangsrichtung kann das jeweilige Klemmfedersegment ausgestaltet sein, so dass der zur Verfügung stehende Platz eines Metallblechs zum Austanzen der Klemmfedersegmente besser genutzt werden kann. Je nach bereitzustellender Federsteifigkeit der Klemmfedersegmente in axialer Richtung kann es sich anbieten eine bestimmte Mindesterstreckung in Umfangsrichtung und/oder in tangentialer Richtung vorzugeben, wodurch die Maximalanzahl der möglichen Klemmfedersegmente begrenzt wird.
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Besonders bevorzugt sind zumindest ein Teil der Klemmfedersegmente in Umfangsrichtung zueinander beabstandet positioniert. Die Klemmfeder ist dadurch nicht in Umfangsrichtung durchgängig ausgeführt. Stattdessen ist ein signifikanter Abstand in Umfangsrichtung zwischen den einander nachfolgenden Klemmfedersegmenten vorgesehen. Da die Klemmfedersegmente nicht zu einem gemeinsamen Ring miteinander verbunden sind, weist das jeweilige Klemmfedersegment ein besonders großes Bestreben auf, unter Fliehkrafteinfluss nach radial außen aufzubiegen. Hierbei wird jedoch die Erkenntnis ausgenutzt, dass durch den mindestens einen Begrenzungsanschlag eine zu starke elastische Verformung nach radial außen unter Fliehkrafteinfluss bereits formschlüssig blockiert ist und eine erhöhte Weichheit der Klemmfeder beziehungsweise der Klemmfedersegmente in radialer Richtung sich nicht negativ auswirkt. Stattdessen ist es möglich den Materialeinsatz zur Herstellung der Klemmfeder weiter zu senken. Es ist sogar möglich in den Zwischenräumen zwischen zwei in Umfangsrichtung nachfolgenden Klemmfedersegmenten Bauraum zu schaffen, der anderweitig genutzt werden kann. Vorzugsweise ist in Umfangsrichtung zwischen zwei nachfolgenden Klemmfedersegmenten eine Befestigungsstelle und/oder eine Öffnung zum Durchführen eines Bauteils vorgesehen, wodurch die Funktionalität der Reibungskupplung gesteigert werden kann.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die, insbesondere im Wesentlichen identisch ausgeformten, Klemmfedersegmente sich über einen Umfangswinkel α von 30° ≤ α ≤ 120°, insbesondere 35° ≤ α ≤ 100°, vorzugsweise 40° ≤ α ≤ 90° und besonders bevorzugt 45° ≤ α ≤ 60° erstrecken. Bei einer derartigen Erstreckung der Klemmfedersegmente in Umfangsrichtung kann eine geeignete Federsteifigkeit erreicht werden und der Montageaufwand zur Befestigung, insbesondere Vernietung, der Klemmfedersegmente mit dem Kupplungsdeckel oder dem Zuganker gering gehalten werden. Zudem ist es möglich für unterschiedliche Bauarten von Reibungskupplungen, die unterschiedliche Klemmkräfte für die Klemmfeder verlangen, identische Klemmfedersegmente zu verwenden und lediglich die Anzahl der Klemmfedersegmente an die jeweiligen Bauarten anzupassen. Dies ermöglicht es die Anzahl an Gleichteilen über verschiedene Bauarten hinweg zu erhöhen, so dass durch Massenfertigung der Klemmfedersegmente weitere Kosteneinsparungen erreicht werden können.
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Vorzugsweise sind zumindest ein Teil der Klemmfedersegmente in axialer Richtung hintereinander gestapelt angeordnet, wobei insbesondere mehrere hintereinander gestapelte Klemmfedersegmente von mindestens einem gemeinsamen Befestigungselement befestigt sind. Mehrere Klemmfedersegmente können vergleichbar zu einem Blattfederpaket zu einem gemeinsamen Paket von Klemmfedersegmenten zusammengefasst werden, wodurch die Federsteifigkeit und/oder die Klemmkraft der Klemmfeder geeignet angepasst werden kann. Insbesondere ist es möglich für unterschiedliche Bauarten von Reibungskupplungen, die unterschiedliche Klemmkräfte für die Klemmfeder verlangen, identische Klemmfedersegmente zu verwenden und lediglich die Anzahl der zu einem Paket zusammengefassten Klemmfedersegmente an die jeweiligen Bauarten anzupassen. Dies ermöglicht es die Anzahl an Gleichteilen über verschiedene Bauarten hinweg zu erhöhen, so dass durch Massenfertigung der Klemmfedersegmente weitere Kosteneinsparungen erreicht werden können.
