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Die
Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einer Druckplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar
mit einem Gehäuse
verbunden ist, wobei zwischen Gehäuse und Druckplatte eine Anpreßtellerfeder
axial verspannt ist, die einerseits um eine vom Gehäuse getragene
Schwenklagerung verschwenkbar ist und andererseits die Druckplatte
in Richtung einer zwischen dieser und einer Gegendruckplatte, wie
einem Schwungrad, einklemmbaren Kupplungsscheibe beaufschlagt, wobei
eine den Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe
kompensierende Nachstellvorkehrung vorhanden ist.
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Automatische
Nachstelleinrichtungen, die eine praktisch gleichbleibende Kraftbeaufschlagung der
Druckplatte durch die Anpreßtellerfeder
bewirken sollen, sind beispielsweise durch die DE-OS 29 16 755 und
35 18 781 bekannt geworden. Die in Abhängigkeit von mindestens einem
Sensor verstellbaren Nachstelleinrichtungen sind dabei zwischen
der Druckscheibe und der Anpreßtellerfeder
angeordnet bzw. wirksam. Infolge der Anlenkung der Druckscheibe
am Gehäuse über tangential
angeordnete Blattfedern deren Kraft, weil diese der Anpreßkraft der
Tellerfeder entgegengerichtet ist, nur relativ gering sein darf
kann die eine verhältnismäßig große Masse
besitzende Druckscheibe bei ausgerückter Reibungskupplung axial
schwingen, dabei also von der Tellerfeder abheben, wodurch die Funktion
der Kupplung nicht nur beeinträchtigt
wird, sondern die Kupplung sogar zum Sicherheitsrisiko wird, weil
nämlich
die Nachstelleinrichtung in geöffnetem
Zustand nachstellt, bis die Druckplatte an der Kupplungsscheibe anliegt,
also die Kupplung nicht mehr trennen kann. Aus diesem Grunde haben
sich derartige Nachstelleinrichtungen in der Praxis nicht durchgesetzt.
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Der
vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile
zu beseitigen und Nachstellvorkehrungen der eingangs genannten Art
zu schaffen, die in der Praxis auf breiter Basis und auch bei rauhem
Betrieb einsetzbar sind, die einen einfachen Aufbau und eine dauerhaft
sichere Funktion besitzen, die weiterhin einen geringen Einbauraum
benötigen
und die preiswert in der Herstellung sind. Außerdem sollen die erforderlichen
Ausrückkräfte gering
sein, über
die Lebensdauer gering bleiben und die Lebensdauer von Reibungskupplungen
darüber hinaus
noch erhöht
werden.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß bei
einer Reibungskupplung mit von einer Tellerfeder belastbaren Druckplatte,
bei der die Anpreßkraft
durch eine Tellerfeder erzeugt wird, welche einerseits an einem
Bauteil, wie einem Gehäuse
abgestützt
ist und die andererseits um eine am Gehäuse in kreisförmiger Anordnung
vorgesehene Schwenklagerung verschwenkbar ist, zwischen Deckel und
Tellerfeder eine selbsttätige,
die gehäuseseitige
Auflage verschleißabhängig vom
Gehäuse wegverlagernde
Nachstelleinrichtung wirksam ist, die von einer Vorschubeinrichtung
weitertransportierbar ist und die Tellerfeder in Richtung auf die
Schwenklagerung unter der Wirkung einer Abstützkraft steht. Diese Abstützkraft
ist zweckmäßigerweise
permanent vorhanden, so daß die
Tellerfeder entgegen der Ausrückkraft
lediglich kraftschlüssig
und zwar durch eine Federkraft und nicht durch formschlüssig angelenkte
Mittel, abgestützt
ist. Die Tellerfeder ist dabei über
ihren Arbeitsbereich mit degressiver Kennlinie eingebaut, und zwar
derart, daß die
Abstützkraft
und die Tellerfederkraft derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Abstützkraft
bei der vorgesehenen Einbaulage der Tellerfeder und ohne verschleißbedingte Konizitätsveränderung
und über
den Ausrückweg
der Tellerfeder größer ist
als die von der Tellerfeder aufgebrachte der Abstützkraft
entgegenwirkende Kraft, bei verschleißbedingter Änderung der Konizität der Tellerfeder
die Abstützkraft über Teilbereiche
des Ausrückweges
der Tellerfeder geringer ist als die Form der Tellerfeder gegen
die Abstützkraft
aufgebrachte Kraft. Die Abstützkraft
kann dabei durch ein einziges Federelement oder zumindest im wesentlichen
durch ein einziges Federelement oder Federelementsystem aufgebracht
werden. Unter "Abstützkraft" ist gleichwohl die
Summe aller gegen die Tellerfeder wirksamen Federkräfte – soweit
sie bemerkbar auftreten – zu
verstehen, also z.B. auch oder nur die durch (Drehmomentübertragungs-
bzw. Abhub-) Blattfedern wirksamen Kräfte, die (Rest-) Federung von
Belagfederung oder deren "Ersatz".
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Als
Kraftspeicher, der die Abstützkraft
zumindest im wesentlichen aufbringt, kann zweckmäßigerweise eine Feder verwendet
werden, die über
die Nachstellung ihre Gestalt ändert,
z.B. eine Tellerfeder. Die die Abstützkraft aufbringenden Kraftspeicher können aber
auch durch die Blattfedern gebildet sein.
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Eine
die Abstützkraft
aufbringende Tellerfeder kann direkt an der Tellerfeder auflagern,
z.B. auf der radialen Höhe
der axial verlagerbaren, deckelseitigen Abstützung.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Nachstelleinrichtung axial zwischen
Tellerfeder und Deckel angeordnet ist. Die Nachstellanordnung kann
in besonders zweckmäßiger Weise
Auflaufflächen,
wie Rampen, enthalten.
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Durch
die Erfindung wird gewährleistet,
daß die
Tellerfeder über
die Lebensdauer der Reibungskupplung betrachtet, praktisch immer
die gleiche Konizität
bzw. Verspannung bei eingerückter
Reibungskupplung besitzt und eine praktisch gleichbleibende Kraftbeaufschlagung
der Druckplatte und damit der Kupplungsscheibe – unabhängig vom Verschleiß der Reibbeläge, der
Druckplatte selbst oder anderer Elemente, wie der deckel- oder druckplattenseitigen
Abstützungen,
der Tellerfeder oder Reibfläche
der Schwungscheibe – gegeben
ist. Durch die erfindungsgemäße Maßgabe wird
darüber
hinaus gewährleistet,
daß die
Masse der Druckplatte durch die der Nachstelleinrichtung nicht erhöht wird.
Sie ist weiterhin in einem Bereich untergebracht, in welchem sie
vor Einwirkungen des Scheibenabriebes geschützt und in welchem sie von
der Quelle der Reibungshitze weiter entfernt ist.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung
kann dadurch erzielt werden, daß die
Anpreßtellerfeder am
Gehäuse
zwischen zwei Auflagen – von
denen die der Druckplatte zugewandte in Richtung der Anpreßtellerfeder
federbelastet ist – verschwenkbar
abgestützt
ist, wobei die von der Anpreßtellerfeder
beim Ausrücken
der Kupplung auf die federbelastete Auflage einwirkende Kraft bei
Belagverschleiß zunimmt und
dann größer wird
als die auf die federbelastete Auflage einwirkende Gegenkraft bzw.
Abstützkraft. Die
Anpreßtellerfeder
besitzt dabei einen derartigen Kennlinienverlauf, daß, ausgehend
von ihrer konstruktiv definierten Einbaulage in der Reibungskupplung,
bei einer durch Reibbelagverschleiß bedingten Entspannungsrichtung
die von ihr dann aufgebrachte Kraft und damit auch die benötigte Ausrückkraft
zunächst
zunimmt und bei einer gegenüber
der definierten Einbaulage weiter verformten bzw. verspannten Position
die von ihr aufbringbare Kraft beim Ausrückvorgang abnimmt. Durch eine
derartige Anordnung und Auslegung der Anpreßtellerfeder ist gewährleistet,
daß bei auftretendem
Belagverschleiß sich
stets wieder ein Gleichgewicht zwischen der von der Anpreßtellerfeder
auf die Auflage beim Ausrücken
ausgeübten
Kraft und der auf die federbelastete Auflage einwirkenden Gegenkraft
einstellen kann, weil beim Überschreiten
der Abstützkraft
durch die von der Tellerfeder auf die Auflage ausgeübte Kraft
die Tellerfeder die Sensorfeder von der deckelseitigen Auflage wegverlagert
und die Nachstelleinrichtung weiterverdreht werden kann durch die
Kraft der Vorschubeinrichtung. Damit wird die Auflage axial verlagert,
bis die vom Sensor ausgeübte
Kraft ein Weiterdrehen und eine weitere axiale Verlagerung der Auflage
verhindert.
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Besonders
vorteilhaft kann es, wie bereits erwähnt, sein, wenn die Anpreßtellerfeder
in die Reibungskupplung derart eingebaut ist, daß sie zumindest über einen
Teil des Ausrückbereiches,
vorzugsweise praktisch über
den gesamten Ausrückbereich der
Reibungskupplung, eine abfallende Kraftkennlinie besitzt. Die Einbaulage
der Anpreßtellerfeder kann
dabei derart. sein, daß im
ausgerückten
Zustand der Reibungskupplung die Anpreßtellerfeder praktisch das
Minimum bzw. den Talpunkt ihres sinusförmigen Kraft-Weg-Verlaufes
erreicht oder überschreitet.
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Die
auf die federbelastete Auflage ausgeübte Gegenkraft kann in vorteilhafter
Weise durch einen Kraftspeicher erzeugt werden, der im wesentlichen eine
konstante Kraft zumindest über
den vorgesehenen Nachstellbereich aufbringt. In besonders vorteilhafter
Weise eignet sich hierfür
eine entsprechend ausgebildete und im vorgespannten Zustand in die Reibungskupplung
eingebaute Tellerfeder.
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Die
Nachstellvorrichtung gemäß der Erfindung
kann in besonders vorteilhafter Weise bei Reibungskupplungen Verwendung
finden mit einer Anpreßtellerfeder,
die mit radial äußeren Bereichen
die Druckplatte beaufschlagt und über radial weiter innen liegende
Bereiche zwischen zwei Schwenkauflagen am Gehäuse gelagert ist. Bei dieser
Bauart kann die Tellerfeder als zweiarmiger Hebel wirken.
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Die
Erfindung ist jedoch nicht auf Reibungskupplungen mit Tellerfedern,
die gleichzeitig die Ausrückhebel
in Form von Tellerfederzungen angeformt haben, begrenzt, sondern
erstreckt sich auch auf andere Kupplungsaufbauten, bei denen z.B.
die Tellerfeder über
zusätzliche
Hebel betätigt
wird.
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Um
eine einwandfreie Nachstellung des Verschleißes bzw. eine optimale Anpreßkraft für die Reibungskupplung
zu gewährleisten,
kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die auf der der federbelasteten Auflage
abgewandten Seite der Anpreßtellerfeder vorgesehene
Gegenauflage derart ausgebildet ist, daß sie axial in Richtung der
Druckplatte automatisch bzw. selbsttätig verlagerbar, in Gegenrichtung
jedoch durch eine Vorkehrung selbsttätig bzw. automatisch arretierbar
ist. Die Nachstellung der Gegenauflage, also der deckelseitigen
Auflage, kann mittels eines Kraftspeichers erfolgen, der diese Gegenauflage
in Richtung Druckplatte bzw. gegen die Anpreßtellerfeder beaufschlagt.
Es kann also die Gegenauflage entsprechend der durch den Belagverschleiß bedingten
Verlagerung der federbeaufschlagten Auflage selbsttätig nachstellen,
wodurch eine spielfreie Schwenklagerung der Anpreßtellerfeder
gewährleistet
werden kann.
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Die
Gegenauflage kann mittels einer zwischen Anpreßtellerfeder und Deckel vorgesehenen Nachstelleinrichtung
axial verlagerbar sein. Die Nachstelleinrichtung kann dabei ein
ringförmiges, also
in sich zusammenhängendes
Bauteil besitzen, das zumindest im eingerückten Zustand der Reibungskupplung
von der Anpreßtellerfeder
axial beaufschlagt wird. Durch Verdrehung des ringförmigen Bauteils
bei auftretendem Verschleiß und
während des
Ausrückvorganges
kann die Schwenklagerung entsprechend dem Belagverschleiß nachgestellt
werden. Hierfür
kann in besonders vorteilhafter Weise die Nachstellvorkehrung bzw.
das ringförmige
Bauteil dieser Nachstellvorkehrung in axialer Richtung ansteigende
Nachstellrampen besitzen. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn
das ringförmige
Bauteil die Gegenauflage trägt,
wobei letztere durch einen Drahtring gebildet sein kann. Dieser
Drahtring kann in einer umlaufenden Ringnut des Bauteils aufgenommen
und mit diesem über
Formschluß verbunden sein.
Der Formschluß kann
dabei als Schnappverbindung ausgebildet sein.
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Die
Auflauframpen können
mit zylinderförmigen
oder kugelähnlichen
Abwälzkörpern zur
Nachstellung zusammenwirken. Besonders vorteilhaft kann es jedoch
sein, wenn die Auflauframpen mit korrespondierenden Gegenauflauframpen
zusammenarbeiten, da dann durch entsprechende Wahl des Auflaufwinkels
dieser Rampen eine Selbsthemmung bei axialer Verspannung der Rampen
erfolgen kann. Die Gegenauflauframpen können von einem ringartigen
Bauteil getragen sein, das zwischen dem die Auflauframpen tragenden
Bauteil und dem Deckel angeordnet sein kann. Ein besonders einfacher
Aufbau kann jedoch durch Einbringung der Gegenauflauframpen in das
Gehäuse
gewährleistet
werden. Letzteres kann in besonders einfacher Weise bei Blechgehäusen erfolgen,
da die Gegenauflauframpen angeprägt
werden können.
Die Anprägung
kann dabei in radial verlaufenden Bereichen des Gehäuses erfolgen.
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Um
eine preisgünstige
Herstellung der Reibungskupplung zu gewährleisten, kann es weiterhin von
Vorteil sein, wenn wenigstens ein Teil der Nachstelleinrichtung
aus Kunststoff hergestellt ist. Derartige Kunststoffteile können durch
Spritzen gefertigt werden. Als Kunststoff eignen sich in besonders
vorteilhafter Weise Thermoplaste, wie z.B. Polyamid. Der Einsatz
von Kunststoffen wird deshalb möglich, weil
sich die Nachstelleinrichtung in einem den HitzeeinWirkungen nur
wenig ausgesetzten Bereich befinden. Darüber hinaus ergibt sich infolge
des geringeren Gewichtes auch ein geringeres Massenträgheitsmoment.
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Gemäß einem
weiteren erfinderischen Gedanken kann die Nachstellvorkehrung derart
ausgebildet sein, daß sie – in Ausrückrichtung
der Reibungskupplung betrachtet – freilaufähnlich wirkt, in der der Ausrückrichtung
entgegengesetzten Richtung jedoch selbsthemmend ist. Hierfür können die Auflauframpen
und/oder die Gegenauflauframpen derart ausgebildet werden, daß sie in
axialer Richtung einen Steigungswinkel besitzen, der zwischen 4 und
20 Grad liegt, vorzugsweise in der Größenordnung von 5 bis 12 Grad.
In vorteilhafter Weise werden die Auflauframpen und/oder Gegenauflauframpen derart
ausgebildet, daß eine
Selbsthemmung durch Reibungseingriff stattfindet. Die Selbshemmung kann
aber auch durch einen Formschluß erreicht bzw.
unterstützt
werden, indem z.B. eine der Rampen weich und die andere mit einer
Profilierung ausgestaltet ist, oder indem beide Rampen Profilierungen aufweisen.
Durch diese Maßnahmen
ist gewährleistet,
daß keine
zusätzlichen
Mittel erforderlich sind, um eine ungewollte Rückstellung zu vermeiden.
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Die
Nachstelleinrichtung kann besonders vorteilhaft und einfach sein,
wenn die in Umfangsrichtung wirksame Vorschubeinrichtung als vorgespannt eingebaute
Feder ausgebildet ist, die wenigstens ein die Auflauframpen tragendes
Bauteil und/oder ein die Gegenauflauframpen bzw. Gegenauflaufbereiche tragendes
Bauteil in Nachstellrichtung federnd beaufschlagt. Die Federbeaufschlagung
kann dabei in vorteilhafter Weise derart erfolgen, daß die Funktion
der übrigen
Federn, wie insbesondere der Betätigungstellerfeder und
der die axial nachgiebige Auflage beaufschlagenden Feder nicht bzw.
praktisch nicht beeinflußt
wird.
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Für manche
Anwendungsfälle
kann es vorteilhaft sein, wenn die Nachstellvorkehrung mehrere verlagerbare
Nachstellelemente, wie z.B. in radialer und/oder in Umfangsrichtung
verlagerbare Nachstellkeile oder Wälzkörper besitzt. Weiterhin kann
es von Vorteil sein, wenn die Nachstellvorkehrung drehzahlabhängig ist.
So kann z.B. die auf einzelne Elemente der Nachstellvorkehrung einwirkende
Fliehkraft zur Betätigung
und/oder zur Verriegelung der Nachstelleinrichtung bei bestimmten
Betriebszuständen
der Brennkraftmaschine herangezogen werden. Insbesondere kann die
Nachstellvorkehrung durch fliehkraftabhängige Mittel ab einer bestimmten
Drehzahl, blockiert werden, was z.B. bei zumindest annähernder
Leerlaufdrehzahl oder Drehzahl unterhalb der Leerlaufdrehzahl erfolgen
kann, so daß die
Verschleißnachstellung
nur bei geringen Drehzahlen stattfindet. Dies hat den Vorteil, daß keine
ungewollten Nachstellungen, die durch Schwingungen bei hohen Drehzahlen
entstehen könnten,
auftreten.
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Ein
besonders einfacher und funktionssicherer Aufbau der Nachstelleinrichtung
kann dadurch gewährleistet
werden, daß die
relativ zum Gehäuse verlagerbaren
Teile, welche Auflauframpen und/oder Gegenauflauframpen bzw. Gegenauflaufbereiche besitzen,
federnd belastet sind. Sofern nur ein entsprechendes Bauteil mit
den entsprechenden Rampen bzw. Bereichen vorhanden ist, das gegenüber dem
Gehäuse
verlagerbar ist, wird dieses beaufschlagt. Besonders vorteilhaft
kann es dabei sein, wenn die Federbelastung eine Kraft in Umfangsrichtung
erzeugt.
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Für den Aufbau
und die Funktion der Reibungskupplung kann es weiterhin von Vorteil
sein, wenn die als Scheibenfeder, wie Tellerfeder ausgebildete Sensorfeder
sich mit ihrem radial äußeren Bereich
an einem axial festen Bauteil, wie dem Gehäuse abstützt und mit radial weiter innen
liegenden Bereichen die dem Deckel abgekehrte Abwälzauflage beaufschlagt.
Diese Abwälzauflage
kann auch einteilig mit der Sensorfeder ausgebildet sein, so daß also die
Sensortellerfeder auch die Auflage bildet. Zur Halterung der Sensorfeder
in verspannter Lage kann das Gehäuse
Abstützbereiche
tragen. Diese Abstützbereiche
können
durch einzelne, am Gehäuse
angebrachte Abstützelemente
gebildet sein. Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn die Abstützbereiche einteilig
mit dem Gehäuse
sind, z.B. können
am Gehäuse
Anprägungen
oder ausgeschnittene und verformte Bereiche vorgesehen werden, welche
die Sensorfeder zur Abstützung
axial untergreifen.
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Für die Funktion
der Reibungskupplung, insbesondere zur Minimierung des Ausrückkraftverlaufes
bzw. der maximal erforderlichen Ausrückkraft kann es besonders vorteilhaft
sein, wenn die zwischen Druckplatte und Gegendruckplatte einklemmbare
Kupplungsscheibe Reibbeläge
besitzt, zwischen denen eine sogenannte Belagfederung, wie sie beispielsweise
durch die DE-OS 36 31 863 bekannt geworden ist, vorgesehen ist.
