DE19506698A1 - Kraftfahrzeugreibungskupplung mit automatischem Verschleißausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeugreibungskupplung mit automati­ schem Verschleißausgleich entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Aus der deutschen Patentanmeldung 43 06 688 ist bereits eine Kraftfahrzeugrei­ bungskupplung bekannt, welche eine Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge aufweist. Aus diesem Stand der Technik sind radial bewegliche, konische Bauelemente bekannt, welche nach aufgetretenem Verschleiß eine entsprechende Abstandsvergrößerung zwischen Membranfeder und Anpreßplatte durch eine Bewegung nach radial außen durchführen. Ein sol­ cher Verschleißausgleich funktioniert dann einwandfrei, wenn mehrere am Um­ fang verteilte Spielgeber vorgesehen sind.

Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 44 12 107 eine Einrichtung zum automatischen Verschleißausgleich bekannt, welche aus zwei konzentrisch zur Drehachse angeordneten Ringelementen besteht, die gegeneinander in Um­ fangsrichtung federkraftbeaufschlagt sind und die mit eine Steigung bewirkende Teilflächen aneinander anliegen und bei auftretendem Verschleiß den Abstand Membranfeder-Anpreßplatte entsprechend vergrößern.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftfahrzeugreibungskupplung mit einem automatischen Verschleißausgleich zu versehen, welche mit möglichst geringem Bauaufwand herstellbar ist unter Beibehaltung einer einwandfreien Funktion.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Hauptanspruch gelöst. Durch die Anordnung von wenigstens einem an der Druckplatte angeordneten Spielgeber, der mit einem nach radial innen weisenden Betätigungshebel direkt oder indirekt auf ein Bauteil der Nachstelleinrichtung einwirkt, wobei der Spielgeber in einer parallel zur Drehachse in der Anpreßplatte angeordneten Öffnung axial verschieb­ bar und über Reibung arretierbar gelagert ist, der Spielgeber einen gehäusefesten Axialanschlag aufweist, der seine Bewegung in Richtung Schwungrad begrenzt und die Nachstelleinrichtung bei dem auf den eingetretenen Verschleiß nachfol­ genden Ausrückvorgang in den vergrößerten Abstand Spielgeber-Anpreßplatte hineindrängt in Verbindung mit einer Nachstelleinrichtung aus wenigstens einem Ringelement, welches konzentrisch zur Drehachse angeordnet ist, an einem Füh­ rungsdurchmesser der Anpreßplatte umlaufend anliegt, in Achsrichtung stark ausgeführt ist, an einer Stirnseite umfangsmäßig eine axiale Steigung bewirkende Teilflächen aufweist, und von einer Federeinrichtung in Umfangsrichtung belastet ist im Sinne einer Verdrehung und somit einer axialen Bauraumvergrößerung, hat es sich herausgestellt, daß eine Reduzierung der Anzahl der Spielgeber ohne Funktionseinbuße möglich ist. In den meisten Fällen kann dabei die Verwendung von einem Spielgeber ausreichend sein, bei kritischen Kupplungen könnte es sein, daß zwei Spielgeber die Verwendung finden, die dann etwa diagonal gegenüber­ liegend angeordnet sind. Diese Vereinfachung ist dadurch möglich, daß das Rin­ gelement an einem konzentrisch zur Drehachse angeordneten Führungsdurch­ messer der Anpreßplatte exakt geführt ist und in Achsrichtung steif ausgeführt ist. Dabei kann das Ringelement an einem Innendurchmesser geführt sein, wo­ durch es umfangsmäßig offen ausgeführt werden kann. Es ist jedoch auch mög­ lich, die Führung auf einem Außendurchmesser vorzusehen, dann ist allerdings eine umfangsmäßig geschlossenes Ringelement vorzuziehen.

Die Gegen-Teilflächen zur axialen Wegvergrößerung können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Anpreßplatte angeordnet sein, können in die Mem­ branfeder eingebracht sein, oder es kann ein zweites Ringelement vorgesehen werden, welches in axialer Flucht zum ersten angeordnet ist. Es ist somit einer­ seits möglich, mit nur einem Ringelement auszukommen, wodurch die Teileviel­ falt verringert wird, es ist jedoch auch möglich zwei Ringelemente vorzusehen, wodurch die Montage in sofern erleichtert wird, als die für die Relativverdrehung beider Ringelemente vorgesehene Federeinrichtung mit den Ringelementen zu­ sammen vormontiert werden kann.

Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, das Ringelement mit einem rechteckigen Querschnitt zu versehen, wobei die längere Kante parallel zur Drehachse an ei­ nem Führungsdurchmesser der Anpreßplatte geführt ist, so daß das Ringelement leicht aus einem Metallstreifen, beispielsweise durch Ausstanzen, hergestellt werden kann.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß jeder Spielgeber durch eine Feder im Sinne einer Arretierung in der Öffnung der Anpreßplatte beaufschlag ist. Diese Feder sorgt für ein Verkanten des Spielgebers in der Öffnung in der Anpreßplatte zur Herstellung einer Selbsthemmung während aller Betriebszustände außerhalb der Verschleißnachstellung.

Dabei ist diese Feder am Betätigungshebel und an der Anpreßplatte abgestützt. Sie kann durch entsprechende Wahl der Abstützstellen trotz geringer Federkraft eine ausreichende Klemmwirkung erzeugen.

Es wir weiterhin vorgeschlagen, daß jeder Spielgeber mit einer Feder im Bereich der Öffnung in der Anpreßplatte zur axialen Verschiebung versehen ist, die den Spielgeber gegenüber der Anpreßplatte in Richtung Schwungrad belastet, was im wesentlichen dazu dient, die Grundeinstellung bei Montage der Reibungskupplung zu erzielen, indem jeder Spielgeber an einem gehäusefesten Bauteil, beispielswei­ se am Schwungrad, zur Anlage gebracht wird.

Dabei ist in vorteilhafter Weise der Spielgeber mit einem parallel zur Drehachse verlaufenden Schiebebolzen in einer Bohrung geführt und die Feder konzentrisch um den Schiebebolzen angeordnet, und liegt einerseits an der Anpreßplatte und andererseits am Schiebebolzen (z. B. am Kopf) an. Damit ist die Feder sicher ge­ führt und platzsparend untergebracht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß jeder Spielgeber eine Arretierung gegen Verdrehung in der vorzugsweise als Bohrung ausgeführten Öffnung aufweist, und zwar in Form eines Stiftes parallel zur Bohrung und im radialen Abstand. Damit ist sichergestellt, daß der der Fliehkraft unterliegende Spielgeber seine für die Funktion notwendige Stellung gegenüber der Anpreßplat­ te beibehält.

Weiterhin wird vorgeschlagen, die Feder zur Arretierung des Spielgebers konzen­ trisch um den Stift anzuordnen, der den Spielergeber gegen Verdrehen arretiert, wobei sie den Betätigungshebel von der Anpreßplatte weg beaufschlagt. Dadurch übernimmt der Stift sowohl die Verdrehsicherung als auch die Führung für diese Feder.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläu­ tert.

