DE19548459A1 - Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung zur Drehmo­ mentübertragung in einem Antriebsstrang, die ein vom Ausgangsteil eines Motors, wie z. B. der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, antreibbares Eingangsteil, ein mit einer anzutreibenden Welle, wie z. B. der Eingangswelle eines Getriebes, verbindbares Ausgangsteil und eine Betätigungs­ vorkehrung zum Ein- und Ausrücken besitzt.

Derartige Reibungskupplungen werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt, und zwar zur Drehmomentüber­ tragung zwischen der Brennkraftmaschine und dem dieser nachgeschalteten Getriebe.

Reibungskupplungen bzw. Betätigungsvorkehrungen für Rei­ bungskupplungen sind beispielsweise durch die US-Patente 5,267,635 und 4,865,173 bekannt geworden. Diese Konstruk­ tionen erfordern jedoch einen verhältnismäßig großen Platz bedarf und sind auch bezüglich des Aufbaues verhält­ nismäßig aufwendig und damit teuer. Weiterhin ist die zur Betätigung der Reibungskupplungen bereitzustellende Leistung bzw. Energie verhältnismäßig hoch. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß die von der Anpreßfeder der jeweiligen Kupplungen aufgebrachte Kraft vollständig durch die entsprechend zugeordnete Betätigungsvorrichtung über­ wunden werden muß.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Reibungskupplungen der eingangs erwähnten Art zu schaffen mit einer Betätigungsvorkehrung, die im Aufbau einfach und kostengünstig ist. Weiterhin soll die Betätigungsvorkehrung in einfacher Weise eine Automatisierung der Reibungskupplung ermöglichen, so daß diese zumindest in Verbindung mit einem halbautomatisierten Getriebe oder gar mit einem vollautoma­ tisierten Getriebe verwendet werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß zumindest beim Einrücken der Reibungskupplung mittels der Betäti­ gungsvorkehrung eine in Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmomentes den Reibungseingriff der Reibungskupplung bestimmende Kraft erzeugbar ist, wobei die Betätigungsvor­ kehrung hierfür einen über das Eingangsteil der Reibungs­ kupplung antreibbaren ersten Bestandteil und einen mit dem Ausgangsteil der Reibungskupplung antriebsmäßig verbindbaren und von diesem trennbaren zweiten Bestandteil aufweist, die vorzugsweise derart zusammenwirken, daß sie eine Einrück- bzw. Schließkraft für die Reibungskupplung bewirken. Gemäß der Erfindung wird also das von der Reibungskupplung zu übertragende Drehmoment zur Erzeugung einer Betätigungskraft benutzt. Diese Betätigungskraft, die vorzugsweise ein Schließen der Reibungskupplung bewirkt, kann in vorteilhaf­ ter Weise proportional zum anstehenden Drehmoment einge­ stellt bzw. gesteuert werden. Die Betätigungskraft bzw. Schließkraft der Reibungskupplung kann also mittels der Betätigungsvorkehrung derart eingestellt werden, daß sie gerade ein Durchrutschen zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Reibungskupplung verhindert. Die durch die Betätigungsvorkehrung aufgebrachte Betätigungskraft für die Reibungskupplung kann in einfacher Weise mittels einer zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Reibungs­ kupplung vorhandenen Relativverdrehung erzeugt werden. In besonders vorteilhafter Weise kann die Betätigungsvorkehrung eine das zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil zu über­ tragende bzw. anstehende Drehmoment in eine Axialkraft umwandelnde Einrichtung besitzen.

