-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kupplungsvorrichtung mit zumindest einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, die zumindest eine mit einem Gehäusebauteil drehfest verbundene Druckplatte, eine drehfest gegenüber der Druckplatte verlagerbare Anpressplatte und eine reibschlüssig zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte verspannbare und/oder einklemmbare Kupplungsscheibe aufweist, und mit zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung, die zumindest einen mit zumindest einem Federelement verdrehbaren Rampenring zur Sensierung und/oder zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels zwischen dem Gehäusebauteil und der Anpressplatte aufweist, wobei das Federelement einerseits rampenringseitig und andererseits gehäuseseitig befestigt ist. Es sei angemerkt, dass auch wenn die Beläge verschleißen, kein Spiel zwischen der Anpressplatte und dem Deckel/Gehäusebauteil auftritt. Die Anpressplatte muss jedoch immer mehr Axialweg zurücklegen, um von ihrer Ruheposition aus die Scheibe zu erreichen und für die Momentenübertragung der Kupplung zu sorgen. Mit anderen Worten könnte man also von einer Axialwegzunahme anstelle von Axialspiel sprechen.
-
Eine Kupplungsvorrichtung, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist, ist aus der
DE 10 2012 205 657 A1 bekannt. Dort ist eine Kupplungsvorrichtung offenbart, nämlich eine mit zumindest einer Drehmomentübertragungseinrichtung, die zumindest eine mit dem Gehäusebauteil drehfest verbundene Druckplatte, eine drehfest und in axialer Richtung gegenüber der Druckplatte verlagerbare Anpressplatte und eine reibschlüssig zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte verspannbare Kupplungsscheibe aufweist, und mit zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung, die zumindest einen in Umfangsrichtung mittels zumindest einer gewickelten Rollfeder verdrehbaren Rampenring zur Sensierung und zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels zwischen dem Gehäusebauteil und der Anpressplatte aufweist, wobei die Rollfeder einerseits rampenringseitig und andererseits gehäusebauteilseitig montiert ist.
-
Auch ist eine Erfindung bekannt, bei der zwischen dem Rampenring und der Rollfeder eine plastisch verformte Einhängesicherung vorgesehen ist.
-
Ferner ist aus der
DE 10 2008 031 953 A1 eine Kupplungsvorrichtung bekannt. Die Kupplungsvorrichtung weist zwei Drehmomentübertragungseinrichtungen als reibschlüssige Teilkupplungen auf, wobei jede der Drehmomentübertragungseinrichtungen eine mit einem Gehäusebauteil drehfest verbundene Druckplatte, eine drehfest und in axialer Richtung gegenüber der Druckplatte verlagerbare Anpressplatte und eine reibschlüssig zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte verspannbare Kupplungsscheibe aufweist. Darüber hinaus weist die Kupplungsvorrichtung für jede der Drehmomentübertragungseinrichtungen eine Verschleißnachstelleinrichtung auf. Jede der Verschleißnachstelleinrichtungen besitzt einen in Umfangsrichtung mittels mehrerer gewickelter Rollfedern verdrehbaren Rampenring zur Sensierung und zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels zwischen dem Gehäusebauteil und der Anpressplatte. Jede der Rollfedern ist einerseits rampenringseitig und andererseits gehäusebauteilseitig montiert, wobei die Möglichkeit besteht, dass sich die Rollfeder beim kurzzeitigen Blockieren oder Verklemmen der Rollfeder oder bei Drehzahlschwankungen im Betrieb der Kupplungsvorrichtung vom Rampenring löst.
-
-
Die aus der
DE 10 2012 2005 657 A1 bekannte geometrische Ausgestaltung einer Kupplungsvorrichtung, die Anordnung der Einzelbauteile zueinander, um Drehmoment zu übertragen sowie die Interaktionen der Einzelkomponenten mit- und zueinander, soll als hier integriert gelten, ohne dass die entsprechenden Gegenstände (wortwörtlich) übernommen sind.
-
Der Hauptanwendungsbereich von Kupplungsvorrichtungen, die auch als Kupplungen bezeichnet werden können, ist in Kraftfahrzeugen, wie PKWs und LKWs sowie Vans. Unterbaugruppen sind dabei drehbare, durch Federn angetriebene Bauteile. Die Kupplungsvorrichtung kann als Einfachkupplung, Doppelkupplung oder Kupplung für Hybridanwendungen, insbesondere mit Verschleißnachstellmechanismen ausgestaltet sein.
-
In Kupplungen werden häufig Bauteile eingesetzt, die durch vorgespannte Federn bewegt werden. So werden bspw. in einigen Verschleißnachstellmechanismen konzentrisch zu einer Kupplungsrotationsachse angeordnete Sensier-, Rampen- bzw. Verstellringe eingesetzt, die, um den Belagverschleiß ausgleichen zu können, von vorgespannten Federelementen tangential verdreht werden. Die Federelemente werden dabei meist als Schraubendruckfedern, Schraubenzugfedern, Spiralfedern oder Rollfedern ausgeführt. Die Verbindung zwischen den Federelementen und den von diesen angetriebenen und meist als Blechformteile hergestellten Bauteilen, muss eine Reihe unterschiedlicher Anforderungen erfüllen. So muss die Verbindung eine sichere Kopplung der wenigstens zwei Bauteile unter allen im Betrieb der Kupplung auftretenden Belastungen sicherstellen. Auch muss sie kostengünstig herstellbar sein. Ferner soll eine Montage einfach ermöglicht sein.
-
Es ist bekannt, dass Befestigungsösen oder Befestigungsaussparungen in dem Federelement anbringbar sind. Häufig ist das Federelement als Spiralfeder, insbesondere als Rollfeder ausgebildet.
-
Meistens werden aus Kosten- und Montagegründen Einhängeprinzipien gegenüber Verbindungen mit zusätzlichen Befestigungsmitteln in puncto Verbindung des Federelementes mit dem Rampenring bevorzugt. Aus denselben Gründen werden auch Methoden/Verfahren, bei denen während oder nach dem Verbinden der Bauteile die Form mindestens eines Verbindungspartners verändert wird, meistens nicht angewendet. Bei Einhängevarianten besteht aber potenziell immer die Gefahr, dass sich die Bauteile im Betrieb der Kupplung ungewollt wieder aushängen. Dies gilt es auf jeden Fall zu vermeiden.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und eine kostengünstige, einfach zu montierende aber ausfallsichere Lösung zur Verfügung zu stellen. Eine betriebssichere Einhängeverbindung, die möglichst einfach ist und leicht zu montieren ist, soll geschaffen werden.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei am Rampenring eine integrale Anschlagskontur ausgebildet ist, die geometrisch so konfiguriert ist, dass eine Bewegung des Federelements im Betriebszustand nach radial außen verhindert ist und/oder dass das Federelement und die Rampenringaußenkontur so aufeinander abgestimmt sind, dass eine Tangentialbewegung oder Umfangsbewegung des Federelements relativ zum Rampenring im Betriebszustand zumindest überwiegend ausgeschlossen ist. „Zumindest überwiegend“ ist bedeutsam, da eine geringe Spielbehaftetheit nicht zwingend nachteilig ist.
-
Unter einer Tangentialbewegung bzw. Umfangsbewegung wird eine Bewegung in Tangential- bzw. Umfangsrichtung, vom Rampenring aus gesehen, verstanden.
-
Der Betriebszustand ist der montierte Zustand, der beim Betrieb der Kupplungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug auftritt. Er unterscheidet sich von einem Montagezustand, der dem Betriebszustand vorgelagert ist.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachstehend erläutert.
