DE19714775A1 - Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit zumindest einem zwischen einer auf einer ersten Welle drehfest angeordne­ ten Scheibe und einer auf einer zweiten Welle drehfest und axial verschiebbar angeordneten Druckplatte zu- Er­ zeugen eines Kraftschlusses zwischen der Scheibe und der Druckplatte vorgesehenen Reibbelag, mit einem Betäti­ gungsmechanismus zum Bewegen der Druckplatte gegen die Kraft eines die Druckplatte in Richtung der Scheibe vor­ spannenden Federelementes und mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung der Verschleißgrenze des Reibbelags.

Solche Kupplungen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häu­ fig zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordnet und sind damit bekannt. Die Scheibe ist hier­ bei häufig als Schwungscheibe ausgebildet und auf einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine befestigt. Beim Er­ reichen der Verschleißgrenze weist der Reibbelag eine mi­ nimale Stärke auf und muß ausgewechselt werden.

Eine aus der Praxis bekannte Bremse hat in einem Reibbe­ lag im Bereich der Verschleißgrenze ein von einem Signal­ strom durchflossenen elektrischen Leiter. Bei einem Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelags wird der elektrische Leiter durchtrennt und der Signalstrom unter­ brochen. Das Unterbrechen des Signalstroms signalisiert damit das Erreichen der minimalen Stärke des Reibbelages.

Diese Bremse hat den Vorteil, daß sie bei Erreichen einer minimalen Stärke des Reibbelages ein eindeutiges elektrisches Schaltsignal liefert.

Im Gegensatz zu analogen Signalen sind digitale Signale weitgehend temperaturunabhängig und einfach einem bestimmten Zustand zuzuordnen. Hierbei sind die erzeugten elektrischen Signale zudem von einer an der Betätigungs­ einrichtung (Pedal und Hebeleinrichtung) angeordneten Nachstelleinrichtung unabhängig. Weiterhin läßt sich mit geringem elektronischen Aufwand beispielsweise eine Kontrollampe auf einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges aktivieren.

Nachteilig bei der bekannten Bremse ist jedoch, daß sich die Kontaktierung der elektrischen Leiter in dem sich drehenden Reibbelag beispielsweise über Schleifkontakte oder Induktionsspulen sehr aufwendig und störanfällig gestaltet. Weiterhin weisen die elektrischen Leiter Fertigungstoleranzen auf und lassen sich häufig nicht zu­ verlässig in einer vorgesehenen Position in dem Reibbelag anordnen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ein Er­ reichen der minimalen Stärke des Reibbelages besonders genau, mit geringem Aufwand und ohne Gefahr von Fehl­ messungen ermittelbar ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sensoreinrichtung ein an der zweiten Welle angeordne­ tes, bewegliches Schaltteil zum Betätigen eines festste­ henden elektrischen Schalters aufweist und daß ein mit der Druckplatte verbundenes Sperrteil vor einem Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelags zum Haltern des Schaltteils in einer von dem elektrischen Schalter ent­ fernten Stellung vorgesehen ist.

Durch diese Gestaltung ist der Schalter an einem festste­ henden Bauteil der Kupplung - beispielsweise der Kupplungsglocke - angeordnet und läßt sich zur Kontak­ tierung fest verdrahten. Das mit der Druckplatte ver­ bundene Sperrteil bewegt sich bei einem Verschleiß des Reibbelages mit der Druckplatte mit, während das Schalt­ teil feststeht. Vor Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelages wird das Schaltteil von dem Sperrteil gehal­ ten. Beim Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelages wird das Schaltteil abrupt freigegeben und betätigt den Schalter bei Rotation der Druckplatte. Das Sperrteil und das Schaltteil sind einfach und mit geringen Toleranzen zu fertigende Bauteile. Hierdurch läßt sich die minimale Stärke des Reibbelages beispielsweise auf 0,1 mm genau ermitteln. Die Gefahr von Fehlmessungen wird durch den einfachen Aufbau der Sensoreinrichtung besonders gering gehalten.

Die erfindungsgemäße Kupplung gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn das Schaltteil an einem drehfest mit der zweiten Welle verbundenen Kupplungsdeckel befes­ tigt ist. Solche Kupplungsdeckel sind meist zur Befesti­ gung des Federelementes und des Betätigungsmechanismus vorgesehen und ohnehin axial unverschieblich drehfest mit der zweiten Welle verbunden.