Für den Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung kann es besonders zweckmäßig sein, wenn diese ein mit einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine verbindbares Gehäuse, eine gegenüber dem Gehäuse drehfeste, jedoch axial verlagerbare Druckscheibe, eine zwischen einer Reibfläche der Druckscheibe und einer Reibfläche des Schwungrades einspannbare Kupplungsscheibe sowie zwischen dem Gehäuse und der Druckscheibe wirksame Betätigungsmittel aufweist, wobei die Kupplungsscheibe das Ausgangsteil der Reibungskupplung bildet. Das Antriebsteil der Kupplungs­ scheibe kann durch eine Nabe gebildet sein, welche mit der Eingangswelle eines Getriebes verbindbar ist. In vorteilhaf­ ter Weise kann die Reibungskupplung als Übersetzungshebel ausgestaltete Betätigungsmittel besitzen, über die die zum Schließen der Reibungskupplung erforderliche Kraft in die Reibungskupplung einleitbar ist. Hierfür können die Überset­ zungshebel an ihren radial inneren Bereichen durch die Betätigungsvorkehrung, insbesondere durch deren ersten Bestandteil beaufschlagbar sein. Die Übersetzungshebel können jedoch radial innen derart ausgebildet und gegebe­ nenfalls über einen ringförmigen Bereich miteinander verbunden sein, daß sie unmittelbar den ersten Bestandteil, welcher mit dem zweiten Bestandteil zur Erzeugung einer Axialkraft zusammenwirkt, bilden. In vorteilhafter Weise können die Betätigungsmittel bzw. die Übersetzungshebel durch ein, einzelne radiale Arme aufweisendes ringartiges Bauteil gebildet sein. Ein derartiges ringartiges Bauteil ist beispielsweise durch die DE-PS 8 38 094 bekannt geworden. In vorteilhafter Weise können die Übersetzungshebel am Kupplungsgehäuse verschwenkbar gelagert sein und die Druckscheibe zumindest beim Schließen bzw. bei geschlossener Reibungskupplung axial beaufschlagen. Für den Aufbau der Reibungskupplung kann es zweckmäßig sein, wenn die Überset­ zungshebel bzw. das die Übersetzungshebel bildende Bauteil über radial äußere Bereiche gegenüber dem Gehäuse ver­ schwenkbar gelagert sind bzw. ist und mit radial zwischen diesen äußeren Bereichen und den radial inneren Bereichen liegenden Bereichen die Druckscheibe beaufschlagen bzw. beaufschlagt. Für manche Anwendungszwecke kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die Übersetzungshebel mit ihren radial äußeren Bereichen die Druckscheibe beaufschlagen und mit radial weiter innen liegenden Bereichen am Gehäuse verschwenkbar gelagert sind.

Für die Funktion und den Aufbau der Reibungskupplung kann es weiterhin zweckmäßig sein, wenn die als Kupplungsbetäti­ gungsmittel wirksamen Übersetzungshebel bzw. das diese bildende Bauteil einer in Öffnungsrichtung bzw. Ausrück­ richtung der Reibungskupplung wirkenden Rückstellkraft unterworfen sind bzw. ist. Bei Verwendung eines ringartigen Bauteils zur Bildung der Betätigungsmittel kann dieses entsprechend federnd ausgebildet werden.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Betätigungs­ vorkehrung einen Servomechanismus besitzt, der gewähr­ leistet, daß die für die Betätigungsvorkehrung bereitzu­ stellende externe Leistung bzw. Energie, welche für den Aufbau der Schließkraft der Reibungskupplung erforderlich ist, klein gehalten werden kann. Dieser Servomechanismus kann in vorteilhafter Weise zwischen dem ersten Bestandteil und dem zweiten Bestandteil der Betätigungsvorkehrung angeordnet sein. Die gewünschte Servowirkung kann beispiels­ weise durch eine Rampenvorkehrung erzeugt werden, wobei wenigstens ein, vorzugsweise beide Bestandteile entspre­ chende Rampen tragen. Die Servowirkung der Rampenvorkehrung kann durch entsprechende Auswahl des Rampensteigungswinkels an den jeweiligen Einsatzfall angepaßt werden. Die Anordnung der Rampen kann derart erfolgen, daß bei einer Drehmoment­ übertragung vom Eingangsteil zum Ausgangsteil der Reibungs­ kupplung eine die Reibungskupplung schließende Kraft erzeugt wird. Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Rampen bzw. die Rampenvorkehrung derart ausgebildet sind bzw. ist, daß bei einem Drehmomentfluß vom Ausgangsteil zum Eingangsteil der Kupplung eine die Kupplung schließende Kraft erzeugt wird. Besonders zweckmäßig kann es sein, insbesondere bei Verwendung der Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wenn die Rampenvorkehrung derart ausgebil­ det ist, daß diese zumindest bei aktivierter Betätigungsvor­ kehrung ein Schließen der Reibungskupplung sowohl bei Schubbetrieb als auch bei Zugbetrieb des Kraftfahrzeuges bewirkt. Die in Schubbetrieb und in Zugbetrieb wirksamen Rampen können je nach Anwendungsfall zumindest annähernd den gleichen Auflaufwinkel bzw. Steigungswinkel besitzen oder aber unterschiedliche Steigungswinkel, wobei es im letzteren Fall zweckmäßig sein kann, wenn der Rampensteigungswinkel für den Schubbetrieb größer ist als der für den Zugbetrieb.