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Besonders bevorzugt weist das Klemmfedersegment zwischen einer Befestigungsstelle zur Befestigung mit dem Kupplungsdeckel oder mit dem Zuganker und einer Klemmstelle zum Anliegen an dem Sensierring einen um mindestens 90°, insbesondere um mindestens 180°, umlaufenden Verlauf auf. Insbesondere ist das Klemmfedersegment in einer planen Ebene ausgeformt, wodurch leicht mehrere Klemmfedersegment flächig aufeinander gestapelt werden können. Das Klemmfedersegment kann einen mäanderförmigen oder serpentinenförmigen Umlaufbereich aufweisen, der einer entsprechend stark gekrümmten Kurve folgt. Dieser Umlaufbereich führt zu einer erhöhten Biegelinie, wodurch das Klemmfedersegment der Bewegung des Sensierrings besser folgen kann und unnötige Spannungen innerhalb des Klemmfedersegments vermieden werden können. Das Klemmfedersegment kann dadurch leichter der sich erhöhenden axialen Erstreckung des durch den Sensierring und die zugehörige Gegenrampe ausgebildeten Rampensystems folgen.
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Insbesondere ist eine zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbare, insbesondere als Tellerfeder ausgestaltete, Hebelfeder zum Einleiten einer Betätigungskraft vorgesehen, wobei die Hebelfeder und/oder der Zuganker zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung an einem in Umfangsrichtung vorgespannten Nachstellring direkt anliegt. Die insbesondere als Tellerfeder ausgestaltete Hebelfeder kann durch eine Änderung ihrer Konizität um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt verschwenkt werden, indem beispielsweise von einem hydraulischen Betätigungssystem, insbesondere radial innen eine Betätigungskraft in axialer Richtung eingeleitet wird. Die Hebelfeder kann einen ringförmig geschlossenen Tellerfederbereich aufweisen, von dem Federzungen nach radial innen abstehen, damit dort die axiale Betätigungskraft eingeleitet werden kann. Die Hebelfeder kann direkt oder indirekt über den Zuganker an dem Nachstellring angreifen. Die Hebelfeder kann insbesondere zwischen dem Betätigungssystem und dem Nachstellring verspannt sein, so dass die Hebelfeder jederzeit an dem Nachstellring anliegt. Die Hebelfeder kann einen insbesondere von einem Haken ausgebildeten Anschlag aufweisen, mit dessen Hilfe die Klemmfeder von dem Sensierring abgehoben werden kann, wenn die Hebelfeder bei einem entsprechen hohen verschleißbedingten Hubweg weit genug verschwenkt wird.
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Vorzugsweise ist die Klemmfeder über ein Befestigungselement, insbesondere Nietverbindung, mit dem Kupplungsdeckel oder mit dem Zuganker verbunden, wobei das Befestigungselement gleichzeitig eine Zugfeder zum Vorspannen des Sensierrings in Umfangsrichtung befestigt und/oder den Sensierring radial außen zentriert. Das Befestigungselement kann dadurch über die Befestigung der Klemmfeder beziehungsweise des Klemmfedersegments hinaus weitere Funktionen erfüllen, so dass bei einer geringen Bauteileanzahl ein hoher Funktionsgrad erreicht werden kann. Eine separates Zentrierelement für den Sensierring und/oder ein separates Befestigungsmittel für die Zugfeder kann eingespart werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Gegenplatte, einer relativ zu der Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte, einer, insbesondere als Tellerfeder ausgestalteten, Hebelfeder zum Verlagern der Anpressplatte, einem mit der Gegenplatte verbundenen Kupplungsdeckel zum zumindest teilweise Abdecken der Anpressplatte und/oder der Gegenplatte und einer zwischen der Hebelfeder und der Anpressplatte wirksamen Nachstelleinrichtung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Anpressplatte zur Gegenplatte. Durch den steifen Begrenzungsanschlag der Nachstelleinrichtung kann ein Aufweiten der elastischen Klemmfeder und ein dadurch verursachtes Wegwandern von dem Sensierring bei hohen Fliehkrafteinflüssen vermieden werden, so dass das Risiko eines unbeabsichtigten Nachstellens einer Nachstelleinrichtung auch bei extremen Betriebssituationen reduziert ist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Doppelkupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer ersten Reibungskupplung zum Kuppeln der Antriebswelle mit einer ersten Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes und einer zweiten Reibungskupplung zum Kuppeln der Antriebswelle mit einer zur ersten Getriebeeingangswelle koaxialen zweiten Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, wobei die erste Reibungskupplung und/oder die zweite Reibungskupplung als Reibungskupplung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, ausgestaltet ist, wobei ein mit der Anpressplatte der ersten Reibungskupplung gekoppelter Zuganker die zweite Reibungskupplung umgreift, wobei und die Klemmfeder mit dem Zuganker befestigt ist und/oder der Zuganker den Begrenzungsanschlag ausbildet. Durch den steifen Begrenzungsanschlag der Nachstelleinrichtung kann ein Aufweiten der elastischen Klemmfeder und ein dadurch verursachtes Wegwandern von dem Sensierring bei hohen Fliehkrafteinflüssen vermieden werden, so dass das Risiko eines unbeabsichtigten Nachstellens einer Nachstelleinrichtung auch bei extremen Betriebssituationen reduziert ist.
