DE4111296A1

DE4111296A1 - Friction clutch adjuster, acting via axial bearing - has disc spring, tensioned between clutch plates, and clutch side axial bearing disc, with constant force adjusting range

Info

Publication number: DE4111296A1
Application number: DE19914111296
Authority: DE
Inventors: Robert Rickell
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1992-10-22
Also published as: FR2674927A1; FR2674927B1

Abstract

A differential friction clutch has a clutch plate adjusting device (18), consisting of two rings (20,21), rotation of one ring (21) w.r.t. the other (20) causing it to move axially, acting via an axial bearing (25) on the clutch plates (29). A disc spring (50) is tensioned between the clutch plates and a clutch-side disc (26) of the axial bearing. The disc spring characteristic curve has a decreasing gradient, with the clutch plate adjusting range occurring in a second essentially constant force range. ADVANTAGE - The spring ensures both effective clutch disengagement and easy clutch adjustment.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für eine Reibungskupplung, die in einem Korb zumindest einen ersten mit einer ersten Welle drehfest verbundenen Satz Reib scheiben und zumindest einen zweiten mit einer zweiten Welle über dem Korb drehfest verbundenen Satz Reibscheiben umfaßt, die koaxial zueinander liegen und mittels axialer Druckbeaufschlagung zum Reibschluß miteinander bringbar sind, wobei die Vorrichtung zwei drehbar auf einer der Wellen gelagerte Ringe umfaßt, von denen zumindest einer von einem Verstellantrieb begrenzt verdrehbar ist und wobei sich einer an einem Gehäuseteil am Korb oder der Welle abstützt, und einer axial auf dem Korb oder der Welle verschiebbar ist, die auf ihren einander zugekehrten Flächen jeweils zumindest drei Bahnen oder Rampen ent gegengesetzter Orientierung haben, in denen Wälzkörper zur gegenseitigen Abstützung laufen, wobei der durch eine Verdrehung eines der Ringe axial verschiebbare Ring über zumindest ein Drucklager auf die Reibscheiben einwirkt - zum Einsatz in einem Differential- oder Verzweigungsge triebe -.The invention relates to an adjusting device for a Friction clutch in a basket at least a first with a first shaft rotatably connected set of friction slices and at least a second with a second Shaft over the basket rotatably connected set of friction discs includes coaxial to each other and by means of axial Pressurization for frictional engagement can be brought together are, the device being rotatable on one of the two Shafts mounted rings, at least one of which can be rotated to a limited extent by an adjustment drive and where one on a housing part on the basket or the Shaft supports, and one axially on the basket or the Wave is slidable on its facing each other Areas at least three lanes or ramps each have opposite orientation, in which rolling elements for mutual support run, the by a Rotation of one of the rings axially displaceable ring over at least one thrust bearing acts on the friction discs - For use in a differential or branching ge shoots -.

Differentialgetriebe der genannten Art sind beispielsweise aus der DE 38 15 225 C2 bekannt. Hierbei sind zwischen den beiden Ringen bereits Zugfedern zur Rückstellung der ge geneinander verdrehbaren Ringe in ihre Ausgangsposition vorgesehen. Diese Federn müssen unter Vorspannung stehen, um die Rückstellung bis in die Ausgangsposition bewirken zu können. Bei der Überwindung des Luftspaltes der Reibscheibenanordnung durch die Verstellvorrichtung ebenso wie im Arbeits- bzw. im Modulationsbereich der Reibschei benanordnung, in dem die eigentliche Regeltätigkeit des sperrbaren Differentialgetriebes erfolgt, liegt dabei eine deutlich zunehmende Federvorspannung vor. Dies hat den Nachteil, daß Überwindung des Luftspaltes und zur Erhöhung der Reibwirkung jeweils die Verstellung gegen die Feder kraft erfolgen muß, während ein Zurücknehmen der Sperrwir kung und das Wiederherstellen des Luftspalts von den Fe derkräften unterstützt wird. Hierdurch wird ein merkbares Hystereseverhalten in die Verstellvorrichtung mit dem entsprechenden Regelkreis eingebracht.Differential gears of the type mentioned are for example known from DE 38 15 225 C2. Here are between the both rings already tension springs to reset the ge rotatable rings in their starting position intended. These springs have to be under tension to reset to the starting position to be able to. When overcoming the air gap Friction disk arrangement by the adjusting device as well as in the working or modulation area of the friction disc arrangement in which the actual regulatory activity of the lockable differential gear, there is a significantly increasing spring preload. This has the Disadvantage that overcoming the air gap and increasing the frictional action against the spring force must be done while withdrawing the ratchet kung and restoring the air gap from the feet is supported. This will make a noticeable Hysteresis behavior in the adjustment device with the appropriate control loop introduced.