Ein besonders einfacher Aufbau der Reibungskupplung bzw. der Betätigungsvorkehrung kann dadurch gewährleistet werden, daß der zweite Bestandteil der Betätigungsvorkehrung mittels einer Kupplung mit dem Ausgangsteil der Reibungskupplung bzw. der mit diesem verbundenen Welle antriebsmäßig verbind­ bar und trennbar ist. Diese Kupplung kann ebenfalls als Reibungskupplung ausgebildet sein. Obwohl diese Kupplung als druckmittelbetätigbare Kupplung ausgebildet werden kann, ist es besonders zweckmäßig, wenn sie als elektrisch betätigte Kupplung ausgelegt wird. Bei Verwendung einer druckmittel­ betätigten Kupplung kann diese beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch geschaltet werden. Bei Verwendung einer elektrisch betätigten Kupplung kann diese in vorteilhafter Weise als elektromagnetische Kupplung ausgebildet sein. Ein besonders einfacher Aufbau der elektrisch betätigbaren Kupplung kann dadurch erzielt werden, daß diese zumindest einen nicht rotierenden Spulenträger und eine axial begrenzt verlagerbare Ankerscheibe besitzt. Die Ankerscheibe kann dabei mit dem zweiten Bestandteil der Betätigungsvorkehrung drehfest verbunden, jedoch gegenüber diesem axial zumindest begrenzt verlagerbar sein. Die Anlenkung der Ankerscheibe am zweiten Bestandteil kann über ein federndes membranartiges Element oder über federnde blattfederartige Elemente in vorteilhafter Weise erfolgen. Für den Aufbau der Betäti­ gungsvorrichtung kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn axial zwischen der Ankerscheibe und dem stillstehenden Spulenkörper zumindest eine mit der Ankerscheibe in Reibein­ griff bringbare und mit dem Ausgangsteil der Reibungskupp­ lung drehfeste Scheibe angeordnet ist. Diese Scheibe dient als Kupplungs- bzw. Bremsscheibe. Diese Kupplungs- bzw. Bremsscheibe und die Ankerscheibe sind in bezug auf den Spulenträger bzw. die Spule rotierbar.

Für die Funktion und den Aufbau der Reibungskupplung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Ankerscheibe zumindest einen wenigstens mit der Brems- bzw. Kupplungsscheibe zu­ sammenwirkenden Dauermagnet trägt. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Ankerscheibe als Dauermagnet ausge­ bildet ist bzw. einen Dauermagnetismus besitzt. Durch eine derartige Ausgestaltung kann gewährleistet werden, daß stets ein bestimmter Reibungseingriff bzw. eine bestimmte Drehmo­ mentübertragungsmöglichkeit zwischen der Ankerscheibe und der Brems- bzw. Kupplungsscheibe vorhanden ist. Dadurch kann gewährleistet werden, daß auch bei stromloser Spule und bei einer Relativverdrehung zumindest zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Reibungskupplung eine Betätigungs­ kraft, wie insbesondere eine Schließkraft, auf die Betäti­ gungsmittel der Reibungskupplung übertragen werden kann. Über diesen Reibungseingriff kann eine Relativverdrehung zwischen dem ersten Bestandteil und dem zweiten Bestandteil der Betätigungsvorkehrung erfolgen, so daß die zwischen diesen beiden Bestandteilen vorgesehene, das eingeleitete Drehmoment in eine Axialkraft umwandelnde Einrichtung eine Schließkraft für die Reibungskupplung erzeugt. Der Einsatz einer dauermagnetische Eigenschaften aufweisenden Anker­ scheibe hat insbesondere bei Verwendung der Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges den Vorteil, daß auch bei stillstehendem Motor die Reibungskupplung als Parksperre verwendet werden kann, und zwar bei eingelegtem Getriebegang. Sobald die Tendenz einer Relativverdrehung zwischen der Abtriebswelle des Motors bzw. dem Schwungrad und der Eingangswelle des Getriebes vorhanden ist, sperrt bzw. schließt die Kupplung infolge des zwischen der Anker­ scheibe und der Brems- bzw. Kupplungsscheibe vorhandenen Reibungseingriffes. Somit kann bei entsprechender Auslegung der Rampenvorkehrung und eingelegtem Getriebegang das Fahrzeug sowohl in Abfahrtrichtung als auch in Auffahrt­ richtung einer Steigung über den dann als Bremse dienenden Motor gesichert werden. Die Brems- bzw. Kupplungsscheibe der Ausrückvorrichtung kann in vorteilhafter Weise auf der vom Ausgangsteil der Reibungskupplung antreibbaren Welle axial fest und unverdrehbar angeordnet werden. Der zweite Bestand­ teil der Betätigungsvorkehrung ist zweckmäßigerweise gegenüber der vom Ausgangsteil der Reibungskupplung antreib­ baren Welle verdrehbar gelagert. Dieser zweite Bestandteil kann sich somit sowohl gegenüber dem ersten Bestandteil zumindest begrenzt als auch gegenüber der Brems- bzw. Kupplungsscheibe und dem Spulenkörper winkelmäßig unbegrenzt verdrehen. Die Brems- bzw. Kupplungsscheibe ist ihrerseits wiederum gegenüber dem Spulenkörper unbegrenzt verdrehbar.

