DE19611100A1 - Reibungskupplung mit Verschleißausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, umfassend eine Gegenanpreßplatte z. B. in Form eines Schwungra­ des, welches eine Drehachse definiert, ein Kupplungsgehäuse, welches an der Gegenanpreßplatte befestigt ist, eine Anpreßplatte, die innerhalb des Kupplungs­ gehäuses drehfest aber axial verlagerbar angeordnet ist, Betätigungsmittel und Kraftspeicher, die zwischen Kupplungsgehäuse und Anpreßplatte angeordnet sind und eine Kupplungsscheibe zwischen Anpreßplatte und Gegenanpreßplatte ein­ spannen können, eine Einrichtung zum Ausgleich des Reibbelagverschleißes, die zwischen Kupplungsgehäuse, Betätigungsmittel oder Kraftspeicher und Anpreß­ platte angeordnet ist, und zumindest ein konzentrisch zur Drehachse angeordne­ tes Verstellelement umfaßt mit umfangsmäßig ausgebildeten Schrägflächen.

Eine Reibungskupplung der o. g. Bauart ist beispielsweise aus der deutschen Of­ fenlegungsschrift 44 12 107 bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion sind zwei Verstellelemente konzentrisch zur Drehachse an der Anpreßplatte geführt, und zwar an einem Innendurchmesser, der durch eine vorspringende Nase gebil­ det ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei Reibungskupplungen der o. g. Bauart die Einrichtung zum Ausgleich des Reibbelagverschleißes einfach im Auf­ bau und leichtgängig im Betrieb auszugestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Hauptanspruch gelöst. Erfin­ dungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Führung des zumindest einen Verstelle­ lementes in radialer Richtung über mehrere am Umfang verteilte und in Achsrich­ tung verlaufende Führungsbolzen erfolgt, die an einem gegenüber der Drehachse zentrierten Bauteil fest angeordnet sind. Durch die Anordnung von mehreren, ins­ besondere drei am Umfang verteilten und in Achsrichtung verlaufenden Füh­ rungsbolzen ist sichergestellt, daß das oder die Verstellelemente nur örtlich mit den Führungselementen in Form der Führungsbolzen in Kontakt stehen, so daß auch bei längerem Betrieb die Verstelleinrichtung leichtgängig bleibt. Zudem kann gegenüber dem Stand der Technik eine spanabhebende Bearbeitung an der An­ preßplatte in diesem Bereich entfallen.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Kraftspeicher als Membranfeder ausgebil­ det ist, daß zumindest eine Verstellelement zwischen Membranfeder und An­ preßplatte angeordnet ist und die Führungsbolzen in die Anpreßplatte eingesetzt sind. Eine solche Ausgestaltung ist besonders einfach im Aufbau, da die Mem­ branfeder sowohl die Anpreßkraft erzeugt als auch die Übertragungselemente mit umfaßt.

In besonders einfacher Weise sind die Führungsbolzen am Innendurchmesser des zumindest einen Verstellelementes angeordnet. Durch die konzentrische Anord­ nung der Anpreßplatte im Kupplungsgehäuse den durch die Anordnung der Füh­ rungsbolzen in der Anpreßplatte ist das oder die Verstellelemente über seinen Innendurchmesser zentrisch geführt. Bei dieser Art von Führung ist auch bei sehr hohen Drehzahlen dafür gesorgt, daß die Verdrehbeweglichkeit der Verstellele­ mente immer erhalten bleibt.

Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Führungsbolzen am Außendurch­ messer des zumindest einen Verstellelementes anzuordnen. Eine solche Kon­ struktion schützt bei hohen Zentrifugalkräften die Verstellelemente vor Verfor­ mung.

Eine weitere Variante sieht vor, daß die Führungsbolzen abwechselnd am Außen­ durchmesser und am Innendurchmesser des zumindest einen Verstellelementes angeordnet sind. Eine solche Führung weist zwar mehr Berührungspunkte zwi­ schen den Führungsbolzen und den Verstellelementen auf, es liegt jedoch eine besonders wirksam Führung der Verstellelemente vor.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind zwei axial hintereinander an­ geordnete Verstellelemente vorgesehen, wobei diese gegenseitig durch wenig­ stens ein Federelement umfangsmäßig zueinander verspannt sind. Die Verwen­ dung von zwei mit korrespondierenden Schrägflächen versehenen Verstellelemen­ ten, die gegenseitig federkraftbeaufschlagt sind, ermöglicht eine sehr einfache Bearbeitung der Anpreßplatte. Im Berührungsbereich zwischen Anpreßplatte und dem der Anpreßplatte zugeordneten Verstellelement ist lediglich eine umlaufende, senkrecht zur Drehachse verlaufende Anlagefläche nötig. Die Montage und die Stellung der beiden Verstellelemente im Hinblick auf die Anpreßplatte ist unkri­ tisch, da das wenigstens eine Federelement nur zwischen den beiden Verstelle­ lemente wirksam ist.

