DE19738069C2

DE19738069C2 - Friction clutch with integrated actuator

Info

Publication number: DE19738069C2
Application number: DE1997138069
Authority: DE
Inventors: Ulrich Husse
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2017-09-02
Also published as: DE19738069A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem drehfest mit einem Schwungrad verbind baren Kupplungsgehäuse, einer darin angeordneten, von einer sich am Kupplungsgehäuse abstützenden Anpressfeder belasteten An pressplatte zur Anpressung einer mit Reibbelägen versehenen Kupplungsscheibe gegen das Schwungrad und einer auf die Anpress feder wirkenden Betätigungseinrichtung zum Ein- und Ausrücken der Kupplung.The invention relates to a friction clutch, in particular for Motor vehicles, with a rotatably connected to a flywheel baren clutch housing, one arranged in it, from one itself on the clutch housing supporting pressure spring Press plate for pressing a friction lining Clutch disc against the flywheel and one on the pressure spring-acting actuator for engaging and disengaging the clutch.

Eine solche Reibungskupplung ist beispielsweise aus der DE 39 40 917 A1 oder der DE 195 32 509 A1 bekannt. Die Betätigungsein richtung wird mechanisch oder hydraulisch betätigt. Sie ist teilweise innerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnet und das Betätigungsorgan wird aus dem Kupplungsgehäuse herausgeführt. Zur Lagerung der Betätigungseinrichtung ist beidseitig zu ihr je ein Axiallager vorgesehen. Eines stützt sich an den Federzungen der Membranfeder und das andere am Kupplungsgehäuse ab. Eines der Lager ist grundsätzlich im Einsatz. Bei eingerückter Kupp lung läuft das sich am Kupplungsgehäuse abstützende Wälzlager um, bei ausgerückter Kupplung das sich an den Federzungen ab stützende. Die durch die Wälzlager entstehenden Reibungsverluste mögen gering sein. Laufgeräusche sind aber nicht auszuschließen. Die im Inneren des Kupplungsgehäuses angeordneten Wälzlager müs sen außerdem gut gedichtet sein, um zu verhindern, dass der durch Verschleiß anfallende Belagstaub in die Lauffläche gerät. Such a friction clutch is for example from DE 39 40 917 A1 or DE 195 32 509 A1. The activity direction is operated mechanically or hydraulically. she is partially arranged within the clutch housing and that Actuator is led out of the clutch housing. For mounting the actuator is on both sides of it an axial bearing is provided. One rests on the spring tongues the diaphragm spring and the other on the clutch housing. One the warehouse is always in use. With the clutch engaged roller bearing supported on the clutch housing um, with the clutch disengaged from the spring tongues supportive. The friction losses caused by the rolling bearings may be minor. Running noises cannot be excluded. The roller bearings arranged inside the clutch housing must must also be well sealed to prevent the due to wear accumulating dust in the tread.

Darüber hinaus ist eine Reibungskupplung bekannt (DE 195 48 459 A1), welche zur Drehmomentübertragung in einem Antriebsstrang angeordnet ist und über eine Betätigungsvorrichtung ein- und ausrückbar ist. Es läuft dabei jedoch nur ein Teil der Betäti gungsvorrichtung mit der Kupplung um.In addition, a friction clutch is known (DE 195 48 459 A1), which is used for torque transmission in a drive train is arranged and an actuator on and is disengageable. However, only part of the actuation runs supply device with the clutch.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll die eingangs beschrie bene Reibungskupplung verbessert werden.Starting from this problem, the above should be described bene friction clutch can be improved.

Die Problemlösung erfolgt dadurch, dass die Betätigungseinrich tung vollständig innerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnet ist und mit der Kupplung umläuft, und einen elektrisch angesteuerten Elektromotor umfasst.The problem is solved in that the actuator device is completely arranged within the clutch housing and revolves with the clutch, and an electrically controlled Includes electric motor.

Durch diese Ausgestaltung findet weder bei eingerückter noch bei ausgerückter Kupplung in Umfangsrichtung eine Relativbewegung zwischen der Betätigungseinrichtung, dem Kupplungsgehäuse oder den Membranfederzungen statt. Durch den Betrieb des Kraftfahr zeuges allein unterliegt die Betätigungseinrichtung folglich keinerlei Verschleiß. Auch das Ausrücken erfolgt ohne von außen erzeugtem Verschleiß. Auf ein Ausrücklager kann folglich ver zichtet werden, so dass das Gewicht der Betätigungseinrichtung deutlich reduziert werden kann. Dadurch, dass zwischen der Betä tigungseinrichtung und der Kupplung keinerlei Relativbewegung in Drehrichtung entsteht, arbeitet das System nahezu geräuschlos.This configuration takes place neither when indented nor at disengaged clutch in the circumferential direction a relative movement between the actuator, the clutch housing or the diaphragm spring tongues instead. By operating the motor vehicle The actuator is consequently subject to witnesses alone no wear. The disengagement is also done without from the outside generated wear. On a release bearing can therefore ver be waived so that the weight of the actuator can be significantly reduced. The fact that between the bet tigungseinrichtung and the clutch no relative movement in Direction of rotation arises, the system works almost silently.