Die erfindungsgemäß ausgestaltete Reibungskupplung läßt sich in besonders einfacher Weise automatisieren, so daß diese mit halbautomatisierten Getrieben oder vollautomatisierten Getrieben Verwendung finden kann. Hierfür kann die Kupplung der Betätigungsvorrichtung mittels einer elektronischen Einheit, welche Betriebsparameter eines Kraftfahrzeuges verarbeitet, ansteuerbar sein. Dies kann in besonders vorteilhafter Weise bei Verwendung einer elektromagnetischen Kupplung erfolgen, da dann lediglich der durch die Spule der Kupplung fließende Strom, welcher die Größe des Reibein­ griffes bestimmt, entsprechend geregelt bzw. gesteuert werden muß. Je nach Fließrichtung des Erregerstroms in der Spule kann die elektromagnetische Kupplung entweder ge­ schlossen oder geöffnet werden bzw. der Reibungseingriff in der elektromagnetischen Kupplung kann vergrößert oder verringert werden. Letzteres ist insbesondere bei Verwendung einer Ankerscheibe mit permanentmagnetischen Eigenschaften von Vorteil, da wie bereits erwähnt, bei Verwendung einer derartigen Ankerscheibe auch bei stromloser Spule ein gewisses Moment übertragen werden kann. Zum Öffnen der Reibungskupplung ist somit ein dem Magnetfeld der Anker­ scheibe entgegengerichtetes Magnetfeld durch die Spule aufzubauen.

Anstatt der Verwendung einer dauermagnetische Eigenschaften aufweisenden Ankerscheibe kann auch eine Scheibe, ins­ besondere eine Metallscheibe, verwendet werden, die gegen die Brems- bzw. Kupplungsscheibe der Betätigungsvorrichtung mit einer vorbestimmten Kraft beaufschlagt ist. Diese Kraft kann mittels wenigstens eines Kraftspeichers erzeugt werden, wobei hierfür auch die eine Drehmomentübertragung zwischen der Ankerscheibe und dem zweiten Bestandteil der Betäti­ gungsvorkehrung gewährleistenden elastischen Mittel her­ angezogen werden können.

Wie bereits erwähnt, kann anstelle einer elektromagnetischen Kupplung auch eine z. B. hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kupplung für die Ausrückvorrichtung Verwendung finden, wobei dann das Stellglied bzw. die Kolben-/ Zylin­ dereinheit über ein Ventil angesteuert werden kann, das über eine elektronische, Betriebsparameter eines Kraftfahrzeuges verarbeitende Einheit betätigt wird. Aufgrund der erfin­ dungsgemäßen Ausgestaltung der Kupplungsbetätigungsvor­ kehrung sind auch hier verhältnismäßig geringe Drücke für die Betätigung der Reibungskupplung bzw. für die Aufbringung der erforderlichen Schließkraft der Reibungskupplung notwendig.

Anhand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine gemäß der Erfindung ausgestaltete Reibungs­ kupplung,

Fig. 2 eine teilweise Abwicklung der Rampenanordnung der Betätigungsvorkehrung bei Betrachtung in Richtung des Pfeiles II gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 die Momentenkennung der Kupplung der Betätigungs­ vorkehrung.