Es ist jedoch auch möglich, zumindest eine Federelement vorzusehen, welchen mit den einen Ende an der Anpreßplatte befestigt ist und mit dem anderen Ende am entsprechenden Verstellelement. Dann ist allerdings bei Verwendung von zwei Verstellelementen das nicht von der Feder beaufschlagte in Umfangsrich­ tung zu arretieren. Dies kann beispielsweise über die Membranfeder erfolgen oder auch über einen Spielgeber.

Das oder die Federelemente ist in vorteilhafter Weise als Schraubenzugfeder aus­ gebildet und tangential im Innendurchmesser des oder der Verstellelemente an­ geordnet und mit dem einen Ende in einer Öffnung in Verstellelemente einge­ hängt und mit dem anderen Ende an einem derjenigen Führungsbolzen einge­ hängt, die am Innendurchmesser verlaufen. Damit ist auf der einen Seite eine preiswerte Herstellung der Feder möglich und zum anderen werden zumindest einzelne Führungsbolzen noch zum Abstützen für die Federkraft zusätzlich heran­ gezogen.

Dabei kann das andere Ende der Feder als offener Haken ausgebildet sein und etwa in einer Ebene parallel zur Membranfeder verlaufen und zwar in einem Spalt zwischen Anpreßplatte und Verstellelement. Damit kann eine sehr einfach herzu­ stellende Feder raumsparend untergebracht werden.

Es ist jedoch auch möglich, das andere Ende der Feder als Federwicklung auszu­ bilden, die parallel zur Drehachse verläuft, die über den entsprechenden Füh­ rungsbolzen gestülpt ist und auf der sich das oder die Verstellelemente abstützt. Dabei ist lediglich zu berücksichtigen, daß der entsprechende Führungsbolzen um das Maß der Materialstärke der Feder nach radial innen versetzt ist. Auch eine solchen Ausgestaltung der Feder ist einfach herzustellen und es muß kein zusätz­ licher Raum für das abstehende Federende geschaffen werden.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß Führungsbolzen und/oder Verstellelemente kor­ rosionshemmend ausgeführt sind. Dies dient dem reibungslosen Bewegungsab­ lauf sämtlicher Bauteile über die gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung. Dabei können die Führungsbolzen und/oder Verstellelemente selbst aus korrosi­ onshemmenden Material hergestellt sein oder mit einem solchen Material überzo­ gen sein.

Die Erfindung wird anschließend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigten im einzelnen:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Reibungskupplung;

Fig. 2 Ansicht und Teilansicht Z der Verstellelemente;

Fig. 3 Ansicht der Anpreßplatte mit Verstellelement und Federn aus Richtung Membranfeder;

Fig. 4, 5, 6 Teilansicht in axialer und radialer Richtung von unterschiedlichen Fe­ dern und unterschiedlichen Ausführungen der Verstellelemente.