Die Reibungskupplung 1 ist an einem Schwungrad 2 einer Brennkraftmaschine befestigt, welches um die Drehachse 3 umlaufen kann. Sie besteht aus einem Kupplungsgehäuse 6, welches üblicherweise am Schwungrad 2 angeschraubt ist. Zwischen Schwungrad 2 und Kupplungsgehäuse 6 ist eine Anpreßplatte 4 vorge­ sehen, die mit dem Kupplungsgehäuse 6 drehfest verbunden ist aber axial verla­ gerbar geführt ist. Üblicherweise werden hierzu nicht dargestellte Tangentialblatt­ federn verwendet. Zwischen der Anpreßplatte 4 und dem Schwungrad 2 ist die Kupplungsscheibe 5 mit ihren Reibbelägen 23 angeordnet. Zwischen der An­ preßplatte 4 und dem Kupplungsgehäuse 6 ist eine Membranfeder 7 vorgesehen, die im Bereich eines mittleren Durchmessers über mehrere am Kupplungsgehäu­ se 6 befestigte Distanzbolzen 8 schwenkbar gelagert ist und die im Bereich ihres Außendurchmessers auf die Anpreßplatte 4 einwirkt im Sinne einer Einspannung der Reibbeläge 23 zwischen Anpreßplatte 4 und Schwungrad 2. Nach radial in­ nen hin ist die Membranfeder 7 mit Federzungen 17 versehen, die über ein nicht dargestelltes Ausrücksystem betätigt werden können. Zwischen der Membranfe­ der 7 und der Anpreßplatte 4 ist eine Einrichtung zum automatischen Verschleiß­ ausgleich vorgesehen. Diese besteht aus zumindest einem Ringelement 18, wel­ ches konzentrisch zur Drehachse 3 verläuft und in einem Führungsdurchmes­ ser 22 der Anpreßplatte 4 geführt ist. Das Ringelement 18 ist ausschnittsweise in Draufsicht dargestellt und weist eine ebene, umlaufende Kante auf sowie - auf der gegenüberliegenden Seite - mehrere umfangsmäßig schräggestellte Teilflä­ chen 20 auf, die mit entsprechenden Gegenflächen korrespondieren. Das Ringe­ lement 18 ist in Umfangsrichtung durch eine Feder 21 beaufschlagt, wie bei­ spielsweise mit einem Ende in die Öffnungen 19 eingehängt ist. Das Ringele­ ment 18 kann beispielsweise - wie im Längsschnitt dargestellt - mit einem zwei­ ten Ringelement 18a zusammenwirken, wobei beide Ringelemente 18 und 18a in Achsrichtung zueinander fluchtend angeordnet sind. Dabei weist das Ringele­ ment 18a Gegenflächen zu den Teilflächen 20 auf, die an diesen anliegen. Das Ringelement 18a stützt sich im vorliegenden Fall an der Anpreßplatte 4 ab, und das Ringelement 18 wird von der Membranfeder 7 beaufschlagt. Bei Vorhanden­ sein dieser beiden Ringelemente 18, 18a ist die Feder 21 zwischen beiden Ringe­ lementen wirksam und beaufschlagt diese derart, daß sie durch Aufsteigen der Teilflächen 20 sowie der Gegenteilflächen aufeinander eine axiale Bauraumver­ größerung durchführen möchten. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, daß lediglich ein Ringelement 18 Verwendung findet, dessen Teilflächen 20 zum Bei­ spiel mit Gegenteilflächen direkt in der Anpreßplatte 4 zusammenwirken oder diese Teilflächen 20 sind in Richtung auf die Membranfeder 7 ausgebildet und die Membranfeder weist dann die entsprechenden Gegenteilflächen auf. Die Rei­ bungskupplung 1 ist mit wenigstens einem Spielgeber 9 versehen, der einen Schiebebolzen 10 aufweist, der sich parallel zur Drehachse 3 durch die Anpreß­ platte 4 erstreckt. Er ist vorzugsweise rund ausgeführt und die Öffnung in der Anpreßplatte 4 ist dementsprechend als Bohrung 24 ausgebildet. Der Schiebe­ bolzen 10 weist an seinem auf das Schwungrad 2 zugerichteten Ende einen Kopf 15 auf. Zwischen diesem Kopf 15 und der Anpreßplatte 4 ist eine erste Fe­ der 13 angeordnet, die den Spielgeber 9 in Richtung auf das Schwungrad 2 bela­ stet. Der Schiebebolzen 10 ist auf der dem Schwungrad abgewandten Seite mit einem Betätigungshebel 12 versehen, der nach radial innen reicht und der im ver­ schleißfreien Betrieb für eine Arretierung des Spielgebers 9 in der Bohrung 24 sorgt durch entsprechendes Verkanten. Diese Verkanten wird durch die zweite Feder 14 unterstützt, welche um den Stift 11 angeordnet ist, der parallel zur Drehachse 3 in der Anpreßplatte angeordnet ist und der als Verdrehsicherung für den Betätigungshebel 12 dient, indem er eine entsprechende Öffnung im Betäti­ gungshebel 12 durchdringt. Das radial innere Ende des Betätigungshebels 12 reicht in Achsrichtung gesehen zwischen dem Außendurchmesserbereich der Membranfeder 7 und der Anpreßplatte 4 an das Ringelement 18 heran. Zu die­ sem Zweck ist das Ringelement 18, wie in der separaten Darstellung gezeigt, mit einer entsprechenden Aussparung 25 versehen. Im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung wird die Klemmung zwischen dem Spielgeber 9 und der Boh­ rung 24 in der Anpreßplatte durch die Feder 21 und die Teilflächen 20 unter­ stützt.