Die in Fig. 1 dargestellte Reibungskupplung 1 besitzt ein Gehäuse 2, das drehfest mit einem Schwungrad 3 verbunden ist. Das Schwungrad 3 ist über die Ausgangswelle 4 eines nicht näher dargestellten Motors antreibbar. Mit dem Gehäuse 2 ist eine Druckscheibe 5 drehfest, jedoch axial verlagerbar verbunden. Diese Verbindung erfolgt in an sich bekannter Weise über Blattfederelemente 6. Axial zwischen der Reib­ fläche 5a der Druckscheibe 5 und der Reibfläche 3a des Schwungrades 3 sind die Reibbeläge 7 einer Kupplungsscheibe 8 einspannbar. Zwischen den Reibbelägen 7 können Belagfeder­ segmente vorgesehen sein, welche einen progressiven Aufbau und Abbau des von der Reibungskupplung 1 übertragbaren Drehmomentes bewirken. Die das Ausgangsteil der Reibungs­ kupplung 1 bildende Kupplungsscheibe 8 besitzt eine Nabe 9, die drehfest auf einer Getriebeeingangswelle 10 aufgenommen ist. Das Schwungrad 3 und die Druckscheibe 5 bilden prak­ tisch das Eingangsteil der Reibungskupplung 1. Die Reibungs­ kupplung 1 besitzt weiterhin Betätigungsmittel 11, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch hebelartige Elemente 12 gebildet sind, welche über ihre radial äußeren Bereiche 12a am Gehäuse 2 verschwenkbar gelagert sind, an ihren radial inneren Bereichen 12b von einem Bestandteil 13 der Betätigungsvorkehrung 14 beaufschlagbar sind und mit zwischen den äußeren 12a und den inneren Bereichen 12b liegenden Bereichen 12c die Druckscheibe 5 beaufschlagen. Die Hebel 12 wirken also als Übersetzungshebel, welche die von der Betätigungsvorkehrung 14 in die Bereiche 12b einge­ leitete Axialkraft derart verstärken, daß die Schließkraft der Reibungskupplung 1 ein Mehrfaches dieser Axialkraft bzw. Betätigungskraft besitzt. Die Hebel 12 können in vorteilhaf­ ter Weise als ringförmiges Bauteil zusammengefaßt werden, wodurch die Montage der Reibungskupplung vereinfacht wird. Ein solches ringförmiges Element ist durch die bereits erwähnte DE-PS 8 38 094 bekannt geworden.

Die Betätigungsvorkehrung 14 besitzt einen über das Ein­ gangsteil der Reibungskupplung 1 bzw. durch die mit dem Gehäuse 2 drehfesten Betätigungsmittel 11 antreibbaren ersten Bestandteil 13 sowie einen mit dem Ausgangsteil bzw. der Kupplungsscheibe 8 der Reibungskupplung antriebsmäßig verbindbaren und trennbaren zweiten Bestandteil 15. Die beiden Bestandteile 13, 15 sind relativ zueinander begrenzt verdrehbar. Die Betätigungsvorkehrung 14 besitzt eine das von der Reibungskupplung 1 zu übertragende Drehmoment in eine Axialkraft umwandelnde Einrichtung 16, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine zwischen den beiden Bestandteilen 13 und 15 angeordnete Rampenanordnung 17 umfaßt. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist sind bei dem Ausführungsbeispiel sowohl am ersten Bestandteil 13 als auch am zweiten Bestandteil 15 Rampen 13a, 15a vor­ gesehen, wobei zwischen diesen Rampen 13a, 15a Wälzkörper in Form von Kugeln 18 angeordnet sind. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann auch lediglich eines der beiden Bestandteile 13,15 mit den Kugeln 18 zusammenwirkende Rampen aufweisen.

Die Einrichtung 16 bzw. die Rampenanordnung 17 wirkt als Servomechanismus, der eine axiale Kraftverstärkung bewirkt. Diese Verstärkung ist abhängig von dem Steigungswinkel bzw. Auflaufwinkel der Rampen 13a, 15a.

Der Aufbau der Reibungskupplung 1 bzw. der Betätigungsvor­ kehrung 14 ist derart, daß die Rampenvorkehrung zumindest bei einer Drehmomentübertragung von der antreibenden Welle 4 zur angetriebenen Welle 10 eine Schließung bzw. ein Einrücken der Reibungskupplung 1 bewirkt. Durch die in beide Drehrichtungen ansteigenden Rampen 13a, 14a wird weiterhin erzielt, daß nicht nur bei Zugbetrieb sondern auch bei Schubbetrieb eine Schließung der Reibungskupplung 1 erfolgen kann. Zugbetrieb ist vorhanden, wenn die Drehmomenteinlei­ tung über die Welle 4 erfolgt. Schubbetrieb ist vorhanden, wenn die Drehmomenteinleitung über die Welle 10 stattfindet.