Allenfalls durch die Axialverschiebung der Betätigungseinrich tung an sich kann Verschleiß innerhalb des Systems hervorgerufen werden. Da sich die Betätigungseinrichtung bzw. der Ausrücker der Betätigungseinrichtung und die Anpressfeder an demselben Sy stem abstützen, wirken die beim Auskuppeln entstehenden Elasti zitäten des Gehäuses sofort als Lüftweg. Dadurch sind kleinere Ausrückwege und Ausrückkräfte realisierbar.At most through the axial displacement of the actuator As such, wear can occur within the system become. Because the actuator or the release the actuator and the pressure spring on the same sy support the stem, the elasti formed when disengaging take effect housing immediately as a ventilation path. This makes them smaller Release paths and release forces can be realized.

Vorzugsweise ist die Betätigungseinrichtung elektrisch angesteu ert und sie kann einen Elektromotor umfassen. Dabei kann die Betätigungseinrichtung entsprechend der DE 44 45 606 A1 ausge bildet sein.The actuating device is preferably electrically controlled ert and it can include an electric motor. The Actuator according to DE 44 45 606 A1 out be educated.

Die Energieversorgung des Elektromotors kann über Schleifringe sichergestellt sein, die beispielsweise radial außen am Kupp lungsgehäuse und gegenüberliegend an der Getriebeglocke vor gesehen sind. Zur Vermeidung von Reibungsverlusten und entste hendem Verschleiß ist es vorteilhaft, wenn das Kupplungsgehäuse außen mit einer elektrischen Spule versehen ist. Werden an der Kupplungsglocke gegenüberliegend Permanentmagnete angeordnet, erfolgt die Energieerzeugung nach dem Generatorprinzip und die Stromversorgung des Elektromotors ist praktisch verschleißfrei sichergestellt. Vorzugsweise werden die Magnete aus seltenen Erden gefertigt sein. Dieses Induktiv-System liefert quasi eine "eigene Energieversorgung". Zur Steuerung des Elektromotors kön nen beispielsweise Schleifkontakte an der Kurbelwelle oder am Kupplungsgehäuse vorgesehen sein. Auch eine Ansteuerung über Telemetrie, ähnlich einer Garagentorsteuerung, ist denkbar. Letztendlich kann der vom Elektromotor notwendigerweise auszu führende Rechts-Links-Lauf auch mechanisch realisiert werden. Der Fachmann wird hierzu geeignete Maßnahmen finden.The electric motor can be powered by slip rings be ensured, for example, radially on the outside of the dome lungs housing and opposite on the transmission bell are seen. To avoid friction losses and arise It is advantageous if the clutch housing is worn is provided on the outside with an electrical coil. Will be at the Coupling bell arranged opposite permanent magnets, the energy is generated according to the generator principle and Power supply to the electric motor is practically wear-free ensured. The magnets are preferably made from rare Be made. This inductive system provides one "own energy supply". To control the electric motor can NEN sliding contacts on the crankshaft or on Coupling housing may be provided. Control via Telemetry, similar to a garage door control, is conceivable. Ultimately, it can necessarily be switched off by the electric motor leading right-left running can also be realized mechanically. The person skilled in the art will find suitable measures for this.

Mit Hilfe der Zeichnung, die im wesentlichen eine Reibungskupp lung im Längsschnitt zeigt, soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.Using the drawing, which is essentially a friction clutch shows in longitudinal section, an embodiment of the Invention will be explained in more detail below.

Die Reibungskupplung 20 besteht aus dem Kupplungsgehäuse 3, das mit dem hier nicht näher dargestellten Schwungrad einer Brenn kraftmaschine drehfest verbindbar ist. Koaxial zum Kupplungsge häuse 3 ist hierin eine Anpressplatte 17 vorgesehen, die von ei ner sich am Kupplungsgehäuse 3 abstützenden Membranfeder 4 bela stet wird und die hier ebenfalls nicht dargestellte Kupplungs scheibe, die drehfest mit der Getriebeeingangswelle 6 verbunden ist, gegen das Schwungrad presst. Die Anpressplatte 17 ist mit dem Kupplungsgehäuse 3 drehfest aber axial verlagerbar verbun den. Zum Ausgleich des beim Einkuppeln entstehenden Verschleißes an den Reibbelägen ist die Reibungskupplung 20 mit einer Ver schleißausgleichseinrichtung 18 ausgerüstet.The friction clutch 20 consists of the clutch housing 3 , which is non-rotatably connected to the flywheel of an internal combustion engine, not shown here. Coaxial to the clutch housing 3 , a pressure plate 17 is provided here, which is loaded by egg ner supported on the clutch housing 3 diaphragm spring 4 and the clutch disc, also not shown here, which is connected in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft 6 , presses against the flywheel. The pressure plate 17 is connected to the clutch housing 3 in a rotationally fixed but axially displaceable manner. In order to compensate for the wear on the friction linings which occurs when the clutch is engaged, the friction clutch 20 is equipped with a wear compensation device 18 .