-
So ist es von Vorteil, wenn ein Loch oder eine Öffnung im Federelement ausgebildet ist oder eine Öse am Federelement ausgebildet ist, wobei durch das Loch / die Öffnung / die Öse ein Rampenringvorsprung bzw. ein Rampenvorsprung ragt, und der Rampenvorsprung die Anschlagskontur und/oder einen Haken und/oder mindestens eine Vertiefung ausbildet. Einzelbauteile können dadurch vermieden werden und eine kompakte Baugruppe geschaffen werden. Dies verringert die Kosten.
-
Um die Ausfallsicherheit zu erhöhen ist es von Vorteil, wenn das Federelement als Rollfeder, Schraubenfeder, Tellerfeder, Biegefeder, Gummifeder oder Gasfeder ausgebildet ist, welche Zug- oder Druckkräfte hervorruft, wobei es von Vorteil dabei ist, wenn Kräfte direkt oder indirekt durch ein in das Federelement integriertes Zusatzteil auf den Rampenring übertragen werden. Einige Federtypen benötigen noch separate Blech- oder Drahtlaschen, um sie in der gezeigten Weise am Rampenring anbinden zu können.
-
Wenn die Anschlagskontur von einer radial innerhalb des Federelements angeordneten Position am Rampenring, zu einer radial außerhalb des Federelements angeordneten Position führt, so kann die Einteiligkeit der Anschlagskontur mit dem Rampenring bei gleichzeitiger Aushängeverhinderung effizient gewährleistet werden.
-
Eine zusätzliche Sicherheit und Sicherung wird ermöglicht, wenn die Anschlagskontur das Federelement zumindest teilweise umgreift.
-
Die Bauteileinheit lässt sich besonders gut gewährleisten, wenn die Anschlagskontur in einen Haken übergeht, da dann auf zusätzliche Bauteile verzichtet werden kann und ein Blechumformvorgang (Warm- und/oder Kaltumformvorgang; z.B. Tiefziehen und/oder Stanzen) für das Herstellen des Rampenrings einsetzbar ist.
-
Ein Aushängen des Federelements im Betriebszustand wird wirkungsvoll ausgeschlossen, wenn das Federelement von radial innen in den Haken gehängt oder eingeführt ist und vorzugsweise auf eine, nach radial außen weisende Hinterschnittfläche in Anlage gelangt oder auf ihr in Anlage befindlich ist. Dieser Effekt wird zusätzlich verstärkt, wenn das Federelement auch durch seine Eigensteifigkeit in Bereich der Einhängung eher nach radial außen als radial nach innen wandern möchte. Wenn sich die Feder in einigem Abstand von der Einhängestelle an dem Rampenring oder dem Gehäusebauteil in radialer Richtung abstützen kann, lässt sich die Eigensteifigkeit der Feder besonders gut nutzen, um das Federende im Bereich der Einhängung gegen die Hinterschnittfläche zu drücken. Die radiale Abstützstelle mit der sich die Feder an einem Nachbarbauteil z.B. dem Rampenring oder dem Deckel abstützt kann unabhängig von den tangentialkraftübertragenden Verbindungsstellen zwischen der Feder und dem Rampenring und der Feder und dem Gehäusebauteil ausgebildet werden.
-
Es ist auch zweckmäßig, wenn die Anschlagskontur als zumindest ein im Betriebszustand auch in Axialrichtung ausgelenkter Flügel ausgebildet ist, wobei die Anschlagskontur von dem durch die Öse oder das Loch / die Öffnung ragenden integral am Rampenring ausgebildeten Rampenvorsprung als integrales Bauteil absteht, wobei die Flügel als starre oder rückfedernde Element ausgebildet sein können, die zumindest mach der Montage der Feder vorteilhafterweise aus der Radialebene herausgeschwankt sind. Auf diese Weise kann entweder die Rollfeder im Montagezustand aus einer Radialebene gedreht werden, die Öse / das Loch / die Öffnung durch / von dem Flügel / den Flügeln durchdrungen werden, um das Erreichen des Betriebszustandes zu gewährleisten, sobald das Federelement wieder in die Radialebene zurückgedreht wurde. Alternativ können auch die Flügel in eine zur Öse / dem Loch / der Öffnung fluchtenden Zustand gebracht werden, um nach dem Montagevorgang wieder in eine nach radial außen blockierende Position zurück zu federn. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass sich die Flügel anfangs in der selben Orientierung befinden wie die Federöffnung während der Montage z.B. in der Radialebene, damit die Feder für die Montage nicht geschwenkt werden muss und die Flügel anschließend plastisch verformt werden und somit in eine von der Montageebene abweichende Position gelangen, in der sie ein Herunterrutschen der Feder im Betrieb verhindern können. Eine Plastifizierung der Flügel nach der Federmontage kann auch mit starren vorgebogenen Flügeln, über die die Federöffnung in geschwenkter Position aufgesteckt wird, oder mit elastischen Flügel, die bei der Montage in Rahmen ihrer Elastizität verformt werden, kombiniert werden. Eine zusätzliche nachträgliche Plastifizierung der Flügel dient dann dazu, die Sicherheit gegen ein ungewolltes Aushängen der Feder zu erhöhen.
-
Es ist auch in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn an jedem Rampenvorsprung zumindest zwei Flügel vorhanden sind, die sich beidseitig des Rampenvorsprungs zumindest teilweise in entgegengesetzte Tangentialrichtungen und/oder Axialrichtungen erstrecken. Das Verhindern eines Aushängens wird dadurch verlässlicher; d.h. ein Aushängen wird wirkungsvoll verhindert.
-
Für die Montage von Vorteil ist es dabei, wenn beide Flügel schräg zur Tangentialrichtung und/oder Axialrichtung ausgerichtet sind.
-
Wenn das Loch / die Öffnung oder die Öse so bemessen ist, dass das Federelement in einer Montagestellung auf den Rampenvorsprung auf- oder einsetzbar bzw. auf- oder eingesetzt ist und in einer zur Montagestellung bzw. in einer um eine in Axialrichtung ausgerichteten Drehachse gedrehten Betriebsstellung spielbehaftet oder spielfrei zumindest durch den Rampenvorsprung an einer Bewegung in Tangential- oder Umfangsrichtung gehindert ist, so kann eine alternative Lösung realisiert werden. Die bspw. als Rollfeder ausgebildete Feder muss dann nicht aus der Radialebene herausgedreht werden, sondern bleibt in der Radialebene während des Montierens, und dreht sich nur um eine in Axialrichtung verlaufende Drehachse. Die Montage wird dadurch vereinfacht, wenn nur wenig Bauraum zur Verfügung steht.
-
Um jegliche Tangentialbewegung der Rollfeder zu unterbinden, ist es dabei besonders wirkungsvoll, wenn ein vom Haken oder von der Anschlagskontur in Tangential- oder Umfangsrichtung beabstandeter Zusatzanschlag vorhanden ist, der eine Bewegung des Federelements in zumindest Tangential- oder Umfangsrichtung verhindert und/oder wenigstens eine Abstützkontur vorhanden ist, die das Federelement in radialer Richtung abstützt.
-
Es werden also verschiedene Varianten realisierbar, um Federelemente, wie Rollfedern, vor einem ungewollten Aushängen von einem Sensier- und/oder Verstellring insbesondere bei einer zwei Verstellringe aufweisenden, wegbasiert nachstellenden Kupplung zu verhindern. Ein Einsatz bei selbstnachstellenden Kupplungen ist daher probat.
-
Mit anderen Worten werden Einhängeprinzipien vorgestellt, die aufgrund ihrer Formgestaltung eine besonders hohe Sicherheit gegen ein ungewolltes Aushängen bieten. Eine Anschlusskontur des jeweiligen Federelementes kann sehr einfach gestaltet sein. Die Federn / Federelemente weisen als Anschlusskontur nur Aussparungen oder Ösen auf.