Der zweite Bestandteil 15 ist mittels einer Kupplung 19 mit der mit dem Kupplungsabtriebsteil 8 drehfest verbundenen Welle 10 verbindbar und von dieser trennbar. Bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel ist diese Kupplung 19 als Reibungskupplung, und zwar als elektrisch betätigte Rei­ bungskupplung ausgebildet. Die durch eine elektromagnetische Kupplung 19 gebildete Verbindungsvorkehrung zwischen dem zweiten Bestandteil 15 und der Welle 10 besitzt eine Ankerscheibe 20, die mit einer Brems- bzw. Kupplungsscheibe 21, welche auf der Welle 10 dreh- und axialfest vorgesehen ist, in Reibeingriff bringbar ist. Die Ankerscheibe 20 ist axial verlagerbar und mit dem zweiten Bestandteil 15 drehfest verbunden. Diese Drehverbindung kann mittels eines membranartigen Bauteils oder mittels blattfederartigen Elementen, die jeweils eine drehfeste Verbindung mit den beiden Bauteilen 15 und 20 besitzen, erfolgen. Auf der der Ankerscheibe 20 abgewandten Seite der Brems- bzw. Kupplungs­ scheibe 21 ist eine Spule bzw. ein Spulenträger 22 angeord­ net, der drehfest und vorzugsweise axialfest, z. B. mit dem teilweise dargestellten Getriebegehäuse 23 ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist keine unmittelbare Berührung zwischen dem Spulenträger 22 und der Brems- bzw. Kupp­ lungsscheibe 21 vorhanden. Die Brems- bzw. Kupplungsscheibe 21 besteht aus einem magnetisierbaren Material. Diese Brems- bzw. Kupplungsscheibe 21 ist gegenüber der diese tragenden Welle 10 durch eine Zwischenlage 24 isoliert.

In vorteilhafter Weise kann die Ankerscheibe 20 zumindest partiell dauermagnetisch sein. Hierfür kann die Ankerscheibe 20 zumindest einen Dauermagnet tragen oder aber praktisch vollständig aus einem dauermagnetische Eigenschaften aufweisenden Material besteht. Bei Verwendung einer zu­ mindest einen Restmagnetismus aufweisenden Ankerscheibe 20 kann gewährleistet werden, daß auch bei nicht mit Strom beaufschlagter Spule 22 ein gewisser bzw. definierter Reibungseingriff zwischen der Ankerscheibe 20 und der Brems- bzw. Kupplungsscheibe 21 vorhanden ist. Durch diesen Reibungseingriff kann gewährleistet werden, daß auch bei stehendem Kraftfahrzeug, stillgesetztem Motor und eingeleg­ tem Gang eine Schließung der Reibungskupplung 1 möglich ist. Dies wird dadurch sichergestellt, daß bei einer tendenzmäßi­ gen Relativverdrehung zwischen den beiden Wellen 4 und 10 das zwischen den beiden Bauteilen 20 und 21 vorhandene Reibmoment eine Relativbewegung zwischen den beiden Bestand­ teilen 13 und 15 bewirkt, wodurch wiederum über die Rampen­ vorkehrung 17 eine die Schließung der Reibungskupplung 1 erzeugende Axialkraft auf die inneren Bereiche der Betäti­ gungsmittel 11 ausgeübt wird.

Zumindest bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges kann die Spule 22 mit einem Gleichstrom beaufschlagt werden, wodurch ein magnetischer Kraftfluß aufgebaut wird, der bei ent­ sprechender Stromrichtung die Ankerscheibe 20 in Richtung der Spule 22 zieht, so daß der Reibungseingriff zwischen den beiden Bauteilen 20 und 21 vergrößert wird. Die Größe des Reibungseingriffes zwischen den Bauteilen 20 und 21 ist abhängig von der Größe des Erregerstroms. Durch Umkehrung der Richtung des Erregerstroms kann auch durch die Spule 22 ein axiales Abstoßen der Ankerscheibe 20 erfolgen, wodurch der aufgrund der Magnetisierung der Ankerscheibe 20 vorhan­ dene Basisreibungseingriff zwischen den beiden Bauteilen 20 und 21 aufgehoben werden kann. Sobald dieser Reibungsein­ griff aufgehoben ist bzw. einen sehr geringen Wert erreicht, erfolgt, z. B. zum Schalten des Getriebes, ein Öffnen der Reibungskupplung 1. Hierfür werden die Betätigungsmittel 11 in Ausrückrichtung der Reibungskupplung 1 kraftbeaufschlagt, wodurch der erste Bestandteil 13 die Rampenanordnung 17 in die in Fig. 2 dargestellte Ausgangslage bzw. Mittellage drängt. Diese Lage entspricht der in Fig. 1 mit "A" gekennzeichneten Lage der Hebel 12. Der zweite Bestandteil 15 ist über eine Lagerung 25 gegenüber der Welle 10 bzw. der Bremsscheibe 21 und der Spule 22 verdrehbar gelagert. Über die Lagerung 25 wird die Betätigungskraft abgefangen und z. B. wie dargestellt, auf die Welle 10 übertragen, welche wiederum über ihre Lagerung die Betätigungskraft auf das Getriebegehäuse 23 weiterleitet.