Fig. 1 zeigt eine sogenannte gedrückte Membranfederkupplung 1, deren Kupp­ lungsgehäuse 6 mit einer angedeuteten Gegenanpreßplatte 2, z. B. in Form eines Schwungrades, fest verbunden ist. Im Kupplungsgehäuse 6 ist eine Anpreßplat­ te 5 angeordnet, die drehfest aber axial verlagerbar mit dem Kupplungsgehäuse 6 verbunden ist (z. B. über Tangentialblattfedern). Zwischen der Anpreßplatte 5 und dem Kupplungsgehäuse 6 ist eine Membranfeder 7 angeordnet, die auf einen mittleren Durchmesser über mehrere am Umfang verteilte Distanzbolzen 10 am Kupplungsgehäuse 6 kippbar gelagert ist, beispielsweise unter Zwischenschal­ tung eines Drahtringes 12. Nach radial innen hin ist die Membranfeder 7 mit Fe­ derzungen 8 versehen, die zum Angriff eines nicht dargestellten Ausrücksystems ausgebildet sind. Sämtliche Teile der Reibungskupplung 1 können mit der Gegen­ anpreßplatte 2 um eine gemeinsame Drehachse 11 umlaufen. Zwischen Gegen­ anpreßplatte 2 und Anpreßplatte 5 kann eine Kupplungsscheibe mit Reibbelä­ gen 4 eingespannt werden zum Übertragen des Drehmomentes von der Gegen­ anpreßplatte 2 auf eine nicht dargestellte Getriebeeingangswelle, die konzen­ trisch zur Drehachse 11 verläuft. Die Reibungskupplung 1 ist mit einer Einrich­ tung 3 zum automatischen Verschleißausgleich versehen. Zu diesem Zweck sind ein oder mehrere am Umfang verteilte Spielgeber 13 vorgesehen, die zum einen aus einem Schiebebolzen 14 bestehen, der parallel zur Drehachse 11 verläuft, und zwar in einer Bohrung 20 der Anpreßplatte 5. Zum anderen besteht jeder Spielgeber 13 aus einem Hebel 15, der mit dem Schiebebolzen 4 fest verbunden ist und der derart nach radial innen verläuft, daß er entweder auf der von der An­ preßplatte 5 abgelegenen Seite der Membranfeder 7 aufliegt oder auf der der An­ preßplatte 5 abgelegenen Seite eines Verstellelementes 18, 19. Im vorliegenden Fall sind - wie auch aus Fig. 2 ersichtlich - zwei axial hintereinander geschaltete Verstellelemente 18, 19 vorgesehen, von denen sich eines mit der Bezeich­ nung 19 direkt an der Anpreßplatte 5 abstützt und das andere mit der Bezeich­ nung 18 an der Membranfeder 7. Beide Verstellelemente 18, 19 sind ringförmig ausgebildet und weisen in den aufeinander zu gerichteten Bereichen mehrere am Umfang verteilte Schrägflächen 22, 23 auf. Ferner ist zwischen beiden Verstelle­ lementen 18, 19 eine Federkraft derart wirksam, daß beide Verstellelemen­ te 18, 19 umfangsmäßig gegeneinander verspannt sind und das Bestreben haben, durch eine umfangsmäßige Relativbewegung und durch Aufsteigen auf den Schrägflächen 22 und 23 ihre Axialerstreckung zu vergrößern. Zu diesem Zweck sind im vorliegenden Fall mehrere am Umfang verteilte Schenkelfedern 21 vorge­ sehen, die in entsprechende Öffnungen 24 der beiden Verstellelemente 18, 19 eingreifen. Beide Verstellelemente 18, 19 sind gegenüber der Anpreßplatte 5 in radialer Richtung geführt und zentriert, und zwar durch mehrere am Umfang der Anpreßplatte 5 verteilte und in diese eingesetzte Führungsbolzen 17, die parallel zur Drehachse 11 verlaufen. Weiterhin ist jeder Schiebebolzen 14 mit einer Schraubenfeder 9 versehen, wobei sich die Schraubenfeder 9 einmal an der An­ preßplatte 5 abstützt und zum anderen an einem Kopf 16 des Schiebebol­ zens 14, wodurch dieser in Richtung auf die Gegenanpreßplatte 2 vorgespannt wird. Die Schraubenfeder 9 ist zudem so angeordnet, daß sie auch ein Moment auf den Schiebebolzen 14 ausübt, um ihn in der Bohrung 20 der Anpreßplatte 5 zu verklemmen.

Zur allgemeinen Funktion sei hier nochmals auf den Stand der Technik in Form der Offenlegungsschrift 44 12 107 hingewiesen. Im Gegensatz zu diesem Stand der Technik ist jedoch bei der vorliegenden Konstruktion die Führung der beiden Verstellelemente 18 und 19 so gelöst, daß mehrere am Umfang verteilte Füh­ rungsbolzen 17 in der Anpreßplatte 5 parallel zur Drehachse 11 angeordnet sind und diese Führungsbolzen 17 die radiale Fixierung der Verstellelemente 18 und 19 übernehmen. Dabei ist vorzugsweise an insgesamt drei Führungsbol­ zen 17 gedacht. Vorzugsweise sind die Führungsbolzen 17 dabei radial innerhalb der Verstellelemente 18 und 19 angeordnet. Dadurch ergeben sich einmal gerin­ gere Toleranzprobleme und eine dauernde zwangsweise Berührung zwischen den Verstellelementen 18, 19 und den Führungsbolzen 17 ist nicht zwangsweise ein­ zuhalten. In jedem Fall findet an den Berührungsstellen allenfalls eine Linienberüh­ rung statt, wodurch die Verstellbewegung bei einer automatischen Nachstellung sehr reibungsarm vonstatten geht. Um auch bei längerem Betrieb die reibungsar­ me Verstellung aufrechtzuerhalten kann es vorteilhaft sein, die Führungsbolzen und/oder Verstellelemente korrosionshemmend auszuführen. Dabei kann es durchaus reichen, eines der beteiligten Bauelemente mit einem verschleißhem­ menden Überzug oder mit einem Rostschutzüberzug zu versehen, es ist jedoch auch möglich, mindestens einzelne dieser Teile aus einem nicht rostenden Mate­ rial herzustellen.