-
Dies ist von Vorteil, damit Werkstoff, Rohmaterial und Herstellverfahren der Federn ausschließlich auf die erforderlichen Federeigenschaften der Federelemente abgestimmt werden können und man keine Kompromisse zugunsten der Anschlussgeometrie machen muss. Federn, die radial innerhalb der von ihnen angetriebenen Bauteilen angeordnet sind, haben meistens den Vorteil, dass sie sich bei hohen Drehzahlen an den von ihnen angetriebenen Bauteilen oder an anderen Nachbarbauteilen abstützen können. Höhere Anforderungen an die Einhängung stellen radial außerhalb der angetriebenen Bauteile angeordnete Federn ohne zusätzliche Fliehkraftabstützung in der Nähe der Einhängestelle dar.
-
Alle in dieser Erfindung hier vorgestellten Detaillösungen sind auch für schwierige und schwierigste Anwendungsfälle geeignet.
-
Die Einhängeprinzipien und Einhängekonturen lassen sich aber auch mit geringen Modifikationen auf Federelemente übertragen, die von radial innen an den angetriebenen Bauteilen angebunden sind.
-
Die Rollfeder kann eine schlitzförmige Befestigungsaussparung aufweisen, in die eine aus dem Rampenring ausgeformte Hakenkontur eingreift. Ein besonderes Merkmal ist dabei bei einer solchen Einhängeverbindung, dass, obwohl die Rollfeder radial außerhalb des Rampenrings angeordnet ist, der Befestigungshaken des Rampenrings nicht von radial innen nach radial außen durch die Befestigungsaussparung hindurch ragt. Stattdessen verläuft die Hakenkontur von dem Ringkörper des Rampenrings an der Rollfeder vorbei radial nach außen und ragt dann von außen in die Befestigungsöffnung der Rollfeder hinein. Diese Kontur bildet am Rampenring eine nach innen offene Hakenkontur. Aufgrund dieser Form muss die Rollfeder von radial innen in die Hakenkontur des Rampenrings eingehängt werden und kann in radialer Richtung nicht nach außen aus der Hakenkontur herausrutschen. Da die Rollfeder eine Kraft in tangentialer Richtung auf den Rampenring ausübt, ist es sinnvoll, dessen Hakenkontur mit einem tangentialen Hinterschnitt, also einem Hinterschnitt, der sich in Tangentialrichtung erstreckt, zu versehen, wobei ein Abgleiten der Rollfedereinhängeöffnung unter radialen und/oder tangentialen Lasten nach innen verhindert wird.
-
Somit ist in der normalen Einbausituation der Anbindungsbereich, der nach außen durch die in diese Richtung geschlossene Hakenkontur des Rampenrings und nach innen durch den Hinterschnitt abgesichert ist, verbessert. In Extremsituationen, wenn sich bspw. eine Rollfeder nicht mehr richtig aufwickeln kann und andere auf dem Umfang des Rampenrings angeordnete Federn den Rampenring weiter drehen, oder wenn der Rampenring durch äußere dynamische Effekte so schnell bewegt wird, dass die Federn nicht folgen können, kann die Tangentialkraft in der Einhängeverbindung aufgehoben werden und sich die Einhängeöffnung relativ zum Rampenringhaken tangential verschieben. Dadurch kann im St. d. T. der tangential ausgerichtete Hinterschnitt des Hakens komplett vor die Einhängeöffnung rutschen und so unwirksam werden, wodurch sich beim St. d. T. die Feder aushängen kann. Da die Fliehkraft und die Eigensteifigkeit des Einhängebereichs der Rollfeder diese immer nach radial außen schieben, ist durch die erfindungsgemäße spezielle Hakenform des Rampenrings, selbst wenn die Bauteile an der Einhängestelle tangential verschoben werden, ein ungewolltes Aushängen ausgeschlossen. Um die Eigensteifigkeit der Feder auszunutzen, um den Einhängebereich nach radial außen und somit in den Grund der Hakenkontur zu drücken, ist der Rampenring mit einer Abstützposition ausgestattet, die die Feder zwischen deren beiden Anbindungsstellen am Rampenring und dem Kupplungsdeckel oder einem anderen relativ zur Kupplung feststehenden Bauteil abstützt. Der Rampenring biegt die Feder somit über der Abstützposition und bewirkt eine radiale Kraftwirkung an der Anbindungsstelle.
-
Es sind jedoch nicht nur Rollfedern einsetzbar, sondern es ist letztlich jeder Federtyp einsetzbar, solange eine Befestigungsaussparung oder Befestigungsöse vorhanden ist, in die die zuvor beschriebene Hakenform einhängbar ist.
-
Es ist auch möglich, ein Ausführungsbeispiel zu realisieren, bei dem die Rollfeder an einem T-förmigen Fortsatz des Rampenrings befestigt wird. Ein Abrutschen der Feder vom Rampenring wird bei dieser Variante durch zwei schräggestellte Flügel verhindert. Montieren lässt sich die Rollfeder, indem sie während der Montage relativ zur Ebene des Rampenrings geneigt wird, so dass die geschlitzte Feder über die schräggestellten Flügel hinweg in die montierte Position geschoben werden kann. Im Betrieb der Kupplung verhindert die Befestigung der Feder am Kupplungsdeckel, dass sich das Ende, mit dem die Feder am Rampenring befestigt ist, wieder in gleicher Weise schräg stellen kann, wie während der Montage, wodurch ein ungewolltes Aufhängen vermieden wird. Es wird also zwischen einer Montageposition und einer Betriebsposition unterschieden. Alternativ kann die Anbindekontur des Rampenrings auch nur mit einem einzigen schräggestellten Flügel ausgestattet sein. Wenn die Außenkontur des Rampenringfortsatzes eben ist und erst nach dem Aufstecken der Feder verformt wird, muss das Anbindeende der Feder während der Montage nicht geneigt werden, was die Montage somit vereinfacht. Wenn sich die bereits geneigten Flügel während der Montage elastisch eben drücken lassen, kann ebenfalls auf ein Neigen des Federendes bei der Montage verzichtet werden.
-
Eine weitere Alternative, bei der die Flügel immer eben bleiben können, besteht darin die Öffnung in der Feder schräg auszurichten. Die Feder muss bei der Montage dann so geneigt werden, dass die Öffnung auf die Flügel ausgerichtet ist. Im Betriebszustand, in dem die Feder eine andere Ausrichtung hat wie bei der Montage, stehen die ebenen Flügel und die schräge Öffnung so zueinander, dass sich die Feder nicht ungewollt aushängen kann.
-
Es gibt auch Einhängevarianten, bei der die Feder durch Eindrehen in die Anbindekontur des Rampenrings befestigt wird. Der besondere Vorteil dieser Variante liegt darin, dass nach der Montage der Rampenringfortsatz die vorzugsweise schlitzförmige Befestigungsöffnung der Feder fast komplett ausfüllt und darüber hinaus radial außen auf beiden Seiten der Öffnung in tangentialer Richtung übersteht. Dadurch wird nicht nur das Abrutschen der Feder nach radial außen verhindert, sondern auch die maximal mögliche Tangentialbewegung zwischen dem Rampenring und der Feder begrenzt.