Zwischen dem Kupplungsgehäuse 3 und den Federzungen 16 der Mem branfeder 4 ist eine Teller- oder Membranfeder 19 angeordnet, die im eingerückten Zustand der Kupplung 20 keine oder nur eine geringe Lüftkraft auf die Membranfeder 4 ausübt, während sie im ausgerückten Zustand eine größere Lüftkraft ausübt. Diese Tel ler- oder Membranfeder 19 sorgt somit dafür, dass die Ausrück kräfte, die von der Betätigungseinrichtung 7 aufgebracht werden müssen, um die Membranfeder 4 zu lüften, abgesenkt werden kön nen.Between the clutch housing 3 and the spring tongues 16 of the Mem branfeder 4 , a plate or diaphragm spring 19 is arranged, which in the engaged state of the clutch 20 exerts little or no release force on the diaphragm spring 4 , while it exerts a larger release force in the disengaged state. This Tel ler or diaphragm spring 19 thus ensures that the disengagement forces that must be applied by the actuator 7 to release the diaphragm spring 4 can be lowered.

Im vorliegenden Fall besteht die Betätigungseinrichtung 7 aus dem Elektromotor 9, dem mit dem Elektromotor 9 drehfest verbun denen Stellring 12, den auf den einander gegenüberliegenden Sei ten mit einer Rampenfläche versehenen Ringen 13, 14 und dem Pie zoelement 11, das sich axial zwischen dem Ring 13 und einem Di stanzring 10 gegen das das Kupplungsgehäuse 3 nach radial innen verlängernde Gehäuseteil 8 abstützt. Der über die Kontaktstelle 15 mit den Federzungen 16 der Membranfeder 4 in Verbindung ste hende Ausrückring 14 ist mit dem Stellring 12 verbunden. Zur Stromversorgung des Elektromotors 9 ist das Kupplungsgehäuse 3 radial außen mit einer Spule 2 versehen, die mit Permanentmagne ten 1 zusammenwirkt, die ortsfest an der sich nicht drehenden Getriebeglocke 5 angebracht sind. Die Spule 2 steht in hier nicht dargestellter Weise mit dem Elektromotor 9 in Verbindung. Die Betätigungseinrichtung 7 läuft mit dem Kupplungsgehäuse 3 um. Sowohl bei eingerückter Kupplung (obere Teildarstellung der Zeichnung) als auch bei ausgerückter Kupplung (untere Teildar stellung der Zeichnung) findet zwischen dem Gehäuse 3 bzw. 8, der Membranfeder 4 und der Betätigungseinrichtung 7 keine Rela tivbewegung statt. Aus diesem Grund müssen keinerlei Wälzlager vorgesehen sein. Die Ein- und Ausrückbewegung wird durch eine rein axiale Bewegung des Ausrückers 7 eingeleitet, so dass nur Kräfte in axialer Richtung entstehen, die vom Gehäuse 3, 8 abge fangen werden müssen. Eine Belastung der Getriebewelle 6 oder der nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ent fällt völlig.In the present case, the actuator 7 consists of the electric motor 9 , the non-rotatable verbun with the electric motor 9 which collar 12 , the th on the opposite side Be provided with a ramp surface rings 13 , 14 and the Pie zoelement 11 , which is axially between the ring 13 and a Di punch ring 10 against which the clutch housing 3 radially inwardly extending housing part 8 is supported. The via the contact point 15 with the spring tongues 16 of the diaphragm spring 4 in connection standing disengagement ring 14 is connected to the adjusting ring 12 . To power the electric motor 9 , the clutch housing 3 is provided radially on the outside with a coil 2 , which interacts with permanent magnets 1 , which are fixedly attached to the non-rotating transmission bell 5 . The coil 2 is connected to the electric motor 9 in a manner not shown here. The actuating device 7 rotates with the clutch housing 3 . Both when the clutch is engaged (upper partial view of the drawing) and when the clutch is disengaged (lower partial view of the drawing) there is no relative movement between the housing 3 or 8 , the diaphragm spring 4 and the actuating device 7 . For this reason, no rolling bearings have to be provided. The engagement and disengagement movement is initiated by a purely axial movement of the release 7 , so that only forces arise in the axial direction that must be caught by the housing 3 , 8 abge. A load on the transmission shaft 6 or the crankshaft (not shown) of the internal combustion engine is completely eliminated.