Aus der WO 89/02 549 ist ein Differentialgetriebe bekannt, das über eine Verstellvorrichtung für eine ähnlich wir kende Reibungskupplung verfügt, welche hydraulisch betä tigt ist. Hierbei ist eine unter Vorspannung stehende Schraubenfeder vorgesehen, die sich am im Gehäuse gelager ten Korb abstützt und auf einen kupplungsseitigen Ring eines Drucklagers zwischen Verstellvorrichtung und Reib scheibenanordnung einwirkt. Die Voraussetzungen für die Wirksamkeit im Hinblick auf eine Rückführung in die Aus gangsposition sind hierbei ebenfalls eine Vorspannung der Druckfeder bereits in der Ausgangsposition der Verstell vorrichtung, so daß der gleiche Hystereseeffekt bei der Überwindung des Luftspalts und im Arbeits- bzw. Modula tionsbereich der Reibungskupplung zu verzeichnen ist.A differential gear is known from WO 89/02 549, that about an adjustment device for a similar we has a friction clutch that operates hydraulically is done. Here is one under tension Coil spring provided, which is mounted on the housing supports the basket and on a coupling-side ring a thrust bearing between the adjusting device and the friction disc arrangement acts. The requirements for Effectiveness with regard to a return to the Aus gear position are also a bias of the Compression spring already in the starting position of the adjuster device so that the same hysteresis effect at the Overcoming the air gap and in the working or modula tion range of the friction clutch is recorded.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, eine Verstellvorrichtung mit einer Rückführeinrich tung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß zum einen die Reibscheiben der Reibscheibenanordnung sich wirksam voneinander trennen können und daß zum anderen im Arbeits- bzw. Modulationsbereich der Reibungskupplung keine wesentlichen Einflüsse von der Rückführeinrichtung auf die Verstellvorrichtung ausgeübt werden.Based on this, it is the task of the present inventor an adjustment device with a feedback device tion of the type mentioned in such a way that the the friction disks of the friction disk arrangement itself can effectively separate from each other and that in the other Working or modulation range of the friction clutch no significant influences from the feedback device be exerted on the adjusting device.

Die Lösung hierfür ist gekennzeichnet durch eine unter Vorspannung stehende Tellerfeder, die sich an einem Gehäu seteil oder dem im Gehäuse gelagerten Korb abstützt und auf einen reibscheibenseitigen Ring des Drucklagers unmit telbar oder mittelbar einwirkt, wobei die Tellerfeder eine Kennlinie mit degressiver Steigung hat, die in montiertem Zustand einen Arbeitsbereich mit einer im wesentlichen konstanten Federkraft aufweist.The solution for this is identified by a below Biasing diaphragm spring attached to a housing seteil or the basket stored in the housing supports and on a friction ring on the thrust bearing acts directly or indirectly, the disc spring a Has a characteristic curve with a degressive slope, that in the assembled Condition a work area with one constant spring force.