-
Es werden auch Varianten vorgestellt, bei denen die Kontur des Rampenringfortsatzes anders herum orientiert ist, als eingangs beschrieben, wobei die Feder bei der Montage nach radial innen in Richtung des Ringkörpers gewölbt sein kann. Hier stellen sich zwar leichte Nachteile bei der Montage ein, und eine höhere Elastizität oder (plastische) Verformbarkeit der Rollfeder ist einzufordern. Bei der Montage wird die Feder im gewölbten Zustand über die spätere Einenge-Position verschoben und wird dann im zweiten, gegenläufigen Teil der Montagebewegung, bei der das Federende wieder eine gerade Form einnehmen kann, in Richtung der Fliehkraft und der von der Feder aufgebrachten Tangentialkraft verschoben. Da sich die Feder, um sich auszuhängen, damit zuerst entgegen aller auf sie wirkenden Kräfte bewegen muss und sich dann auch noch entgegen dieser Kräfte verbiegen müsste, ist ein ungewolltes Aushängen der Feder noch unrealistischer, als bei der zuvor beschriebenen Variante. Eine noch höhere Sicherheit gegen Aushängen ist die Folge. Alternativ oder zusätzlich ist es natürlich auch möglich, die maximal mögliche Tangentialbewegung zwischen dem Rampenring und der Feder zu begrenzen, um so das Abrutschen der Feder in radialer Richtung mit einem Einfallhinterschnitt verhindern zu können.
-
Hierzu wird eine Variante mit zwei Rampenringfortsätzen zur Einhängestelle vorgestellt. Das geschlitzte Ende der Rollfeder wird für die Montage in der Rampenringebene um ca. 90° zu ihrer späteren Einbauposition gedreht und mit einer vorzugsweise radialen Bewegung zwischen die beiden Fortsätze gesteckt. Anschließend wird das Befestigungsende der Feder in die Einbauposition geschwenkt, wobei einer der Fortsätze in die schlitz- bzw. anders geformte Befestigungsöffnung eingreift und die Federbewegung in die eine tangentiale Richtung und nach radial außen begrenzt. Der andere Vorzug begrenzt bei montierter Feder deren tangentiale Bewegung in die andere Richtung.
-
Lösungsvarianten, die sich leicht davon unterscheiden, aber ebenfalls zwei Rampenringfortsätze aufweisen, sind ebenfalls möglich. Während bei der Montage die Feder mit ihrer Befestigungsaussparung über den hakenförmigen Fortsatz des Rampenrings geschoben wird, legt sich bspw. die Feder rechts und links der Hakenkontur an radial wirkenden Abschnittspositionen des Rampenrings an, bevor die Montageöffnung das Niveau des Hakenhinterschnitts erreicht hat. Um die Feder in den Haken einhängen zu können, wird die Feder im Bereich der Befestigungsöffnung gegen ihre eigene Steifigkeit weiter nach radial innen gedrückt, bis sich die Feder so weit durchgebogen hat, dass die Montageöffnung das Niveau des Hakenhinterschnitts erreicht. Anschließend kann die Feder in Richtung ihrer späteren Zugrichtung verschoben werden, wobei der Rand der Montageöffnung unter den Hakenhinterschnitt geschoben wird und das Federende oder eine andere markante Federkontur über einen Absatz in dem als Abstützung dienenden zweiten Rampenringfortsatz gleitet und dahinter einrastet bzw. einschnappt. Durch den Absatz im zweiten Rampenringfortsatz wird ein tangentiales Zurückrutschen der Feder in die Montageposition verhindert, wodurch die Feder nicht ungewollt und selbstständig aushängen kann. Ein solches Einhänge- und Verriegelungsprinzip kann mit verschiedenen Federtypen realisiert werden.
-
Die beschriebenen Einhängeprinzipien lassen sich auf andere Anwendungen übertragen, bei denen in der Kupplung zwei Bauteile miteinander verbunden werden sollen. Besonders geeignet sind die Prinzipien, wenn ein Bauteil von einem anderen bewegt und/oder Kraft von einem Bauteil auf ein anderes übertragen werden soll. Wenn die Prinzipien zum Befestigen von Federn genutzt werden, können die Anbindungsaussparungen oder Anbindungsösen auch aus separaten mit der Feder wirkverbundenen Elementen ausgeformt werden. Dies ist insbesondere bei Druckfedern, Schraubendruckfedern, Tellerfedern, Biegefedern, Gummifedern oder Gasfedern sinnvoll.
-
Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe unterschiedlicher Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 einen Halbschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung,
- 2 eine Explosionsansicht der Kupplungsvorrichtung aus 1,
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Teilbereichs einer ersten Ausführungsform einer Kupplungsvorrichtung, im Bereich einer Einhängung mit einer nach radial außen geschlossenen Hakenkontur, wobei ein Rampenring und eine Rollfeder auf einem Kupplungsdeckel montiert sind,
- 4 eine Hakenkontur des Rampenrings in teil-perspektivischer Darstellung ohne Rollfeder,
- 5 die Hakenkontur aus 4 mit eingesetzter Rollfeder in einer zur 4 vergleichbaren Darstellungsweise,
- 6 eine weitere perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels aus 5, wobei die Rollfeder nur einhängbar ist, indem sie an der Rampe vorbei radial innerhalb der Hakenkontur entlang gezogen wird und dann von radial innen in die Hakenkontur eingehängt wird,
- 7 eine weitere perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, das der in 3 bis 6 dargestellten Variante sehr ähnlich ist und bei dem die Einhängung durch die nach radial außen geschlossene Hakenkontur geschaffen ist,
- 8 das in den 7 gezeigte Einhängeprinzip bei einem anderen Federelemententyp, nämlich einer Schrauben(zug)feder,
- 9 eine weitere Variante eines Einhängeprinzips, basierend auf einem T-förmigen Rampenringfortsatz mit geneigten Flügeln, wobei statt einer Rollfeder auch eine Schraubenzugfeder, wie in 8 dargestellt, verwendbar ist,
- 10 eine Detaildarstellung des Endbereichs des Federelementes, das in 9 gezeigt wurde, in unmittelbarer Umgebung der geneigten Flügel in einem Betriebszustand,
- 11 eine zur 10 vergleichbare Darstellung, wobei jedoch der T-förmige Rampenringfortsatz mit den geneigten Flügeln und das Federelement in einer Montageposition befindlich sind,
- 12 eine kombinierte Darstellung des in 10 gezeigten Betriebszustandes / montierten Zustandes und des in 11 gezeigten Montagezustands / der Montagesituation, wobei der Montagezustand strichpunktiert dargestellt ist und sich von dem mit durchgezogenen Linien dargestellten Betriebszustand unterscheidet,
- 13 eine weitere Variante eines Einhängeprinzips, das ein Eindrehen der Feder um eine in Axialrichtung verlaufende Drehrichtung einsetzt, wobei ein erster Montageschritt gezeigt ist, in dem das Einfädeln des Rampenringfortsatzes in dem Befestigungsschlitz der Rollfeder stattfindet,
- 14 das in 13 gezeigte Einhängeprinzip, zum Zeitpunkt des zweiten Montageschritts, bei dem ein Schwenken der Rollfeder stattfindet, wobei die Feder im Längsschnitt durch den Befestigungsschlitz dargestellt ist,
- 15 eine zu den 13 und 14 vergleichbare Darstellungsart des Einhängeprinzips dieser Variante zum Zeitpunkt eines dritten Montageschritts, bei dem die Rollfeder in die Vertiefungen des Rampenringfortsatzes eingehängt ist und dadurch der Betriebszustand erreicht wird,
- 16 eine perspektivische Darstellung der in den 13 bis 15 dargestellten Variante zum Zeitpunkt des zweiten Montageschritts nach 14,
- 17 eine Einhängevariante, bei der durch zwei Fortsätze am Rampenring die Tangentialbewegung der Rollfeder stark eingeschränkt und dadurch das ungewollte Aushängen verhindert ist,
- 18 eine Einhängevariante bei der das Ende der Rollfeder hinter einem Absatz des Rampenringes einschnappen kann, der dann als tangentiale Abstützung gegen ein ungewolltes Aushängen dient, wobei ein Zwischenschritt des Montageablaufs dargestellt ist,
- 19 aus 18 zu einem späteren Zeitpunkt, der dem Betriebszustand entspricht,
- 20 eine zu der Einhängevariante der 18 und 19 vergleichbare Ausführungsform, bei der jedoch statt einer Rollfeder eine Schraubenzugfeder eingesetzt ist, und
- 21 und 22 eine Einhängevariante, bei der die Rollfeder zur Montage in eine gewölbte Form gebogen werden muss, wobei in 21 der Zustand während der Montage dargestellt ist und in 22 der Betriebszustand dargestellt ist.
