DE19729998A1

DE19729998A1 - Reibungskupplung mit Verschleißausgleich

Info

Publication number: DE19729998A1
Application number: DE1997129998
Authority: DE
Inventors: Reinhold Weidinger; Michael Weis
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-07-12
Filing date: 1997-07-12
Publication date: 1999-02-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mit einem Schwungrad einer Brennkraft maschine drehfest verbindbaren Gehäuse, einer im Gehäuse ange ordneten, von einer federbelasteten Anpreßplatte zur Anpressung einer mit Reibbelägen versehenen Kupplungsscheibe an das Schwungrad und einer Einrichtung zum Ausgleich der durch Ver schleiß der Reibbeläge hervorgerufenen Lageänderung der Anpreß platte, im wesentlichen bestehend aus mindestens einem zwischen der Anpreßplatte und der Feder angeordneten Nachstellring, einem gegen das Schwungrad anliegenden und mit dem mindestens einem Nachstellring in Verbindung stehenden Spielgeber, der relativ zur Anpreßplatte geführt ist.

Eine solche Reibungskupplung ist beispielsweise in der DE 195 06 698 A1 offenbart. Der Spielgeber, von dem mehrere in der Kupp lung vorgesehen sein können, besteht aus einem durch eine Boh rung in der Anpreßplatte axial hindurchgeführten Bolzen, der mit seinem Kopf am Schwungrad anliegt und einem am Bolzen befestig ten Betätigungshebel, der über einen Stift in der Druckplatte gegen Verdrehen gesichert ist und mit seinem nach radial innen ragenden Ende mit zwei Nachstellringen in Verbindung steht. Über eine Druckfeder, die zwischen der Anpreßplatte und dem Kopf des Bolzens eingesetzt ist, wird der Spielgeber in Richtung des Schwungrades belastet. Im Betrieb wird der Spielgeber durch Ver kanten des Bolzens in der Bohrung der Anpreßplatte arretiert. Durch eine Druckfeder, die zwischen dem Betätigungshebel und der Anpreßplatte eingesetzt ist und auf den Bolzen ein Drehmoment ausübt, wird das Verkanten des Bolzens unterstützt.

Tritt an den Reibbelägen Verschleiß auf, wandert die Anpreßplat te um den Verschleißbetrag weiter in Richtung des Schwungrades. Dadurch, daß der Kopf des Bolzens am Schwungrad anliegt, kann der Spielgeber dieser Bewegung der Anpreßplatte in Richtung auf das Schwungrad nicht folgen. In diesem Betriebszustand wird durch die Kraft der die Anpreßplatte belastenden Membranfeder die Reibeinspannung zwischen dem Bolzen und der Bohrung in der Anpreßplatte aufgehoben. Es entsteht somit zwischen dem radial inneren Ende des Betätigungshebels und dem Nachstellring, der von der Membranfeder belastet wird, ein dem Verschleiß an den Reibbelägen entsprechender Abstand. Beim nächsten Auskuppeln, wenn die Anpreßplatte entlastet wird, können sich die Nachstell ringe zueinander verdrehen und gleichen den Verschleiß dann aus.

Nachteilig an dieser Reibungskupplung ist, daß die durch das Verkanten des Bolzens hervorgerufene Reibkraft nicht konstant ist, da bei Vibration der Reibwert auf bis zu 20% des ursprüng lichen Wertes abfallen kann. Dadurch ist die Funktion des Spiel ausgleichs nicht mehr in jedem Fall sichergestellt, da sich die Anpreßplatte bei der Auskuppelbewegung im Falle zu niedriger Reibung relativ zum Bolzen verschieben kann und dann die Nach stellringe ohne eingeleiteten Verschleiß verstellen.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll die eingangs beschrie bene Reibungskupplung hinsichtlich der Funktion des Spielgebers verbessert werden.

Zur Problemlösung erfolgt die Führung des Spielgebers durch in Formschluß miteinander stehende Führungsmittel.

Durch diese Ausgestaltung ist die Führungskraft für den Spielge ber von äußeren Einflüssen, insbesondere Vibrationen unabhängig. Eine Veränderung der Kraft während der Betriebsdauer der Reibungskupplung findet nicht statt, insbesondere sind keine Kraftschwankungen möglich.