Der Kupplungsdeckel wird in der Regel über als Bolzen ausgebildete Mitnehmer mit der Druckplatte verbunden. Die Mitnehmer sind meist in der Druckplatte eingepreßt und durchdringen eine Bohrung des Kupplungsdeckels. Hierbei gestaltet sich das Sperrteil gemäß einer anderen vorteil­ haften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengüns­ tig, wenn es einteilig mit einem in der Druckplatte be­ festigten Mitnehmer für den Kupplungsdeckel gefertigt ist.

Das Schaltteil wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung oberhalb der Verschleißgrenze des Reibbelages zuverlässig in einer von dem Schalter entfernten Position gehalten, wenn das Schaltteil mit ei­ nem Ende schwenkbar gelagert und mit dem anderen Ende von dem Sperrteil in einer radial inneren Position gehalten ist. Bei Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelages wird die Bewegung des Schaltteils von dem Sperrteil freigegeben. Das Schaltteil bewegt sich anschließend durch die Fliehkraft nach außen und betätigt den Schal­ ter.

Die erfindungsgemäße Kupplung weist besonders geringe Ab­ messungen auf, wenn das Schaltteil in einem Schacht ver­ schieblich angeordnet ist.

Das Schaltteil könnte beim Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelages von der Fliehkraft bewegt werden. Nach­ teilig ist hierbei jedoch, daß Vibrationen ein Klappern des Schaltteils an dem Sperrteil hervorrufen können. Hierdurch könnten das Schaltteil und das Sperrteil be­ schädigt werden. Ein Klappern des Schaltteils an dem Sperrteil läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Schaltteil von einem Federelement gegen das Sperrteil vorgespannt ist. Durch diese Gestaltung liegt das Schalt­ teil stets zuverlässig an dem Sperrteil an und wird unab­ hängig von der Fliehkraft gegen den Schalter bewegt.

Die Montage des elektrischen Schalters gestaltet sich ge­ mäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung besonders einfach, wenn der elektrische Schalter an einer ein Gehäuse der Kupplung bildenden Kupplungsglocke befestigt ist.

Eine Fehlmessung durch ein Verschmutzen des elektrischen Schalters läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn der elektrische Schalter einen Schutzgaskontakt oder magnet­ feldempfindlichen Sensor und das Schaltteil einen Magneten zum Betätigen des Schutzgaskontaktes oder magnetfeldempfindlichen Sensors aufweist.

Der elektrische Schalter ist gemäß einer anderen vorteil­ haften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengüns­ tig herstellbar, wenn er einen von dem Schaltteil durch­ trennbaren elektrischen Leiter aufweist. Durch diese Ge­ staltung benötigt der elektrische Schalter zudem keine aufwendige Auswerteelektronik zur Erfassung eine von einem Schutzgaskontakt oder magnetfeldempfindlichen Sen­ sor ermittelten Wertes und keinen elektronischen Speicher zum Abspeichern des Wertes.

Ein Durchtrennen des elektrischen Leiters läßt sich ge­ mäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung einfach von einem Wackelkontakt, Kurzschluß oder einem Kabelbruch unterscheiden, wenn der elektrische Leiter mit einem elektrischen Widerstand in Reihe ge­ schaltet ist.

Bei einem Durchtrennen des elektrischen Leiters entste­ hende Bruchstücke könnten in den Betätigungsmechanismus oder zwischen die Druckplatte und die Antriebsscheibe ge­ langen und einen sicheren Kraftschluß oder ein Betätigen der Druckplatte beeinträchtigen. Bruchstücke des elektri­ schen Leiters lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaf­ ten Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn der elektrische Leiter eine einzelne Sollbruchstelle auf­ weist.

Der elektrische Leiter wird gemäß einer anderen vorteil­ haften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig durch­ trennt, wenn das Schaltteil an seinem dem elektrischen Leiter zugewandten Ende scharfkantig gestaltet ist.

Ein Blockieren der Bewegung des Sperrteils durch das Schaltteil führt zu einem ständigen Kraftschluß zwischen der Druckplatte und der Scheibe und muß deshalb zuver­ lässig vermieden werden. Das Schaltteil wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beim Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelages zuverläs­ sig freigegeben, wenn es an seinem an dem Sperrteil an­ liegenden Ende im Längsschnitt spitz zulaufend gestaltet ist. Hierdurch wird die Gefahr eines Blockierens des Sperrteils deutlich vermindert.