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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:
- 1: eine schematische Schnittansicht einer Doppelkupplung,
- 2: eine schematische Detailansicht der Doppelkupplung aus 1,
- 3: eine schematische Draufsicht einer ersten Ausführungsform der Doppelkupplung aus 1,
- 4: eine schematische Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der Doppelkupplung aus 1 und
- 5: eine schematische Draufsicht auf ein Klemmfedersegment für die Doppelkupplung aus 1.
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Die in 1 dargestellte Doppelkupplung 1 umfasst zwei Reibungskupplungen 2, 3, die im ausgerückten, also geöffneten Zustand dargestellt sind. Die Doppelkupplung 1 umfasst zwei Kupplungsscheiben 4, 5, die mit unterschiedlichen Getriebeeingangswellen verbindbar sind, wobei das, diese Getriebeeingangswellen aufweisende Kraftfahrzeuggetriebe in vorteilhafter Weise ein so genanntes Lastschaltgetriebe bilden kann, welches zwei Teilgetriebe aufweisen kann. Die Kupplungsscheiben 4, 5 tragen radial außen Reibbeläge 6, 7, die axial zwischen einer den beiden Reibungskupplungen 2 und 3 gemeinsamen Gegenplatte 8 und einer der jeweiligen Reibungskupplung 2 bzw. 3 zugeordneten Anpressplatte 9, 10 verpresst werden kann. Durch die gemeinsame Zentralplatte, die für beide Reibungskupplungen 2, 3 die Gegenplatte 8 ausbildet, ergibt sich für die Doppelkupplung 1 eine Doppelkupplung nach dem sogenannten „Drei-Platten-Design“. Die Gegenplatte 8 bildet einen Bestandteil eines Schwungrades, das mit einer Antriebswelle eines Antriebsmotors verbunden ist. Die Gegenplatte 8 ist über axial verlaufende Bereiche, die hier nicht näher dargestellt sind, mit einer Antriebsplatte 11 bzw. einem Antriebskorb verbunden. Die Antriebsplatte 11 ist beispielsweise als Mitnehmerring ausgebildet. Die axial verlaufenden Bereiche, die eine Verbindung zwischen der Gegenplatte 8 und der Antriebsplatte 11 herstellen, können entweder an der Gegenplatte 8 oder an der Antriebsplatte 11 angeformt sein oder aber auch an beiden Teilen 8, 11 zumindest teilweise vorgesehen sein. Die Antriebsplatte 11 kann entweder nach Art eines Drehmomentwandlers mit einer zum Beispiel an der Kurbelwelle des Antriebsmotors vorgesehenen Antriebsplatte verschraubbar sein oder aber mit einem motorseitig angeordneten Antriebselement über eine axiale Steckverbindung verbindbar sein.
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Die Gegenplatte 8 ist über eine Lagerung 38 getriebeseitig gelagert und zumindest in einer Axialrichtung festgelegt, um die zumindest für eine der Reibungskupplungen erforderlichen Schließkräfte axial abzufangen. Die Gegenplatte 8 kann also auf einer Getriebeeingangswelle gelagert bzw. axial abgestützt sein. Sie kann jedoch auch auf einem mit dem Getriebegehäuse fest verbundenen Abstützstutzen bzw. Abstützrohr aufgenommen und axial abgestützt sein.
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Die Kupplungsscheiben 4 und 5 besitzen axial zwischen ihren beiden ringförmigen Reibbelägen 6 und 7 eine so genannte Belagfederung, die einen progressiven Aufbau und Abbau des von den Reibungskupplungen 2, 3 übertragbaren Drehmomentes über zumindest einen Teilbereich des Betätigungsweges gewährleisten.