Durch Verwendung einer derartigen Kupplungsscheibe wird die Betätigung,
insbesondere der Ausrückvorgang
der Reibungskupplung, unterstützt.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß im eingerückten Zustand
der Reibungskupplung die verspannte Belagfederung auf die Druckplatte
eine Reaktionskraft ausübt,
die der von der Anpreßtellerfeder
bzw. Betätigungstellerfeder
auf diese Druckplatte ausgeübten
Kraft entgegengerichtet ist. Beim Ausrückvorgang wird während der
axialen Verlagerung der Druckplatte diese zunächst durch die federnd verspannte
Belagfederung zurückgedrängt, wobei
gleichzeitig infolge des im Ausrückbereich
vorhandenen verhältnismäßig steil
abfallenden Kennlinienabschnittes der Anpreßtellerfeder die von dieser
auf die Druckplatte ausgeübte
Kraft abnimmt. Mit der Abnahme der von der Anpreßtellerfeder auf die Druckplatte
ausgeübten
Kraft nimmt auch die von der Belagfederung auf diese Druckplatte
ausgeübte
Rückstellkraft
abnehmen. Die effektiv zum Ausrücken
der Reibungskupplung erforderliche Kraft ergibt sich aus der Differenz
zwischen Rückstellkraft der
Belagfederung und Anpreßkraft
der Anpreßtellerfeder.
Nach Entspannung der Belagfederung, also bei Abhub der Druckplatte
von den Reibbelägen
bzw. Freigabe der Kupplungsscheibe durch die Druckplatte wird die
erforderliche Ausrückkraft
hauptsächlich durch
die Anpreßtellerfeder
bestimmt. Die Kraft-Weg-Charakteristik
der Belagfederung und die Kraft-Weg-Charakteristik der Anpreßtellerfeder
können
in besonders vor teilhafter Weise derart aufeinander abgestimmt sein,
daß bei
Freigabe der Kupplungsscheibe durch die Druckplatte die zum Betätigen der
Anpreßtellerfeder
erforderliche Kraft sich auf einem niedrigen Niveau befindet. Es
kann also durch gezielte Abstimmung oder gar Angleichung der Belagfederungscharakteristik
an die Anpreßtellerfedercharakteristik
bis zur Freigabe der Kupplungsscheibe durch die Druckplatte nur
eine sehr geringe, im Extremfall praktisch gar keine, Betätigungskraft
für die Anpreßtellerfeder
zur Überwindung
des restlichen Abtriebes erforderlich sein. Weiterhin kann die Charakteristik
der Anpreßtellerfeder
derart ausgelegt werden, daß nach
freigegebener Kupplungsscheibe die dann nach von der Anpreßtellerfeder
einer Verschwenkung entgegengesetzte Kraft bzw. die zum Verschwenken
der Anpreßtellerfeder
erforderliche Kraft sich gegenüber
der von dieser Anpreßtellerfeder
im eingerückten
Zustand der Reibungskupplung aufgebrachten Anpreßkraft auf einem sehr niedrigen Niveau
befindet. Es sind auch Auslegungen möglich, bei denen bei Freigabe
der Kupplungsscheibe durch die Druckplatte nur eine sehr geringe
bzw. praktisch keine Kraft erforderlich ist, um die Anpreßtellerfeder zum
Ausrücken
der Kupplung zu betätigen.
Derartige Reibungskupplungen können
so ausgelegt werden, daß die
Betätigungskräfte in der
Größenordnung
zwischen 0 und 200 N liegen.
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Gemäß einem
zusätzlichen
erfinderischen Gedanken kann die Reibungskupplung derart ausgelegt
werden, daß zumindest
annähernd
bei Freigabe der Kupplungsscheibe durch die Druckplatte die von der
Anpreßtellerfeder
aufgebrachte Axialkraft sich im Nullbereich befindet, wobei bei
Fortsetzung des Ausrückvorganges
die von der Anpreßtellerfeder
aufgebrachte Kraft negativ werden kann, also eine Umkehrung der
Kraftwirkung der Anpreßtellerfeder
stattfindet. Dies bedeutet, daß bei
vollständig
ausgerückter Reibungskupplung
diese praktisch von selbst geöffnet
bleibt und nur durch äußere Krafteinwirkung
der Einkuppelvorgang wieder eingeleitet werden kann.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Reibungskupplung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge,
mit einer Druckplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar,
mit einem Gehäuse
verbunden ist, wobei zwischen Gehäuse und Druckplatte wenigstens eine
verspannbare Anpreßfeder
wirksam ist, die die Druckplatte in Richtung einer zwischen dieser
und einer Gegendruckplatte, wie einem Schwungrad, einklemmbaren
Kupplungsscheibe beaufschlagt.
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Derartige
Kupplungen sind beispielsweise durch die DE-OS 24 60 963, die DE-PS
24 41 141 und 898 531 sowie die DE-AS 1 267 916 bekannt geworden.
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Der
vorliegenden Erfindung lag weiterhin die Aufgabe zugrunde, derartige
Reibungskupplungen bezüglich
der Funktion und Lebensdauer zu verbessern. Insbesondere sollen
durch die Erfindung die zur Betätigung
derartiger Reibungskupplungen erforderlichen Kräfte reduziert werden und über deren Lebensdauer
ein praktisch geichbleibender Ausrückkraftverlauf gewährleistet
werden. Weiterhin sollen die erfindungsgemäßen Reibungskupplungen in besonders
einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sein.
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Gemäß der Erfindung
wird dies dadurch erzielt, daß eine
den Verschleiß der
Reibbeläge
der Kupplungsscheibe selbsttätig
kompensierende Nachstellvorkehrung vorhanden ist, die eine praktisch
gleichbleibende Kraftbeaufschlagung der Druckplatte durch die Anpreßfeder bewirkt,
und die Reibungskupplung Betätigungsmittel
zum Ein- und Ausrücken
besitzt sowie eine Vorkehrung aufweist, die während des Ausrückvorganges,
zumindest über einen
Teilbereich des Betätigungsweges
der Betätigungsmittel
und/oder des Ausrückwegs
der Druckplatte, einen allmählichen
Abbau des von der Reibungskupplung bzw. der Kupplungsscheibe übertragbaren
Momentes bewirkt. Durch eine derartige Vorkehrung kann ebenfalls
erzielt werden, daß während des
Einrückvorganges
der Reibungskupplung und bei Beginn der Einspannung der Reibbeläge zwischen
Druck- und Gegendruckplatte ein allmählicher bzw. progressiver Aufbau
des von der Reibungskupplung übertragbaren
Momentes erfolgt.
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Durch
die erfindungsgemäße Auslegung
einer Reibungskupplung wird gewährleistet,
daß die Anpreßtellerfeder, über die
Lebensdauer der Reibungskupplung betrachtet, praktisch immer die
gleiche Vorspannung bei eingerückter
Reibungskupplung besitzt und somit eine praktisch gleichbleibende Kraftbeaufschlagung
der Druckplatte gegeben ist. Weiterhin kann durch die zusätzliche
Vorkehrung, welche einen allmählichen
Abbau des von der Reibungskupplung übertragbaren Momentes während eines
Ausrückvorganges
bewirkt, eine Reduzierung bzw. Minimierung des Ausrückkraftverlaufes
bzw. der maximal erforderlichen Ausrückkraft erzielt werden. Dies
ist darauf zurückzuführen, daß die Vorkehrung die
Betätigung,
insbesondere den Ausrückvorgang, der
Reibungskupplung unterstützt.
Hierfür
kann die Vorkehrung axial federnd nachgiebige Mittel aufweisen,
die auf die Betätigungsmittel
und/oder auf die Anpreßfeder
und/oder auf die Druckplatte und/oder auf die Gegendruckplatte eine
Reaktionskraft ausüben,
die der von der Anpreßfeder
auf die Druckplatte ausgeübten
Kraft entgegengerichtet und in Serie geschaltet ist.
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Besonders
vorteilhaft kann es sein, wenn die Vorkehrung der Reibungskupplung
derart angeordnet ist, daß sie
während
des Ausrückvorganges über einen
Teilabschnitt des axialen Verlagerungsweges der durch die Anpreßfeder beaufschlagten
Druckplattenbereiche einen allmählichen
Abbau des von der Reibungskupplung bzw. der Kupplungsscheibe übertragbaren
Momentes bewirkt.
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Für manche
Anwendungsfälle
kann die Vorkehrung in vorteilhafter Weise im Kraftfluß zwischen der
Schwenklagerung der Betätigungsmittel
bzw. zwischen der Anpreßfeder
und den Befestigungsstellen, wie Verschraubungen, des Gehäuses an
der Gegendruckplatte vorgesehen werden.
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Für andere
Anwendungsfälle
kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die Vorkehrung im Kraftfluß zwischen
der Schwenklagerung der Betätigungsmittel
bzw. zwischen der Anpreßfeder
und der Reibfläche
der Druckplatte vorgesehen ist. Eine derartige Anordnung ist z.B.
durch die DE-OS 37 42 354 und die DE-OS 1 450 201 vorgeschlagen
worden.
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Für weitere
Anwendungsfälle
kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Vorkehrung axial zwischen
zwei Rücken
an Rücken
angeordneten Reibbelägen
der Kupplungsscheibe vorgesehen wird, also durch eine sogenannte "Belagfederung" gebildet ist, z.
B. durch zwischen den Belägen
vorgesehene Belagfedersegmente. Derartige Vorkehrungen sind beispielsweise
durch die DE-OS 36 31 863 bekannt geworden.
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Eine
weitere Möglichkeit,
einen progressiven Momentenaufbau bzw. -abbau zu erzielen, ist durch die
DE-OS 21 64 297 vorgeschlagen worden, bei der das Schwungrad zweiteilig
ausgebildet ist und das die Gegendruckplatte bildende Bauteil axial
federnd gegenüber
dem mit der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine verbundenen Bauteil
abgestützt
ist.
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Für die Funktion
und den Aufbau einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung kann es
besonders zweckmäßig sein,
wenn die Vorkehrung eine axiale, federnde Nachgiebigkeit zwischen
Kupplungsbauteilen ermöglicht,
wobei die Vorkehrung derart angeordnet und ausgestaltet ist, daß bei geöffneter
Kupplung die auf die Vorkehrung einwirkende Kraft am kleinsten ist und über den
Schließvorgang der
Kupplung, also über
den Einrückweg
der Kupplung, die auf die Vorkehrung einwirkende Kraft allmählich auf
das Maximum ansteigt, wobei dieser Anstieg zweckmäßigerweise
nur über
einen Teilbereich des Schließweges
bzw. Einrückweges
der Betätigungsmittel
bzw. der Druckplatte stattfindet. Besonders vorteilhaft kann es
sein, wenn die Vorkehrung derart ausgelegt ist, daß die allmähliche Abnahme bzw.
die allmähliche
Zunahme des von der Reibungskupplung übertragbaren Momentes über zumindest annähernd 40
bis 70% des Betätigungsweges
der Betätigungsmittel
und/oder des maximal axialen Weges der Druckplatte erfolgt. Der
restliche Bereich des entsprechenden Weges wird zur einwandfreien
Trennung des Kraftflusses und zum Ausgleich von eventuell vorhandenen
Verformungen an den Kupplungsbauteilen, wie insbesondere der Kupplungsscheibe, der
Druckplatte sowie der Gegendruckplatte, benötigt.
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Um
die zur Betätigung
der erfindungsgemäßen Reibungskupplung
erforderlichen Kräfte
zu minimieren, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Anpreßfeder,
zumindest über
einen Teil des Ausrückweges
der Reibungskupplung, einen degressiven Kraft-Weg-Verlauf besitzt,
das bedeutet also, daß die Anpreßfeder,
zumindest über
einen Teilbereich ihres Kompressions- bzw. Verformungsweges, einen
abfallenden Kraftverlauf besitzt. Dadurch kann erzielt werden, daß beim Ausrückvorgang
der Reibungskupplung die Federkraft der Vorkehrung der Kraft der Anpreßfeder entgegenwirkt,
so daß über einen
Teilbereich des Ausrückweges
die Verspannung bzw. Verformung der Anpreßfeder durch die Federkraft der
Vorkehrung unterstützt
wird, wobei gleichzeitig, infolge des im Ausrückbereich vorhandenen degressiven
bzw. abfallenden Kraft-Weg-Verlaufes
der Anpreßfeder,
die von letzterer auf die Druckplatte bzw. die Reibbeläge ausgeübte Kraft
abnimmt. Der effektiv zum Ausrücken
der Reibungskupplung erforderliche Kraftverlauf ergibt sich, soweit
keine zusätzlichen,
sich überlagernden
Federwirkungen vorhanden sind, aus der Differenz zwischen dem von
der Vorkehrung aufgebrachten Kraftverlauf und dem Kraftverlauf der
Anpreßfeder.
Bei Abhub der Druckplatte von den Reibbelägen bzw. Freigabe der Kupplungsscheibe
durch die Druckplatte wird der erforderliche verbleibende Ausrückkraftverlauf
bzw. die erforderliche Ausrückkraft
hauptsächlich
durch die Anpreßfeder
bestimmt. Die Kraft-Weg-Charakteristik der Vorkehrung und die Kraft-Weg-Charakteristik
der Anpreßfeder
können
derart aufeinander abgestimmt sein, daß bei Freigabe der Kupplungsscheibe
durch die Druckplatte die zum Betätigen der Anpreßfeder erforderliche
Kraft auf einem verhältnismäßig niedrigen
Niveau befindet. Es kann also durch Annäherung oder gar Angleichung
der Federcharakteristik bzw. Kraftcharakteristik der Vorkehrung
an die Anpreßfedercharakteristik
bis zur Freigabe der Kupplungsscheibe durch die Druckplatte nur
eine sehr geringe, im Extremfall praktisch gar keine Betätigungskraft
für die
Anpreßfeder
erforderlich sein.
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Als
Anpreßfeder
eignet sich in besonders vorteilhafter Weise eine Tellerfeder, die
einerseits um eine vom Gehäuse
getra gene ringartige Schwenklagerung verschwenkbar sein kann und
andererseits die Druckplatte beaufschlagt. Dabei kann die Tellerfeder
einen Ringkörper
aufweisen, von dem radial nach innen hin gerichtete Zungen ausgehen,
welche die Betätigungsmittel
bilden. Die Betätigungsmittel können jedoch
auch durch Hebel gebildet sein, die z. B. am Gehäuse schwenkbar gelagert sind.
Die Anpreßkraft
für die
Druckplatte kann jedoch auch durch andere Federarten, wie z. B.
Schraubenfedern, aufgebracht werden, die in der Reibungskupplung
derart angeordnet sind, daß die
von diesen auf die Druckplatte ausgeübte Axialkraft im eingerückten Zustand der
Reibungskupplung am größten ist
und diese Kraft sich während
des Ausrückvorganges
verringert. Dies kann z. B. durch Schrägstellung von Schraubenfedern
gegenüber
der Rotationsachse der Reibungskupplung erfolgen.
-
Besonders
vorteilhaft kann es sein, wenn die Tellerfeder am Gehäuse zwischen
zwei Auflagen verschwenkbar abgestützt ist, zur Bildung einer
sogenannten Kupplung der gedrückten
Bauart. Bei derartigen Kupplungen werden die Betätigungsmittel zum Ausrücken der
Reibungskupplung üblicherweise
in Richtung der Druckplatte beaufschlagt. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf Kupplungen der gedrückten
Bauart beschränkt,
sondern umfaßt
auch Kupplungen der gezogenen Bauart, bei denen die Betätigungsmittel
zum Ausrücken
der Reibungskupplung üblicherweise
in Richtung von der Druckplatte weg beaufschlagt werden.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Reibungskupplung
eine Tellerfeder aufweisen, die derart ausgelegt ist, daß sie einen
sinusartigen Kraft-Weg-Verlauf aufweist und die derart eingebaut
ist, daß im
eingerückten
Zustand der Reibungskupplung ihr Betriebspunkt auf dem, dem ersten
Kraftmaximum folgenden, degressiven Kennlinienbereich vorgesehen
ist. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Tellerfeder
ein Kräfteverhältnis von
1:0,4 bis 1:0,7 zwischen dem ersten Kraftmaximum und dem darauffolgenden
-minimum aufweist.
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Besonders
vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn die Reibungskupplung über ein
an den Betätigungsmitteln,
wie z. B. an den Zungenspitzen der Tellerfeder, angreifendes Ausrücksystem
betätigbar
ist, wobei das Ausrücksystem
ein Kupplungspedal aufweisen kann, das ähnlich wie ein Gaspedal ausgebildet
und im Kraftfahrzeuginnenraum angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung
des Kupplungspedales kann besonders vorteilhaft sein, da durch die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
die zum Ausrücken
der Reibungskupplung erforderliche Kraft bzw. der Kraftverlauf auf
ein sehr niedriges Niveau gebracht werden kann so daß über ein
Gaspedal-ähnlich
ausgebildetes Kupplungspedal eine bessere Dosierbarkeit der Betätigungskraft
möglich
ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer
Reibungskupplung und die damit verbundene Möglichkeit der Reduzierung der über die
Lebensdauer der Reibungskupplung maximal auftretenden Anpreßfederkräfte können die
Bauteile entsprechend verkleinert bzw. in ihrer Festigkeit reduziert
werden, wodurch eine erhebliche Verbilligung in der Herstellung
erfolgen kann. Durch Reduzierung der Ausrückkräfte werden weiterhin die Reibungs-
und Elastizitätsverluste
in der Kupplung und im Ausrücksystem verringert
und somit der Wirkungsgrad des Systems Reibungskupplung/Ausrücksystem
wesentlich verbessert. Es kann somit das ganze System optimal ausgelegt
werden und dadurch der Kupplungskomfort wesentlich verbessert werden.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
ist allgemein bei Reibungskupplungen anwendbar und insbesondere
bei solchen, wie sie beispielsweise durch die DE-PS 29 16 755, DE-PS
29 20 932, DE-OS 35 18 781, DE-OS 40 92 382, FR-OS 2 605 692, FR-OS
2 606 477, FR-OS 2 599 444, FR-OS 2 599 446, GB-PS 1 567 019, US-PS
4,924,991, US-PS 4,191,285, US-PS 4,057,131, JP-GM 3-25026, JP-GM
3-123, JP-GM 2-124326,
JP-GM 1-163218, JP-OS 51-126452, JP-GM 3-19131, JP-GM 3-53628 vorgeschlagen
worden sind.
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf die älteren Anmeldungen
DE-P 42 07 528.9, deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt
der vorliegenden Erfindung gehört.
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Die
Verwendung einer Reibungskupplung mit einem selbsttätigen bzw.
automatischen Ausgleich zumindest des Belagver schleißes – wodurch eine
zumindest über
die Lebensdauer der Reibungskupplung annähernd gleichbleibende Einspannkraft der
Kupplungsscheibe gewährleistet
ist – ist
insbesondere in Verbindung mit Kupplungsaggregaten vorteilhaft,
bei denen die Reibungskupplung, die Kupplungsscheibe und die Gegendruckplatte,
wie zum Beispiel einem Schwungrad, eine Montageeinheit bzw. ein
Modul bilden. Bei einer derartigen Montageeinheit ist es aus Kostengründen vorteilhaft, wenn
das Kupplungsgehäuse
mit der Gegendruckplatte über
eine nicht lösbare
Verbindung, wie zum Beispiel Schweißverbindung oder Formverbindung, zum
Beispiel durch plastische Materialverformung, verbunden ist. Durch
eine derartige Verbindung können
die üblicherweise
verwendeten Befestigungsmittel, wie Schrauben, entfallen. Bei solchen
Montageeinheiten ist ein Auswechseln der Kupplungsscheibe bzw. der
Kupplungsbeläge
wegen Überschreitung der
Verschleißgrenze
ohne Zerstörung
von Bauteilen, wie zum Beispiel dem Kupplungsgehäuse, praktisch nicht möglich. Durch
Einsatz einer verschleißnachstellenden
Kupplung kann die Montageeinheit derart ausgelegt werden, daß diese über die
gesamte Fahrzeuglebensdauer eine einwandfreie Funktion garantiert.