Der Elektromotor 9 kann im Rechts- und Linkslauf betrieben wer den, wobei die Drehrichtung durch hier nicht näher dargestellte Schleifkontakte oder durch Telemetrie, also ferngesteuert, be stimmt werden kann. Der hier nur schematisch dargestellte Elek tromotor 9 kann ein Piezowandlerwellenmotor mit einem Stator und einem Rotor sein, wobei der Stator an das Gehäuse 8 angeflanscht sein kann (vergl. DE 44 45 606 A1).The electric motor 9 can be operated in clockwise and anticlockwise rotation, the direction of rotation can be determined by sliding contacts (not shown here) or by telemetry, that is to say remotely. The electric motor 9 shown only schematically here can be a piezo converter shaft motor with a stator and a rotor, wherein the stator can be flanged to the housing 8 (cf. DE 44 45 606 A1).

Das Piezoelement 11 besteht aus mehreren Scheiben, die aufein andergeklebt sind und dadurch der Effekt der Längsausdehnung ausgenutzt werden kann. Fest mit dem Piezoelement 11 verbunden ist der Ring 13, der auf seiner dem Piezoelement 11 abgewandten Seite rampenförmig ausgebildet ist. Dem Ring 13 gegenüber liegt der Ausrückring 14, der auf seiner dem Ring 13 zugewandten Flä che ebenfalls rampenförmig ausgebildet ist. Der Ausrückring 14 ist über den Stellring 12 mit dem hier nicht dargestellten Rotor des Elektromotors 9 verbunden. Bei einer Verdrehung des Elektro motors 9 vergrößert sich die axiale Ausdehnung der Ringe 13, 14 und die Membranfeder 4 hebt von der Anpressplatte 17 ab. Das Piezoelement 11 dient zur Unterstützung des Elektromotors 9 bei der Auskuppelbewegung, damit dieser nicht die gesamte notwendige Ausrückkraft aufbringen muss. The piezo element 11 consists of several disks which are glued to one another and the effect of the longitudinal expansion can thereby be exploited. Fixed to the piezo element 11 is the ring 13 , which is designed in a ramp shape on its side facing away from the piezo element 11 . Opposed to the ring 13 is the release ring 14 , which is also ramp-shaped on its surface facing the ring 13 . The release ring 14 is connected via the adjusting ring 12 to the rotor of the electric motor 9 , not shown here. When the electric motor 9 rotates, the axial extension of the rings 13 , 14 increases and the diaphragm spring 4 lifts off the pressure plate 17 . The piezo element 11 serves to support the electric motor 9 during the disengaging movement, so that it does not have to exert the entire necessary disengaging force.

Reference list

11

Magnet
magnet

22nd

Spule
Kitchen sink

33rd

Kupplungsgehäuse/Gehäuse
Coupling housing / housing

44

Anpressfeder/Membranfeder
Pressure spring / diaphragm spring

55

Getriebeglocke
Transmission bell

66

Getriebewelle
Gear shaft

77

Betätigungseinrichtung
Actuator

88th

Gehäuse/Gehäuseteil
Housing / housing part

99

Elektromotor
Electric motor

1010th

Distanzring
Spacer ring

1111

Piezoelement
Piezo element

1212th

Stellring
Collar

1313

Ring
ring

1414

Ring/Ausrücker
Ring / releaser

1515

Kontaktstelle
Contact point

1616

Zunge/Membranfederzunge
Tongue / diaphragm spring tongue

1717th

Anpressplatte
Pressure plate

1818th

Verschleißausgleichseinrichtung
Wear compensation device

1919th

Tellerfeder/Membranfeder
Belleville spring / diaphragm spring

2020th

Kupplung/Reibungskupplung
Clutch / friction clutch

Claims

1. A friction clutch, especially for motor vehicles, housing, with ei nem-rotatably connectable to a flywheel clutch (3, 8), a therein arranged by a at the coupling housing (3, 8) supporting pressure spring (4) loaded constant pressure plate (17) for pressing a clutch disc provided with friction linings against the flywheel and an actuating device ( 7 ) acting on the pressure spring ( 4 ) for engaging and disengaging the clutch, characterized in that the actuating device ( 7 ) is completely within the clutch housing ( 3 , 8 ) is arranged and rotates with the clutch ( 20 ), and comprises an electrically controlled electric motor.

2. Friction clutch according to claim 1, characterized in that the clutch housing ( 3 ) is provided radially on the outside with a coil ( 2 ).

3. Friction clutch according to claim 1, characterized in that the control of the electric motor ( 9 ) he follows telemetrically.

4. A friction clutch according to claim 1, characterized in that the actuating device ( 7 ) is formed without a release bearing.