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Die Anpressplatte 9 ist mittelbar oder unmittelbar vorzugsweise über blattfederartige Elemente mit der Gegenplatte 8 drehfest, jedoch begrenzt axial verlagerbar verbunden. Die Anpressplatte 10 der Reibungskupplung 3 ist in ähnlicher Weise mit der Gegenplatte 8 antriebsmäßig gekoppelt. An der Gegenplatte 8 ist ein Kupplungsdeckel 12 befestigt, der hier als Blechdeckel ausgebildet ist. Axial beidseits dieses Kupplungsdeckels 12 sind in ringförmiger Anordnung vorgesehene Hebelfedern 13, 14 vorgesehen, mittels derer die jeweils zugeordnete Reibungskupplung 2, 3 betätigbar ist.
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Die insbesondere als Tellerfeder ausgestalteten Hebelfedern 13, 14 können jeweils ein ringartiges Bauteil bilden, das tellerfederähnliche Eigenschaften aufweist, also federnd in seiner Konizität veränderbar ist. Diese Tellerfedern 15, 16 besitzen vorzugsweise jeweils eine Federeigenschaft, die gewährleistet, dass sich diese tendenzmäßig in eine kegelstumpfförmige Position aufstellen, die einem geöffneten Zustand der Reibungskupplungen 2 und 3 entspricht.
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Die Anpressplatte
10 trägt Zugmittel
17, die sich axial erstrecken und an ihrem der Anpressplatte
10 abgewandten Ende
18 eine Schwenklagerung bzw. Abwälzauflage
19 tragen, an der die Hebelfeder
14 kippbar bzw. verschwenkbar abgestützt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abwälzauflage
19 einstückig mit den Zugmitteln
17 ausgebildet und durch einen radial nach innen hin gerichteten ringförmigen Bereich gebildet. Dadurch wird ein Zuganker
17 ausgebildet. Die Zugmittel
17 können durch einzelne über den Umfang verteilte hakenartige Bauteile gebildet sein. In vorteilhafterweise können diese Zugmittel
17 jedoch auch zu einem vorzugsweise aus Blech hergestellten Bauteil zusammengefasst werden, welches einen vorzugsweise geschlossenen ringförmigen Bereich besitzt, von dem aus mehrere axiale Schenkel ausgehen können, die mit der Anpressplatte
10 fest verbunden sind. Die Zugmittel
17 bilden einen Zuganker
17 aus. Radial innerhalb der Abwälzauflage
19 ist die Hebelfeder
14 an einem ringförmigen als Nachstellring ausgestalteten Abstützring
20 abgestützt. Der ringförmige Abstützring
20 ist axial zwischen dem Kupplungsdeckel
12 und der Hebelfeder
14 eingespannt und bildet ein Bestandteil einer Nachstelleinrichtung
21, mittels der zumindest der an den Reibbelägen
7 auftretende Verschleiß wenigstens teilweise automatisch ausgeglichen werden kann. Zum Schließen der Reibungskupplung
3 werden die radial inneren Federzungen
22 der Hebelfeder
14 in Richtung nach links beaufschlagt. Hierfür ist ein die Schließkraft zumindest im Wesentlichen in die Reibungskupplung
3 einleitendes Betätigungselement, wie zum Beispiel ein Betätigungslager vorgesehen. Ein derartiges Betätigungselement bildet einen Bestandteil eines Betätigungssystems, welches als pneumatisches, hydraulisches, elektrisches oder mechanisch betätigtes Betätigungssystem ausgebildet sein kann oder aber eine Kombination der erwähnten Betätigungsmöglichkeiten aufweist, also beispielsweise als elektrohydraulisches Betätigungssystem ausgebildet ist. Geeignete Hebelelemente bzw. Hebelfedern
13,
14 sind beispielsweise in
DE 103 40 665 A1 , die
DE 199 05 373 A1 ,
EP 0 992 700 B1 und
EP 1 452 760 A1 beschrieben.
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Die die Drehmomentübertragung und die axiale Verlagerbarkeit der Anpressplatte 10 gewährleistenden Federmittel, wie insbesondere Blattfedern, die in an sich bekannter Weise die Bauteile 8 und 10 miteinander verbinden, besitzen vorzugsweise eine definierte axiale Vorspannung, die gewährleistet, dass die Anpressplatte 10 in Öffnungsrichtung der Reibungskupplung 3 beaufschlagt wird. Dies bedeutet, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Anpressplatte 10 axial in Richtung nach links von der Gegendruckscheibe 8 durch die erwähnten vorgespannten Blattfedern weggedrängt wird. Dadurch werden die Reibbeläge 7 freigegeben. Die Vorspannung der entsprechenden Federmittel, wie insbesondere Blattfedern, soll weiterhin gewährleisten, dass die Abwälzauflage 19 stets axial in Richtung der radial äußeren Bereiche der Hebelfeder 14 gedrängt wird.