Es kann also aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Verschleißreserve
der Kupplungsscheibe und die Nachstellreserve der Reibungskupplung
bzw. des Kupplungsmoduls so groß dimensioniert
werden, daß die
Kupplungslebensdauer und somit auch die Lebensdauer der Montageeinheit
mit Sicherheit zumindest diejenige des Fahrzeuges erreichen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann es besonders vorteilhaft sein,
wenn eine eine Verschleißnachstellvorkehrung
aufweisende Reibungskupplung mit einem sogenannten Zweimassenschwungrad
kombiniert wird, wobei die Reibungskupplung unter Zwischenlegung
einer Kupplungsscheibe auf der einen mit einem Getriebe verbindbaren
Schwungmasse montierbar ist und die zweite Schwungmasse mit der
Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbindbar ist. Zweimassenschwungräder, bei
denen die erfindungsgemäße Reibungskupplung
Verwendung finden kann, sind zum Beispiel bekannt geworden durch
die DE-OS 37 21 712, 37 21 711, 41 17 571, 41 17 582 und 41 17 579. Der
gesamte Inhalt dieser Anmeldungen gehört auch zum Offenbarungsinhalt
der vorliegenden Erfindung, so daß die in diesen Anmeldungen
beschriebenen Merkmale in beliebiger Weise mit den in der vorliegenden
Erfindung beschriebenen Merkmalen kombiniert werden können. Insbesondere
kann das Kupplungsgehäuse
bzw. der Kupplungsdeckel über
eine nicht ohne Zerstörung
lösbare
Verbindung mit der sie tragenden Schwungmasse verbunden sein, wie
dies zum Beispiel für
verschiedene Ausführungsformen
in der DE-OS 41
17 579 gezeigt und beschrieben ist.
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Durch
Einsatz einer Reibungskupplung mit einer Vorkehrung, welche zumindest
den Belagverschleiß ausgleicht,
kann weiterhin eine Optimierung in der Auslegung der Reibungskupplung
erfolgen, insbesondere des die Verspannkraft für die Kupplungsscheibe aufbringenden
Kraftspeichers. Dieser Kraftspeicher kann also derart ausgelegt
werden, daß er praktisch
lediglich die zur Übertragung
des gewünschten
Drehmomentes erforderliche Einspannkraft für die Kupplungsscheibe aufbringt.
Der Kraftspeicher kann durch zumindest eine Tellerfeder oder durch
eine Mehrzahl von Schraubenfedern gebildet sein. Weiterhin ist die
Verwendung einer selbstnachstellenden Reibungskupplung in Verbindung
mit zweimassenschwungrädern
vorteilhaft, bei denen der zwischen den beiden Schwungmassen angeordnete
drehelastische Dämpfer
radial außerhalb
der Kupplungsscheibe bzw. des äußeren Reibdurchmessers
der Reibfläche
der mit dem Getriebe verbindbaren Schwungmasse vorgesehen ist. Bei
derartigen Zweimassenschwungrädern
muß der
Reibdurchmesser der Kupplungsscheibe kleiner sein als bei konventionellen
Kupplungen, so daß die
Anpreßkraft entsprechend
dem Verhältnis
der mittleren Reibradien erhöht
werden muß,
um ein definiertes Motordrehmoment übertragen zu können. Bei
Verwendung einer konventionellen Kupplung würde dies zu einer Erhöhung der
Ausrückkraft
führen.
Durch den Einsatz einer verschleißnachstellenden Kupplung mit
einem über
den Ausrückweg
progressiven Abbau des von der Kupplungsscheibe übertragbaren Drehmomentes gemäß dem Anspruch
1 kann jedoch eine Ausrückkraftabsenkung
erzielt werden, wodurch eine Erhöhung
der Ausrückkraft
vermieden werden kann oder durch entsprechende Auslegung der Reibungskupplung
gar eine Ausrückkraftabsenkung
gegenüber
einer konventionellen Kupplung erzielt werden kann.
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Es
kann also durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Reibungskupplung
gewährleistet
werden, daß trotz
reduziertem Reibbelagaußendurchmesser
und der dadurch erforderlichen höheren
Anpreßkraft
die Ausrückkraft
niedrig gehalten werden kann. Durch die niedrigere Ausrückkraft
wird auch die Belastung des Wälzlagers, über die
die beiden Schwungmassen relativ zueinander verdrehbar sind, reduziert.
Weiterhin wird durch die Verschleißnachstellung die Lebensdauer
der Kupplung erhöht, so
daß ein
Auswechseln der Teile, insbesondere der Kupplungsscheibe während der
Lebensdauer des Kraftfahrzeuges, nicht mehr erforderlich ist. Es
kann also der Kupplungsdeckel fest mit der mit dem Getriebe verbindbaren
Schwungmasse verbunden werden, zum Beispiel durch Vernieten oder
Verschweißen.
Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn ein beschränkter Einbauraum
bzw. beschränkte
Konturen der Kupplungsglocke vorhanden sind, die eine Verbindung
des Kupplungsdeckels mit dem getriebeseitigen Schwungrad in herkömmlicher
Weise durch Verschrauben nicht mehr ermöglichen.
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Bei
Reibungskupplung mit integrierter Nachstellvorkehrung für den Belagverschleiß werden
bei konventioneller Befestigung der aus Reibungskupplung und Schwungrad
bestehenden Kupplungseinheit an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine Axial-,
Dreh- und Taumelschwingungen auf die Kupplungseinheit übertragen,
welche durch die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine, wie insbesondere Kurbelwelle,
angeregt werden. Damit die Kupplungseinheit bzw. die Nachstellvor kehrung
in ihrer Funktion durch solche Schwingungen nicht beeinträchtigt werden
und insbesondere eine unerwünschte
Nachstellung der Verschleißausgleichsvorkehrung
unterdrückt
wird, müssen
bei der Auslegung der Nachstellvorkehrung die Trägheitskräfte derjenigen Bauteile, welche
auf diese Vorkehrung einwirken, berücksichtigt werden. Um diese
insbesondere durch Axial- und Taumelschwingungen verursachten unerwünschten Nebeneffekte
bzw. der damit verbundene höhere Aufwand
für die
Auslegung einer Nachstellvorkehrung zum Ausgleich des Belagverschleißes zu vermeiden,
wird gemäß einem
weiteren Erfindungsgedanken, die die Nachstellvorkehrung aufweisende Kupplungseinheit
gegenüber
den von der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine angeregten Axial-
und Biegeschwingungen weitgehend entkoppelt. Dies kann dadurch geschehen,
daß die
Kupplungseinheit über
ein axial elastisches bzw. federnd nachgiebiges Bauteil mit der
Abtriebswelle der Brennkraftmaschine verbindbar ist. Die Steifigkeit
dieses Bauteils ist dabei derart bemessen, daß die durch die Abtriebswelle
der Brennkraftmaschine an der Kupplungseinheit erzeugten Axial-
und Taumel- bzw. Biegeschwingungen durch dieses elastische Bauteil
zumindest auf ein Maß gedämpft bzw.
unterdrückt
werden, daß eine einwandfreie
Funktion der Reibungskupplung, insbesondere deren Nachstellvorkehrung
gewährleistet. Derartige
elastische Bauteile sind beispielsweise durch die EP-OS 0 385 752
und 0 464 997 sowie das SAE Technical Paper 9 003 91 bekannt geworden. Der
Inhalt dieser Veröffentlichungen
soll ebenfalls zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Erfindung gehören. Durch
die Verwendung eines elastischen Bauteils ist es möglich, eine
unerwünschte
Verschleißnachstellung,
verursacht durch Axialschwingungen der Druckplatte relativ zum Kupplungsdeckel – insbesondere
bei ausgerückter
Reibungskupplung – durch
Schwungradschwingungen und/oder Schwingungen der Tellerfeder zu
beseitigen. Derartige Schwingungen können bei Kupplungsaggregaten bzw.
Kupplungseinheiten ohne eine diese Schwingungen zumindest im wesentlichen
unterdrückende Vorkehrung,
wie insbesondere eine axial nachgiebige Scheibe, zu einer veränderten
Einstellung unabhängig
vom Verschleißzustand
der Kupplungsscheibe führen,
wobei die Tellerfeder der Reibungskupplung in der Anpreßkraft gegen
ein Kraftminimum heruntergeregelt werden könnte, wodurch die Übertragung
des gewünschten
Momentes nicht mehr gewährleistet
wäre.
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Gemäß einer
weiteren erfinderischen Ausgestaltung kann eine Reibungskupplung
mit einem selbsttätigen
bzw. automatischen Ausgleich, die insbesondere entsprechend der
vorliegenden Erfindung ausgebildet sein kann, in vorteilhafter Weise
in einer Antriebseinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge, Verwendung
finden, welche aus einem automatischen oder halbautomatischen Getriebe
und einer zwischen einem Antriebsmotor, wie einer Brennkraftmaschine,
und Getriebe angeordneten, zumindest in Abhängigkeit der Betätigung des
Getriebes gesteuert bzw. geregelt betätigbaren Reibungskupplung besteht.
Die Reibungskupplung ist vorzugsweise vollautomatisch betätigbar.
Eine automatisierte bzw. vollautomatische Betätigung einer Reibungskupplung
ist beispielsweise durch die DE-OS 40 11 850.9 vorgeschlagen worden,
so daß bezüglich der
Wirkungsweise und der erforderlichen Mittel auf diese Schrift verwiesen
wird.
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Bei
den bisher bekannten Antriebseinheiten mit automatischem oder halbautomatischem
Getriebe und konventioneller Reibungskupplung bestanden bisher erhebliche
Probleme für
die Kupplungsbetätigung
und die Auslegung der dazu erforderlichen Aktuatoren, wie z. B.
Kolben/Zylindereinheiten und/oder Elektromotoren. Aufgrund der bei
konventionellen Kupplungen erforderlichen verhältnismäßig hohen Ausrückkräfte sind
sehr stark bzw. groß dimensionierte
Aktuatoren erforderlich. Dies bedeutet großes Bauvolumen, hohes Gewicht
und hohe Kosten. Auch sind derartig groß ausgelegte Aktuatoren aufgrund
ihrer Massenträgheit
in der Ansprechzeit verhältnismäßig langsam.
Bei Verwendung von Stellzylindern ist außerdem ein größerer Volumenstrom an
Druckmittel erforderlich, so daß auch
die Versorgungspumpe verhältnismäßig groß dimensioniert werden
muß, um
die gewünschte
Betätigungszeit
für die
entsprechende Reibungskupplung zu gewährleisten. Um die vorerwähnten Nachteile
teilweise zu beheben, ist beispielsweise durch die DE-OS 33 09 427 vorgeschlagen
worden, die Betätigungskraft
zum Ausrücken
der Kupplung durch entsprechende Kompensationsfedern zu reduzieren,
um dadurch kleiner dimensionierte Aktuatoren einsetzen zu können. Da die
Ausrückkraft
bei konventionellen Kupplungen jedoch über die Lebensdauer sehr stark
schwankt, das heißt
die Ausrückkraft
ist im Neuzustand relativ gering und steigt über die Lebensdauer mit zunehmen dem
Belagverschleiß an,
kann über
eine Kompensationsfeder nur ein Teil der normalerweise erforderlichen
Ausrückkraft
abgebaut werden. Unter Berücksichtigung
sämtlicher
Toleranzen wird trotz Einsatz von Kompensationsfedern eine Ausrückleistung
der Aktuatoren erforderlich sein, die größer ist als die für eine neue
konventionelle Kupplung. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung mit
Belagverschleißausgleich
in Verbindung mit einer Antriebseinheit, bestehend aus einem Motor
und einem automatischen oder halbautomatischen Getriebe, kann die
Ausrückkraft
gegenüber
dem vorerwähnten
Stand der Technik ganz erheblich abgesenkt werden, und zwar direkt
in der Kupplung, wobei dieser Ausrückkraftwert bzw. Ausrückkraftverlauf
der neuen Kupplung über
die gesamte Lebensdauer derselben praktisch unverändert erhalten
bleibt. Hierdurch ergeben sich wesentliche Vorteile für die Auslegung
der Aktuatoren, da deren Antriebsleistung oder Betätigungsleistung
entsprechend nieder gehalten werden kann, wobei auch die im gesamten
Ausrücksystem
auftretenden Kräfte
bzw. Drücke
entsprechend geringer sind. Dadurch werden die im Ausrücksystem
auftretenden Verluste infolge Reibung oder Elastizität der Bauteile
beseitigt bzw. auf ein Minimum reduziert.
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Anhand
der 1 bis 27 sei
die Erfindung näher
erläutert.
-
Dabei
zeigt:
-
1 eine
erfindungsgemäße Reibungskupplung
in Ansicht,
-
2 einen
Schnitt gemäß der Linie
II-II der 1,
-
3 einen
bei der Reibungskupplung gemäß den 1 und 2 verwendeten
Verstellring,
-
4 einen
Schnitt gemäß der Linie
IV-IV der 3,
-
5 einen
bei der Reibungskupplung gemäß den 1 und 2 verwendeten
Abstützring,
-
6 einen
Schnitt gemäß der Linie
VI-VI der 5,
-
7 und 7a eine
Feder, die eine Verdrehkraft auf den Verstellring ausübt,
-
die 8 bis 11 Diagramme
mit verschiedenen Kennlinien, aus denen das Zusammenwirken der einzelnen
Feder- und Nachstellelemente der erfindungsgemäßen Reibungskupplung zu entnehmen
sind,
-
die 12 und 13 eine
weitere Ausgestaltungsmöglichkeit
einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung,
wobei 13 einen Schnitt gemäß der Linie
XIII der 12 darstellt,
-
14 den bei der Reibungskupplung gemäß den 12 und 13 verwendeten
Verstellring in Ansicht,
-
die 15 bis 17 Einzelheiten
einer weiteren Reibungskupplung mit einer Ausgleichsvorkehrung,
-
die 18 und 19 Diagramme
mit verschiedenen Kennlinien, aus denen das Zusammenwirken der Anpreßtellerfeder
und der Belagfederung sowie die dadurch entstehende Auswirkung auf
den Ausrückkraftverlauf
der Reibungskupplung zu entnehmen sind,
-
20 eine weitere erfindungsgemäße Reibungskupplung in Teilansicht,
-
20a eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles A
der 20,
-
21. einen Schnitt gemäß der Linie XXI der 20,
-
22 eine Teilansicht eines bei einer Reibungskupplung
gemäß den 20 bis 21 verwendbaren
Verstellringes,
-
die 23 und 24 weitere
Ausführungsvarianten
erfindungsgemäßer Reibungskupplungen,
-
25 einen Verstellring in Ansicht, der bei einer
Reibungskupplung gemäß den 12 und 13 oder 20 bis 21 einsetzbar
ist,
-
die 26 bis 29 zusätzliche
Ausführungsvarianten
von Reibungskupplungen,
-
die 30 bis 32 Einzelheiten
einer anderen Ausgestaltungsmöglichkeit
einer Reibungskupplung, wobei die 31 eine
Teilansicht gemäß dem Pfeil
A der 30 und die 32 einen Schnitt gemäß den Pfeilen B-B der 31 darstellen.
-
Die
in den 1 und 2 dargestellte
Reibungskupplung 1 besitzt ein Gehäuse 2 und eine mit diesem
drehfest verbundene, jedoch axial begrenzt verlagerbare Druckscheibe 3.
Axial zwischen der Druckscheibe 3 und dem Deckel 2 ist
eine Anpreßtellerfeder 4 verspannt,
die um eine vom Gehäuse 2 getragene
ringartige Schwenklagerung 5 verschwenkbar ist und die
Druckscheibe 3 in Richtung einer mit dem Gehäuse 2 fest
verbundenen Gegendruckplatte 6, wie zum Beispiel einem
Schwungrad, beaufschlagt, wodurch die Reibbeläge 7 der Kupplungsscheibe 8 zwischen
den Reibflächen
der Druckscheibe 3 und der Gegendruckplatte 6 eingespannt
werden.
-
Die
Druckscheibe 3 ist mit dem Gehäuse 2 über in Umfangsrichtung
bzw. tangential gerichtete Blattfedern 9 drehfest verbunden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
besitzt die Kupplungsscheibe 8 sogenannte Belagfedersegmente 10,
die, einen progressiven Drehmomentaufbau beim Einrücken der
Reibungskupplung 1 gewährleisten,
indem sie über
eine begrenzte axiale Verlagerung der beiden Reibbeläge 7 in Richtung
aufeinander zu einen progressiven Anstieg der auf die Reibbeläge 7 einwirkenden
Axialkräfte
ermöglichen.
Es könnte
jedoch auch eine Kupplungsscheibe verwendet werden, bei der die
Reibbeläge 7 axial
praktisch starr auf eine Trägerscheibe
aufgebracht wären.
In einem solchen Falle könnte
ein "Belagfedersatz" verwendet werden, also
eine Federung in Serie mit der Tellerfeder, z.B. eine Federung zwischen
Deckel und Schwungrad, zwischen Deckel und deckelseitiger Auflage
sowie zwischen Tellerfeder und Druckplatte oder durch die Deckelelastizität.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt
die Tellerfeder 4 einen die Anpreßkraft aufbringenden ringförmigen Grundkörper 4a,
von dem radial nach innen hin verlaufende Betätigungszungen 4b ausgehen.
Die Tellerfeder 4 ist dabei derart eingebaut, daß sie mit
radial weiter außen
liegenden Bereichen die Druckscheibe 3 beaufschlagt und
mit radial weiter innen liegenden Bereichen um die Schwenklagerung 5 kippbar
ist.
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Die
Schwenklagerung 5 umfaßt
zwei Schwenkauflagen 11, 12, die hier durch Drahtringe gebildet
sind und zwischen denen die Tellerfeder 4 axial gehaltert
bzw. eingespannt ist. Die auf der Druckscheibe 3 zugewandten
Seite der Tellerfeder 4 vorgesehene Schwenkauflage 11 ist
axial in Richtung des Gehäuses 2 mittels
eines Kraftspeichers 13 kraftbeaufschlagt. Der Kraftspeicher 13 ist
durch eine Tellerfeder bzw. durch ein tellerfederartiges Bauteil 13 gebildet,
das sich mit seinem äußeren Randbereich 13a am
Gehäuse 2 abstützt und
mit radial weiter innen liegenden Abschnitten die Schwenkauflage 11 gegen
die Betätigungstellerfeder 4 und
somit auch in Richtung des Gehäuses 2 axial
beaufschlagt. Die zwischen der Druckscheibe 3 und der Betätigungstellerfeder 4 vorgesehene
Tellerfeder 13 besitzt einen äußeren ringförmigen Randbereich 13b,
von dessen Innenrand radial nach innen verlaufende Zungen 13c ausgehen,
die sich an der Schwenkauflage 11 abstützen.
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Zur
Abstützung
des tellerfederartigen Bauteils 13 sind bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
am Gehäuse 2 zusätzliche
Mittel 14 befestigt, die eine Schwenkauflage für das tellerfederartige Bauteil 13 bilden.
Diese zusätzlichen
Mittel können durch
angeheftete oder angenietete segmentförmige Einzelteile 14 gebildet
sein, die über
den Umfang gleichmäßig verteilt
sein können.
Die Mittel 14 können
jedoch auch durch ein kreisringförmiges,
in sich geschlossenes Bauteil gebildet sein. Weiterhin können die
Abstützmittel 14 unmittelbar
aus dem Gehäuse 2 herausgeformt
sein, z.B. durch im axialen Bereich des Gehäuses 2 eingebrachte
Anprägungen oder
durch zungenförmige
Ausschnitte, die nach dem Einlegen und Verspannen des tellerfederartigen Bauteils 13 unter
den äußeren Randbereich
dieses Bauteils 13 durch Materialverformung gedrängt werden.
Weiterhin kann zwischen den Abstützmitteln 14 und
dem tellerfederartigen Bauteil 13 eine bajonettartige Verbindung
bzw. Verriegelung vorhanden sein, so daß das tellerfederartige Bauteil 13 zunächst vorgespannt
und dessen radial äußere Bereiche
axial über
die Abstützmittel 14 gebracht
werden können. Danach
können
durch eine entsprechende Verdrehung des tellerfederartigen Bauteils 13 gegenüber dem
Gehäuse 2 die
Abstützbereiche
des Bauteils 13 zur Anlage an den Abstützmitteln 14 gebracht
werden. Die Abstützbereiche
des tellerfederartigen Bauteils 13 können dabei durch am ringförmigen Grundkörper 13b radial
nach außen
hin hervorstehende Ausleger gebildet sein.