Die Führungsmittel werden vorzugsweise durch ein mit einer Axi alverzahnung versehenen Bolzen und eine in die Verzahnung ein greifende Sperrfeder ausgebildet. Dabei können die Sperrfeder und der Bolzen in axialer Richtung relativ zueinander beweglich sein. Die Sperrfeder ist so ausgelegt, daß sie die Spreizkraft der Nachstellringe im Fahrzeugbetrieb sicher abfängt. Tritt der Verschleiß der Reibbeläge ein, so wird der Spielgeber infolge der Membranfederkraft durch die Anpreßplattenbohrung bewegt. Ab einem gewissen Verschleiß rastet die Sperrfeder in die nächste Lücke der Axialverzahnung und gibt den Stellringen dann die Nachstellmöglichkeit. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Spielgebers ragt der Bolzen lageunveränderlich durch eine Boh rung in der Anpreßplatte hindurch und kommt am Schwungrad zur Anlage, während die Sperrfeder mit der Anpreßplatte verbunden ist.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Bolzen fest mit der Anpreßplatte verbunden und die Feder ist an dem die Anpreßplatte in axialer Richtung übergreifenden Betätigungshe bels des Spielgebers befestigt.

Wenn die Sperrfeder zumindest eine Abwinklung aufweist, kann sie klemmend mit der Anpreßplatte verbunden werden.

Die Sperrfeder kann mit ihrem freien Ende in die Verzahnung ein greifen oder im Bereich ihres freien Endes mit einer Bohrung oder Ausnehmung versehen sein, von der zumindest ein Teil des inneren Randes in die Verzahnung eingreift.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß es beispiels weise bei Doppelkupplungen generell erforderlich ist, im ausge rückten Zustand der Kupplung zwischen der Anpreßplatte und einer Zwischenplatte einen Abstand einzuhalten, der größer als ein bestimmter Wert ist. Für den Fall, daß eine der Kupplungsschei ben verschlissen ist, müssen beide Kupplungsscheiben von der Anpreßplatte mit ausreichender Intensität gegen das Schwungrad gedrückt werden, wobei die Zwischenplatte im eingerückten Zu stand zwischen den Kupplungsscheiben eingepreßt ist. Um die Be wegung der Zwischenplatte in nur einer Richtung zuzulassen, ist es aus der DE 41 90 412 C2 bekannt, die Zwischenplatte mit einem verzahnten Positionierteil zu versehen, in dessen Verzahnung elastische Zungen eingreifen, die ein Durchrutschen des Positio nierteils und damit der zwischenscheibe nur in einer Richtung gestatten, während sie in der anderen Richtung sperren. Mit der Ausbildung und Funktion des Spielgebers zum Verschleißausgleich bei einer Einscheiben-Kupplung ist das Positionierteil aber nicht vergleichbar.

Mit Hilfe einer Zeichnung sollen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Reibungskupplung im vereinfachten Teilschnitt mit einer ersten Ausführungsform eines formschlüssig ge führten Spielgebers;

Fig. 2 eine Reibungskupplung im vereinfachten Teilschnitt mit einer zweiten Ausführungsform eines formschlüssig ge führten Spielgebers;

Fig. 2a den Schnitt entlang der Linie A-A nach Fig. 2 durch den Bolzen des Spielgebers;

Fig. 3 eine Reibungskupplung im vereinfachten Teilschnitt mit einer dritten Ausführungsform eines formschlüssig ge führten Spielgebers.

Die Figuren zeigen drei verschiedene Ausführungsbeispiele eines formschlüssig geführten Spielgebers, wobei gleichwirkende Bau teile mit denselben Positionsziffern bezeichnet sind.