Fig. 3 zeigt die Anpreßplatte in Ansicht und zwar von der Membranfederseite her. Das eine oder die beiden Verstellelemente 18, 19 sind konzentrisch zur Dreh­ achse 11 angeordnet und im vorliegenden Fall durch drei radial innen liegende Führungsbolzen 17 und durch drei radial außen liegende Führungsbolzen 25 fi­ xiert. Beide Arten von Führungsbolzen sind in Umfangsrichtung zueinander ver­ setzt angeordnet, so daß das oder die Verstellelemente nach radial außen und nach radial innen hin gleichmäßig geführt sind. Weiterhin sind drei am Umfang verteilte Schraubenzugfedern. 26 angeordnet, die mit dem einen Ende jeweils eine Öffnung 28 in einen der Verstellelemente eingehängt sind und mit dem anderen Ende an einen der Führungsbolzen 17 eingehängt sind, die sich radial innerhalb der Verstellelemente befinden. Wie insbesondere aus der vergrößerten Darstel­ lung einer Teilansicht in Achsrichtung und in radialer Richtung aus Fig. 4 ersicht­ lich, ist die Schraubenzugfeder 26 mit dem einen Ende 29 in eine Öffnung 28 im Verstellelement 19 eingehängt. Das andere Ende 30 ist jeweils an einem Füh­ rungsbolzen 17 eingehängt, der die Verstellelemente 18, 19 nach radial innen hin führt. Um das andere Ende 30 problemlos am Führungsbolzen 13 einhängen zu können, ist im vorliegenden Fall ein Spalt 32 vorgesehen, zwischen dem Verstell­ element 19 und der Anpreßplatte 5. Dieser Spalt 32 kann alternativ im Verstelle­ lement 19 oder in der Anpreßplatte 5 angeordnet sein. Im vorliegenden Fall ist der Spalt 32 direkt in die Anpreßplatte 5 eingebracht. Wie der Ansicht von radial innen her zu entnehmen ist, ist die Schraubenzugfeder 26 an dem Verstellele­ ment 19 eingehängt, welches direkt an der Anpreßplatte 5 aufliegt. Daher ist es erforderlich, daß das andere Verstellelement 18, welches direkt von der Anpreß­ platte beaufschlagt wird, in Umfangsrichtung arretiert ist. Dies kann beispiels­ weise durch den Hebel 15 des Spielgebers 13 erfolgen, der in einen entspre­ chenden Ausschnitt des Verstellelementes 18 eingreift.

In Fig. 5 ist ebenfalls eine vergrößerte Darstellung einer Teilansicht in Achsrich­ tung und in radialer Richtung wiedergegeben. Die hier verwendete Schraubenzug­ feder 27 ist mit dem einen Ende 29 in einer Öffnung 28 der innen liegenden Ver­ stellelementes 19 eingehängt und das andere Ende 31 ist als Federwicklung aus­ gebildet, die parallel zur Drehachse 11 verläuft, als Federwicklung unwirksam ist und die über den Außendurchmesser des Führungsbolzens 17 übergestülpt ist. Dieser entsprechende Führungsbolzen 17 ist dabei um die Materialstärke der Schraubenzugfeder 27 nach radial innen versetzt, so daß die beiden Verstellele­ mente 18 und 19 auf dem Außendurchmesser dieser Federwicklung geführt sind. Durch diese Konstruktion ist es nicht nötig, für eine abstehendes Federende einen separaten Platz vorzusehen. Zudem wird die Montage dieser Schraubenzugfe­ der 27 erleichtert.

Wie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist es vorteilhaft, das Verstellelement 19, wel­ ches nicht direkt mit der Membranfeder in Berührung steht, durch die Schrauben­ zugfedern 26, 27 in Umfangsrichtung zu belasten. Die Federn können dabei das Verstellelement 19 geringfügig verformen, so daß eine exakte Ringform nicht mehr vorliegt. Dies ist jedoch an dieser Stelle unkritisch, da das vorne liegende Verstellelement 18 mit der Membranfeder in Berührung steht, und dieses ist von dieser Verformung ausgenommen.