Ein Blockieren der Bewegung des Sperrstiftes läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung zuverlässig vermeiden, wenn das Schaltteil eine Sollbruchstelle aufweist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da­ von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin­ dungsgemäßen Kupplung in einem Längsschnitt,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Hälfte einer erfindungsgemäßen Kupplung mit einer ein Ge­ häuse bildenden Kupplungsglocke 1 in einem Längsschnitt. Die Kupplung hat eine auf einer Antriebswelle 2 drehfest und axial unverschieblich angeordnete Schwungscheibe 3 und eine auf einer als Keilwelle ausgebildeten Abtriebs­ welle 4 drehfest und axial verschieblich angeordnete Druckplatte 5. Zwischen der Druckplatte 5 und der Schwungscheibe 3 sind Reibbeläge 6 zur Erzeugung eines Kraftschlusses zwischen der Druckplatte 5 und der Schwungscheibe 3 angeordnet. Die Druckplatte 5 ist hierzu mittels nicht dargestellter Federelemente gegen die Schwungscheibe 3 vorgespannt. Auf der der Schwungscheibe 3 abgewandten Seite der Druckplatte 5 ist ein Betäti­ gungsmechanismus 8 zum Entfernen der Druckplatte von der Schwungscheibe 3 vorgesehen. Der Betätigungsmechanis­ mus 8 ist in einem fest mit der Abtriebswelle 4 verbunde­ nen Kupplungsdeckel 9 angeordnet. Bei einem Verschleiß der Reibbeläge 6 bewegt sich die Druckplatte 5 in Rich­ tung der Schwungscheibe 3, bis eine Verschleißgrenze der Reibbeläge 6 erreicht ist. Diese Verschleißgrenze kenn­ zeichnet die minimale Stärke der Reibbeläge 6, bei der die Kupplung zuverlässig arbeitet. Diese Stellung ist in der Zeichnung strichpunktiert eingezeichnet.

Die Kupplung hat eine Sensoreinrichtung 7 mit einem elek­ trischen Schalter 11 zur Erzeugung eines elektrischen Si­ gnals beim Erreichen der Verschleißgrenze der Reibbeläge 6. Der Schalter 11 ist in einer Öffnung 10 der Kupp­ lungsglocke 1 befestigt und hat einen mit einem elektri­ schen Widerstand 12 in Reihe geschalteten elektrischen Sensor-Leiter 13. Auf dem Kupplungsdeckel 9 ist ein Schaltteil 14 drehbar gelagert. Das Schaltteil 14 wird von einem in der Druckplatte 5 eingepreßten Sperrteil 15 in einer radial inneren Position gehalten. Weiterhin ist das Schaltteil 14 mittels eines spiralförmigen Feder­ elementes 16 gegen das Sperrteil 15 vorgespannt.

Hierbei gibt das Sperrteil 15 das Schaltteil 14 bei einem Erreichen der Verschleißgrenze frei, so daß das Schaltteil 14 umgeklappt wird und in den Bereich des elektrischen Leiters 13 des Schalters 11 gelangt. Der elektrische Leiter 13 wird bei Rotation der Kupplung an­ schließend durchtrennt. Für eine definierte Trennung des elektrischen Leiters 13 weist dieser eine Sollbruchstelle 17 auf. Zudem ist das Schaltteil 14 an seinem freien Ende scharfkantig gestaltet.