-
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Die 1 bis 22 betreffen Ausführungsbeispiele einer Kupplungsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug. Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung 1, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale aufweisen. Ebenso betrifft die vorliegende Beschreibung ein Ausführungsbeispiel einer Rollfeder 38 für die besagte Kupplungsvorrichtung.
-
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung 1 umfasst zwei Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3. Nur die Drehmomentübertragungseinrichtung 3 ist in der 1 offen dargestellt. Da bei der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 kein Spalt zwischen der Anpressplatte und der Scheibe dargestellt ist, aber ein kleiner Spalt zwischen den Anschlägen 33 und 34 sichtbar ist, befindet sich die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 in einer Stellung in der sie ein geringes Moment überträgt. Sie ist weder ganz offen noch ganz geschlossen.
-
Vorzugsweise handelt es sich bei den Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 um reibschlüssige Teilkupplungen, so dass die Kupplungsvorrichtung 1 vorzugsweise als Doppelkupplung ausgebildet ist. Die Kupplungsvorrichtung 1 weist ferner zwei Kupplungsscheiben 4, 5 auf, die mit unterschiedlichen Getriebeeingangswellen verbunden sind, wobei das Getriebe, das diese Wellen aufweist, in vorteilhafter Weise ein Lastschaltgetriebe bilden kann, das zwei Teilgetriebe aufweisen kann. Die Kupplungsscheiben 4, 5 tragen in radialer Richtung R außen Reibbeläge 6, 7, die in axialer Richtung A zwischen einer von beiden Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 gemeinsam genutzten Druckplatte 8 und einer der jeweiligen Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 zugeordneten Anpressplatte 9, 10 einspannbar sind. Die Druckplatte 8 bildet einen Bestandteil eines Schwungrads, das mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Druckplatte 8 ist über in axiale Richtung A verlaufende Bereiche, die hier nicht näher dargestellt sind, mit einer Antriebsplatte bzw. einem Antriebskorb 11 verbunden. Dieser kann als Mitnehmerring ausgebildet sein. Die axial verlaufenden Bereiche, die eine Verbindung zwischen der Druckplatte 8 und ihrem Antriebskorb 11 herstellen, können entweder an der Druckplatte 8 oder am Antriebskorb 11 angeformt sein oder aber auch an beiden Teilen zumindest teilweise vorgesehen sein. Der Antriebskorb 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. Die Druckplatte 8 ist über eine Lagerung 8a getriebeseitig gelagert und zumindest in einer Axialrichtung festgelegt, um die zumindest für eine der Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 erforderlichen Schließkräfte in axialer Richtung A abzufangen. Die Druckplatte 8 kann also auf einer Getriebeeingangswelle gelagert bzw. in axialer Richtung A abgestützt sein. Sie kann jedoch auch in Abwandlung dieser Lehre auf einem mit dem Getriebegehäuse fest verbundenen Abstützstutzen bzw. Abstützrohr aufgenommen und in axialer Richtung A abgestützt sein.
-
Wie aus 1 erkennbar ist, besitzen die Kupplungsscheiben 4, 5 in axialer Richtung A zwischen ihren beiden ringförmigen Reibbelägen 6, 7 eine Belagfederung, die einen progressiven Aufbau und Abbau des von den Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 übertragbaren Drehmoments über zumindest einen Teilbereich des Betätigungswegs gewährleisten. Die zur ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 2 gehörende erste Anpressplatte 9 ist mittelbar oder unmittelbar, vorzugsweise über blattfederartige Elemente, mit der Druckplatte 8 drehfest, jedoch begrenzt in axialer Richtung A verlagerbar, verbunden. Die zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 gehörende zweite Anpressplatte 10 ist in ähnlicher Weise mit der Druckplatte 8 antriebsmäßig gekoppelt. An der Druckplatte 8 ist ein Gehäusebauteil 12 befestigt, das hier als Blechdeckel ausgebildet ist. In axialer Richtung A beidseits dieses Gehäusebauteils 12 sind in ringförmiger Anordnung Hebelelemente 13, 14 vorgesehen, mittels derer die jeweils zugeordnete Drehmomentübertragungseinrichtung 2, 3 betätigbar ist. Die Hebelelemente 13, 14 können jeweils ein ringartiges Bauteil bilden, das tellerfederähnliche Eigenschaften aufweist, also federnd in seiner Konizität veränderbar ist. Im Folgenden werden die jeweils zu einem ringartigen Bauteil zusammengefassten ersten und zweiten Hebelelemente 13, 14 jeweils als erste und zweite Hebelfedern 15, 16 bezeichnet. Diese Hebelfedern 15, 16 besitzen vorzugsweise jeweils eine Federeigenschaft, die gewährleistet, dass sich diese tendenzmäßig in eine kegelstumpfförmige Position aufstellen, die einem geöffneten Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtungen 2, 3 entspricht. Die zweite Anpressplatte 10 trägt Zugmittel 17, die sich in axialer Richtung A erstrecken und an ihrem der zweiten Anpressplatte 10 abgewandten Ende 18 eine Schwenklagerung bzw. Anlagefläche 19 tragen, an der die zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 gehörende zweite Hebelfeder 16 kippbar bzw. verschwenkbar abgestützt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anlagefläche 19 einstückig mit den Zugmitteln 17 ausgebildet und durch einen radial nach innen gerichteten, ringförmigen Bereich gebildet. Das Zugmittel 17 kann durch einzelne in Umfangsrichtung U, vorzugsweise gleichmäßig verteilte, hakenartige Bauteile gebildet sein. In vorteilhafter Weise können diese Zugmittel 17 jedoch auch zu einem, vorzugsweise aus Blech hergestellten, Bauteil zusammengefasst sein, das einen, vorzugsweise geschlossenen, ringförmigen Bereich besitzt, von dem aus mehrere axiale Schenkel ausgehen können, die mit der zweiten Anpressplatte 10 fest verbunden sind. In radialer Richtung R innerhalb der Anlagefläche 19 ist die zweite Hebelfeder 14 an einer Rampeneinrichtung in Form eines ringförmigen, ersten Rampenrings 20 abgestützt. Der ringförmige, erste Rampenring 20 ist in axialer Richtung A zwischen dem Gehäusebauteil 12 und der zweiten Hebelfeder 16 eingespannt und bildet einen Bestandteil einer ersten Verschleißnachstelleinrichtung 21, mittels der zumindest der an den zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 gehörenden zweiten Reibbelägen 7 auftretende Verschleiß wenigstens teilweise automatisch ausgeglichen werden kann. Zum Schließen der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 werden radial innere, erste Spitzen 22 der zweiten Hebelfeder 16 mit Bezug auf 1 nach links beaufschlagt. Hierfür ist ein die Schließkraft in die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung 3 einleitendes Betätigungselement, wie zum Beispiel ein Betätigungslager, vorgesehen, das nicht näher dargestellt ist. Dieses Betätigungselement bildet einen Bestandteil eines Betätigungssystems, das 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. Die die Drehmomentübertragung und die axiale Verlagerbarkeit der zweiten Anpressplatte 10 gewährleistenden Federmittel, wie insbesondere Blattfedern, die in an sich bekannter Weise die Druckplatte 8 und die zweite Anpressplatte 10 miteinander verbinden, besitzen vorzugsweise