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Zur
Drehsicherung der Betätigungstellerfeder 4 und
gegebenenfalls des tellerfederartigen Bauteils 13 sowie
zur Zentrierung der Drahtringe 11,12 sind am Gehäuse 2 axial
sich erstreckende Zentrierungsmittel in Form von Nietelementen 15 befestigt. Die
Nietelemente 15 besitzen jeweils einen axial sich erstreckenden
Schaft 15a, der sich axial durch einen zwischen benachbarten
Tellerfederzungen 4b vorgesehenen Ausschnitt erstreckt
und der von an der ihm zugeordneten Zunge 13c der Tellerfeder 13 angeformten
Bereichen 13d teilweise umgriffen werden kann.
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Das
tellerfederartige Bauteil bzw. die Tellerfeder 13 ist als
Sensorfeder ausgebildet, die über
einen vorbestimmten Arbeitsweg eine zumindest im wesentlichen annähernd konstante
Kraft erzeugt. Über
diese Sensorfeder 13 wird die auf die Zungenspitzen 4c aufgebrachte
Kupplungsausrückkraft
abgefangen, wobei stets zumindest ein annäherndes Gleichgewicht zwischen
der durch die Ausrückkraft auf
die Schwenkauflage 11 erzeugten Kraft und der durch die
Sensortel lerfeder 13 auf diese Schwenkauflage 11 ausgeübten Gegenkraft
herrscht. Unter Ausrückkraft
ist die Kraft zu verstehen, die während der Betätigung der
Reibungskupplung 1 auf die Zungenspitzen 4c bzw.
auf die Ausrückhebel
der Tellerfederzungen ausgeübt
wird und somit der Sensorfeder 13 entgegenwirkt.
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Die
gehäuseseitige
Schwenkauflage 12 ist über
eine im axialen Raum zwischen Tellerfeder 4 und Gehäuse 2 vorgesehene
Nachstellvorkehrung 16 am Gehäuse 2 abgestützt. Diese
Nachstellvorkehrung 16 gewährleistet, daß bei einer
axialen Verlagerung der Schwenkauflagen 11 und 12 in
Richtung der Druckscheibe 3 bzw. in Richtung der Gegendruckplatte 6 kein
ungewolltes Spiel zwischen der Schwenkauflage 12 und dem
Gehäuse 2 bzw.
zwischen der Schwenkauflage 12 und der Tellerfeder 4 entstehen
kann. Dadurch wird gewährleistet,
daß keine
ungewollten Tot- bzw. Leerwege bei der Betätigung der Reibungskupplung
entstehen, wodurch ein optimaler Wirkungsgrad und dadurch eine einwandfreie
Betätigung
der Reibungskupplung 1 gegeben ist. Die axiale Verlagerung
der Schwenkauflagen 11 und 12 erfolgt bei axialem
Verschleiß an
den Reibflächen
der Druckscheibe 3 und der Gegendruckplatte 6 sowie
der Reibbeläge 7.
Die Nachstellung erfolgt bei Einrichtungen gemäß der Erfindung aber auch bei einem
Verschleiß der
Schwenkauflagen 11, 12, den dort axial gegenüberliegenden
Bereichen der Tellerfeder und bei einem Verschleiß der Tellerfeder
im Bereich der Druckplattenauflagenocken (bei 3a) oder den
diesen gegenüber liegenden
Bereichen der Tellerfeder. Die Wirkungsweise der automatischen Nachstellung
der Schwenklagerung 5 wird noch im Zusammenhang mit den
Diagrammen gemäß den 8 bis 11 näher erläutert.
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Die
Nachstellvorkehrung 16 umfaßt ein federbeaufschlagtes
Nachstellelement in Form eines ringartigen Bauteils 17,
das in den 3 und 4 dargestellt
ist. Das ringartige Bauteil 17 besitzt in Umfangsrichtung
sich erstreckende und axial ansteigende Auflauframpen 18,
die über
den Umfang des Bauteils 17 verteilt sind. Das Nachstellelement 17 ist
in die Kupplung 1 derart eingebaut, daß die Auflauframpen 18 dem
Gehäuseboden 2a zugewandt
sind. Auf der den Auflauframpen 18 abgekehrten Seite des Nachstellelementes 17 ist
die durch einen Drahtring gebildete Schwenkauflage 12 in
einer rillenförmigen Aufnahme 19 (2)
zentrisch positioniert. Die Aufnahme 19 kann dabei derart
ausgebildet sein, daß die
Schwenkauflage 12 am Nachstellelement 17 auch
in axialer Richtung gesichert ist. Dies kann z. B. dadurch erfolgen,
daß zumindest
abschnittsweise die an die Aufnahme 19 angrenzenden Bereiche
des Nachstellelementes 17 die Schwenkauflage 12 klammernd
festhalten bzw. eine Schnappverbindung für die Schwenkauflage 12 bilden.
Bei Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe für die Schwenkauflage 12 und
das Nachstellelement 17 kann es zweckmäßig sein, um die bei großen Temperaturänderungen
entstehenden Ausdehnungsunterschiede zu kompensieren, wenn die als
Drahtring ausgelegte Schwenkauflage 12 offen ist, also über den
Umfang zumindest an einer Stelle getrennt ist, wodurch eine Bewegung
des Drahtringes 12 gegenüber der Aufnahme 19 in
Umfangsrichtung ermöglicht
wird und damit der Drahtring 12 sich an Durchmesseränderungen
der Aufnahme 19 anpassen kann.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
das Nachstellelement 17 aus Kunststoff, wie z.B. aus einem
hitzebeständigen
Thermoplast hergestellt, der zusätzlich
noch faserverstärkt
sein kann. Dadurch läßt sich
das Nachstellelement 17 in einfacher Weise als Spritzteil
herstellen. Ein Nachstellelement aus Kunststoff mit geringerem spezifischem
Gewicht ergibt, wie bereits erwähnt,
ein geringeres Massenträgheitsgewicht,
wodurch sich auch die Empfindlichkeit gegen Druckschwingungen verringert.
Auch die Schwenkauflage könnte
direkt durch den Kunststoffring gebildet sein. Das Nachstellelement 17 kann
jedoch auch als Blechformteil oder durch Sintern hergestellt werden.
Weiterhin kann bei entsprechender Werkstoffwahl die Schwenkauflage 12 mit
dem Nachstellelement 17 einstückig ausgebildet werden. Die Schwenkauflage 11 kann
unmittelbar durch die Sensorfeder 13 gebildet sein. Hierfür können die
Spitzen der Zungen 13c entsprechende Anprägungen bzw. Anformungen,
wie z. B. Sicken aufweisen.
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Der
Nachstellring 17 wird durch die axial verlaufenden Bereiche 15a der über den
Umfang gleichmäßig verteilten
Niete 15 zentriert. Hierfür besitzt der Nachstellring 17 Zentrierungskonturen 20,
die durch in Umfangsrichtung sich erstreckende Ausnehmungen 21 gebildet
sind, welche radial innerhalb der Schwenkauflage 11 liegen.
Zur Bildung der Ausnehmungen 21 besitzt der Nachstellring 17 am
inneren Randbereich radial nach innen sich erstreckende Nocken 22,
die die radial inneren Konturen der Ausnehmungen 21 begrenzen.
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Wie
aus 3 zu entnehmen ist, sind in Umfangsrichtung betrachtet,
zwischen den gleichmäßig verteilten
Ausnehmungen 21 jeweils 5 Auflauframpen 18 vorgesehen.
Die Ausnehmungen 21 sind in Umfangsrichtung derart ausgebildet,
daß diese
zumindest einen Verdrehwinkel des Nachstellringes 17 gegenüber dem
Gehäuse 2 ermöglichen,
der über die
gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung 1 eine Nachstellung
des an den Reibflächen
der Druckscheibe 3 und der Gegendruckplatte 6 sowie
den Reibbelägen 7 auftretenden
Verschleißes
sowie gegebenenfalls des Verschleißes der Kupplung selbst, also
z.B. der Auflagen 11, 12, der dazwischenliegenden
Tellerfederbereiche, der Druckplattennocken (bei 3a) oder
der diesen gegenüberliegenden
Bereiche der Tellerfeder 4 gewährleistet. Dieser Nachstellwinkel
kann je nach Auslegung der Auflauframpen in der Größenordnung
zwischen 8 und 60 Grad liegen, vorzugsweise in der Größenordnung
von 10 bis 30 Grad. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt dieser
Verdrehwinkel im Bereich von 12 Grad, wobei der Aufstellwinkel 23 der
Auflauframpen 18 ebenfalls im Bereich von 12 Grad liegt.
Dieser Winkel 23 ist derart gewählt, daß die beim Aufeinanderpressen
der Auflauframpen 18 des Nachstell ringes 17 und
der Gegenauflauframpen 24 des in den 5 und 6 dargestellten
Abstützringes 25 entstehende
Reibung ein Verrutschen zwischen den Auflauframpen 18 und 24 verhindert.
Je nach Werkstoffpaarung im Bereich der Auflauf- 18 und Gegenauflauframpen 24 kann
der Winkel 23 im Bereich zwischen 4 und 20 Grad liegen.
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Der
Nachstellring 17 ist in Umfangsrichtung federbelastet,
und zwar in Nachstelldrehrichtung, also in die Richtung, welche
durch Auflaufen der Rampen 18 an den Gegenrampen 24 des
Abstützringes 25 eine
axiale Verlagerung des Nachstellringes 17 in Richtung Druckscheibe 3,
das bedeutet also in axialer Richtung vom radialen Gehäuseabschnitt 2a weg,
bewirkt. Bei dem in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
wird die Federbelastung des Nachstellringes 17 durch wenigstens
eine ringförmige
Schenkelfeder 26 gewährleistet,
welche z.B. zwei Windungen besitzen kann und an einem ihrer Enden
einen radial verlaufenden Schenkel 27 besitzt, der drehfest
mit dem Nachstellring 17 ist, und am anderen Ende einen
axial verlaufenden Schenkel 28 aufweist, der drehfest am
Gehäuse 2 eingehängt ist. Die
Feder 27 ist federnd verspannt eingebaut.
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Der
in den 5 und 6 gezeigte
Abstützring 25 ist
ebenfalls durch ein ringförmiges
Bauteil gebildet, welches Gegenauflauframpen 24 besitzt,
welche komplementäre
Flächen
zu den durch die Auflauframpen 18 begrenzten Flächen bilden, wobei
die durch die Auflauframpen 18 und Gegenauflauframpen 24 begrenzten
Flächen
auch kongruent sein können.
Der Anstellwinkel 29 der Gegenauflauframpe 24 entspricht
dem Winkel 23 der Auflauframpen 18. Wie durch
einen Vergleich der 3 und 5 ersichtlich
ist, sind die Auflauframpen 18 und die Gegenauflauframpen 24 in
Umfangsrichtung ähnlich
verteilt. Der Abstützring 25 ist
mit dem Gehäuse 2 drehfest
verbunden. Hierfür
besitzt der Abstützring 25 über den
Umfang verteilte Ausnehmungen 30, durch welche sich die
Vernietungsansätze
der Niete 15 hindurcherstrecken.
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In 2 ist
strichliert eine weitere ringförmige
Schenkelfeder 26a angedeutet, die, ähnlich wie die Schenkelfeder 26 an
ihren Endbereichen, abgebogen sein kann, um eine drehfeste Verbindung
mit einerseits dem Gehäuse 2 und
andererseits dem Nachstellelement 17 zu gewährleisten.
Diese Feder 26a ist ebenfalls federnd verspannt eingebaut,
so daß sie
auf das Nachstellelement 17 eine Verdrehkraft ausübt. Die
Verwendung von zwei Schenkelfedern 26, 26a kann
für manche
Anwendungsfälle
vorteilhaft sein, da bei Rotation der Reibungskupplung 1 infolge
der auf die Feder 26 bzw. 26a einwirkenden Fliehkräfte eine
Federkraftverstärkung
auf tritt. Durch Verwendung zweier Schenkelfedern kann die zum Beispiel
an der Feder 26 auftretende Kraftverstärkung durch die von der Schenkelfeder 26a aufgebrachte
Kraft kompensiert werden. Hierfür
sind die Schenkelfedern 26 und 26a derart gewickelt,
daß sie zumindest
unter Fliehkrafteinfluß auf
das Nachstellelement 17 Kräfte erzeugen, die in Umfangsrichtung entgegengesetzt
wirken. Die beiden Schenkelfedern 26, 26a können eine
oder mehrere Windungen besitzen, weiterhin können diese Schenkelfedern 26, 26a unterschiedliche
Windungsdurchmesser aufweisen, wie dies in 2 dargestellt
ist, wobei die normalerweise damit verbundenen und auf die Federn 26, 26a einwirkenden
Fliehkräfte,
welche unterschiedlich große
Umfangskräfte
am Nachstellelement 17 erzeugen würden, durch entsprechende Auslegung
der Drahtstärke
und/oder der Windungszahl der einzelnen Federn 26, 26a zumindest
annähernd
ausgeglichen werden können.
In 2 ist die Feder 26 radial innerhalb des
Nachstellelementes 17 und die Feder 26a radial
außerhalb
dieses Nachstellelementes 17 angeordnet. Beide Federn könnten jedoch
durch entsprechende Auslegung auch radial innerhalb oder radial
außerhalb
des Nachstellelementes 17 angeordnet sein.
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In 7 ist
die Schenkelfeder 26 in Draufsicht dargestellt. In entspanntem
Zustand der Schenkelfeder 26 sind die Schenkel 27, 28 um
einen Winkel 31 versetzt, der in der Größenordnung zwischen 40 und
120 Grad liegen kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Winkel 31 in
der Größenordnung
von 85 Grad. Mit 32 ist die relative Lage des Schenkels 27 gegenüber dem
Schenkel 28 dargestellt, die dieser bei neuen Reibbelägen 7 in
der Reibungskupplung 1 einnimmt. Mit 33 ist diejenige Stellung
des Schenkels 27 dargestellt, die den maximal zulässigen Verschleiß an den
Reibbelägen 7 entspricht.
Der Nachstellwinkel 34 liegt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
in der Größenordnung von
12 Grad. Die Feder 26 ist derart ausgebildet, daß im entspannten
Zustand dieser Feder 26 zwischen den beiden Schenkeln 27,28 nur
eine Drahtwindung 35 verläuft. Im übrigen Umfangsbereich liegen
zwei Drahtwindungen axial übereinander.
Die Feder 26a ist ähnlich
wie die Feder 26 ausgebildet, besitzt jedoch einen größeren Wicklungsdurchmesser
und eine andere Verspannrichtung in bezug auf das Nachstellelement 17 gemäß 2.
Die durch die Feder 26 auf den Nachstellring 17 ausgeübte Kraft
ist jedoch größer als
die der Feder 26a.
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Im
Neuzustand der Reibungskupplung 1 greifen die Auflauframpen 18 und
Gegenauflauframpen 24 bildenden axialen Nocken 18a, 24a am
weitesten axial ineinander, das bedeutet, daß die aufeinander liegenden
Ringe 17 und 25 den geringsten axialen Bauraum
benötigen.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 und 2 sind
die Gegenauflauframpen 24 bzw. die diese bildenden nockenförmigen Ansätze 24a durch
ein eigenes Bauteil gebildet. Die Gegenauflauframpen 24 können jedoch
unmittelbar durch das Gehäuse 2 gebildet
sein, zum Beispiel durch Anprägen
von nockenförmigen
Ansätzen,
die sich in den Gehäuseraum
erstrecken können.
Das Anprägen
ist insbesondere bei Blechgehäusen
bzw. Deckeln vorteilhaft, die einteilig ausgebildet sind.
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Um
den Verstellring 17 vor der Montage der Reibungskupplung 1 in
seiner zurückgezogenen Lage
zu halten, besitzt dieser im Bereich der Nocken 22 Angriffsbereiche 36 für ein Verdreh- bzw. Rückhaltemittel,
das sich andererseits am Gehäuse 2 abstützen kann.
Derartige Rückhaltemittel
können
bei der Herstellung bzw. beim Zusammenbau der Reibungskupplung 1 vorgesehen
werden und nach der Montage der Reibungskupplung 1 auf
das Schwungrad 6 von der Kupplung entfernt werden, wodurch
die Nachstelleinrichtung 16 aktiviert wird. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind hierfür
im Deckel bzw. Gehäuse 2 in
Umfangsrichtung gelegte längliche
Ausnehmungen 37 und im Nachstellring 17 eine Vertiefung
bzw. ein Absatz 38 vorgesehen. Die in Umfangsrichtung gelegten
länglichen
Ausnehmungen 37 müssen
dabei zumindest eine derartige Erstreckung aufweisen, daß der Nachstellring 17 entsprechend
dem größtmöglichen
Verschleißnachstellungswinkel
zurückgedreht
werden kann. Es kann auch nach dem Zusammenbau der Reibungskupplung 1 ein
Verdrehwerkzeug axial durch die Schlitze 37 des Deckels
hindurchgeführt
und in/an die Ausnehmungen 38 des Verstellringes 17 herangeführt werden.
Danach kann der Ring 17 mittels des Werkzeuges zurückgedreht
werden, so daß dieser
in Richtung des radialen Bereiches 2a des Gehäuses 2 verlagert
wird und gegenüber
diesem Bereich 2a seinen geringsten axialen Abstand einnimmt.
In dieser Position wird dann der Nachstellring 17 gesichert,
zum Beispiel durch eine Klammer oder einen Stift, der in eine fluchtende
Ausnehmung des Deckels und des Nachstellringes 17 eingreift
und ein Verdrehen dieser beiden Bauteile verhindert. Dieser Stift
kann nach der Montage der Reibungskupplung 1 auf das Schwungrad 6 aus
der Ausnehmung entfernt werden, so daß, wie bereits erwähnt, die
Nachstellvorrichtung 16 freigegeben wird. Die Schlitze 37 im
Gehäuse 2 sind derart
ausgebildet, daß bei
der Demontage bzw. nach der Demontage der Reibungskupplung 1 von dem
Schwungrad 6 der Nachstellring 17 in seine zurückgezogene
Lage gebracht werden kann. Hierfür wird
die Kupplung 1 zunächst
ausgerückt,
so daß die Betätigungstellerfeder 4 auf
die Schwenkauflage 12 keine Axialkraft ausübt und somit
eine einwandfreie Verdrehung des Nachstellringes 17 gewährleistet
ist.
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Eine
weitere Möglichkeit,
die Bauteile der an einer Brennkraftmaschine bereits befestigten
Reibungskupplung 1 in eine funktionsgerechte Lage zu bringen,
besteht darin, das Nachstellelement bzw. den Nachstellring 17 erst
nach der Montage an die Brennkraftmaschine bzw. an das Schwungrad
derselben zurückzudrehen
bzw. zurückzustellen.
Hierfür kann
z. B. über
ein Hilfswerkzeug die Reibungskupplung 1 betätigt und
der dann praktisch entlastete Ring 17 in seine gegenüber der
Druckplatte zurückgezogene
Lage verstellt werden. Danach wird die Reibungskupplung 1 wieder
eingekuppelt, so daß der Ring 17 diese
zurückgezogene
Lage zunächst
beibehält.
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Das
ringförmige
Nachstellelement 17 bzw. der Abstützring 25 können auch
jeweils zwei in radialer Richtung versetzte, in Umfangsrichtung
sich erstreckende und axial ansteigende Sätze von Auflauframpen besitzen,
die jeweils über
den Umfang dieser Bauteile verteilt sind. Die radial inneren Auflauframpen
können
dabei gegenüber
den radial außen angeordneten
Auflauframpen in Umfangsrichtung versetzt, und zwar in etwa um die
Hälfte
einer Rampenlänge
bzw. einer Rampenteilung sein. Durch die in Umfangsrichtung versetzten
Rampen wird gewährleistet,
daß eine
einwandfreie zentrische Führung zwischen
dem Nachstellelement 17 und dem Abstützring 25 erzielt
wird.