Der mit dem elektrischen Leiter 13 in Reihe geschaltete Widerstand 12 ist mit der Kupplungsglocke 1 leitend ver­ bunden. Das andere Ende des elektrischen Leiters 13 weist eine Verbindung mit einer nicht dargestellten Auswerte­ einheit auf, die beispielsweise eine Kontrollampe auf einem Armaturenbrett aktiviert. Diese Kontrollampe si­ gnalisiert damit das Erreichen der Verschleißgrenze der Reibbeläge 6. Die Reibbeläge 6 müssen anschließend mit dem zerstörten Schalter 11 ausgetauscht werden. Zur Ver­ meidung eines Blockierens des Sperrteils 15 und damit der Bewegung der Druckplatte 5 ist das Schaltteil 14 mit seinem an dem Sperrteil 15 anliegenden Ende spitz zu­ laufend gestaltet und weist eine Sollbruchstelle 18 auf.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Kupplung mit einer Sensoreinrichtung 26. Hierbei ist ein Schaltteil 19 in einem Schacht 20 axial verschiebbar angeordnet. Das Schaltteil 19 weist auf seinem an dem Sperrteil 15 anliegenden Ende einen Magne­ ten 21 auf und ist mittels eines wendelförmigen Federele­ mentes 22 gegen das Sperrteil 15 vorgespannt. In der Kupplungsglocke 1 ist ein elektrischer Schalter 23 mit einem Schutzgaskontakt 24 angeordnet. Beim Erreichen der Verschleißgrenze der Reibbeläge 6 wird das Schaltteil 19 von dem Sperrteil 15 freigegeben und gelangt mit dem Magneten 21 in eine zu dem Schutzgaskontakt 24 nahe Position. Diese Position ist in der Zeichnung strichpunktiert eingezeichnet. Hierdurch schaltet der Schutzgaskontakt 24 und signalisiert bei jeder Umdrehung, daß die Verschleißgrenze der Reibbeläge 6 erreicht ist. Das Schaltteil 19 hat in seinem Zentrum eine Ausnehmung 25. Hierdurch wird eine Bewegung des Sperrteils 15 auch nach dem Erreichen der Verschleißgrenze der Reibbeläge 6 ermöglicht.

Claims (14)

1. Kupplung mit zumindest einem zwischen einer auf einer ersten Welle drehfest angeordneten Scheibe und einer auf einer zweiten Welle drehfest und axial verschiebbar an­ geordneten Druckplatte zum Erzeugen eines Kraftschlusses zwischen der Scheibe und der Druckplatte vorgesehenen Reibbelag, mit einem Betätigungsmechanismus zum Bewegen der Druckplatte gegen die Kraft eines die Druckplatte in Richtung der Scheibe vorspannenden Federelementes und mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung der Verschleiß­ grenze des Reibbelags, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (7, 26) ein an der zweiten Welle (Abtriebswelle 4) angeordnetes, bewegliches Schaltteil (14, 19) zum Betätigen eines feststehenden elektrischen Schalters (11, 23) aufweist und daß ein mit der Druck­ platte (5) verbundenes Sperrteil (15) vor einem Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelags (6) zum Haltern des Schaltteils (14, 19) in einer von dem elektrischen Schal­ ter (11, 23) entfernten Stellung vorgesehen ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (14, 19) an einem drehfest mit der zweiten Welle (Abtriebswelle 4) verbundenen Kupplungsdeckel (9) befestigt ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Sperrteil (15) einteilig mit einem in der Druckplatte (5) befestigten Mitnehmer für den Kupplungs­ deckel (9) gefertigt ist.

4. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (14) mit einem Ende schwenkbar gelagert und mit dem anderen Ende von dem Sperrteil (15) in einer radial inneren Posi­ tion gehalten ist.

5. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (19) in einem Schacht (20) verschieblich angeordnet ist.

6. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (14, 19) von einem Federelement (16, 22) gegen das Sperrteil (15) vorgespannt ist.

7. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter (11, 23) an einer ein Gehäuse der Kupplung bil­ denden Kupplungsglocke (1) befestigt ist.

8. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter (23) einen Schutzgaskontakt (24) oder magnetfeldempfindlichen Sensor aufweist und das Schaltteil (19) einen Magneten (21) zum Betätigen des Schutzgaskontaktes (24) oder magnetfeldempfindlichen Sensors aufweist.

9. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter (11) einen von dem Schaltteil (14) durchtrennba­ ren elektrischen Leiter (13) aufweist.

10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (13) mit einem elektrischen Widerstand (12) in Reihe geschaltet ist.

11. Kupplung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elektrische Leiter (13) eine einzelne Sollbruchstelle (17) aufweist.

12. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (14) an seinem dem elektrischen Leiter (13) zugewandten Ende scharfkantig gestaltet ist.

13. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (14) an seinem an dem Sperrteil (15) anliegenden Ende im Längsschnitt spitz zulaufend gestaltet ist.

14. Kupplung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (14) eine Sollbruchstelle (18) aufweist.