Die Erregerstromgröße für die Spule 22 wird mittels einer elektronischen Einheit 26, die verschiedene Betriebsparame­ ter verarbeitet, gesteuert. Die von der elektronischen Einheit verarbeiteten Betriebsparameter können beispiels­ weise durch die Schaltposition des Getriebes und den Betäti­ gungszustand des Getriebes darstellende Größen gebildet sein. Auch können Größen berücksichtigt werden, welche den Betätigungszustand der Kraftfahrzeugbremse und/oder den Lastzustand des Motors darstellen.

Die auf die Betätigungsmittel 11 einwirkende Rückstellkraft in Ausrückrichtung der Reibungskupplung 1 kann in vor­ teilhafter Weise unmittelbar durch die als federndes Bauelement ausgebildeten Betätigungsmittel 11 erzeugt werden. Die Betätigungsmittel können also durch ein federn­ des membranartiges Bauteil gebildet sein, das im nicht beaufschlagten Zustand ein Öffnen der Reibungskupplung 1 bewirkt.

In Fig. 3 ist die Momenten-Erregerstrom-Kennlinie der Kupplung 19 dargestellt. Wie ersichtlich ist, kann über die Kupplung 19 im nicht erregten Zustand der Spule 22 ein Grundmoment 27 übertragen werden. Dieses Grundmoment 27 wird durch den zwischen den beiden Bauteilen 20 und 21 vorhan­ denen Basisreibungseingriff sichergestellt. Bei entsprechen­ der Strombeaufschlagung der Spule 22 nimmt das von der Kupp­ lung 19 übertragbare Moment zu. Bei Umkehrung der Stromrich­ tung wird der Basisreibeingriff zwischen den beiden Bautei­ len 20 und 21 verringert, so daß das zwischen diesen beiden Bauteilen übertragbare Moment kleiner wird und bei ent­ sprechender Stromstärke durch Abhub der Ankerscheibe 20 von der Scheibe 21 vollständig aufgehoben wird. Es kann dadurch auch ein Öffnen der Reibungskupplung vor dem Anlassen des Motors erfolgen und dies auch bei eingelegtem Getriebegang und gegebenenfalls verspanntem Antriebsstrang.

Anstatt einer elektromagnetischen Kupplung 19 könnte als Hilfskupplung auch eine solche auf magnetorheologischer Basis verwendet werden. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Kupplung derart aufgebaut ist, daß die magnetorheologische Flüssigkeit der Wirkung von Permanent­ magneten ausgesetzt ist, so daß bei nicht mit Strom be­ aufschlagter Kupplung diese praktisch geschlossen ist, also ein Drehmoment übertragen kann, so daß diese eine Park­ sperrfunktion übernehmen kann. Das Magnetfeld des bzw. der Permanentmagneten kann durch Beaufschlagung mit Strom redu­ ziert bzw. aufgehoben werden, so daß dann das von der Kupplung übertragbare Moment verkleinert bzw. vollständig abgebaut werden kann. Eine derartige Lösung hat den Vorteil, daß keine Reibungsschwingungen innerhalb der Hilfskupplung auftreten können. Derartige Reibschwingungen können aufgrund der durch den Servomechanismus erzeugten hohen Verstärkung nachteilig sein, da sie die Modulationsfähigkeit des übertragbaren Drehmomentes der Hauptkupplung beeinflussen.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung wei­ tergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeich­ nungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selb­ ständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung auf­ weisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das Ausführungsbeispiel der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfin­ dung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinde­ risch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrens­ schrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (26)