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Im
Zusammenhang mit den in die Diagramme gemäß den 8 bis 11 eingetragenen Kennlinien
sei nun die Funktionsweise den vorbeschriebenen Reibungskupplung 1 näher erläutert.
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Die
Linie 40 in 8 zeigt die in Abhängigkeit
von der Konizitätsveränderung
der Tellerfeder 4 erzeugte Axialkraft, und zwar bei Verformung
der Tellerfeder 4 zwischen zwei Abstützungen, deren radialer Abstand
dem radialen Abstand zwischen der Schwenklagerung 5 und
dem radial äußeren Abstützdurchmesser 3a an
der Druckscheibe 3 entspricht. Auf der Abszisse ist der
relative Axialweg zwischen den beiden Auflagen und auf der Ordinate
die von der Tellerfeder erzeugte Kraft dargestellt. Der Punkt 41 repräsentiert
die Planlage der Tellerfeder, die zweckmäßigerweise als Einbaulage der
Tellerfeder 4 bei geschlossener Kupplung 1 gewählt wird,
also die Lage, bei der die Tellerfeder 4 für die entsprechende Einbaulage
die maximale Anpreßkraft
auf die Druckscheibe 3 ausübt. Der Punkt 41 kann
durch Änderung der
konischen Einbaulage also der Aufstellung der Tellerfeder 4 entlang
der Linie 40 nach oben oder nach unten verschoben werden.
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Die
Linie 42 stellt die von den Belagfedersegmenten 10 aufgebrachte
axiale Spreizkraft, welche zwischen den beiden Reibbelägen 7 wirkt,
dar. Diese axiale Spreizkraft wirkt der von der Tellerfeder 4 auf die
Druckscheibe 3 ausgeübten
Axialkraft entgegen. Vorteilhaft ist es, wenn die für die mögliche elastische Verformung
der Federsegmente 10 erforderliche Axialkraft wenigstens
der von der Tellerfeder 4 auf die Druckscheibe 3 ausgeübten Kraft
entspricht. Beim Ausrücken
der Reibungskupplung 1 entspannen sich die Federsegmente 10,
und zwar über
den Weg 43. Über
diesen, auch einer entsprechenden axialen Verlagerung der Druckscheibe 3 entsprechenden
Weg 43 wird der Ausrückvorgang
der Kupplung 1 unterstützt,
das bedeutet also, daß eine
geringere maximale Ausrückkraft
aufgebracht werden muß,
als diejenige, welche dem Einbaupunkt 41 bei Nichtvorhandensein
der Belagfedersegmente 10 entsprechen würde (bei Nichtvorhandensein
einer Belagfederung). Bei Überschreitung
des Punktes 44 werden die Reibbeläge 7 freigegeben,
wobei aufgrund des degressiven Kennlinienbereiches der Tellerfeder 4 die dann
noch aufzubringende Ausrückkraft
erheblich verringert ist gegenüber
der, welche dem Punkt 41 entsprechen würde. Die Ausrückkraft
für die
Kupplung 1 nimmt solange ab, bis das Minimum bzw. der Talpunkt 45 der
sinusartigen Kennlinie 40 erreicht ist. Bei Überschreitung
des Minimum 45 steigt die erforderliche Ausrückkraft
wieder an, wobei der Ausrückweg
im Bereich der Zungenspitzen 4c derart gewählt ist,
daß selbst
bei Überschreitung
des Minimum 45 die Ausrückkraft
nicht die am Punkt 44 anstehende maximale Ausrückkraft überschreitet, vorzugsweise unterhalb
dieser bleibt. Es soll also der Punkt 46 nicht überschritten
werden.
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Die
als Kraftsensor dienende Feder 13 hat einen Weg-Kraft-Verlauf entsprechend
der Linie 47 der 9. Diese
Kennlinie 47 entspricht derjenigen, welche erzeugt wird,
wenn das tellerfederartige Bauteil 13 aus der entspannten
Lage in seiner Konizität verändert wird,
und zwar zwischen zwei Schwenkauflagen, die einen radialen Abstand
besitzen, der dem radialen Abstand zwischen den Schwenkauflagen 11 und 14 entspricht.
Wie die Kennlinie 47 zeigt, besitzt das tellerfederartige
Bauteil 13 einen Federweg 48, über den die von ihr erzeugte
Axialkraft praktisch konstant bleibt. Die in diesem Bereich 48 erzeugte
Kraft ist dabei derart gewählt,
daß diese
der im Punkt 44 der 8 anstehenden
Ausrückkraft
der Kupplung zumindest annähernd
entspricht. Die von der Sensorfeder 13 aufzubringende Abstützkraft
ist gegenüber
der dem Punkt 44 entsprechenden Kraft der Tellerfeder 4 entsprechend
der Hebelübersetzung
dieser Tellerfeder 4 verringert. Dieses Übersetzungsverhältnis liegt
in den meisten Fällen
in der Größenordnung
zwischen 1:3 bis 1:5, kann jedoch für manche Anwendungsfälle auch
größer oder
kleiner sein.
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Die
erwähnte
Tellerfederübersetzung
entspricht dem Verhältnis
zwischen dem radialen Abstand der Schwenklagerung 5 zur
Abstützung 3a und dem
radialen Abstand der Schwenklagerung 5 zum Anlagedurchmesser 4c,
z.B. für
ein Ausrücklager.
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Die
Einbaulage des tellerfederartigen Elements 13 in der Reibungskupplung 1 ist
derart gewählt,
daß dieses
im Bereich der Schwenklagerung 5 einen axialen Federweg
in Richtung der Reibbeläge 7 durchfahren
kann, der sowohl zumindest dem axialen Nachstellweg der Druckscheibe 3 in
Richtung der Gegendruckplatte 6 entspricht, welcher infolge
des Reibflächen-
und Reibbelagverschleißes
entsteht, als auch eine zumindest annähernd konstante axiale Abstützkraft
für die
Schwenklagerung 5 gewährleistet.
Das bedeutet, daß der
lineare Bereich 48 der Kennlinie 47 zumindest
eine Länge
haben sollte, die dem erwähnten
Verschleißweg
entspricht, vorzugsweise größer als
dieser Verschleißweg
ist, da dadurch auch Einbautoleranzen zumindest teilweise ausgeglichen
werden können.
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Um
einen praktisch gleichbleibenden bzw. definierten Freigabepunkt 44 der
Reibbeläge 7 beim Ausrücken der
Reibungskupplung 1 zu erhalten, kann eine sogenannte Doppelsegmentbelagfederung
zwischen den Reibbelägen 7 verwendet
werden, also eine Belagfederung, bei der paarweise einzelne Federsegmente
Rücken
an Rücken
vorgesehen sind, wobei die einzelnen Paare von Segmenten eine gewisse
axiale Vorspannung relativ zueinander aufweisen können. Durch
Vorspannung der zwischen den Belägen
vorgesehenen Federmittel kann erzielt werden, daß die über die Betriebsdauer auftretenden Einbettungsverluste
der Segmente in die Rückseite der
Beläge
zumindest im wesentlichen ausgeglichen bzw. kompensiert werden.
Unter Einbettungsverlusten sind die Verluste zu verstehen, welche
durch Einarbeitung der Segmente in die Rückseite der Beläge entstehen.
Durch eine entsprechende Begrenzung des axialen Federwegs zwischen
den beiden Reibbelägen 7 sowie
durch eine definierte Vorspannung der zwischen den Reibbelägen wirksamen
Federung kann weiterhin erzielt werden, daß beim Ausrücken der Reibungskupplung 1 die
Druckplatte 3 über
einen definierten Weg 43 durch die zwischen den Belägen vorgesehene
Federung zurückgedrängt wird.
Um einen definierten Weg 43 zu erhalten, kann der axiale Weg
zwischen den Reibbelägen
durch entsprechende Anschläge
sowohl in Entspannungsrichtung als auch in Verspannungsrichtung
der Belagfederung 10 begrenzt werden. Als Belagfederungen
können
die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter
Weise solche eingesetzt werden, wie sie z.B. durch die Patentanmeldung
P 42 06 880.0, welche ausdrücklich
zum Inhalt und Gegenstand der vorliegenden Anmeldung hinzugenommen
sei, bekannt geworden sind.
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In 10 zeigt die Linie 49 den Kraftbedarf zum
Ausrücken
der Kupplung durch ein am Bereich 4c der Tellerfeder angreifendes
Ausrückelement,
um die Druckplatte vom Punkt 41 zum Punkt 44 (8) zu
bewegen. Die Linie 49 zeigt weiterhin den Weg der Zungenspitzen
der Tellerfeder im Bereich 4c.
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Um
eine optimale Funktion der Reibungskupplung 1 bzw. der
einen automatischen Ausgleich des Belagverschleißes gewährleistenden Nachstellvorrichtung
sicherzustellen, ist es sinnvoll, daß – über den tatsächlich auftretenden
Ausrückkraftverlauf 49 gemäß 10 betrachtet – die zunächst durch die Belagfederung 10 und
die Sensorfeder 13 auf die Tellerfeder 4 ausgeübten und
sich addierenden Kräfte größer sind
als die von der Tellerfeder 4 auf die Auflage 11 ausgeübte Kraft.
Auch nach dem Abheben der Druckscheibe 3 von den Reibbelägen 7 soll
dann die noch von der Sensorfeder 13 auf die Tellerfeder 4 ausgeübte Kraft
größer sein,
zumindest jedoch gleich groß,
als die im Bereich 4c der Tellerfederzungenspitzen angreifende
und sich entsprechend 10 über den Ausrückweg erforderliche
und verändernde
Ausrückkraft
(gemäß Linie 49).
Die dabei von der Sensortellerfeder 13 auf die Auflage 11 ausgeübte Kraft soll
weiterhin so bemessen sein, daß ein
Verdrehen des unter der Kraft der Feder 26 stehenden Ringes 17 und
damit eine axiale Verlagerung der Tellerfeder verhinder wird, zumindest
annähernd
bis der der Einbaulage der Tellerfeder entsprechende Punkt 41 des austeigenden
Astes der Kennlinie 40 nicht überschritten ist.
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Die
bisherige Betrachtung entspricht einer ganz bestimmten Einbaulage
der Tellerfeder 4, und es wurde noch kein Verschleiß an den
Reibbelägen 7 berücksichtigt.
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Bei
axialem Verschleiß,
z.B. der Reibbeläge 7,
verlagert sich die Position der Druckscheibe 3 in Richtung
der Gegendruckplatte 6, wodurch eine Veränderung
der Konizität
der Tellerfeder (die Zungenspitzen 4c wandern, vom Betra chter
aus gesehen, nach rechts) und somit auch eine Veränderung
der von der Tellerfeder im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 1 aufgebrachten
Anpreßkraft
entsteht, und zwar im Sinne einer Zunahme. Diese Veränderung
bewirkt, daß der
Punkt 41 in Richtung Punkt 41' wandert, und der Punkt 44 in
Richtung des Punktes 44'.
Durch diese Veränderung
wird das beim Ausrücken
der Kupplung 1 ursprünglich
vorhandene Kräftegleichgewicht
im Bereich der Schwenkauflage 11 zwischen der Betätigungstellerfeder 4 und
der Sensorfeder 13 gestört.
Die durch den Belagverschleiß verursachte
Erhöhung
der Tellerfederanpreßkraft
für die
Druckscheibe 3 bewirkt auch eine Verschiebung des Verlaufes
der Ausrückkraft
im Sinne einer Zunahme. Der dadurch entstehende Ausrückkraftverlauf
ist in 10 durch die strichlierte Linie 50 dargestellt.
Durch die Erhöhung
des Ausrückkraftverlaufes
wird während
des Ausrückvorganges
der Reibungskupplung 1 die von der Sensorfeder 13 auf
die Tellerfeder 4 ausgeübte
Axialkraft überwunden,
so daß die
Sensorfeder 13 im Bereich der Schwenklagerung 5 um
einen axialen Weg nachgibt, der im wesentlichen dem Verschleiß der Reibbeläge 7 entspricht.
Während
dieser Durchfederungsphase der Sensorfeder 13 stützt sich
die Tellerfeder 4 am Beaufschlagungsbereich 3a der
Druckscheibe 3 ab, so daß die Tellerfeder 4 ihre
Konizität
verändert
und somit auch die in dieser gespeicherten Energie bzw. das in dieser
gespeicherte Drehmoment und demzufolge auch die durch die Tellerfeder 4 auf
die Schwenkauflage 11 bzw. die Sensorfeder 13 und
auf die Druckscheibe 3 ausgeübte Kraft. Diese Veränderung erfolgt,
wie dies im Zusammenhang mit 8 erkennbar
ist im Sinne einer Verringerung der von der Tellerfeder 4 auf
die Druckplatte 3 aufgebrachten Kräfte. Diese Veränderung
findet solange statt, bis die von der Tellerfeder 4 im
Bereich der Schwenkauflage 11 auf die Sensorfeder 13 ausgeübte Axialkraft im
Gleichgewicht ist mit der von der Sensorfeder 13 erzeugten
Gegenkraft. Das bedeutet, daß in
dem Diagramm gemäß 8 die
Punkte 41' und 44' wieder in Richtung
der Punkte 41 und 44 wandern. Nachdem dieses Gleichgewicht
wieder hergestellt ist, kann die Druckscheibe 3 wieder
von den Reibbelägen 7 abheben.
Während
dieser Nachstellphase des Verschleißes, während also bei einem Ausrückvorgang
der Reibungskupplung 1 die Sensorfeder 13 nachgibt, wird
das Nachstellelement 17 der Nachstellvorrichtung 16 durch
die vorgespannte Feder 26 verdreht, wodurch auch die Schwenkauflage 12 entsprechend dem
Belagverschleiß nachwandert,
und somit wieder eine spielfreie Schwenklagerung 5 der
Tellerfeder 4 gewährleistet
ist. Nach dem Nachstellvorgang entspricht der Ausrückkraftverlauf
wiederum der Linie 49 gemäß 10.
Die Linien 50 und 51 der 10 repräsentieren
den axialen Weg der Druckscheibe 3 bei einem Ausrückkraft-Weg-Verlauf
entsprechend den Linien 49, 50.
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Im
Diagramm gemäß 11 ist der Kräfteverlauf über den
Ausrückweg
der bei einem Ausrückvorgang
auf das Gehäuse 2 bzw.
auf die Tellerfeder 13 ausgeübten Kraft dargestellt, wobei
die Extremwerte gekappt wurden. Ausgehend von der eingerückten Stellung
gemäß 1 wirkt
auf das Gehäuse 2 und
somit auch auf die Druckscheibe 3 zunächst eine Kraft, die dem Einbaupunkt 41 (8)
der Tellerfeder 4 entspricht. Während des Ausrückvorganges
nimmt die durch die Tellerfeder 4 auf das Gehäuse 2 bzw.
die Schwenkauflage 12 ausgeübte Axialkraft entsprechend
der Linie 52 der 11 ab,
und zwar bis zu dem Punkt 53. Bei Überschreitung des Punktes 53 in
Ausrückrichtung
würde bei
einer konventionellen Kupplung, bei der die Tellerfeder axial fest
am Gehäuse
schwenkbar gelagert ist, also die Schwenkauflage 11 axial
unnachgiebig mit dem Gehäuse 2 verbunden
wäre, eine
axiale Richtungsumkehrung der Krafteinwirkung durch die Tellerfeder 4 auf
das Gehäuse 2 auf
radialer Höhe
der Schwenklagerung 5 stattfinden. Bei der erfindungsgemäßen Kupplung
wird im Bereich der Schwenklagerung 5 die durch die axiale
Umkehrung der durch die Tellerfeder 4 im Bereich der Schwenklagerung 5 erzeugte
Kraft durch die Sensorfeder 13 abgefangen. Bei Erreichen des
Punktes 54 hebt die Tellerfeder 4 von dem Beaufschlagungsbereich 3a der
Druckscheibe 3 ab. Bis zumindest zu diesem Punkt 54 wird
der Ausrückvorgang
der Reibungskupplung 1 durch die von der Belagfederung 10 aufgebrachte
Axialkraft unterstützt, weil
sie entgegen der Tellerfederkraft wirkt. Die von der Belagfederung 10 aufgebrachte
Kraft nimmt dabei mit zunehmendem Ausrückweg im Bereich 4c der Zungenspitzen
bzw. mit zunehmendem axialen Ausrückhub der Druckscheibe 3 ab.
Die Linie 52 stellt also eine resultierende der über den
Ausrückvorgang betrachteten,
einerseits im Zungenspitzenbereich 4c einwirkenden Ausrückkraft
und andererseits der im radialen Bereich 3a auf die Tellerfeder 4 durch
die Belagfederung 10 ausgeübten Axialkraft dar. Bei Überschreitung
des Punktes 54 in Ausrückrichtung wird
die von der Tellerfeder 4 auf die Schwenkauflage 11 ausgeübte Axialkraft
durch die von der Sensortellerfeder 13 aufgebrachte Gegenkraft
abgefangen, wobei diese beiden Kräfte zumindest nach Entlastung
der Reibbeläge 7 durch
die Druckscheibe 3 im Gleichgewicht sind und bei Fortsetzung
des Ausrückvorganges
die von der Sensorfeder 13 im Bereich der Schwenklagerung 5 aufgebrachte
Axialkraft vorzugsweise etwas größer wird
als die anstehende Ausrückkraft.
Der Teilbereich 55 der Kennlinie 52 des Diagramms
gemäß 11 zeigt, daß mit
zunehmendem Ausrückweg
die Ausrückkraft
bzw. die von der Tellerfeder 4 auf die Schwenkauflage 11 ausgeübte Kraft kleiner
wird gegenüber
der am Punkt 54 anstehenden Ausrückkraft. Die strichlierte Linie 56 entspricht einem
Zustand der Reibungskupplung 1, bei dem im Bereich der
Reibbeläge 7 ein
Verschleiß aufgetreten ist,
jedoch noch keine Nachstellung im Bereich der Schwenklagerung 5 erfolgt
ist. Auch hier ist erkennbar, daß die durch den Verschleiß verursachte Änderung
der Einbaulage der Tellerfeder 4 eine Erhöhung der
auf das Gehäuse 2 und
auf die Schwenkauflage 11 bzw. auf die Sensorfeder 13 ausgeübten Kräfte bewirkt.
Dies hat insbesondere zur Folge, daß der Punkt 54 in
Richtung des Punktes 54' wandert,
was bewirkt, daß beim
erneuten Ausrückvorgang
der Reibungskupplung 1 die von der Tellerfeder 4 auf
die Sensorfeder 13 im Bereich der Schwenkauflage 11 ausgeübten Axialkraft
größer ist
als die Gegenkraft der Sensorfeder 13, wodurch der bereits
beschriebene Nachstellvorgang durch axiales Ausfedern der Sensorfeder 13 erfolgt.
Durch den durch die Feder 26 bewirkten Nachstellvorgang,
also durch die Verdrehung des Ringes 17 und die axiale
Verlagerung der Auflage 12 wird der Punkt 54' wieder in Richtung
des Punktes 54 verlagert, wodurch der gewünschte Gleichgewichtszustand
im Bereich der Schwenkauflagerung 5 zwischen der Tellerfeder 4 und
der Sensorfeder 13 wieder hergestellt ist.
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In
der Praxis findet die beschriebene Nachstellung kontinuierlich bzw.
in sehr kleinen Schritten statt, so daß die zum besseren Verständnis der
Erfindung in den Diagrammen dargestellten großen Punkteverschiebungen und
Kennlinienverschiebungen normalerweise nicht auftreten.
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Es
können über die
Betriebszeit der Reibungskupplung 1 sich einige Funktionsparameter bzw.
Betriebspunkte verändern.