Der Vorteil einer derartigen Verstellvorrichtung liegt darin, daß zum einen eine Rückführung der Verstellvorrich tung in die Ausgangsposition in der Weise erfolgt, daß die unmittelbaren Betätigungselemente der Reibungskupplung bei Rückstellung wirksam entlastet werden, so daß sich bei entlasteter Reibungskupplung der Luftspalt zwischen den Reibscheiben wieder ausbilden kann, daß jedoch im Ar beits- bzw. Modulationsbereich kein nennenswerter Einfluß der Rückführvorrichtung auf die Verstellrichtung gegeben ist, unabhängig vom zunehmenden Verschleiß der Reibschei benanordnung und der sich dadurch verändernden Lage des Arbeits- und Modulationsbereiches. Die Tellerfeder ist dabei - wie die Federn in den eingangs genannten Differen tialgetrieben - zur Übertragungskette der Verstellvorrich tung parallel geschaltet.The advantage of such an adjustment device lies in that on the one hand a return of the adjustment device tion in the starting position in such a way that the immediate actuators of the friction clutch Provision to be effectively relieved, so that at relieved friction clutch the air gap between the Friction discs can train again, but in Ar range or modulation no significant influence given the feedback device on the adjustment direction is independent of the increasing wear of the friction disc benanordnung and the changing situation of the Work and modulation area. The disc spring is thereby - like the springs in the differences mentioned at the beginning tially driven - to the transmission chain the adjustment device device connected in parallel.

Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung kann insbesondere mit einem elektrischen Verstellantrieb, der z. B. durch Umpolen in beide Richtungen wirksam antreibt, in Kombina tion eingesetzt werden. The adjustment device according to the invention can in particular with an electric adjustment drive, the z. B. by Reverse polarity drives effectively in both directions, in Kombina tion are used.

In bevorzugter Ausführung ist der Arbeitsbereich der Tel lerfeder mit im wesentlichen konstanten Federkraft größer als der Kupplungsleerweg, so daß der nachteilige Einfluß einer deutlich zunehmenden Federvorspannung für den gesam ten Hub- bzw. Verstellweg des Verstellmechanismus unter drückt wird.In a preferred embodiment, the working area is the Tel Larger spring with essentially constant spring force than the clutch free travel, so that the adverse influence a significantly increasing spring preload for the whole th stroke or adjustment path of the adjustment mechanism under is pressed.

In konkreter günstiger Ausgestaltung kann sich die Teller feder unmittelbar mit dem Korb in reibschlüssigem Kontakt befinden und mit diesem umlaufen. Dies stellt konstruktiv die einfachste Lösung dar. Andererseits kann auch eine zweite Axiallageranordnung zwischen der Tellerfeder und einer entsprechenden Abstützfläche im Differentialgehäuse vorgesehen sein.The plate can be in a concrete, favorable configuration spring directly in contact with the basket and circulate with it. This poses constructive is the simplest solution. On the other hand, one second thrust bearing arrangement between the plate spring and a corresponding support surface in the differential housing be provided.

Der Verstellmechanismus mit zwei gegeneinander verstellba ren Ringen kann nach beiden bekannten Arten angetrieben werden, entweder über einen axial ortsfesten verdrehbaren Verstellring, der einen unverdrehbaren axial verschiebba ren Druckring antreibt, oder über einen verdrehbaren und selber axial verschiebbaren Druckring, der sich an einem axial ortsfesten Stützring im Gehäuse abstützt.The adjustment mechanism with two adjustable against each other Ren rings can be driven in both known ways be, either via an axially stationary rotatable Adjustment ring that has a non-rotatable axially displaceable drives its pressure ring, or via a rotatable and itself axially displaceable pressure ring, which is located on a axially stationary support ring in the housing.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben.A preferred embodiment of the invention is in the drawings.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein erfindungsge mäßes Differentialgetriebe; Fig. 1 shows an axial section through an inventive differential gear;

Fig. 2 zeigt die Kennlinie einer erfindungsgemäßen Tel lerfeder. Fig. 2 shows the characteristic of a Tel lerfeder invention.