Die Funktion der Reibungskupplung 1 ist nun folgende:
Bei der Montage wird im eingerückten Zustand der Reibungskupplung und unter Zwischenschaltung der Kupplungsscheibe 5 dafür Sorge getragen, daß der Kopf 15 des Spielgebers 9 am Schwungrad 2 zur Anlage kommt. Da Ringele­ ment 18 ist dabei gegen die Kraft der Feder 21 so eingestellt, daß es während diese Montagevorganges einen geringen axialen Abstand zu radial inneren Ende des Betätigungshebels 12 aufweist. Nach der Montage wird das Ringelement 18 freigegeben und es verdreht sich durch die Kraft der Feder 21 um einen gewissen Betrag, bis nämlich der axiale Raum zwischen der Anpreßplatte 4 und dem Be­ tätigungshebel 12 durch das Ringelement 18 ausgefüllt ist. Die Membranfeder 7 liegt dabei auf der der Anpreßplatte 4 abgewandten Kante des Ringelementes 18 auf und weist einen Abstand gegenüber dem Betätigungshebel 12 auf. Die Stei­ gung der Teilflächen 20 ist dabei so bemessen, daß die Kraft der Membranfe­ der 7 keine Relativbewegung des Ringelementes 18 in Umfangsrichtung bewirken kann. Wird nun bei einem Anfahrvorgang mit hoher Belastung ein Verschleiß an den Reibbelägen 23 erzeugt, so bewegt sich die Anpreßplatte 4 durch die Kraft der Anpreßplatte 7 zusammen mit dem Ringelement 18 um das Maß des Ver­ schleißes in Richtung auf die Anpreßplatte 2 zu. Durch das Anliegen des Schie­ bebolzens 10 mit seinem Kopf 15 am Schwungrad 2 kann der Spielgeber 9 die­ ser Relativbewegung der Anpreßplatte 4 in Richtung auf das Schwungrad 2 nicht folgen. In diesem Betriebszustand wird durch die Kraft der Membranfeder 7 die Reibeinspannung zwischen dem Schiebebolzen 10 und der Bohrung 24 aufgeho­ ben. Es entsteht somit zwischen dem radial inneren Ende des Betätigungshe­ bels 12 und dem Ringelement 18 im Bereich der Aussparung 25 ein Abstand entsprechend dem Verschleiß an den Reibflächen 23. Beim nachfolgenden Aus­ rückvorgang - wenn die Federzungen 17 durch das Ausrücksystem in Richtung auf das Schwungrad 2 bewegt werden und die Membranfeder im Bereich ihres Außendurchmessers eine entgegengesetzte Bewegung ausführt - ist es durch die Kraft der Feder 21 möglich, das Ringelement 18 um die Drehachse 3 zu verdre­ hen, wobei infolge der schräg angeordneten Teilflächen 20 der Abstand gegen­ über dem Betätigungshebel 12 ausgeglichen wird und dieser wieder axial spielfrei mit der Anpreßplatte 4 in Verbindung steht. Beim darauf folgenden Einrückvor­ gang ist der axiale Abstand zwischen dem radial äußeren Bereich der Membran­ feder 7 und der Anpreßplatte 4 um das Maß des vorangegangenen Verschleißes vergrößert, so daß im eingerückten Zustand der Reibungskupplung die Membran­ feder 7 ihre ursprüngliche Einbaulage beibehalten hat. Dadurch ist sichergestellt, daß die Membranfeder immer im gleichen Kraftbereich arbeitet, die Betätigungs­ kräfte immer in der gleichen Höhe erhalten bleiben und die Drehmomentübertra­ gungsfähigkeit der Reibungskupplung festlegbar ist und eingehalten werden kann.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die radial inneren Endbereiche der Betäti­ gungshebel 12 auch so angeordnete sein können, daß sie auf der dem Schwung­ rad 2 abgelegenen Seite der Membranfeder 7 aufliegen und so nur indirekt die Ausgleichsbewegung des Ringelementes 18 steuern. Bei einer solchen Ausfüh­ rung dienen die Betätigungshebel 12 gleichzeitig der zwangsweisen Luftbewe­ gung der Anpreßplatte 4 während des Ausrückvorganges. Die übrigen Funktionen bleiben unverändert erhalten. Anstelle eines Ringelementes 18 können auch zwei Ringelemente 18 bzw. 18a in Achsrichtung hintereinander geschaltet werden, wobei sie aufeinander zu gerichtete Teilflächen 20 bzw. entsprechende Gegen­ flächen aufweisen und die Feder 21 ihre Kraft auf beide Ringelemente aufbringt, im Hinblick auf eine Relativverdrehung beider Ringelemente zueinander. Es ist jedoch ohne weiteres möglich mit einem Ringelement 18 auszukommen, wobei dann die Gegenflächen zu den Teilflächen 20 entweder in der Anpreßplatte 4 an­ geordnet sein können oder auch in der Membranfeder 7. Das Ringelement 18 kann in besonders einfacher Weise aus einem Blechstreifen ausgestanzt werden, zu einem Ring gebogen werden und im dargestellten Beispiel als offener Ring Verwendung finden. Falls jedoch der Führungsdurchmesser 22 als Außendurch­ messer ausgebildet ist, sollte das Ringelement 18 besser umfangsmäßig ge­ schlossen sein. Durch die Möglichkeit das Ringelement 18 trotz einfachen Auf­ baues relativ steif auszuführen, kann in den meisten Fällen mit einem einzigen Spielgeber 9 die gewünschte Funktion erzielt werden. Nur in Ausnahmefällen könnte es nötig sein, zwei am Umfang verteilte Spielgeber 9 vorzusehen.