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Der Abstützring
20 bildet einen so genannten Nachstellring
20, der über ein Rampensystem am Kupplungsdeckel
12 axial abgestützt ist. Das Rampensystem besitzt in Umfangsrichtung verlaufende, sich in axialer Richtung erhebende Rampen. Entsprechende Rampen können unmittelbar an dem Nachstellring
20 angeformt sein und die mit diesen zusammenwirkenden Gegenrampen können in vorteilhafter Weise unmittelbar im Bereich des Gehäusebodens des Kupplungsdeckels
12 eingebracht sein. In Umfangsrichtung wird der Nachstellring
20 von wenigstens einer nicht näher dargestellten Feder, insbesondere Zugfeder, in Umfangsrichtung bzw. Nachstellrichtung beaufschlagt. Einzelheiten bezüglich der Funktionsweise einer Nachstelleinrichtung, der Ausgestaltungsmöglichkeiten für Rampen und Gegenrampen sowie der Auslegung und Anordnung von Federn, welche eine Nachstellung innerhalb eines Rampensystems ermöglichen, können aus der
DE 42 39 291 A1 ,
DE 42 39 289 A1 ,
DE 43 22 677 A1 und
DE 44 31 641 A1 entnommen werden.
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Die Nachstelleinrichtung 21 umfasst weiterhin eine Sensoreinrichtung 23, die einen Sensierring 24 aufweist, der in ähnlicher Weise, wie dies in Zusammenhang mit dem Nachstellring 20 beschrieben wurde, über ein Rampensystem am Gehäuseboden des Kupplungsdeckels 12 abgestützt ist und in Nachstellrichtung durch eine Feder, insbesondere Zugfeder, mit einer Federkraft in Umfangsrichtung beaufschlagt ist. Der Sensierring 24 ist hier axial zwischen dem Kupplungsdeckel 12 und den äußeren Bereichen der Hebelfeder 14 angeordnet, und zwar hier auf radialer Höhe der Abwälzauflage 19.
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Die Sensoreinrichtung 23 besitzt weiterhin ein insbesondere als Klemmfeder ausgestaltetes Sensorelement 25, das vorzugsweise axial federnde Bereiche besitzt. Das Sensorelement 25 klemmt, sofern kein Verschleiß aufgetreten ist, den Sensierring 24 axial ein, so dass dieser dann unverdrehbar gehaltert ist. Das Sensorelement 25 besitzt Anschlagbereiche 26, die mit vom Zugmittel 17 getragenen Gegenanschlagbereichen 27 zusammenwirken können, und zwar insbesondere beim Auftreten von Verschleiß an den Reibbelägen 7. Die axiale Anordnung der Anschlagbereiche 26 und Gegenanschlagbereiche 27 sowie die zwischen diesen beim Betätigen der Reibungskupplung 3 auftretenden Axialwege sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Schließung der Reibungskupplung 3 und fehlendem Verschleiß maximal lediglich eine Berührung zwischen den Anschlagbereichen 26 und den Gegenanschlagbereichen 27 erfolgen kann. Sofern jedoch ein Verschleiß vorhanden ist, kommen die Anschlagbereiche 26 an den Gegenanschlagbereichen 27 zur Anlage bevor der vollständige Schließweg bzw. Einrückweg der Reibungskupplung 3 erreicht ist. Dadurch wird bewirkt, dass in Abhängigkeit des aufgetretenen Verschleißes eine axiale Verlagerung der Anschlagbereiche 26 gegenüber zumindest dem Sensierring 24 erfolgt. Diese axiale Verlagerung bewirkt, dass der Sensierring 24 tendenzmäßig entlastet wird und somit sich um einen Winkel, der abhängig ist von dem durch das Sensorelement 25 detektierten Verschleiß, verdrehen kann. Die dabei erfolgende axiale Verlagerung des Sensierrings 24 gegenüber dem gehäuseartigen Bauteil wird durch das zwischen dem Sensierring 24 und diesem gehäuseartigen Bauteil vorgesehene Rampensystem gewährleistet.