So kann zum Beispiel durch eine unsachgemäße Betätigung der Reibungskupplung 1 eine Überhitzung
der Belagfederung 10 erfolgen, die ein Setzen, also eine
Verringerung der axialen Federung der Belagfederung bzw. Belagsegmente 10 zur
Folge haben kann. Durch eine entsprechende Auslegung der Kennlinie 40 der
Tellerfeder 4 und entsprechende Anpassung des Verlaufes 47 der
Sensorfeder 13 kann jedoch eine betriebssichere Funktion
der Reibungskupplung gewährleistet
werden. Ein axiales Setzen der Belagfederung 10 hätte lediglich
zur Folge, daß die
Tellerfeder 4 eine gegenüber der in 1 dargestellten
Lage durchgedrücktere
Lage einnehmen würde, wobei
die von der Tellerfeder 4 auf die Druckscheibe ausgeübte Anpreßkraft etwas
geringer wäre,
wie dies im Zusammenhang mit der Kennlinie 40 gemäß 8 erkennbar
ist. Weiterhin würde
eine entsprechende axiale Verformung der Sensorfeder 13 und
damit eine entsprechende axiale Verlagerung der Schwenkauflage 11 erfolgen.
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Gemäß einem
weiteren erfinderischen Gedanken kann die auf die Betätigungstellerfeder 4 einwirkende
resultierende Abstützkraft
mit zunehmendem Verschleiß der
Reibbeläge 7 ansteigen.
Der Anstieg kann dabei auf einen Teilbereich des insgesamt maximal
zugelassenen Verschleißweges
der Reibbeläge 7 begrenzt
sein. Der Anstieg der Abstützkraft
für die
Betätigungstellerfeder 4 kann
dabei durch entsprechende Auslegung der Sensorfeder 13 erfolgen. In 9 ist
strichliert und mit dem Bezugszeichen 47a gekennzeichnet
ein entsprechender Kennlinienverlauf über den Bereich 48 dargestellt.
Durch einen Anstieg der Abstützkraft
für die
Betätigungstellerfeder 4 mit
zunehmendem Verschleiß kann
ein Anpreßkraftabfall
der Betätigungstellerfeder 4 für die Druckplatte 3,
bedingt durch eine Abnahme der Belagfederung, z.B. durch Einbettung
der Segmente in die Beläge,
zumindest teilweise kompensiert werden. Besonders vorteilhaft kann
es dabei sein, wenn die Abstützkraft
für die
Betätigungstellerfeder 4 proportional zum
Setzen der Belagfederung bzw. proportional zur Segmenteinbettung
in die Beläge
ansteigt. Dies bedeutet, daß mit
Verringerung der Scheibendicke im Bereich der Beläge, also
Verkleinerung des Abstandes zwischen den Reibflächen der Beläge infolge
der Segmenteinbettung und/oder eines Setzens der Belagfederung und/oder
des Belagverschleißes,
die erwähnte
Abstützkraft
ansteigen soll. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Kraftanstieg
derart erfolgt, daß dieser über einen
ersten Teilbereich größer ist
als in einem sich daran anschließen den zweiten Teilbereich,
wobei die beiden Teilbereiche sich innerhalb des Bereiches 48 gemäß 9 befinden.
Letztere Auslegung ist vorteilhaft, weil der größte Teil der erwähnten Einbettung
zwischen den Federsegmenten und den Belägen hauptsächlich innerhalb eines gegenüber der
gesamten Lebensdauer der Reibungskupplung geringen Zeitraumes erfolgt
und danach die Verhältnisse
zwischen den Federsegmenten und den Reibbelägen sich praktisch stabilisieren. Das
bedeutet, daß ab
einer bestimmten Einbettung keine wesentliche Änderung bezüglich der Einbettung mehr stattfindet.
Ein Anstieg der Abstützkraft
für die
Betätigungstellerfeder
kann auch über
wenigstens einen Teil des Abriebverschleißes der Reibbeläge erfolgen.
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Bei
der vorangegangenen Beschreibung des Nachstellvorganges zum Ausgleich
des Reibbelagverschleißes
wurden die durch die Blattfeder 9 eventuell aufgebrachten
Axialkräfte
nicht berücksichtigt. Bei
einer Vorspannung der Blattfedern 9 im Sinne eines Abhubes
der Druckscheibe 3 von dem entsprechenden Reibbelag 7,
also im Sinne einer Anpressung der Druckscheibe 3 gegen
die Tellerfeder 4 findet eine Unterstützung des Ausrückvorganges
statt. Es überlagert
sich die von den Blattfedern 9 aufgebrachte Axialkraft
mit den von der Sensorfeder 13 und der Tellerfeder 4 aufgebrachten
Kräften
sowie mit der Ausrückkraft.
Dies wurde des besseren Verständnisses
wegen bei der Beschreibung der Diagramme gemäß den 8 bis 11 bisher
nicht berücksichtigt.
Die die Betätigungstellerfeder 4 im ausgerückten Zustand
der Reibungskupplung 1 gegen die deckelseitige Abwälzauflage 12 beaufschlagende
Gesamtkraft ergibt sich durch Addition der Kräfte, welche hauptsächlich durch
die Blattfederelemente 9, durch die Sensorfeder 13 und
durch die vorhandene Ausrückkraft
auf die Betätigungstellerfeder 4 ausgeübt werden.
Die Blattfederelemente 9 können dabei derart zwischen
dem Deckel 2 und der Druckplatte 3 verbaut sein,
daß mit
zunehmendem Verschleiß der
Reibbeläge 7 die
durch die Blattfedern 9 auf die Betätigungstellerfeder 4 ausgeübte Axialkraft größer wird.
So kann z.B. über
den Weg 48 gemäß 9 und
somit auch über
den Verschleißausgleichsweg
der Nachstellvorkehrung 16 die von den Blattfedern 9 aufgebrachte
axiale Kraft einen Verlauf gemäß der Linie 47b aufweisen.
Aus 9 ist auch zu entnehmen, daß mit zunehmender Durchfederung der
Sensorfeder 13 die von den Blattfedern 9 auf die Druckplatte 3 ausgeübte Rückstellkraft,
welche auch auf die Betätigungstellerfeder 4 wirkt,
zunimmt. Durch Addition des Kraftverlaufes gemäß den Kennlinien 47b und
der Tellerfederkennlinie ergibt sich der resultierende Kraftverlauf,
welcher axial auf die Tellerfeder 4 einwirkt, und zwar
im Sinne eines Andrückens
der Tellerfeder 4 gegen die deckelseitige Schwenkauflage 12.
Um einen Verlauf gemäß der Linie 47a zu
erhalten, wobei zu Beginn des Verstellbereiches 47d zunächst ein
anfänglicher
Kraftanstieg vorhanden ist, der in einen etwa konstanten Kraftbereich übergeht,
ist es zweckmäßig, die
Sensortellerfeder derart auszulegen, daß sie einen Kennlinienverlauf
entsprechend der Linie 47c der 9 aufweist.
Durch Addition des Kraftverlaufes gemäß Linie 47c und des
Kraftverlaufes gemäß der Linie 47b ergibt
sich dann der Kraftverlauf gemäß Linie 47a.
Es kann also durch eine entsprechende Vorspannung der Blattfedern 9 die
von der Sensorfeder aufzubringende Abstütztkraft bzw. der Abstützkraftverlauf
reduziert werden. Durch entsprechende Ausgestaltung und Anordnung
der Blattfederelemente 9 kann ebenfalls eine Abnahme der
Belagfederung und/oder eine Einbettung der Belagfedersegmente in
die Beläge zumindest
teilweise kompensiert werden. Es kann also dadurch gewährleistet
werden, daß die
Tellerfeder 4 im wesentlichen den gleichen Betriebspunkt bzw.
den gleichen Betriebsbereich beibehält, so daß die Tellerfeder 4 über die
Lebensdauer der Reibungskupplung im wesentlichen eine zumindest
annähernd konstante
Anpreßkraft
auf die Druckplatte 3 ausübt. Weiterhin muß bei der
Auslegung der Reibungskupplung, insbesondere der Sensorfeder 13 und/oder
der Blattfedern 9, die durch die auf das Nachstellelement 17 einwirkenden
Nachstellfedern 26 und/oder 26a erzeugte resultierende
Axialkraft, welche der Sensorfeder 13 und/oder den Blattfedern 9 entgegenwirkt,
berücksichtigt
werden.
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Bei
einer Auslegung der Reibungskupplung 1 mit vorgespannten
Blattfedern 9 muß noch
berücksichtigt
werden, daß durch
die Vorspannung der Blattfedern 9 die von der Druckplatte 3 auf
die Reibbeläge 7 ausgeübte Axialkraft
beeinflußt
wird. Das bedeutet also, daß bei
einer Vorspannung der Blattfedern 9 in Richtung der Betätigungstellerfeder 4 die von
der Tellerfeder 4 aufgebrachte Anpreßkraft um die Vorspannkraft
der Blattfedern 9 verringert ist. Es bildet sich also bei
einer derartigen Reibungskupplung 1 ein resultierender
Anpreßkraftverlauf
für die Druckplatte 3 bzw.
für die
Reibbeläge 7,
der sich durch Überlagerung
des Anpreßkraftverlaufes
der Tellerfeder 4 mit dem Verspannungsverlauf der Blattfedern 9 ergibt.
Unter der Annahme, daß – über den Betriebsbereich
der Reibungskupplung 1 betrachtet – die Kennlinie 40 gemäß 8 den
resultierenden Kraftverlauf aus Betätigungstellerfeder 4 und
vorgespannten Blattfedern 9 im Neuzustand der Reibungskupplung 1 darstellt,
sich mit Verringerung des Abstandes zwischen der Druckplatte 3 und
der Gegendruckplatte 6 infolge von Belagverschleiß eine Verschiebung
des resultierenden Verlaufes im Sinne einer Reduzierung ergeben
würde.
In 8 ist strichliert eine Linie 40a dargestellt,
die beispielsweise einem Gesamtbelagverschleiß von 1,5 mm entspricht. Durch
diese über
die Lebensdauer der Reibungskupplung auftretende Verschiebung der
Linie 40 in Richtung der Linie 40a verringert
sich die beim Ausrücken
der Reibungskupplung 1 durch die Tellerfeder 4 auf
die Sensorfeder 13 ausgeübte Axialkraft, und zwar aufgrund
des mit zunehmendem Verschleiß durch
die Blatt federn 9 auf die Tellerfeder 4 ausgeübten Gegenmomentes.
Dieses Gegenmoment ist aufgrund des radialen Abstandes zwischen
der Schwenklagerung 5 und dem Beaufschlagungsdurchmesser 3a zwischen
Betätigungstellerfeder 4 und
Druckplatte 3 vorhanden.
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Die
in den 12 und 13 dargestellte Reibungskupplung 101 unterscheidet
sich im wesentlichen gegenüber
der in den 1 und 2 dargestellten
Reibungskupplung 1 dadurch, daß der Nachstellring 117 durch
Schraubenfedern 126 in Umfangsrichtung belastet ist. Bezüglich seiner
Funktion und Wirkungsweise bezüglich
des Verschleißausgleiches
der Reibbeläge
entspricht der Nachstellring 117 dem Nachstellring 17 gemäß den 2 bis 4. Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind drei Schraubenfedern 126 vorgesehen, die über den
Umfang gleichmäßig verteilt
und zwischen Kupplungsgehäuse 2 und
Nachstellring 117 vorgespannt sind.
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Wie
insbesondere aus 14 hervorgeht, besitzt der
Nachstellring 117 am Innenumfang radiale Vorsprünge bzw.
Abstufungen 127, an denen sich die bogenförmig angeordneten
Schraubenfedern 126 mit einem ihrer Enden zur Beaufschlagung
des Nachstellringes 117 in Umfangsrichtung abstützen können. Die
anderen Endbereiche der Federn 126 stützen sich an vom Kupplungsgehäuse 2 getragenen Anschlägen 128 ab.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind diese Anschläge 128 durch schraubenähnliche
Verbindungselemente gebildet, welche mit dem Deckel 2 verbunden
sind. Diese Anschläge 128 können jedoch
auch durch axiale Anformungen, die einteilig mit dem Kupplungsgehäuse 2 ausgestaltet
sind, gebildet sein. So können
z.B. die Anschläge 128 durch
aus einem Blechgehäuse 2 axial
herausgeformte Anprägungen
oder Laschen gebildet sein. Wie insbesondere aus den 13 und 14 zu
entnehmen ist, kann der Ring 117 am Innenumfang derart
ausgebildet werden, daß zumindest
im wesentlichen im Bereich der Erstreckung der Federn 126 und
vorzugsweise auch über
den zur Nachstellung des Verschleißes erforderlichen Verdrehwinkel
des Ringes 117 bzw. über
den Entspannungsweg der Federn 126 eine Führung 129 vorhanden
ist, die eine axiale Halterung und radiale Abstützung der Federn 126 gewährleistet.
Die Federführungen 129 sind
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
durch, im Querschnitt betrachtet, im wesentlichen halbkreisartig
ausgebildete Vertiefungen gebildet, deren Begrenzungsflächen im
wesentlichen an den Querschnitt der Schraubenfedern 126 angepaßt sind.
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Eine
derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, daß bei drehender Reibungskupplung
eine einwandfreie Führung
der Federn 126 gegeben ist, so daß diese axial nicht ausweichen
können.
Zur zusätzlichen
Sicherung der Schraubenfedern 126 kann, wie dies in 13 dargestellt ist, der Deckel 2 an seinem radial
inneren Randbereich axiale Anformungen 130 besitzen, welche
die Federn 126 in Achsrichtung überlappen. Anstatt einzelner
Anformungen 130 kann der Deckel 2 auch einen über den
Umfang durchlaufenden und axialen Innenrand 130 besitzen. Der
Innenrand 130 kann zur Begrenzung der Entspannung der Tellerfeder 4 dienen.
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Eine
Führung
der Nachstellfedern 126 gemäß den 12 bis 14 hat
den Vorteil, daß bei sich
drehender Kupplungseinheit 1 die Einzelwindungen der Federn 126 sich
unter Fliehkrafteinwirkung an dem Nachstellring 117 radial
abstützen
können, wobei
die von den Federn 126 in Umfangsrichtung aufgebrachten
Verstellkräfte
infolge der zwischen den Federwindungen und dem Nachstellring 117 erzeugten
Reibwiderstände
verringert oder gar vollständig
aufgehoben werden. Die Federn 126 können sich also bei Rotation
der Reibungskupplung 101 (infolge der die Federwirkung
unterdrückenden
Reibkräfte)
praktisch starr verhalten. Dadurch kann erzielt werden, daß wenigstens
bei Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine
der Nachstellring 117 nicht durch die Federn 126 verdreht
werden kann. Dadurch kann erzielt werden, daß ein Ausgleich des Reibbelagverschleißes nur
bei Betätigung
der Reibungskupplung 101 bei Leerlaufdrehzahl bzw. zumindest
annähernd
bei Leerlaufdrehzahl stattfindet. Die Blockierung des Nachstellringes 117 kann
jedoch auch derart erfolgen, daß nur bei
stillstehender Brennkraftmaschine, also sich nicht drehender Reibungskupplung 101 eine
Nachstellung aufgrund des Belagverschleißes stattfinden kann.
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Eine
Blockierung des Nachstellvorganges bei Rotation der Reibungskupplung 1 bzw.
bei Überschreitung
einer bestimmten Drehzahl kann auch bei einer Ausführungsform
gemäß den 1 und 2 von
Vorteil sein. Hierfür
können
beispielsweise am Gehäuse 2 Mittel
vorgesehen werden, die unter Fliehkrafteinwirkung am Nachstellelement 17 eine Verdrehsicherung
bewirken, und zwar entgegen der durch die Schenkelfeder 26 und/oder 26a erzeugten Verstellkraft.
Die Blockiermittel können
dabei durch mindestens ein unter Fliehkrafteinwirkung radial nach
außen
drängbares
Gewicht gebildet sein, das sich beispielsweise am Innenrand des
Ringes 17 abstützt
und dort eine Reibung erzeugen kann, die am Ring 17 ein
Haltemoment hervorruft, das größer ist als
das von den Verstellfedern auf den Ring 17 ausgeübte Verdrehmoment.
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Zur
radialen Abstützung
zumindest eines Teilbereiches der Erstreckung der Federn 126 können auch
vom Gehäuse 2 getragene
Abstützmittel vorgesehen
werden. Diese Abstützmittel
können
bei der Ausführungsform
gemäß den 12 und 13 mit
den Anschlägen 128 einteilig
ausgebildet sein. Hierfür
können
die Anschläge 128 winkelförmig ausgebildet
sein, so daß sie
jeweils einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Bereich besitzen,
der sich zumindest über
einen Teilabschnitt der Erstreckung einer Feder 126 in
diese hineinerstreckt. Dadurch kann zumindest ein Teil der Federwindungen geführt und
zumindest in radialer Richtung abgestützt werden.
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Wie
aus 13 zu entnehmen ist, ist der
in 2 vorgesehene Drahtring 11 entfallen
und durch im Zungenspitzenbereich der Sensorfeder 113 angebrachte
Anformungen 111 ersetzt worden. Hierfür sind die Zungen 113c im
Bereich ihrer Spitzen auf ihrer der Betätigungstellerfeder 4 zugewandten
Seite ballig ausgebildet.
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In
den 15 bis 17 ist
eine weitere Ausführungsvariante
einer erfindungsgemäßen Verschleißnachstellung
dargestellt, bei der anstatt eines ringförmigen Nachstellringes einzelne
Nachstellelemente 217 verwendet sind. Diese Nachstellelemente sind über den
Umfang des Deckels 202 gleichmäßig verteilt. Die Nachstellelemente 217 sind
durch knopf- bzw. scheibenförmige
Bauteile gebildet, die eine sich in Umfangsrichtung erstreckende
und axial ansteigende Auflauframpe 218 besitzen. Die ringförmigen Nachstellelemente 217 besitzen
eine zentrale Ausnehmung bzw. Bohrung 219, durch welche
sich die vom Deckel getragenen axialen stiftartigen Ansätze 215a erstrecken,
so daß die
ringförmigen
Nachstellelemente 218 drehbar auf diesen Ansätzen 215a gelagert
sind. Am Deckel 202 sind Anprägungen 225 vorgesehen,
welche Gegenauflauframpen 224 für die Rampen 218 bilden.
Zwischen einem Nachstellelement 217 und dem Deckel 202 ist
ein Federelement 226 verspannt, welches das Nachstellelement 217 in die
eine Nachstellung bewirkende Drehrichtung beaufschlagt. Das Federelement 226 kann
sich, wie aus 15 hervorgeht, um einen axialen
Ansatz 215a erstrecken, also schraubenfederähnlich ausgebildet sein.
An den Endbereichen einer Feder 226 sind Anformungen, wie
z.B. Abbiegungen bzw. Schenkel vorgesehen zur Abstützung des
einen Federendes am Gehäuse 202 und
des anderen Federendes an dem entsprechenden Nachstellelement 217.
Bei einer axialen Verlagerung der Tellerfeder 204 bzw.
der Sensorfeder 213 im Bereich der Schwenkauflage 205 werden
die Nachstellelemente 218 verdreht und die Verlagerung
durch Auflaufen der Rampen 218 an den Rampen 224 ausgeglichen.
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Die
axiale Abstützung
der Sensortellerfeder 213 am Gehäuse 202 erfolgt mittels
Laschen 214, die aus dem axial verlaufenden Bereich des
Gehäuses 202 herausgeformt
und radial nach innen unter die äußeren Bereiche
der Sensorfeder 213 gedrängt wurden.
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Die
ringförmigen
Nachstellelemente 218 haben den Vorteil, daß diese
weitgehend fliehkraftunabhängig
bezüglich
ihrer Nachstellwirkung ausgebildet werden können.
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Anstatt
der in 14 dargestellten rotierenden
bzw. sich verdrehenden Nachstellelemente 217 könnten auch
einzelne keilartige Nachstellelemente verwendet werden, die in radialer
und/oder in Umfangsrichtung zur Verschleißnachstellung verlagerbar sind.
Diese keilartigen Nachstellelemente können eine längliche Ausnehmung aufweisen,
durch welche sich ein axialer Ansatz 215a zur Führung des
entsprechenden Nachstellelementes erstrecken kann. Die keilförmigen Nachstellelemente
können
aufgrund der auf sie einwirkenden Fliehkraft nachstellend wirken.