eine definierte axiale Vorspannung, die gewährleistet, dass die zweite Anpressplatte 10 in Öffnungsrichtung der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 beaufschlagt wird. Dies bedeutet, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die zweite Anpressplatte 10 in axialer Richtung A, mit Bezug auf 1 nach links, von der Druckplatte 8 durch die erwähnten vorgespannten Blattfedern weggedrängt wird. Dadurch werden die zweiten Reibbeläge 7 freigegeben. Die Vorspannung der entsprechenden Federmittel, wie insbesondere der Blattfedern, soll weiterhin gewährleisten, dass die Anlagefläche 19 stets axial in Richtung der radial äußeren Bereiche der zweiten Hebelfeder 16 gedrängt wird. Der erste Rampenring 20 bildet einen Verstellring, der über die Rampeneinrichtung am Gehäusebauteil 12 in axialer Richtung A abgestützt ist. Die Rampeneinrichtung besitzt in Umfangsrichtung U verlaufende, sich in axialer Richtung A erhebende Rampen. In bekannter Weise können diese Rampen unmittelbar am ersten Rampenring 20 angeformt sein, und die mit den Rampen zusammenwirkenden Gegenrampen können in vorteilhafter Weise unmittelbar im Bereich des Gehäusebodens des Gehäusebauteils 12 eingebracht sein. In Umfangsrichtung U wird der erste Rampenring 20 von wenigstens einer, in den 3 bis 22 näher dargestellten Rollfeder 38 in Umfangsrichtung U bzw. Nachstellrichtung beaufschlagt. Die erste Verschleißnachstelleinrichtung 21 umfasst weiterhin eine erste Sensoreinrichtung 23, die einen als zweiten Rampenring 24 ausgebildeten Sensorring aufweist, der in ähnlicher Weise, wie dies in Zusammenhang mit dem ersten Rampenring 20 beschrieben worden ist, über eine Rampeneinrichtung am Gehäuseboden des Gehäusebauteils 12 abgestützt ist und in Nachstellrichtung durch zumindest eine Feder, vorzugsweise zumindest eine Rollfeder 38, umfangsmäßig beaufschlagt ist. Der zweite Rampenring 24 ist in axialer Richtung A zwischen dem Gehäusebauteil 12 und den äußeren Bereichen der ersten Hebelfeder 16 angeordnet, und zwar auf radialer Höhe der Anlagefläche 19. Die erste Sensoreinrichtung 23 besitzt weiterhin ein erstes Sensorelement 25, das vorzugsweise axial federnde Bereiche besitzt. Das erste Sensorelement 25 klemmt, sofern kein Verschleiß aufgetreten ist, den zweiten Rampenring 24 in axialer Richtung A ein, so dass dieser dann unverdrehbar gehalten ist. Das erste Sensorelement 25 besitzt erste Anschlagbereiche 26, die mit vom Zugmittel 17 getragenen, ersten Gegenanschlagbereichen 27 zusammenwirken können, und zwar insbesondere beim Auftreten von Verschleiß an den zweiten Reibbelägen 7. Die axiale Anordnung der ersten Anschlagbereiche 26 und der ersten Gegenanschlagbereiche 27, sowie die zwischen diesen beim Betätigen der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 auftretenden Axialwege sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Schließung der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 und fehlendem Verschleiß maximal lediglich eine Berührung zwischen den ersten Anschlagbereichen 26 und den ersten Gegenanschlagbereichen 27 erfolgen kann. Sofern jedoch ein Verschleiß vorhanden ist, kommen die ersten Anschlagbereiche 26 an den ersten Gegenanschlagbereichen 27 zur Anlage, bevor der vollständige Schließweg bzw. Einrückweg der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 erreicht ist. Dadurch wird bewirkt, dass in Abhängigkeit des aufgetretenen Verschleißes eine axiale Verlagerung der ersten Anschlagbereiche 26 gegenüber zumindest dem zweiten Rampenring 24 erfolgt. Diese axiale Verlagerung bewirkt, dass der als zweiter Rampenring 24 ausgebildete Sensorring tendenzmäßig entlastet wird, und somit sich um einen Winkel verdrehen kann, der vom durch das erste Sensorelement 25 detektierten Verschleiß abhängig ist. Die dabei erfolgende axiale Verlagerung des zweiten Rampenrings 24 gegenüber dem Gehäusebauteil 12 wird durch die zwischen dem zweiten Rampenring 24 und diesem Gehäusebauteil 12 vorgesehene Rampeneinrichtung gewährleistet. Beim Öffnen, also Ausrücken der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3, wird die zweite Hebelfeder 16 in eine winkelmäßige Lage zurückgedrängt, bei der die radial inneren, ersten Spitzen 22 der zweiten Hebelfeder 16 eine zumindest annähernd gleich bleibende bzw. konstante axiale Lage einnehmen. Aufgrund des mittels der ersten Sensoreinrichtung 23 erfolgten Verschleißausgleichs, der eine entsprechende Verlagerung der Anlagefläche 19 in axialer Richtung A, mit Bezug auf 1 nach rechts, bewirkt, wird der Abstützring bzw. der erste Rampenring 20 beim Öffnen der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 entlastet, so dass auch dieser eine Verdrehung erfährt, die aufgrund der zwischen dem Gehäusebauteil 12 und dem ersten Rampenring 20 vorhandenen Rampeneinrichtung eine entsprechende Verlagerung des ersten Rampenrings 20 in axialer Richtung A, mit Bezug auf 1 nach rechts, bewirkt. Das die ersten Anschlagbereiche 26 aufweisende erste Sensorelement 25 kann durch ein ringförmiges Bauteil gebildet sein, das über den Umfang betrachtet einzelne, vorzugsweise gleichmäßig verteilte, Befestigungen mit dem Gehäusebauteil 12 aufweist. Die zwischen diesen Befestigungen vorhandenen Bereiche des ringförmigen ersten Sensorelements 25 tragen die ersten Anschlagbereiche 26. Die in Umfangsrichtung U zwischen den Befestigungen vorgesehenen Bereiche des ersten Sensorelements 25 sind in axialer Richtung A 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 Bereiche mit verringerter radialer Breite, die sich seitlich der ersten Anschlagbereiche 26 umfangsmäßig erstrecken, bewirkt. Die erste Hebelfeder 15 der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 2 ist gegenüber der zweiten Hebelfeder 16 in axialer Richtung A auf der anderen Seite des Gehäusebauteils 12 vorgesehen. Die erste Hebelfeder 15 stützt sich mit einem radial äußeren Bereich an einem Abstützring bzw. an einem dritten Rampenring 28 ab. Der als Verstellring vorgesehene dritte Rampenring 28 ist in ähnlicher Weise, wie dies in Zusammenhang mit dem ersten Rampenring 20 beschrieben worden ist, gegenüber dem Gehäusebauteil 12 verdrehbar und an diesem über eine Rampeneinrichtung axial abgestützt. Der dritte Rampenring 28 bildet einen Bestandteil einer zweiten Verschleißnachstelleinrichtung 29, die zwischen den radialen Bereichen des Gehäusebauteils 12 und der ersten Hebelfeder 15 wirksam ist. Zwischen der ersten Anpressplatte 9 und der ersten Druckplatte 8 und/oder dem Gehäusebauteil 12 sind Drehmomentübertragungsmittel vorgesehen, die vorzugsweise durch an sich bekannte Blattfedern gebildet sind, die in axialer Richtung A derart vorgespannt sind, dass die erste Anpressplatte 9 in axialer Richtung A gegen die erste Hebelfeder 15 gedrückt wird. Die axiale Gesamtkraft, die auf die erste Hebelfeder 15 mit Bezug auf 1 nach rechts einwirkt, ist dabei derart bemessen, dass während des Betriebs der Kupplungsvorrichtung 1 eine axiale Verlagerung bzw. Verschwenkung der ersten Hebelfeder 15 aufgrund zumindest von Resonanzerscheinungen und/oder Axialschwingungen bzw. Taumelschwingungen von zumindest einzelnen Bauteilen der Kupplungsvorrichtung 1 verhindert wird.