Die Reibungskupplung weist ein Gehäuse 9 auf, das drehfest mit dem Schwungrad 1 einer hier nicht näher dargestellten Brenn kraftmaschine verbunden werden kann. Im Inneren des Gehäuses 9 ist eine drehfest mit dem Gehäuse 9 verbundene aber axial ver schiebbare Anpreßplatte 5 angeordnet, die über eine sich am Ge häuse 9 abstützende Membranfeder 8 belastet ist und die beidsei tig mit Reibbelägen 2, 4 versehene Kupplungsscheibe 3 gegen das Schwungrad 1 preßt. Die Anpreßkraft der Anpreßplatte 5 wird be stimmt von der Membranfeder 8 und deren relativer Lage im einge kuppelten Zustand. Tritt an den Reibbelägen 2, 4 Verschleiß auf, wandert die Anpreßplatte 5 um den verschlissenen Betrag in axia ler Richtung auf das Schwungrad 1 zu. Die Membranfeder 8 wandert mit ihrem radial äußeren, auf die Anpreßplatte 5 einwirkenden Bereich ebenfalls um diesen Betrag mit und verändert dadurch ihre Federkraft. Damit der Verschiebeweg der Anpreßplatte 5 aus geglichen und die ursprüngliche Lage der Membranfeder 8 wieder eingestellt werden kann, sind zwischen der Anpreßplatte 5 und der Membranfeder 8 zwei gegeneinander verdrehbare Nachstellringe 6, 7 vorgesehen. In eine Ausnehmung des mit der Membranfeder 8 in Kontakt stehenden Nachstellrings 7 greift der Betätigungshe bel 11 eines Spielgebers 20 ein.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Spielgeber 20 aus dem Betätigungshebel 11, der an seinem radial äußeren Ende mit einem in axialer Richtung ragenden Bolzen 12 versehen ist, der durch eine axiale Bohrung 16 durch die Anpreß platte 5 hindurchragt und mit seinem Kopf 15 am Schwungrad 1 anliegt. Der Bolzen 12 ist zumindest in Teilbereichen mit einer axialen Verzahnung 13 versehen. Die Verzahnung 13 ist so ausge staltet, daß sie sowohl innerhalb als auch außerhalb der Bohrung 16 verläuft. Um ein Verdrehen des Spielgebers 20 zu verhindern, ist in der Anpreßplatte 5 ein Stift 10 befestigt, der axial durch eine Bohrung 18 in dem Betätigungshebel 11 hindurchragt. Auf die Anpreßplatte 5 ist radial außen eine zweifach abgewin kelte Sperrfeder 14 so aufgeschoben, daß sie mit ihrem längeren Schenkel parallel an der der Membranfeder zugewandten Seite der Anpreßplatte 5 anliegt. In dem vorderen Bereich des längeren Schenkels ist die Sperrfeder 14 mit einer Ausnehmung oder Boh rung 14a versehen, die den Bolzen 12 radial umgreift und die in die Verzahnung 13 im Bolzen 12 einrastet.

Über die formschlüssige Führung durch die Feder 14 und die Ver zahnung 13 ist der Spielgeber 20 in seiner dargestellten axialen Lage fixiert. Wandert die Anpreßplatte 5 in Richtung des Schwun grades 1 bleibt der Spielgeber 20 in seiner Position, da der Bolzen 12 mit seinem Kopf 15 am Schwungrad 1 anliegt. Es stellt sich ein axialer Abstand zwischen dem Betätigungshebel 11 und dem Nachstellring 7 ein. Die Membranfeder 8, die über die Nach stellringe 7, 6 auf die Anpreßplatte 5 einwirkt, wandert mit ihrem radial äußeren Ende um den Verschleißbetrag mit und kippt. Bei der nächsten Auskuppelbewegung wird die Anpreßplatte 5 von der Membranfeder 8 entlastet. Die Nachstellringe 6, 7 sind auf den einander zugewandten Seiten mit Steigungen versehen und über eine hier nicht näher dargestellte Feder vorgespannt, so daß sie gegeneinander verdrehbar sind. Infolge der Entlastung von der Druckkraft der Membranfeder 8 verdrehen sich die Nachstellringe 6, 7 gegeneinander und gleichen dadurch den sich vergrößerten Abstand zwischen der Anpreßplatte 5 und dem Betätigungshebel 11 aus. Beim Einkuppeln nimmt die Membranfeder 8 dann wieder ihre ursprüngliche Lage zur Anpreßplatte 5 ein. Da Verschleiß an den Reibbelägen 2, 4 in aller Regel nur beim Einkuppeln erfolgt, ist der eintretende Verschleiß zwischen einem Kuppelvorgang immer geringer als der Abstand zwischen den Zähnen der Verzahnung 13, so daß ein Überspringen der Sperrfeder 14 in einen nächsten Zahn nicht sofort zu erwarten ist, sondern nur dann, wenn sich über eine längere Zeitdauer der Verschleiß entsprechend vergrößert. Dadurch wird den Nachstellringen 6, 7 die Nachstellmöglichkeit gegeben.

Die Sperrfeder 14 übt keine axiale Kraft auf den Bolzen 12 aus, sondern, wie der Fig. 1 entnehmbar ist, nur eine radiale, nach außen gerichtete Kraft F₁.