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Beim Öffnen, also Ausrücken der Reibungskupplung 3, wird die Hebelfeder 14 in eine winkelmäßige Lage zurückgedrängt, bei der die Federzungen 22 der Hebelfeder 14 eine zumindest annähernd gleich bleibende bzw. konstante axiale Lage einnehmen. Aufgrund des mittels der Sensoreinrichtung 23 erfolgten Verschleißausgleiches, der hier eine entsprechende axiale Verlagerung der Abwälzauflage 19 nach rechts bewirkt, wird der Abstützring bzw. als Nachstellring 20 ausgestaltetes Nachstellelement beim Öffnen der Reibungskupplung 3 entlastet, so dass auch dieser dann eine Verdrehung erfährt, die aufgrund des zwischen dem Kupplungsdeckel 12 und dem Nachstellring 20 vorhandenen Rampensystems eine entsprechende axiale Verlagerung des Nachstellringes 20 bewirkt.
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Das die Anschlagbereiche 26 aufweisende Sensorelement 25 kann durch ein ringförmiges Bauteil gebildet sein, das über den Umfang betrachtet einzelne, vorzugsweise gleichmäßig verteilte Befestigungen mit dem Kupplungsdeckel 12 aufweist. Die zwischen diesen Befestigungen vorhandenen Bereiche des ringförmigen Sensorelementes 25 tragen die Anschlagbereiche 26. Die in Umfangsrichtung zwischen den Befestigungen vorgesehenen Bereiche des Sensorelementes 25 sind in axialer Richtung elastisch bzw. federnd verformbar. Für manche Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, wenn diese Bereiche auch einer Torsionsbeanspruchung ausgesetzt werden, die zumindest ein geringfügiges Verdrillen zumindest der seitlich der Anschlagbereiche 26 sich umfangsmäßig erstreckenden Bereiche mit geringerer radialer Breite bewirken. Die Hebelfeder 13 der Reibungskupplung 2 ist gegenüber der Hebelfeder 14 axial auf der anderen Seite der radialen Bereiche des Kupplungsdeckels 12 vorgesehen. Die Hebelfeder 13 stützt sich mit einem radial äußeren Bereich an einem Abstützring bzw. als Nachstellring 28 ausgestaltetes Nachstellelement ab. Der Nachstellring 28 ist in ähnlicher Weise wie dies in Zusammenhang mit dem Nachstellring 20 beschrieben wurde, gegenüber dem Kupplungsdeckel 12 verdrehbar und an diesem über ein Rampensystem axial abgestützt. Der Nachstellring 28 bildet einen Bestandteil einer Nachstelleinrichtung 29, die zwischen den radialen Bereichen des Kupplungsdeckels 12 und der Hebelfeder 13 wirksam ist. Zwischen der Anpressplatte 9 und der Gegenplatte 8 und/oder dem Kupplungsdeckel 12 sind Drehmomentübertragungsmittel vorgesehen, die vorzugsweise durch Blattfedern gebildet sind, welche axial derart vorgespannt sind, dass die Anpressplatte 9 axial gegen die Hebelfeder 13 gedrückt wird. Die axiale Gesamtkraft, welche auf die Hebelfeder 13 in Richtung nach rechts einwirkt, ist dabei derart bemessen, dass während des Betriebes des Kupplungsaggregates 1 eine axiale Verlagerung bzw. Verschwenkung der Hebelfeder 13 aufgrund zumindest von Resonanzerscheinungen und/oder Axialschwingungen bzw. Taumelschwingungen von zumindest einzelnen Bauteilen des Kupplungsaggregates verhindert wird. Eventuell können zusätzlich zu den Blattfederelementen weitere Energiespeicher bzw. Federelemente vorgesehen werden, die auf die Anpressplatte 9 oder aber unmittelbar auf die Hebelfeder 13 einwirken. Der Kupplungsdeckel 12, die Hebelfeder 13 sowie die zwischen dem Kupplungsdeckel 12 und der Hebelfeder 13 angeordnete Nachstelleinrichtung 29 bilden gemeinsam eine Kupplungsdeckelanordnung aus, die als eine gemeinsame Baueinheit verbaut werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Hebelfeder 14 sowie die zwischen dem Kupplungsdeckel 12 und der Hebelfeder 14 angeordnete Nachstelleinrichtung 23 gemeinsam die Kupplungsdeckelanordnung ausbilden, wobei insbesondere der Kupplungsdeckel 12, die Hebelfedern 13, 14 und die Nachstelleinrichtungen 23, 29 die Kupplungsdeckelanordnung ausbilden, die in dieser Ausgestaltung speziell für den Betrieb von Doppelkupplungen ausgestaltet ist.