-
Selbstverständlich kann die axiale Gesamtkraft auch im Betrieb der Kupplung vom Betätigungssystem überwunden werden, so dass das Kupplungsbetätigungssystem eine Verlagerung der Anpressplatte bewirken kann. Eventuell können zusätzlich zu den Blattfederelementen weitere Energiespeicher bzw. Federelemente vorgesehen sein, die auf die erste Anpressplatte 9 oder aber unmittelbar auf die erste Hebelfeder 15 einwirken. Die zweite Verschleißnachstelleinrichtung 29 umfasst weiterhin eine zweite Sensoreinrichtung 30, die in radialer Richtung R innerhalb und beabstandet vom dritten Rampenring 28 angeordnet ist. Die zweite Sensoreinrichtung 30 umfasst einen Sensorring in Form eines vierten Rampenrings 31, der ähnlich wie der zweite Rampenring 24 gegenüber dem Gehäusebauteil 12 verlagerbar und über eine Rampeneinrichtung abgestützt ist. Weiterhin besitzt die zweite Sensoreinrichtung 30 ein zweites Sensorelement 32, das entweder mittelbar oder unmittelbar vom Gehäusebauteil 12 getragen ist. Das zweite Sensorelement 32 besitzt zumindest einen, vorzugsweise mehrere über den Umfang verteilte, zweite Anschlagbereiche 33, die mit zweiten Gegenanschlagbereichen 34 zumindest beim Auftreten von Verschleiß an den ersten Reibbelägen 6 der ersten Kupplungsscheibe 4 zusammenwirken. Die zweiten Gegenanschlagbereiche 34 können durch Elemente gebildet sein, die mit der ersten Hebelfeder 15 verbunden sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweiten Gegenanschlagbereiche 34 durch einstückig mit der ersten Hebelfeder 15 ausgebildete Zungen gebildet sind.
-
Das zweite Sensorelement 32 besitzt Bereiche 35, die unter axialer Vorspannung mit weiteren Bereichen 36 des vierten Rampenrings 31 zusammenwirken. Durch die axiale Vorspannung zumindest der Bereiche 35 wird der vierte Rampenring 31 in axialer Richtung A eingespannt, so dass eine Verdrehung desselben zumindest bei fehlendem Verschleiß an den ersten Reibbelägen 6 vermieden wird. Dadurch wird eine unkontrollierte, nicht auf einen Verschleiß zurückzuführende Nachstellung der zweiten Verschleißnachstelleinrichtung 29 vermieden. Das zweite Sensorelement 32 kann ebenfalls durch ein ringförmiges Bauteil gebildet sein, das ähnlich ausgebildet mit dem Gehäusebauteil 12 verbunden und wirksam ist, wie dies in Zusammenhang mit dem ersten Sensorelement 25 beschrieben worden ist. Das zweite Sensorelement 32 kann aber auch durch mehrere auf dem Umfang verteilte, voneinander beabstandete oder mit einander verbundene Einzelelemente gebildet werden.
-
Der aus 1 ersichtliche axiale Abstand zwischen den zweiten Anschlagbereichen 33 und den zweiten Gegenanschlagbereichen 34 ist derart bemessen, dass bei voll geschlossener, erster Drehmomentübertragungseinrichtung 2 und fehlendem Verschleiß an den ersten Reibbelägen 6 lediglich ein Touchieren bzw. eine leichte Anlage zwischen diesen Bereichen 33, 34 erfolgt, wodurch gewährleistet ist, dass der vierte Rampenring 31 gegen Rotation blockiert bleibt.
-
Das Schließen der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 2 erfolgt in ähnlicher Weise wie dies in Verbindung mit der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 3 beschrieben worden ist. Mit Bezug auf 1 nach links wird mittels einer Betätigungseinrichtung eine Schließkraft im Bereich der radial inneren liegenden, zweiten Spitzen 37 der ersten Hebelfeder 15 eingeleitet. Diese Schließkraft wird allmählich aufgebaut, und zwar so lange, bis die auf die erste Anpressplatte 9 ausgeübte Axialkraft ausreicht, um das vom Motor abgegebene Drehmoment über die erste Kupplungsscheibe 4 an das Getriebe weiterzuleiten. Die maximale Anpresskraft kann dabei zumindest einen konstanten Wert aufweisen. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, in Abhängigkeit des Betriebszustands des Motors und des dabei abgegebenen Drehmoments diese Schließkraft entsprechend anzupassen. Dies bedeutet, dass, wenn der Motor lediglich 50 % seines Nominaldrehmoments abgibt, die Anpresskraft entsprechend reduziert werden kann. Um 50% des Kupplungsnennmoments zu übertragen ist allerdings nicht zwingend 50% der maximalen Anpresskraft erforderlich, da das Kupplungsmoment außer von der Anpresskraft auch vom Reibwert abhängt und der Reibwert nicht konstant ist. Eine ähnliche Betätigung ist auch für die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung 3 möglich.
-
Aus der in 2 dargestellten Explosionsansicht der Kupplungsvorrichtung 1 sind einige Ausgestaltungsmerkmale einer solchen Kupplungsvorrichtung 1 zu entnehmen. Die entsprechenden Bauteile sind mit den Bezugszeichen der vorangegangenen Beschreibung versehen. Lediglich angedeutet sind die drei über den Umfang verteilten Rollfedern 38, die einerseits in mittels gehäusebauteilseitiger Befestigungen 40 am Gehäusebauteil 12 befestigt sind und andererseits mittels rampenringseitiger Befestigungen 39 mit dem zweiten Rampenring 24 verbunden sind. Es versteht sich von selbst, dass alternativ oder zusätzlich sowohl der erste Rampenring 20, als auch der dritte Rampenring 28, als auch der vierte Rampenring 31 zur Verdrehung von den vorgeschlagenen Rollfedern 38 unterstützt werden können.
-
In 3 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung 1 mit zwei Drehmomentübertragungsvorrichtungen 2 und 3 gezeigt, die mit zumindest eine mit einem Gehäusebauteil 12 drehfest verbundenen Druckplatte 8, einer drehfest und in axialer Richtung A gegenüber der Druckplatte 8 verlagerbaren Anpressplatte 9 und 10 und einer reibschlüssig zwischen der Druckplatte 8 und der Anpressplatte 9 und 10 verspannbaren Kupplungsscheibe 4 bzw. 5 versehen ist. Es ist ferner eine Verschleißnachstelleinrichtung 21 und eine Verschleißnachstelleinrichtung 29 vorhanden. Dabei sind in der entsprechenden Verschleißnachstelleinrichtung verdrehbare Rampenringe 20, 24, 28 und 31 vorhanden, wobei sich hier auch auf die 1 und 2 zurückbezogen wird. Diese Rampenringe werden zur Sensierung und zum Ausgleich eines verschleißbedingten Axialspiels_zwischen dem Gehäusebauteil 12 und den Anpressplatten 9 und 10 eingesetzt. Eine oder mehrere Rollfedern 38, die eine spezielle Ausführungsform eines Federelementes 41 sind, werden dabei eingesetzt. Das Federelement 41 kann somit eine Rollfeder 38, aber auch, wie in 8 bspw. dargestellt, als Schraubenzugfeder ausgeführt sein. Die Schraubenzugfeder wird mit dem Bezugszeichen 42 referenziert. Natürlich sind auch Druckfedern einsetzbar.