Anstatt eines runden Bolzens 12 wird bei dem in der Fig. 2 ge zeigten Ausführungsbeispiel ein abgeflachter Bolzen 12a verwen det, der an dem vor dem Kopf 15 liegenden Bereich an der abge flachten Stelle mit einer Verzahnung 13 versehen ist. Die Sperr feder 14 greift mit einem ihrer Schenkel in die Verzahnung 13 des Bolzens 12a ein. Die radiale Kraft F₂, die die Sperrfeder 14 auf den Bolzen 12a ausübt, ist nach innen gerichtet. Die Funk tionsweise ist analog zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbei spiel.

Auch bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel besteht der Spielge ber 20 aus einem mit einer Verzahnung 19 versehenen Bolzen 17 und einem in eine Ausnehmung im Nachstellring 7 eingreifenden Betätigungshebel 11'. Das radial äußere Ende des Betätigungshe bels 11' ist axial abgewinkelt und liegt am Schwungrad 1 an. Der Bolzen 17 ist beispielsweise über eine Rändelung fest mit der Anpreßplatte 5 verbunden und ragt durch eine Ausnehmung 18 im Betätigungshebel 11' axial hindurch. An seinem durch den Betäti gungshebel 11' hindurchragenden Ende ist der Bolzen 17 abge flacht und weist an der Abflachung eine Verzahnung 19 auf. Mit dem Betätigungshebel 11' ist eine Sperrfeder 14' über einen Niet 21 verbunden, die mit ihrem nach radial innen ragenden Schenkel in die Verzahnung 17 eingreift. Auch hier ist die radiale Kraft F₃ nach innen gerichtet. Die Funktionsweise des Verschleißaus gleichs ist analog zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen.

Bezugszeichenliste

1

Schwungrad

2

Reibbelag

3

Kupplungsscheibe

4

Reibbelag

5

Anpreßplatte

6

Nachstellring

7

Nachstellring

8

Feder/Membranfeder

9

Gehäuse

10

Stift

11

Betätigungshebel

11

' Betätigungshebel

12

Bolzen

12

a Bolzen

13

Verzahnung

14

Sperrfeder

14

' Sperrfeder

14

a Bohrung/Ausnehmung

15

Kopf

16

Bohrung

17

Bolzen

18

Bohrung

19

Verzahnung

20

Spielgeber

21

Niet

22

Rändelung
F₁

Kraftrichtung
F₂

Kraftrichtung
F₃

Kraftrichtung

Claims

1. Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit ei nem mit einem Schwungrad (1) einer Brennkraftmaschine dreh fest verbindbaren Gehäuse (9), einer im Gehäuse (9) ange ordneten, von einer Feder (8) belasteten Anpreßplatte (5) zur Anpressung einer mit Reibbelägen (2, 4) versehenen Kupplungsscheibe (3) an das Schwungrad (1) und einer Ein richtung zum Ausgleich der durch Verschleiß zumindest der Reibbeläge (2, 4) hervorgerufenen Lageänderung der Anpreß platte (5), im wesentlichen bestehend aus mindestens einem zwischen der Anpreßplatte (5) und der Fe der (8) angeordneten Nachstellring (6, 7), einem gegen das Schwungrad (1) anliegenden mit dem mindestens einem Nach stellring (6, 7) in Verbindung stehenden Spielgeber (20), der relativ zur Anpreßplatte (5) geführt ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Führung des Spielgebers (20) durch in Formschluß miteinander stehenden Führungsmittel (12, 13, 14; 17, 19, 14') erfolgt.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel ein mit einer Axialverzahnung (13, 19) versehener Bolzen (12, 17) und eine in die Verzahnung (13, 19) eingreifende Sperrfeder (14, 14') ist.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfeder (14, 14') und der Bolzen (12, 17) in axialer Richtung relativ zueinander beweglich sind.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (12) lageunveränderlich durch eine Bohrung (16) in der Anpreßplatte (5) hindurchragt und am Schwungrad (1) zur Anlage kommt, während die Sperrfeder (14) mit der Anpreßplatte (5) verbunden ist.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (17) fest mit der Anpreßplatte (5) verbunden und die Feder (14') an dem die Anpreßplatte (5) in axialer Richtung übergreifenden Betätigungshebel (11') des Spielge bers (20) befestigt ist.

6. Reibungskupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfeder (14, 14') zumin dest eine Abwinklung aufweist.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfeder (14, 14') mit ihrem freien Ende in die Verzahnung (13, 19) eingreift.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfeder (14) im Bereich ihres freien Endes mit einer Bohrung (14a) oder einer Ausnehmung versehen ist, und zumindest ein Teil des inneren Randes der Bohrung (14a) oder Ausnehmung in die Verzahnung (13) eingreift.