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Die Nachstelleinrichtung 29 umfasst weiterhin eine Sensoreinrichtung 30, die radial innerhalb und hier beabstandet von dem Nachstellring 28 angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung 30 umfasst einen Sensierring 31, der ähnlich wie der Sensierring 24 gegenüber dem Kupplungsdeckel 12 verdrehbar und über ein Rampensystem abgestützt ist. Weiterhin besitzt die Sensoreinrichtung 30 ein insbesondere als Klemmfeder ausgestaltetes Sensorelement 32, das entweder mittelbar oder unmittelbar vom Kupplungsdeckel 12 getragen wird. Das Sensorelement 32 besitzt zumindest einen Abhubanschlag 33, der mit mindestens einen Mitnehmeranschlag 34 zumindest beim Auftreten von Verschleiß an den Reibbelägen 6 der Kupplungsscheibe 4 zusammenwirken. Der Mitnehmeranschlag 34 ist insbesondere einstückig durch die Hebelfeder 13 ausgebildet. Das Sensorelement 32 besitzt Bereiche 35, die mit axialer Vorspannung an Bereichen 36 des Sensierrings 31 zusammenwirken. Durch die axiale Vorspannung zumindest der Bereiche 35 wird der Sensierring 31 axial eingespannt, so dass eine Verdrehung desselben zumindest bei fehlendem Verschleiß an den Reibbelägen 6 vermieden wird. Dadurch wird eine unkontrollierte, nicht auf einen Verschleiß zurückzuführende Nachstellung der Nachstelleinrichtung 29 vermieden. Das Sensorelement 32 kann ebenfalls durch ein ringförmiges Bauteil gebildet sein, das ähnlich ausgebildet mit dem Kupplungsdeckel 12 verbunden und wirksam ist, wie dies in Zusammenhang mit dem Sensorelement 25 beschrieben wurde.
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Der axiale Abstand zwischen den Anschlagbereichen 33 und den Gegenanschlagbereichen 34 ist derart bemessen, dass bei voll geschlossener Reibungskupplung 2 und fehlendem Verschleiß an den Reibbelägen 6 lediglich ein Touchieren bzw. leichte Anlage zwischen diesen Bereichen 33 und 34 erfolgt, wodurch gewährleistet ist, dass der Sensierring 31 gegen Rotation blockiert bleibt. Das Schließen der Reibungskupplung 2 erfolgt in ähnlicher Weise wie dies in Verbindung mit der Reibungskupplung 3 beschrieben wurde. Es wird mittels einer Betätigungseinrichtung eine Schließkraft im Bereich der Federzungen 37 der Hebelfeder 15 eingeleitet. Diese Schließkraft wird allmählich aufgebaut, und zwar so lange, bis die auf die Anpressplatte 9 ausgeübte Axialkraft ausreicht, um das vom Motor abgegebene Drehmoment über die Kupplungsscheibe 4 an das Kraftfahrzeuggetriebe weiterzuleiten. Die maximale Anpresskraft kann dabei zumindest einen konstanten Wert aufweisen. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Kraftfahrzeugmotors und des dabei abgegebenen Drehmomentes diese Schließkraft entsprechend anzupassen. Dies bedeutet, dass, wenn der Motor lediglich 50 % seines Nominaldrehmomentes abgibt, die Anpresskraft entsprechend reduziert werden kann. Eine ähnliche Betätigung ist auch für die Reibungskupplung 3 möglich.
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In 2 ist beispielhaft für die zweite Reibungskupplung 2 das Verklemmen des zweiten Sensierrings 24 der zweiten Nachstelleinrichtung 21 dargestellt. Hierzu ist das zweite Sensorelement 25 als Klemmfeder ausgestaltet, die mehrere Klemmfedersegmente 40 aufweist. Das jeweilige Klemmfedersegment 40 ist an beispielsweise zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzten Befestigungsstellen 42 mit dem Kupplungsdeckel 12 oder mit dem Zuganker 17 vernietet. Das Klemmfedersegment 40 weist eine Klemmzunge 44 auf, die mit einer Federkraft gegen den zweiten Sensierring 24 drücken kann, um den zweiten Sensierring 24 zwischen der Klemmzunge 44 und einer Gegenrampe des Kupplungsdeckels 12 zu verklemmen. Die Klemmzunge 44 kann über den Radiusbereich des zweiten Sensierrings 24 hinaus abstehen, so dass die zweite Hebelfeder 14 mit einem einen Gegenanschlagbereich ausbildenden Haken bei einem entsprechend großen verschleißbedingten Hubweg der zweiten Anpressplatte 10 an der Klemmzunge 44 anschlagen und das Klemmfedersegment 40 von dem zweiten Sensierring 24 abheben lassen kann, wodurch der in Umfangsrichtung vorgespannte zweite Sensierring 24 um einen Winkelbetrag verdrehen und die axiale Erstreckung des aus dem zweiten Sensierring 24 und der Gegenrampe des Kupplungsdeckels 12 gebildeten Rampensystems erhöhen kann.