In Fig. 1 ist ein Getriebegehäuse 1 gezeigt, in dem über Kegelrollenlager 2, 3 ein Differentialkorb 4 gelagert ist. An dem Differentialkorb ist ein Tellerrad 5 befestigt, das über ein nicht dargestelltes Kegelrad antreibbar ist. Die Achswellen 10, 11 sind über den Differentialkorb 4 unmit telbar im Getriebegehäuse 1 gelagert und über Dichtungs träger 36, 37 und Dichtungen 38, 39 gegenüber diesen abge dichtet. Die Achswellen 10, 11 tragen an ihren Enden über Verzahnungen drehfest verbundene und über Sicherungsringe 12, 13 axial gesicherte Achswellenräder 14, 15. Die Achs wellenräder sind über auf einem Zapfen 16 im Differential korb gelagerte Ausgleichsräder 17 miteinander gekoppelt. Eine Betätigungsvorrichtung 18 ist im Gehäuse 1 im wesent lichen drehfest gegenüber dem Korb 4 und gegenüber diesem gehalten und auf der Welle 10 drehbar gelagert und besteht aus zwei über Kugeln 19 sich axial gegeneinander abstüt zende Spreizscheiben 20, 21. Die erste Spreizscheibe 20 stützt sich über ein Axiallager 22, einen Ring 23 und einen Sicherungsring 24 unmittelbar am Differentialkorb 4 ab. Die zweite Spreizscheibe wirkt über ein Axiallager 25, einen Ring 26, einzelne Druckstifte 27 und eine Ring scheibe 28 auf ein im Differentialkorb gehaltenes Lamel lenpaket 29 ein, dessen innere Lamellen über eine Hülse 31 drehfest mit der Achswelle 10 verbunden sind und deren Außenlamellen drehfest im Differentialkorb 4 gehalten sind, und das sich das Lamellenpaket unmittelbar an einer im Differentialkorb ausgebildeten Ringfläche 30 abstützt. Der kupplungsseitige Ring 26 des Axiallagers 25 bildet eine erste Abstützfläche 48 für die erfindungsgemäße Tel lerfeder 50, die sich zum anderen an einer radialen Ab stützfläche 49 am Differentialkorb 4 abstützt. In Fig. 1, a gear housing 1 is shown, in which a differential cage 4 is mounted via tapered roller bearings 2 , 3 . A ring gear 5 is fastened to the differential cage and can be driven via a bevel gear (not shown). The axle shafts 10 , 11 are mounted on the differential carrier 4 immediately in the transmission housing 1 and seals gaskets 36 , 37 and seals 38 , 39 against these seals. At their ends, the axle shafts 10 , 11 have axially secured axle shaft wheels 14 , 15 that are connected in a rotationally fixed manner via toothings and axially secured via locking rings 12 , 13 . The axle shaft gears are on a pin 16 in the differential carrier mounted differential gears 17 coupled together. An actuator 18 is in the housing 1 in wesent union rotatably with respect to the basket 4 and against this and held rotatably on the shaft 10 and consists of two balls 19 axially mutually supporting spreader washers 20 , 21st The first spreader 20 is supported via a thrust bearing 22, a ring 23 and a retaining ring 24 directly on the differential carrier 4 from. The second expansion disc acts via an axial bearing 25 , a ring 26 , individual pressure pins 27 and a ring disk 28 on a Lamel lenpaket 29 held in the differential cage, the inner slats are rotatably connected to the axle shaft 10 via a sleeve 31 and the outer slats rotatably in Differential cage 4 are held, and that the disk set is supported directly on an annular surface 30 formed in the differential cage. The clutch-side ring 26 of the thrust bearing 25 forms a first support surface 48 for the Tel lerfeder 50 according to the invention, which is supported on the other on a radial support surface 49 on the differential carrier 4 .