-
Am Rampenring 24 ist eine Anschlagskontur 43 vorhanden, die in einen nach radial innen ragenden Haken 44 übergeht. Der in der 3 dargestellte Rampenring entspricht dem Rampenring 24 aus 1. Der Haken 44 durchdringt das Federelement 41, nämlich im Bereich eines Lochs 45, das auch als Öffnung 46 ausgebildet sein kann. Die Anschlagskontur 43 ist so ausgebildet, nämlich geometrisch so konfiguriert, dass das Federelement 41 im Betriebszustand nicht nach radial außen ausweichen kann. Wie in 5 gut zu erkennen, liegt nämlich ein Berührbereich 47 der Rollfeder 38 an der Anschlagskontur 43 an. Die radiale Innenseite 48 der Rollfeder 38 liegt dabei auf einer besonders gut in 4 erkennbaren Hinterschnittfläche 49 auf.
-
In 6 ist eine Ansicht von radial innen auf die Kombination aus Rollfeder 38 und Haken 44 im Betriebszustand dargestellt, wobei in 7 ein dazu vergleichbarer Betriebszustand ebenfalls dargestellt ist.
-
Allerdings ist in 7 eine Situation dargestellt, bei der sich nämlich die radiale Innenseite 48 des Federelements 41 leicht von der Hinterschnittfläche 49 hebt. Das ist eigentlich keine Extremsituation, sondern eher der Normalfall, da sich die Rollfeder sinnvollerweise durch ihr Eigensteifigkeit an der Anschlagsstelle im Rampenbereich abstützt und so gegen die Kontur 43 gedrückt wird.
-
Ein dazu separates Ausführungsbeispiel ist in den 9 bis 12 dargestellt, wobei ein Rampenvorsprung 50 durch das Loch 45, bzw. die Öffnung 46 ragt. Im Wesentlichen in Tangentialrichtung abstehend, jedoch auch leicht in Axialrichtung verkippt, sind zwei Flügel 51 vorhanden. Der Rampen(ring)vorsprung 50, der auch als T-förmiger Rampenringfortsatz bezeichnet werden kann, weist diese geneigten Flügel 51 auf, wobei die Flügel 51 federelastische Eigenschaften haben können oder starr oder plastifizierbar sein können.
-
Die Flügel 51 wirken als Anschlagskontur für die Feder 38 in radialer Richtung. Ihre Wirkung ist daher vergleichbar mit der Anschlagkontur 43 aus dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.
-
Die 10 bis 12 geben den Übergang von einem Montagezustand zu einem Betriebszustand wider.
-
Ein Montageloch 52 ist an einem distalen Ende 53 der Rollfeder 38 vorhanden. Dadurch kann die Montage vereinfacht werden.
-
In den 13 bis 16 ist ein zweites Ausführungsbeispiel und ein Montageablauf dargestellt, wobei in einem ersten Montageschritt, wie in 13 dargestellt, die Rollfeder 38 um ca. 90° gedreht ist und dann auf den Haken 44 gefädelt wird. Nachfolgend, wie in 14 dargestellt, wird die Rollfeder 38 verschwenkt. In einem darauffolgenden finalen dritten Montageschritt wird die Rollfeder 38 dann in Vertiefungen 54 am Haken 44, bzw. am als Rampenringfortsatz ausgeführten Rampenvorsprung 50, der auch als Rampenringvorsprung bezeichnet werden kann, eingehängt. In 16 ist eine perspektivische Darstellung der Situation aus 14 wiedergegeben.
-
Eine dazu weitere Variante ist in 17 dargestellt, wobei hier ein Zusatzanschlag 55 vorhanden ist, der eine Tangentialbewegung der Rollfeder 38 in die eine Richtung, also hier nach links verhindert, wobei durch das Zusammenspiel des Hakens 44 mit einem Rand des Lochs 45 eine Tangentialbewegung der Rollfeder 38 in die andere Richtung, also nach rechts, verhindert ist.
-
In den 18 und 19 ist eine dazu leicht unterschiedliche Einhängevariante wiedergegeben, wobei hier das distale Ende 53 über den Zusatzanschlag 55 weggezogen wird und dann federvorspannungsabhängig auf einer Ambossfläche 56 in Auflage kommt. Dabei ist das Montageloch 52 auf der dem distalen Ende 53 abgewandten Seite des Loches 45 vorhanden. Ein dazu ähnliches Prinzip ist in 20 dargestellt, wobei jedoch statt einer Rollfeder nun eine Schraubenzugfeder als Federelement 41 verwendet ist. Die Schraubenzugfeder 42 weist dabei eine Öse 57 auf, an die sich in Richtung des distalen Endes 53 ein Flansch 58 erstreckt, der in Axialrichtung abgewinkelt ist.
-
In den 21 und 22 ist eine ähnliche Einhängevariante dargestellt, wobei jedoch während der Montage die Rollfeder 38 nach innen, also nach radial innen gewölbt wird, bevor sie in die Vertiefungen 54 im Bereich des Hakens 44 einklinkt, und den Betriebszustand, wie in 22 dargestellt, erreicht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kupplungsvorrichtung
- 2
- Drehmomentübertragungsvorrichtung
- 3
- Drehmomentübertragungsvorrichtung
- 4
- Kupplungsscheibe
- 5
- Kupplungsscheibe
- 6
- Reibbelag
- 7
- Reibbelag
- 8
- Druckplatte
- 8a
- Lagerung
- 9
- Anpressplatte
- 10
- Anpressplatte
- 11
- Antriebskorb
- 12
- Gehäusebauteil
- 13
- Hebelelement
- 14
- Hebelelement
- 15
- Hebelfeder
- 16
- Hebelfeder
- 17
- Zugmittel
- 18
- Ende
- 19
- Anlagefläche
- 20
- Rampenring
- 21
- Verschleißnachstelleinrichtung
- 22
- erste Spitze
- 23
- erste Sensoreinrichtung
- 24
- zweiter Rampenring
- 25
- erstes Sensorelement
- 26
- erster Anschlagsbereich
- 27
- erster Gegenanschlagsbereich
- 28
- dritter Rampenring
- 29
- zweite Verschleißnachstelleinrichtung
- 30
- zweite Sensoreinrichtung
- 31
- vierter Rampenring
- 32
- zweites Sensorelement
- 33
- zweiter Anschlagsbereich
- 34
- zweiter Gegenanschlagsbereich
- 35
- Bereich
- 36
- Bereich
- 37
- zweite Spitze
- 38
- Rollfeder
- 39
- rampenringseitige Befestigung
- 40
- gehäusebauteilseitige Befestigung
- 41
- Federelement
- 42
- Schraubenzugfeder
- 43
- Anschlagskontur
- 44
- Haken
- 45
- Loch
- 46
- Öffnung
- 47
- Berührbereich
- 48
- radiale Innenseite
- 49
- Hinterschnittfläche
- 50
- Rampenvorsprung
- 51
- Flügel
- 52
- Montageloch
- 53
- distales Ende
- 54
- Vertiefung
- 55
- Zusatzanschlag
- 56
- Ambossfläche
- 57
- Öse
- 58
- Flansch