Es können
jedoch auch Kraftspeicher vorgesehen werden, die die keilförmigen Nachstellelemente in
Nachstellrichtung beaufschlagen. Zur einwandfreien Führung der
keilartigen Nachstellelemente kann das Gehäuse 202 Anformungen
besitzen. Die gegenüber
einer zur Rotationsachse der Reibungskupplung senkrecht verlaufenden
Ebene mit einem bestimmten Auflaufwinkel verlaufenden Keilflächen der Nachstellelemente
können
gehäuseseitig
und/oder auf der Seite der Betätigungstellerfeder
vorgesehen werden. Bei Verwendung von derartigen keilförmigen Einzelelementen
ist es zweckmäßig, diese
aus einem leichten Werkstoff herzustellen, um die auf sie einwirkenden
Fliehkräfte
auf ein Minimum zu reduzieren.
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Die
Werkstoffpaarung zwischen den die Nachstellrampen bildenden Bauteilen
ist vorzugsweise derart gewählt,
daß über die
Betriebsdauer der Reibungskupplung keine, eine Nachstellung verhindernde
Haftung zwischen den Auflauframpen und Gegenauflauframpen auftreten
kann. Um eine solche Haftung zu vermeiden, kann wenigstens eines
dieser Bauteile mit einer Beschichtung zumindest im Bereich der
Rampen oder Gegenrampen versehen sein. Durch derartige Beschichtungen
kann insbesondere Korrosion bei Verwendung zweier metallischer Bauteile
vermieden werden. Ein Haften bzw. Festkleben zwischen den die Nachstellrampen
bildenden Bauteilen kann weiterhin dadurch vermieden werden, daß die sich
aneinander abstützenden
und die Rampen sowie Gegenrampen bildenden Bauteile aus einem Material
mit unterschiedlichem Aus dehnungskoeffizienten hergestellt sind,
so daß infolge der
während
des Betriebes der Reibungskupplung auftretenden Temperaturschwankungen
die sich in Kontakt befindlichen Flächen, welche Nachstellrampen
bilden, relativ zueinander eine Bewegung vollführen. Dadurch werden die die
Auflauframpen und Gegenauflauframpen bildenden Bauteile relativ
zueinander stets beweglich gehalten. Es kann also ein Haften bzw.
Festkleben zwischen diesen Teilen nicht erfolgen, da durch die unterschiedlichen
Ausdehnungen diese Teile stets voneinander wieder losgebrochen bzw.
gelöst
werden. Ein Lösen
der Nachstellrampen kann auch dadurch erzielt werden, daß aufgrund
unterschiedlicher Festigkeit und/oder Ausbildung der Teile die auf
diese Teile einwirkenden Fliehkräfte
unterschiedliche Dehnungen bzw. Bewegungen verursachen, die wiederum
ein Haften bzw. Festkleben der Teile vermeiden.
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Um
eine Haftverbindung zwischen Auflauframpen und Gegenauflauframpen
zu vermeiden, kann auch zumindest eine Vorkehrung vorgesehen werden,
die beim Ausrücken
der Reibungskupplung bzw. bei Verschleißnachstellung eine Axialkraft
auf das bzw. die Nachstellelemente ausübt. Hierfür kann das Nachstellelement 17, 117 mit
einem Bauteil axial gekoppelt werden, das Bereiche besitzt, die
bei auftretendem Verschleiß sich
axial Verlagern. Diese Koppelung kann insbesondere im Bereich der Schwenklagerung 5 erfolgen,
und zwar mit der Betätigungstellerfeder 4 und/oder
der Sensorfeder 13.
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Im
Diagramm gemäß 18 ist eine Anpreßtellerfederkennlinie 340 dargestellt,
die einen Talpunkt bzw. ein Minimum 345 besitzt, in dem
die von der Anpreßtellerfeder
aufgebrachte Kraft verhältnismäßig gering
ist (ca. 450 Nm). Das Maximum der Tellerfeder mit der Weg-Kraft-Kennlinie 340 liegt
in der Größenordnung
von 7 600 Nm. Die Kennlinie 340 wird durch Verformung einer
Tellerfeder zwischen zwei radial beabstandeten Abstützungen
erzeugt, und zwar, wie dies in Verbindung mit der Kennlinie 40 gemäß 8 und
im Zusammenhang mit der Tellerfeder 4 beschrieben wurde.
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Die
Tellerfederkennlinie 340 kann mit einer Belagfederkennlinie 342 kombiniert
werden. Wie aus 18 zu entnehmen ist, ist der
Weg-Kraft-Verlauf der Belagfedersegmentkennlinie 342 an
die Anpreßtellerfederkennlinie 340 angenähert bzw.
die beiden Kennlinien verlaufen nur in einem geringen Abstand voneinander,
so daß die
entsprechende Reibungskupplung mit einer sehr geringen Kraft betätigt werden
kann. Im Wirkbereich der Belagfederung ergibt sich die theoretische
Ausrückkraft
aus der Differenz zweier vertikal übereinander liegender Punkte
der Linien 340 und 342. Eine solche Differenz
ist mit 360 gekennzeichnet. Die tatsächlich erforderliche Ausrückkraft
verringert sich um die entsprechende Hebelübersetzung der Betätigungselemente,
wie z.B. Tellerfederzungen. Dies wurde ebenfalls in Verbindung mit
der Ausführungsform
gemäß den 1 und 2 sowie
den Diagrammen gemäß den 8 bis 11 beschrieben.
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In 18 ist strichliert eine weitere Betätigungstellerfederkennlinie 440 dargestellt,
welche ein Minimum bzw. einen Talpunkt 445 besitzt, in
dem die von der Tellerfeder aufgebrachte Kraft negativ ist, also
nicht in Einrückrichtung
der entsprechenden Reibungskupplung, sondern in Ausrückrichtung wirkt.
Dies bedeutet, daß bei Überschreitung
des Punktes 461 während
der Ausrückphase
die Reibungskupplung selbsttätig
offen bleibt. Der Tellerfederkennlinie 440 kann eine Belagfederungskennlinie entsprechend
der Linie 442 zugeordnet werden, um minimale Ausrückkräfte zu erhalten,
ist ein möglichst paralleler
Verlauf der Belagfederkennlinie 442 zur Tellerfederkennlinie 440 anzustreben.
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In 19 ist der zum Ausrücken der entsprechenden Reibungskupplung
auf die Betätigungshebel,
wie die Tellerfederzungen, aufzubringende Ausrückkraftverlauf über den
Ausrückweg
für die
zugeordneten Kennlinien 340 und 342 bzw. 440 und 442 dargestellt.
Wie ersichtlich ist, ist der Ausrückkraftverlauf 349,
der den Kennlinien 340, 342 zugeordnet ist, stets
im positiven Kraftbereich, das bedeutet, daß, um die Kupplung im ausgerückten Zustand
zu halten, stets eine Kraft in Ausrückrichtung erforderlich ist.
Der Ausrückkraftverlauf 449,
der den Kennlinien 440 und 442 zugeordnet ist,
besitzt einen Teilbereich 449a, in dem die Ausrückkraft
zunächst
abnimmt und dann vom positiven in den negativen Kraftbereich übergeht,
so daß die
entsprechende Reibungskupplung im ausgerückten Zustand keine Haltekraft
benötigt.
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Bei
der in den 20, 20a und 21 dargestellten
Ausführungsform
einer Reibungskupplung 501 ist die Sensortellerfeder 513 am
Kupplungsdeckel 502 axial über eine bajonettartige Verbindung 514 abgestützt. Hierfür besitzt
die Sensorfeder 513 radial sich vom Außenumfang des ringförmigen Grundkörpers 513b erstreckende
Laschen 513d, die sich an radialen Bereichen 502a,
in Form von aus dem Deckelmaterial herausgeformten Laschen, axial abstützen. Die
Deckellaschen 502a sind aus dem im wesentlichen axial verlaufenden
Randbereich 502b des Deckels herausgeformt, wobei es zweckmäßig ist,
wenn hierfür
die Laschen 502a zumindest teilweise durch einen Freischnitt 502c oder 502d aus
dem Deckelmaterial zunächst
herausgeformt sind. Durch zumindest teilweises Umschneiden der Laschen 502a können diese
in ihre Sollposition leichter verformt werden. Wie insbesondere
aus 21 zu entnehmen ist, sind die
Laschen 502a und die Ausleger bzw. Zungen 513d derart
aufeinander abgestimmt, daß eine
Zentrierung der Sensorfeder 513 gegenüber dem Deckel 502 erfolgen
kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
besitzen die Laschen 502a hierfür eine kleine axiale Abstufung 502e.
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Um
eine einwandfreie Positionierung der Sensorfeder 513 gegenüber dem
Gehäuse 502 während der
Herstellung der bajonettartigen Verriegelungsverbindung 514 zu
gewährleisten,
sind wenigstens drei vorzugsweise über den Umfang des Deckels 502 gleichmäßig verteilte
Laschen 502a in Bezug auf die anderen Deckelbereiche derart
abgestimmt, daß nach
einer definierten Relativverdrehung zwischen der Sensorfeder 513 und
dem Deckel 502 die entsprechenden Ausleger 513d an
einem Umfangsanschlag 502f zur Anlage kommen und somit eine
weitere Relativverdrehung zwischen Sensorfeder 513 und
Deckel 502 vermieden wird. Der Anschlag 502f ist
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel,
wie dies insbesondere aus 20a hervorgeht,
durch einen axialen Absatz des Deckels 502 gebildet. Aus 20a geht weiterhin hervor, daß wenigstens einzelne, vorzugsweise
drei Laschen 502a eine weitere Verdrehbegrenzung 502g zwischen dem
Deckel 502 und den Zungen 513d der Sensorfeder 513 bilden.
Bei dem dargestellten Beispiel bilden die gleichen Laschen 502a die
Verdrehsicherungen 502f und 502g für beide
Drehrichtungen. Die eine Entriegelung zwischen der Sensorfeder 513 und dem
Deckel 502 vermeidenden Anschläge 502g sind durch
axiale, in radialer Richtung verlaufende Abkantungen der Zungen 502a gebildet.
Durch die Umfangsanschläge 502f und 502g ist
eine definierte Positionierung in Umfangsrichtung der Sensorfeder 513 gegenüber dem
Deckel 502 gegeben. Zur Herstellung der Verriegelungsverbindung 514 wird
die Sensorfeder 513 axial in Richtung des Deckels 502 verspannt,
so daß die
Zungen 513d axial in die Freischnitte 502c und 502d eintauchen
und axial über
die Deckelabstützungen 502a zu
liegen kommen. Danach können
der Deckel 502 und die Sensorfeder 513 relativ
zueinander verdreht werden, bis einige der Zungen 513d an
den Verdrehbegrenzungen 502f zur Anlage kommen. Daraufhin
erfolgt eine teilweise Entspannung der Sensorfeder 513,
so daß einige
der Zungen 513d, in Umfangsrichtung betrachtet, zwischen
die entsprechenden Anschläge 502f und 502g zu
liegen kommen und alle Zungen 513d an den deckelseitigen
Abstützungen 502a auflagern.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der bajonettartigen Verriegelung 514 wird gewährleistet,
daß bei
der Montage der Reibungskupplung 1 die Zungen 513d nicht
neben den deckelseitigen Auflagen 502a zu liegen kommen.
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Bei
den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen
ist der die eigentliche Federkraft der Sensorfeder 513 aufbringende
kreisringförmige
Grundkörper,
z.B. 513b, radial außerhalb
des Beaufschlagungsbereiches bzw. Abstützbereiches zwischen Druckplatte
und Betätigungstellerfeder
vorgesehen. Für
manche Anwendungsfälle
kann es jedoch auch zweckmäßig sein,
wenn der kreisringförmige
Grundkörper
der Sensortellerfeder radial innerhalb des Beaufschlagungsdurchmessers
zwischen Druckplatte und Betätigungstellerfeder
vorgesehen ist. Das bedeutet also für eine Ausführungsform gemäß den 1 und 2,
daß der
die axiale Verspannkraft der Sensorfeder 13 aufbringende
Grundkörper 13b radial
innerhalb des Beaufschlagungsbereiches 3a zwischen Betätigungstellerfeder 4 und
Druckplatte 3 vorgesehen ist.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß den 20 bis 21 sind
die deckelseitigen Gegenauflauframpen 524 durch nockenförmige Anprägungen,
die in das Blechgehäuse 502 eingebracht
sind, gebildet. Weiterhin werden bei dieser Ausführungsform die zwischen dem
Gehäuse 502 und
dem Nachstellring 517 verspann ten Schraubenfedern 526 durch
Führungsdorne 528,
die einteilig mit dem Nachstellring 517 ausgebildet sind
und sich in Umfangsrichtung erstrecken, geführt. Diese Führungsdorne 528 können, wie
dies insbesondere aus 21 hervorgeht, in axialer Richtung
einen länglichen
Querschnitt aufweisen, der an den inneren Durchmesser der Federn 526 angepaßt ist.
Die Führungen 528 erstrecken
sich zumindest über
einen Teilbereich der Längenerstreckung
der Federn 526 in diese hinein. Dadurch kann zumindest
ein Teil der Federwindungen geführt
und zumindest in radialer Richtung abgestützt werden. Weiterhin kann
ein Ausknicken bzw. ein Herausspringen der Federn 526 in
axialer Richtung vermieden werden. Durch die Dorne 548 kann
die Montage der Reibungskupplung wesentlich erleichtert werden.
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In 22 ist der Nachstellring 517 teilweise dargestellt.
Der Nachstellring 517 besitzt radial nach innen verlaufende
Anformungen 527, welche die dornartigen, in Umfangsrichtung
sich erstreckenden Führungsbereiche 528 für die Schraubenfedern 526 tragen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die Federaufnahmebereiche 528 einteilig mit dem als Spritzteil
hergestellten Kunststoffring 517 ausgebildet. Die Federführungsbereiche
bzw. Federaufnahmebereiche 528 können jedoch auch durch einzelne
Bauteile oder alle gemeinsam durch ein einziges Bauteil gebildet
sein, welche bzw. welches mit dem Nachstellring 517, z.B. über eine
Schnappverriegelung, verbunden werden bzw. wird. So können alle
Führungsbereiche 528 durch
einen gegebenenfalls über
den Umfang offenen Ring gebildet sein, der mit dem Nachstellring 517 über wenigstens
drei Verbindungsstellen, vorzugsweise als Schnappverriegelung ausgebildet,
gekoppelt ist.
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Ähnlich wie
in Verbindung mit den 12 und 13 beschrieben,
können
sich die Schraubenfedern 526 noch zusätzlich, z.B. aufgrund von Fliehkrafteinwirkung,
an entsprechend ausgebildeten Bereichen des Deckels 502 und/oder
des Nachstellringes 517 radial abstützen.
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Die
deckelseitigen Abstützungen
für die Schraubenfedern 526 sind
durch aus dem Deckelmaterial herausgeformte und in axialer Richtung
sich erstreckende Flügel
oder durch axiale Wandungen bildende Anprägungen 526 gebildet.
Diese Abstützbereiche 526a für die Federn 526 sind
dabei zweckmäßigerweise
derart ausgebildet, daß die
entsprechenden Enden der Federn geführt werden und somit gegen
eine unzulässige
Verlagerung in axialer und/oder radialer Richtung gesichert sind.
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Bei
der in 23 dargestellten Ausführungsform
einer Kupplung 601 ist die Sensorfeder 613 auf der
der Druckplatte 603 abgekehrten Seite des Gehäuses 602 vorgesehen.
Durch Anordnung der Sensorfeder 613 außerhalb des Gehäuseinnenraumes, welcher
die Druckplatte 603 aufnimmt, kann die thermische Beanspruchung
der Sensorfeder 613 verringert werden, wodurch die Gefahr
eines Setzens dieser Feder 613 aufgrund einer thermischen Überbeanspruchung
vermieden wird. Auch erfolgt auf der äußeren Seite des Gehäuses 602 eine
bessere Kühlung
der Feder 613.
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Die
Abstützung
der auf der dem Deckel abgekehrten Seite der Betätigungstellerfeder 604 vorgesehenen
Schwenkauflage 611 erfolgt über Abstandsniete 615,
die sich axial durch entsprechende Ausnehmungen der Tellerfeder 604 und
des Gehäuses 602 erstrecken
und mit der Sensorfeder 613 axial verbunden sind. Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Abstandsniete 615 mit der Sensorfeder 613 vernietet.
Anstelle von Abstandsnieten 615 können auch andere Mittel verwendet
werden, die eine Verbindung zwischen der Abwälzauflage 611 und
der Sensorfeder 613 herstellen. So könnte z.B. die Sensorfeder 613 im
radial inneren Bereich axial sich erstreckende Laschen aufweisen,
welche die Abwälzauflage 611 mit
entsprechenden radialen Bereichen abstützen oder gar diese Abwälzauflage 611 durch
entsprechende Anformungen unmittelbar bilden. Anstatt der fest mit
der Sensorfeder vernieteten Elemente 615 können auch
anders ausgebildete, z.B. gelenkig am Sensor angelenkte Elemente
verwendet werden.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 24 erstreckt sich die Sensorfeder 713 radial
innerhalb der Schwenklagerung 715 für die Betätigungstellerfeder 704.
Die Sensorfeder 713 ist an ihren radial inneren Bereichen
am Deckel 702 abgestützt
hierfür
besitzt der Deckel 702 axial sich durch entsprechende Schlitze
bzw. Ausnehmungen der Tellerfeder 704 erstrec kende Laschen 715,
welche die Sensortellerfeder 713 axial abstützen.
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Der
in 25 dargestellte Nachstellring 817 kann
bei einer Reibungskupplung gemäß den 20 bis 21 verwendet
werden. Der Nachstellring 817 besitzt radial innen Anformungen 827,
die sich radial erstrecken. Die Anformungen 827 besitzen
radiale Ansätze 827a,
die Abstützbereiche
für die
in Umfangsrichtung zwischen Kupplungsdeckel und Verstellring 817 verspannten
Schraubenfedern 826 bilden. Zur Führung und Erleichterung der
Montage der Schraubenfedern 826 ist ein Ring 528 vorgesehen, der
am Außenumfang
unterbrochen bzw. offen ist. Der Ring 528 ist mit den radialen
Anformungen 827a verbunden. Hierfür können die Anformungen 827a in Umfangsrichtung
sich erstreckende Vertiefungen bzw. Nuten aufweisen, die derart
ausgebildet sind, daß sie
in Verbindung mit dem Ring 828 eine Schnappverbindung bilden.
Die deckelseitigen Abstützungen
für die
Nachstellfedern 826 sind durch axiale Laschen 826a des
Kupplungsdeckels gebildet. Die axialen Laschen 826a besitzen
jeweils einen axialen Einschnitt 826b zur Aufnahme des
Ringes 828. Die Einschnitte 826b sind dabei derart
ausgebildet, daß der
Ring 828 gegenüber
den Laschen 826a eine axiale Verlagermöglichkeit, zumindest entsprechend dem
Verschleißweg
der Reibungskupplung, besitzt. Hierfür ist es besonders zweckmäßig, wenn
die in die radialen Anformungen 827a eingebrachten Vertiefungen
zur Aufnahme des Ringes 828 und die Ausschnitte 826b,
in axialer Richtung betrachtet, gegensinnig ausgebildet sind, oder
mit anderen Worten, daß die
Vertiefungen in den Anformungen 827a in die eine axiale
Richtung und die Ausschnitte 826b in die andere axiale
Richtung offen sind.
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Bei
der in 26 dargestellten Ausführungsform
einer Reibungskupplung 901 findet die Abstützung der
Betätigungstellerfeder 904 in
Ausrückrichtung
in einem mittleren Bereich des Grundkörpers 904a der Tellerfeder 904 statt.
Radial außen
stützt sich
der Grundkörper 904a an
der Druckplatte 903 ab und erstreckt sich radial nach innen
hin über
die Schwenklagerung 905 hinaus. Das bedeutet, daß die Schwenklagerung 905 vom
Innenrand des Grundkörpers 904a der
Tellerfeder 905 bzw. den Schlitzenden, welche die Zungen
der Tellerfeder 904 bilden, im Vergleich zu den bisher
bekannten Tellerfederkupplungen, verhältnismäßig weit entfernt ist. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
liegt das radiale Breitenverhältnis
der radial innerhalb der Schwenklagerung 905 vorgesehenen
Grundkörperbereiche
zu den radial außerhalb
der Schwenklagerung 905 vorhandenen Grundkörperbereiche
in der Größenordnung
von 1:2. Zweckmäßig ist
es, wenn dieses Verhältnis
zwischen 1:6 und 1:2 liegt. Durch eine derartige Abstützung der Betätigungstellerfeder 904 kann
eine Beschädigung bzw.
eine Überbeanspruchung
des Tellerfedergrundkörpers 904a im
Bereich der Schwenklagerung 905 vermieden werden.