Fig. 6 zeigt die Anordnung eines einzelnen Verstellelementes 18, welches über eine ebene Fläche an der Anpreßplatte 5 aufliegt und welches in Richtung auf die Membranfeder mit mehreren Schrägflächen 33 versehen ist. Diese Schrägflä­ chen 33 liegen an einzelnen, umfangsmäßig beabstandeten Bereichen 34 der Membranfeder 7 auf. Diese Bereiche 34 weisen die gleiche Steigung auf wie die Schrägflächen 33. Diese Konstruktion ist besonders einfach im Aufbau, da das zweite Verstellelement ersatzlos wegfallen kann. Die Schraubenzugfeder 27 ist mit ihrer Ausführungsform und ihrer Wirkung bereits aus Fig. 5 bekannt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die verwendete Membranfeder sowohl in ge­ drückter als auch in gezogener Bauweise Verwendung finden kann.

Claims (11)

1. Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Gegenan­ preßplatte, z. B. in Form eines Schwungrades, welches eine Drehachse defi­ niert, ein Kupplungsgehäuse, welches an der Gegenanpreßplatte befestigt ist, eine Anpreßplatte, die innerhalb des Kupplungsgehäuses drehfest aber axial verlagerbar angeordnet ist, Betätigungsmittel und Kraftspeicher, die zwischen Kupplungsgehäuse und Anpreßplatte angeordnet sind und eine Kupplungs­ scheibe zwischen Anpreßplatte und Gegenanpreßplatte einspannen können, eine Einrichtung zum Ausgleich des Reibbelagverschleißes, die zwischen Kupplungsgehäuse, Betätigungsmittel oder Kraftspeicher und Anpreßplatte an­ geordnet ist, und zumindest ein konzentrisch zur Drehachse angeordnetes Ver­ stellelement umfaßt mit umfangsmäßig ausgebildeten Schrägflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des zumindest einen Verstellelementes (18, 19) in radialer Richtung über mehrere am Umfang verteilte und in Achsrichtung verlaufende Führungsbolzen (17, 25) erfolgt, die an einem gegenüber der Drehachse (11) zentrierten Bauteil (5) fest angeordnet sind.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher als Membranfeder (7) ausgebildet ist, das zumindest eine Verstellelement (18, 19) zwischen Membranfeder (7) und Anpreßplatte (5) an­ geordnet ist und die Führungsbolzen (17, 25) in die Anpreßplatte (5) einge­ setzt sind.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Führungsbolzen (17) am Innendurchmesser des zumindest einen Verstellelementes (18, 19) angeordnet sind.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsbolzen (25) am Außendurchmesser des zumindest einen Ver­ stellelementes (18, 19) angeordnet sind.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbolzen (17, 25) abwechselnd am Außendurchmesser und am Innendurchmesser des zumindest eines Verstellelementes (18, 19) angeordnet sind.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 3 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei axialen hintereinander angeordneten Verstell­ elementen (18, 19) diese gegenseitig durch wenigstens ein Federelement (21) um­ fangsmäßig zueinander verspannt sind.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von einem Stellelement (18) dieses und bei Verwendung von zwei Verstellelementen (18, 19) eines durch wenigstens ein Federele­ ment (26, 27) gegenüber der Anpreßplatte (5) in Umfangsrichtung verspannt ist und das andere umfangsmäßig arretiert ist.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als Schraubenzugfeder (26, 27) ausgebildet und tangen­ tial im Innendurchmesser des oder der Verstellelemente (18, 19) verläuft und mit dem einen Ende (29) in eine Öffnung (28) im Verstellelement eingehängt ist und mit dem anderen Ende (30) an einem derjenigen Führungsbolzen (17) eingehängt ist, die am Innendurchmesser verlaufen.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (30) als offener Haken ausgebildet ist und etwa in einer Ebene parallel zur Membranfeder (7) verläuft und zwar in einem Spalt (32) zwischen Anpreßplatte (5) und Verstellelement (19).

10. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (31) als Federwicklung ausgebildet ist, die parallel zur Drehachse (11) verläuft, die über den entsprechenden Führungsbolzen (17) ge­ stülpt ist und auf der sich das oder die Verstellelemente (18, 19) abstützt.

11. Reibungskupplung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsbolzen (17, 25) und/oder Verstellelemente (18, 19) korrosions­ hemmend ausgeführt sind.