1. Reibungskupplung zur Drehmomentübertragung in einem Antriebsstrang, die ein vom Ausgangsteil eines Motors antreibbares Eingangsteil, ein mit einer anzutreibenden Welle verbindbares Ausgangsteil und eine Betätigungs­ vorkehrung zum Ein- und Ausrücken besitzt, wobei mittels der Betätigungsvorkehrung eine in Abhängigkeit des von der Reibungskupplung zu übertragenden Drehmomentes den Reibungseingriff bestimmende Kraft erzeugbar ist und die Betätigungsvorkehrung hierfür einen vom Eingangsteil der Reibungskupplung antreibbaren ersten Bestandteil und einen mit dem Ausgangsteil der Reibungskupplung an­ triebsmäßig verbindbaren und von diesem trennbaren zweiten Bestandteil aufweist.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Betätigungsvorkehrung eine das anstehende Drehmoment in eine Axialkraft umwandelnde Einrichtung besitzt.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein mit dem Schwungrad einer Brenn­ kraftmaschine verbindbares Gehäuse, eine gegenüber dem Gehäuse drehfeste, jedoch axial verlagerbare Druckschei­ be, eine zwischen einer Reibfläche der Druckscheibe und einer Reibfläche des Schwungrades einspannbare Kupp­ lungsscheibe sowie zwischen dem Gehäuse und der Druck­ scheibe wirksame Betätigungsmittel aufweist, wobei die Kupplungsscheibe das Ausgangsteil der Reibungskupplung bildet.

4. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ausgangsteil der Reibungskupplung verbindbare Welle die Eingangswelle eines Getriebes ist.

5. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Übersetzungshebel ausgestaltete Betätigungsmittel besitzt.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Übersetzungshebel an ihren radial inneren Bereichen durch die Betätigungsvorkehrung beaufschlagbar sind.

7. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungshebel am Kupplungsgehäuse verschwenkbar gelagert sind und die Druckscheibe axial beaufschlagen.

8. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorkehrung einen Servomechanismus besitzt.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Servomechanismus eine Rampenvorkehrung aufweist.

10. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Servome­ chanismus zwischen dem vom Eingangsteil der Reibungs­ kupplung antreibbaren und dem mit dem Ausgangsteil der Reibungskupplung verbindbaren Bestandteil der Betäti­ gungsvorkehrung vorgesehen ist.

11. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampen­ vorkehrung bei einer Drehmomentübertragung vom Ein­ gangsteil zum Ausgangsteil der Reibungskupplung eine die Reibungskupplung schließende Kraft erzeugt.

12. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampen­ vorkehrung bei einer Drehmomentübertragung vom Ausgangs­ teil zum Eingangsteil der Kupplung eine die Kupplung schließende Kraft erzeugt.

13. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver­ wendung der Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahr­ zeuges die Rampenvorkehrung zumindest bei aktivierter Betätigungsvorkehrung ein Schließen der Reibungskupplung sowohl bei Schubbetrieb als auch bei Zugbetrieb des Kraftfahrzeuges bewirkt.

14. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bestandteil der Betätigungsvorkehrung mittels einer Kupplung mit dem Ausgangsteil der Reibungskupplung antriebsmäßig verbindbar und von diesem trennbar ist.

15. Reibungskupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupplung ebenfalls eine Reibungskupplung bildet.

16. Reibungskupplung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine elektrisch betä­ tigte Kupplung ist.

17. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine elek­ tromagnetische Kupplung ist.

18. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch betätigbare Kupplung einen nicht rotierenden Spulenträger und eine axial begrenzt verlagerbare Ankerscheibe besitzt.

19. Reibungskupplung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ankerscheibe mit dem zweiten Bestandteil der Betätigungsvorkehrung drehfest verbunden, jedoch gegenüber diesem axial verlagerbar ist.

20. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 18,19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe mit dem zweiten Bestandteil über ein federndes membranartiges Element oder über blattfederartige federnde Elemente drehver­ bunden ist.

21. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe zumindest einen Dauermagnet trägt.

22. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe durch einen Dauermagnet gebildet ist.

23. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen der Anker­ scheibe und dem stillstehenden Spulenträger eine mit der Ankerscheibe in Reibeingriff bringbare und mit dem Aus­ gangsteil der Reibungskupplung drehfest verbundene Scheibe vorgesehen ist.

24. Reibungskupplung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß die Scheibe auf der vom Ausgangsteil der Reibungskupplung antreibbaren Welle axial fest und unverdrehbar angeordnet ist.

25. Reibungskupplung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bestand­ teil der Betätigungsvorkehrung verdrehbar gegenüber der vom Ausgangsteil der Reibungskupplung antreibbaren Welle gelagert ist.

26. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung der Betätigungsvorrichtung mittels einer elektronischen Einheit, welche Betriebsparameter eines Kraftfahrzeuges verarbeitet, steuerbar ist.