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In 26 ist weiterhin strichliert eine axiale Anformung 903a,
welche an der Druckplatte 903 vorgesehen ist, angedeu tet. Über derartige
an der Druckplatte 903, insbesondere im Bereich der Auflagenocken 903b,
vorgesehene Anformungen 903a kann die Betätigungstellerfeder 904 gegenüber der Kupplung 901 zentriert
werden. Es kann also die Betätigungstellerfeder 904 über eine
Außendurchmesserzentrierung
in radialer Richtung gegenüber dem
Deckel 902 gehaltert werden, so daß die in 26 ebenfalls dargestellten Zentrierniete bzw. Bolzen 915 entfallen
können.
Obwohl nicht dargestellt, kann die Außendurchmesserzentrierung auch über aus
dem Material des Deckels 902 herausgeformte Laschen oder
Anprägungen
erfolgen.
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Bei
der Reibungskupplung 901 ist die Sensorfeder 913 derart
ausgebildet, daß der
die Kraft aufbringende Grundkörper 913a radial
innerhalb der Nocken 903b vorgesehen ist. Zur Abstützung der
Betätigungstellerfeder 904 einerseits
und zur eigenen Abstützung
am Deckel 902 andererseits besitzt die Sensorfeder 913 radiale
Ausleger bzw. Zungen, die sich einerseits vom Grundkörper 913a radial
nach innen hin erstrecken und andererseits vom Grundkörper 913a ausgehend
radial nach außen
hin erstrecken.
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Bei
der in 27 dargestellten Ausführungsvariante
einer Reibungskupplung 1001 ist die der Ausrückkraft
der Reibungskupplung bzw. der Verschwenkkraft der Betätigungstellerfeder 1004 entgegengerichtete
Kraft durch eine Sensorfeder 1013 aufgebracht, welche zwischen
dem Gehäuse 1002 und der
Druckplatte 1003 axial verspannt ist. Bei einer derartigen Ausführungsform
wird die Betätigungstellerfeder 104 im
Schwenk- bzw. Kippbereich 1005 nicht durch eine Schwenklagerung
in Ausrückrichtung
abgestützt.
Die Anlage der Tellerfeder 1004 an der deckelseitigen Schwenkauflage
bzw. Abstützauflage 1012 wird
durch die Vorspannkraft der Sensorfeder 1013 gewährleistet.
Diese Sensorfeder ist derart ausgelegt, daß während des Ausrückvorganges der
Reibungskupplung 1001 die von dieser Sensorfeder 1013 aufgebrachte
Axialkraft auf die Tellerfeder 1004 größer ist bzw. wird als die erforderliche
Ausrückkraft
der Reibungskupplung 1001. Es muß dabei gewährleistet sein, daß, wenn
kein Verschleiß an
den Reibbelägen
vorhanden ist, die Tellerfeder 1004 stets an der deckelseitigen
Abstützung
bzw. den Verschwenkauflagen 1012 in Anlage bleibt. Hierfür muß, in ähnlicher
Weise, wie dies im Zusammenhang mit den bisherigen Ausführungsformen
beschrieben wurde, eine Abstimmung zwischen den einzelnen, in axialer
Richtung wirksamen und sich überlagernden Kräften, erfolgen.
Diese Kräfte,
welche durch die Sensorfeder 1013, durch die Belagfederung
durch die zwischen der Druckplatte 1003 und dem Gehäuse 1002 eventuell
vorgesehenen Blattfederelemente, durch die Betätigungstellerfeder 1004,
durch die Ausrückkraft
für die
Reibungskupplung 1001 und durch die auf den Nachstellring 1017 einwirkenden
Nachstellfederelemente erzeugt werden, müssen entsprechend aufeinander
abgestimmt werden.
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Bei
der Reibungskupplung 1101 gemäß 28 stützt sich
die Sensorfeder 1113 radial außerhalb des deckelseitigen
ring förmigen
Abstützbereiches 1112 ab.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die gegenseitige Abstützung
zwischen der Betätigungstellerfeder 1104 und
der Sensorfeder 1113 auch radial außerhalb des Abstützdurchmessers 1103a der
Betätigungstellerfeder 1104 an
der Druckplatte 1103 vorgesehen. Zur Abstützung am Deckel 1102 besitzt
die Sensorfeder 1113 radial außen Anformungen in Form von
radial nach außen
hin weisenden Armen 1113b, die in ähnlicher Weise, wie dies im
Zusammenhang mit den 20 bis 21 beschrieben
wurde, über
eine Bajonettverriegelung 1514 am Deckel 1102 axial
abgestützt
und gegen Verdrehung gesichert sind. Für die Montage der Sensorfeder 1113 besitzt
der Deckel 1102 entsprechende axiale Ausnehmungen 1502b,
in welche die radial äußeren Abstützarme der
Sensorfeder 1113 zur Herstellung der Bajonettverriegelung 1514 axial
eingeführt
werden können.
Die Anlage der Tellerfeder 1104 an der deckelseitigen Schwenkauflage
bzw. Abstützauflage 1112 wird
durch die Vorspannkraft der Sensorfeder 1113 gewährleistet.
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Im
Zusammenhang mit 27 sei die Funktion der Kupplung
näher erläutert. Dabei
ist die Sensorfeder derart ausgelegt, daß sie der Ausrückkraft im
Nachstellpunkt entspricht. Wird nach aufgetretenem Belagverschleiß (oder
Verschleiß an
anderen Stellen) und damit verändertem
Tellerfederwinkel und dadurch höherer
Tellerfederkraft ausgerückt,
so verschwenkt sich die Tellerfeder zunächst um die Auflage 1012 bis
in die Nähe
des Nachstellpunktes. Da in diesem Punkt dann die Ausrückkraft
gleich wird der Sensorkraft mitsamt der Belagfeder – Restkraft – verschwenkt
die Tellerfeder bei weiterem Ausrücken um die Auflage an der
Druckplatte, solange, bis ein Kräftegleichgewicht
zwischen der Ausrückkraft
und der Sensorkraft wiederhergestellt ist. Dabei hebt die Tellerfeder
von der deckelseitigen Auflage ab und gibt diese zur Nachstellung
frei. Über
den weiteren Ausrückweg
fällt die
Ausrückkraft
weiter ab, die Sensorkraft überwiegt
und drückt über die
Druckplatte die Tellerfeder gegen die deckelseitige Auflage 1012,
um welche dann die weitere Verschwenkung der Tellerfeder erfolgt.
Beim Übergang
der Tellerfeder von der deckelseitigen Auflagerung zur druckplattenseitigen Auflagerung ändert die
Tellerfeder in der Tendenz ihre Funktion als zweiarmiger Hebel.
Sie stützt
sich an der Druckplatte vorübergehend
mit der nun vorhandenen Ausrückkraft
an der Druckplatte ab und hebt dadurch vorübergehend von der deckelseitigen Auflage
ab. Nach weiterem Ausrückweg überwiegt aufgrund
des damit verbundenen Kraftabfalles die Kraft der Sensorfeder und
drückt
die Tellerfeder wieder gegen die deckelseitige Auflage, wodurch
die Nachstelleinrichtung blockiert und der Nachstellvorgang beendet
ist. Die Tellerfeder ist für
den weiteren Ausrückweg
sodann wieder als zweiarmiger Hebel wirksam. Die Tellerfeder ist
unter Berücksichtigung sämtlicher
Federkräfte,
die mittel- oder unmittelbar gegen die Tellerfeder wirken, auszulegen.
Hierzu gehören
insbesondere die Kräfte,
welche durch die Betätigungstellerfeder
und die axial gegenüber
dem Deckel verlagerbaren Bauteile der entsprechenden Ausgleichs- bzw. Nachstellvorkehrung
erzeugt werden.
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Die
Ausführungsform
gemäß 28 hat weiterhin den Vorteil, daß im eingerückten Zustand der
Reibungskupplung die Tellerfeder 1104 praktisch als zweiarmiger
Hebel verspannt bzw. wirksam ist und die Tellerfeder 1104 somit
zwischen der deckelseitigen Abstützung 1112 und
der druckplattenseitigen Abstützung 1103a verspannt
ist, beim Ausrücken der
Reibungskupplung 1101 die Tellerfeder sich jedoch praktisch
lediglich an der Sensorfeder 1113 abstützt und um den Abstützbereich 1113a verschwenkt wird,
bei gleichzeitiger axialer Verlagerung des Abstützbereiches 1113a,
so daß sie
dann praktisch als einarmiger Hebel wirksam ist.
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Die
Sensorfeder 1113 gemäß 28 kann sich – ebenso
wie die Sensortellerfedern der anderen Figuren – bei entsprechender Auslegung
bzw. Anpassung an einem beliebigen Durchmesser der Betätigungstellerfeder 1104 abstützen. So
kann die Abstützung
der Sensorfeder 1113 an der Tellerfeder 1104 auch
auf einem Durchmesser erfolgen, der sich zwischen dem deckelseitigen
Schwenkbereich 1105 und dem druckplattenseitigen Abstützdurchmesser 1103a befindet.
Weiterhin könnte
die Abstützung
der Sensorfeder 1113 an der Tellerfeder 1104 auch
radial innerhalb des deckelseitigen Abstützdurchmessers 1105 vorgesehen
werden. Dabei wird tendenzmäßig die
Von der Sensorfeder 1113 aufzubringende axiale Abstützkraft
um so größer, je
kleiner deren Abstützdurchmesser 1113a an
der Tellerfeder 1104 wird. Weiterhin muß der Federbereich mit praktisch
konstanter Kraft der Sensorfeder 1113 umso größer werden,
je weiter der Abstützdurchmesser 1113a zwischen
den Federn 1104 und 1113 vom deckelseitigen Abstützdurchmesser 1105 der
Tellerfeder 1104 entfernt ist.
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Die
Ausführungsform
gemäß 29 besitzt eine Nachstellvorkehrung 1216,
die in ähnlicher
Weise, wie dies mit den vorangegangenen Figuren, insbesondere in
Verbindung mit den 1 bis 14 beschrieben
wurde, wirksam ist. Die Betätigungstellerfeder 1204 ist
zwischen zwei ringförmigen
Abwälzauflagen 1211 und 1212 verschwenkbar
gelagert. Die der Druckplatte 1203 benachbarte Auflage 1211 wird
durch die Sensorfeder 1213 beaufschlagt. Die Reibungskupplung 1201 besitzt
eine Vorkehrung 1261, die gewährleistet, daß über die
Lebensdauer der Reibungskupplung betrachtet, die Rampen des Nachstellringes 1217 nicht
an den deckelseitig vorgesehenen Gegenrampen haften bleiben. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Gegenrampen, ähnlich
wie dies in Verbindung mit 2 beschrieben
wurde, an einem am Deckel drehfesten Abstützring 1225 vorgesehen.
Ein Haften zwischen den Rampen und Gegenrampen hätte zur Folge, daß die gewünschte Verschleißnachstellung
nicht mehr stattfinden könnte.
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Die
Vorkehrung 1261 bildet einen Losreißmechanismus, der beim Ausrücken der
Reibungskupplung 1201 und bei vorhandenem Verschleiß an den
Reibbelägen 1207 eine
Axialkraft auf den Nachstellring 1217 ausüben kann,
wodurch die eventuell vorhandene Haftverbindung zwischen den Rampen und
den Gegenrampen gelöst
wird. Der Mechanismus 1261 umfaßt ein axial federndes Element 1262, das
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
axial mit der Tellerfeder 1204 verbunden ist. Das Element 1262 besitzt
einen ringförmigen
membranartig bzw. tellerfederartig federnden Grundkörper 1262a,
der radial außen
mit der Tellerfeder 1204 verbunden ist. Vom radial inneren
Randbereich des ringförmigen Grundkörpers 1262a erstrecken
sich über
den Umfang verteilte, axiale Laschen 1263, die sich durch axiale
Ausnehmungen der Tellerfeder 1204 hindurcherstrecken. An
ihrem freien Endbereich besitzen die Laschen 1263 Anschlagkonturen
in Form von Abbiegungen 1264, welche mit Gegenanschlagkonturen 1265 des
Nachstellringes 1217 zusammenwirken. Die Gegenanschlagkonturen 1265 sind
durch in den Ring 1217 radial eingebrachte Aussparungen
oder durch eine umlaufende Nut gebildet. Der Abstand zwischen den
Anschlagkonturen 1264 und Gegenanschlagkonturen 1265 im
eingerückten
Zustand der Reibungskupplung ist derart bemessen, daß über zumindest
einen Großteil
der Kupplungsausrückphase keine
Berührung
zwischen den Konturen 1264 und Gegenkonturen 1265 stattfindet.
Vorzugsweise kommen die Anschlagkonturen 1264 an den Gegenanschlagkonturen 1265 erst
bei vollständig
ausgerückter
Reibungskupplung zur Anlage, wodurch das Element 1262 elastisch
zwischen dem Nachstellring 1217 und der Tellerfeder 1204 verspannt
werden kann. Dadurch wird gewährleistet,
daß, sobald
infolge von Belagverschleiß eine
axiale Verlagerung der Schwenkauflage 1211 erfolgt, der
Nachstellring 1217 zwangsweise von den deckelseitigen Auflauframpen abgehoben wird.
Weiterhin soll der Mechanismus 1261 verhindern, daß bei zu
großem
Ausrückweg, zum
Beispiel aufgrund einer fehlerhaften Grundeinstellung des Ausrückersystems,
eine Nachstellung des Ringes 1217 erfolgt. Dies wird dadurch
erzielt, daß bei
zu großem
Verschwenkwinkel der Tellerfeder 1204 in Ausrückrichtung
das federnde Elemente 1262 den Nachstellring 1217 gegen
die Tellerfeder 1204 verspannt, wodurch eine Verdrehsicherung
des Nachstellringes 1217 gegenüber der Tellerfeder 1204 erfolgt.
Es muß also
gewährleistet
sein, daß bei Überschreitung
des Punktes 46 gemäß 8 in
Ausrückrichtung
der Nachstellring 1217 drehfest gehaltert wird gegenüber der
Tellerfeder 1204, da bei Überschreitung des Punktes 46 die
Rückhaltekraft der
Sensorfeder 1213 überwunden
wird, wodurch auch bei nicht vorhandenem Verschleiß an der
Kupplungsscheibe eine Nachstellung erfolgen würde. Dies hätte eine Veränderung
des Betriebspunktes, also eine Veränderung der Einbaulage der
Tellerfeder 1204, zur Folge, und zwar in Richtung einer
kleineren Anpreßkraft.
Das bedeutet, daß in 8 der
Betriebspunkt 41 entlang der Kennlinie 40 in Richtung
des mit 45 gekennzeichneten Minimum wandern würde.
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Bei
einer Ausführungsform
einer Reibungskupplung, die entsprechend den Einzelheiten gemäß den 30 bis 32 ausgebildet
ist, sind die einzelnen Schraubenfedern 1326 auf Laschen 1328 aufgenommen,
welche einstückig
ausgebildet sind mit dem Kupplungsdeckel 1302. Die Laschen 1328 sind aus
dem Blechmaterial des Deckels 1302 durch Bildung einer
z. B. ausgestanzten U-förmigen
Umschneidung 1302a herausgeformt. Die Laschen 1328 erstrecken
sich, in Umfangsrichtung betrachtet, bogenförmig oder tangential und sind
vorzugsweise zumindest annähernd
auf gleicher axialer Höhe
wie die unmittelbar benachbarten Deckelbereiche. Aus 32 ist zu entnehmen, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Lasche 1328 in etwa um die halbe Materialstärke gegenüber den
Bodenbereichen 1302b des Deckels versetzt ist. Die Breite
einer Lasche 1328 ist derart bemessen, daß die darauf
vorgesehene Schraubenfeder 1326 sowohl in radialer als
auch in axialer Richtung geführt
ist.
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Der
von den Federn 1326 in Nachstellrichtung beaufschlagte
Nachstellring 1317 besitzt an seinem Innenumfang radial
nach innen weisende Anformungen bzw. Ausleger 1327, die
sich zwischen dem Deckel 1302 und der Tellerfeder 1304 erstrecken.
Die Ausleger 1327 besitzen radial innen eine in Achsrichtung
gerichtete Gabel bzw. U-förmige
Anformung 1327a, deren beide in Achsrichtung gerichtete
Zinken 1327b eine Federführungslasche 1328 beidseits umgreifen.
Hierfür
erstrecken sich die beiden Zinken 1327b axial durch den
Ausschnitt 1302a des Deckels 1302. An den Anformungen 1327a bzw.
an deren Zinken 1327b stützen sich die Nachstellfedern 1326 ab.
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Der
Nachstellring 1317 stützt
sich in ähnlicher
Weise über
seine Auflauframpen an den in den Deckel 1302 eingeprägten Gegenauflauframpen 1324 ab,
wie dies in Verbindung mit den vorangegangenen Figuren beschrieben
wurde. Die die Gegenauf lauframpen 1324 bildenden Deckelanprägungen sind
jedoch derart ausgebildet, daß diese
in Drehrichtung der Kupplung eine Luftdurchlaßöffnung 1324 bilden.
Durch eine derartige Ausgestaltung wird bei Rotation der entsprechenden
Reibungskupplung eine bessere Kühlung
derselben durch eine zwangsweise Luftzirkulation erzielt. Insbesondere
wird dadurch auch der aus Kunststoff hergestellte Nachstellring 1317 gekühlt, wodurch
die thermische Belastung auch dieses Bauteiles wesentlich reduziert
werden kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsvariante kann
die Sensorkraft, welche auf die Betätigungstellerfeder der Reibungskupplung
wirkt, durch beispielsweise zwischen dem Kupplungsgehäuse und
der Druckplatte vorgesehene Blattfederelemente aufgebracht werden,
wobei diese Blattfederelemente die Druckplatte und das Gehäuse drehfest,
jedoch axial begrenzt relativ zueinander verlagerbar koppeln können. Bei
einer derartigen Ausführungsform
wäre also keine
spezielle Sensorfeder erforderlich, sondern es könnten zum Beispiel die Blattfederelemente 9 der Reibungskupplung 1 gemäß den 1 und 2 derart
ausgebildet werden, daß sie
zusätzlich
noch die Funktion der Sensortellerfeder 13 übernehmen. Dadurch
kann sowohl die Sensorfeder 13 als auch der Abwälzring 11 entfallen.
Die Blattfederelemente 9 müssen dabei derart ausgestaltet
werden, daß während einer
Betätigung
der Reibungskupplung 1 und ohne daß Belagverschleiß vorhanden
ist, die Betätigungstellerfeder 4 an
der deckelseitigen Abwälzauflage 12 anliegen
bleibt. Sobald jedoch ein entspre chender Verschleiß an den
Reibbelägen 7 auftritt, wodurch
die Ausrückkraft
der Tellerfeder 4 zunimmt, müssen die Blattfederelemente 9 eine
dem Verschleiß entsprechende
Nachstellung der Tellerfeder 4 ermöglichen. Vorzugsweise besitzen
die in die Reibungskupplung eingebauten Blattfederelemente zumindest über den
maximal erforderlichen Nachstellweg der Reibungskupplung bzw. der
Druckplatte eine praktisch lineare Kraft-Weg-Kennlinie. Das bedeutet also,
daß die
Blattfederelemente 9, ähnlich
wie dies im Zusammenhang mit 9 beschrieben
wurde, einen Kennlinienbereich 48 gemäß der Kennlinie 47 oder 47a aufweisen
sollen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern umfaßt
auch Varianten, die durch Kombination von einzelnen, in Verbindung
mit den verschiedenen Ausführungsformen
beschriebenen Merkmalen bzw. Elementen gebildet werden können. Weiterhin
stellen einzelne, in Verbindung mit den Figuren beschriebene neue
Merkmale bzw. Funktionsweisen für
sich selbständige
Erfindungen dar.