Fig. 2 zeigt die Tellerfederkennlinie, in der die Vor spannung über den Hub aufgezeigt ist, wobei die Kennlinie einen etwa linear ansteigenden ersten Abschnitt I hat, der den Vorspannungshub darstellt, und einen zweiten Abschnitt II umfaßt, der im wesentlichen konstant verläuft und den Stellmechanismushub mit nur geringfügiger Kraftänderung F axial darstellt. Fig. 2 shows the diaphragm spring characteristic, in which the voltage before the stroke is shown, the characteristic having an approximately linearly increasing first section I, which represents the bias stroke, and comprises a second section II, which is essentially constant and the actuating mechanism stroke with only a slight change in force F axially.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Getriebegehäuse
2 Kegelrollenlager
3 Kegelrollenlager
4 Differentialkorb
5 Tellerrad
10 Achswellen
11 Achswellen
12 Sicherungsring
13 Sicherungsring
14 Achswellenrad
15 Achswellenrad
16 Zapfen
17 Ausgleichsrad
18 Betätigungsvorrichtung
19 Kugel
20 Spreizscheibe
21 Spreizscheibe
22 Axiallager
23 Ring
24 Sicherungsring
25 Axiallager
26 Ring
27 Druckstift
28 Ringscheibe
29 Lamellenpaket
30 Ringfläche
31 Hülse
36 Dichtungsträger
37 Dichtungsträger
38 Dichtung
39 Dichtung
48 Abstützfläche
49 Abstützfläche
50 Tellerfeder
I erster Abschnitt
II zweiter Abschnitt
F Kraftänderung 1 gearbox
2 tapered roller bearings
3 tapered roller bearings
4 differential cage
5 ring gear
10 axle shafts
11 axle shafts
12 circlip
13 circlip
14 axle shaft wheel
15 axle shaft wheel
16 cones
17 differential wheel
18 actuating device
19 bullet
20 spreading disc
21 spreading disc
22 thrust bearings
23 ring
24 circlip
25 thrust bearings
26 ring
27 push pin
28 washer
29 plate pack
30 ring surface
31 sleeve
36 seal carrier
37 seal carrier
38 seal
39 seal
48 support surface
49 support surface
50 disc spring
I first section
II second section
F change in force

Claims

1. Adjusting device for a friction clutch, ben in a basket ( 4 ) at least a first with a first shaft ( 10 ) rotatably connected set of friction discs and at least a second with a second shaft ( 11 ) via the basket ( 4 ) rotatably connected set of friction discs comprising coaxially to each other and can be brought to frictional engagement by means of axial pressure, the device comprising two rings ( 20 , 21 ) rotatably mounted on one of the shafts ( 10 ), at least one of which can be rotated to a limited extent by an adjusting drive, whereby one of a housing part ( 1 ) on the basket ( 4 ) or the shaft ( 10 ) is supported, and one axially on the basket ( 4 ) or the shaft ( 10 ) is displaceable, each having at least three tracks or on their facing surfaces Have ramps of opposite orientation, in which rolling elements ( 19 ) run for mutual support, the rotation of one of the rings ( 20 , 21 ) axially displaceable ring acts on the friction disks ( 29 ) via at least one pressure bearing ( 25 ), - for use in a differential or branching gear - characterized by a prestressed disc spring ( 50 ) which is located on a housing part ( 1 ) or the basket ( 4 ) supported in the housing and directly or indirectly acts on a friction plate-side ring ( 26 ) of the pressure bearing ( 25 ), the disc spring ( 50 ) having a characteristic curve with a degressive slope, which in the assembled state does a job area II has a substantially constant spring force.

2. Adjusting device according to claim 1, characterized, that work area II with the essentially constant spring force is greater than the clutch empty path of the friction clutch.

3. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the plate spring ( 50 ) is in frictional contact with the basket ( 4 ) and rotates with it.