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Die Klemmfedersegmente 40 der Klemmfeder sind radial außerhalb zum zweiten Sensierring 24 vorgesehen, so dass die Klemmzunge 44 nach radial innen absteht. Damit die Klemmfedersegmente 40 der Klemmfeder sich unter Fliehkrafteinfluss nicht nach radial außen aufbiegen, ist ein von dem Kupplungsdeckel 12 ausgebildeter Begrenzungsanschlag 46 vorgesehen, der alternativ von dem Zuganker ausgebildet sein kann. Der Begrenzungsanschlag 46 ist in radialer Richtung beispielsweise aufgrund seiner radialen Materialdicke steifer als das Klemmfedersegment 40, so dass das Klemmfedersegment 40 unter Fliehkrafteinfluss an dem Begrenzungsanschlag 46 anschlägt und aufgrund des dadurch erreichten Formschlusses in radialer Richtung blockiert ist. Das Klemmfedersegment 40 kann dadurch nicht weiter aufbiegen, so dass die Klemmzunge 44 mit der gewünschten Klemmkraft an dem zweiten Sensierring 24 angreifen kann. Die erste Nachstelleinrichtung 28 für die erste Reibungskupplung 2 kann analog ausgestaltet sein.
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Wie in 3 dargestellt, kann das als Klemmfeder ausgestaltete zweite Sensorelement 25 beispielsweise aus zwei in Umfangsrichtung zueinander beabstandete Klemmfedersegmente 40 zusammengesetzt sein. Falls je nach Anwendungsfall die von zwei Klemmfedersegmenten 40 aufgebrachte Klemmkraft nicht ausreichend sein sollte, ist es möglich mehrere Klemmfedersegmente 40 in einem Paket übereinander zu stapeln und/oder wie in 4 dargestellt das als Klemmfeder ausgestaltete zweite Sensorelement 25 aus drei oder mehr in Umfangsrichtung zueinander beabstandete Klemmfedersegmente 40 zusammenzusetzen.
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Wie in 5 dargestellt kann das jeweilige Klemmfedersegment 40 zwischen seinem Mittelpunkt, von dem aus die Klemmzunge 44 absteht, und der Befestigungsstelle 42 einen einer ca. 180°-Kurve folgenden Umlaufbereich 48 aufweisen. Dieser Umlaufbereich 48 führt zu einer erhöhten Biegelinie, wodurch das Klemmfedersegment 40 der Bewegung des zweiten Sensierrings 24 besser folgen kann, insbesondere wenn sich die axiale Erstreckung des durch den zweiten Sensierring 24 und die zugehörige Gegenrampe des Kupplungsdeckels 12 ausgebildeten Rampensystems erhöht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelkupplung
- 2
- Reibungskupplung
- 3
- Reibungskupplung
- 4
- Kupplungsscheibe
- 5
- Kupplungsscheibe
- 6
- Reibbelag
- 7
- Reibbelag
- 8
- Gegenplatte
- 9
- Anpressplatte
- 10
- Anpressplatte
- 11
- Antriebsplatte
- 12
- Kupplungsdeckel
- 13
- Hebelfeder
- 14
- Hebelfeder
- 15
- Tellerfeder
- 16
- Tellerfeder
- 17
- Zuganker
- 18
- abgewandtes Ende
- 19
- Abwälzauflage
- 20
- Nachstellring
- 21
- Nachstelleinrichtung
- 22
- Federzunge
- 23
- Sensoreinrichtung
- 24
- Sensierring
- 25
- Sensorelement
- 26
- Anschlagbereich
- 27
- Gegenanschlagbereich
- 28
- Nachstellring
- 29
- Nachstelleinrichtung
- 30
- Sensoreinrichtung
- 31
- Sensierring
- 32
- Sensorelement
- 33
- Anschlagbereich
- 34
- Gegenanschlagbereich
- 35
- Bereich
- 36
- Bereich
- 37
- Federzunge
- 38
- Lagerung
- 40
- Klemmfedersegment
- 42
- Befestigungsstelle
- 44
- Klemmzunge
- 46
- Begrenzungsanschlag
- 48
- Umlaufbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014208889 A1 [0002]
- DE 10340665 A1 [0026]
- DE 19905373 A1 [0026]
- EP 0992700 B1 [0026]
- EP 1452760 A1 [0026]
- DE 4239291 A1 [0028]
- DE 4239289 A1 [0028]
- DE 4322677 A1 [0028]
- DE 4431641 A1 [0028]