Claims (9)

1. Kraftfahrzeugreibungskupplung mit automatischem Verschleißausgleich für die Druckplatte, die unter Zwischenschaltung einer Kupplungsscheibe mit Reibbe­ lägen an einem Schwungrad befestigt ist, und zusammen mit diesem eine Drehachse bildet, umfassend eine in einem Kupplungsgehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte, eine zwischen Anpreßplatte und Kupplungsgehäuse unter Vorspannung eingesetzte Membranfeder, die sich im Bereich ihres Außenumfanges und in einem Bereich mit kleinerem Durchmesser sowohl am Kupplungsgehäuse als auch an einer Auflage an der Anpreßplatte abstützt, wobei die Auflage unter Zwischenschaltung einer Nachstelleinrich­ tung erfolgt, die eine axiale Verlagerung der Anpreßplatte weg von der Mem­ branfeder entsprechend dem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigsten ein an der Druckplatte an­ geordneter Spielgeber (9) vorgesehen ist, der mit einem nach radial innen wei­ senden Betätigungshebel (12) direkt oder indirekt auf ein Bauteil der Nachstel­ leinrichtung (18, 1a) einwirkt, daß der Spielgeber (9) in einer parallel zur Dreh­ achse (3) in der Anpreßplatte (4) angeordneten Öffnung (24) axial verschieb­ bar und über Reibung arretierbar gelagert ist, der Spielgeber (9) einen gehäu­ sefesten Axialanschlag (2, 15) aufweist, der seine Bewegung in Richtung Schwungrad (2) begrenzt und die Nachstelleinrichtung (18, 18a) bei dem auf den eingetretenen Verschleiß nachfolgenden Ausrückvorgang in den vergrößer­ ten Abstand Spielgeber-Anpreßplatte hineindrängt, wobei die Nachstelleinrich­ tung aus wenigstens einem Ringelement (18) besteht, welches konzentrisch zur Drehachse (3) angeordnet ist, an einem Führungsdurchmesser (22) der Anpreßplatte (4) umlaufend anliegt, in Achsrichtung steif ausgeführt ist, an ei­ ner Stirnseite umfangsmäßig eine axiale Steigung bewirkende Teilflächen (20) aufweist und von einer Federeinrichtung (21) in Umfangsrichtung belastet ist, im Sinn einer Verdrehung und somit einer axialen Bauraumvergrößerung.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegen­ teilflächen in der Anpreßplatte (4), in der Membranfeder (7) oder in einem zweiten, axial in Flucht zum ersten angeordneten Ringelement (18a) angeord­ net sein können.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringe­ lement (18, 18a) einen im Winkel rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei die längere Kante parallel zur Drehachse (3) an einem Führungsdurchmesser (22) der Anpreßplatte (4) geführt ist.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spiel­ geber (9) durch eine Feder (14) im Sinne einer Arretierung in der Öff­ nung (24) der Anpreßplatte (4) beaufschlagt ist.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe­ der (14) am Betätigungshebel (12) und an der Anpreßplatte (4) abgestützt ist.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spiel­ geber (9) im Bereich der Öffnung (24) durch eine Feder (13) beaufschlagt ist, im Sinne einer axialen Verschiebung in Richtung Schwungrad (2).

7. Reibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiel­ geber (9) mit einem parallel zur Drehachse (3) verlaufenden Schiebebolzen (10) in einer Bohrung (24) geführt ist und die Feder 13) konzentrisch um den Schiebebolzen (10) angeordnet ist und an der Anpreßplatte (4) einerseits und am des Schiebebolzen (10) andererseits anliegt.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spiel­ geber (9) einer Arretierung gegen Verdrehen in der vorzugsweise als Boh­ rung (24) ausgeführten Öffnung aufweist, in Form eines Stiftes (11) parallel zur Bohrung (24) und im radialen Abstand davon.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (14) konzentrisch um den Stift (11) angeordnet ist und den Betätigungs­ hebel von der Anpreßplatte weg beaufschlagt.