Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge mit einer Druckplatte, die drehfest, je
doch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden
ist, wobei zwischen Gehäuse und Druckplatte wenigstens ein
Betätigungsmittel und ein Kraftspeicher vorgesehen sind, über
den die Druckplatte in Richtung einer zwischen dieser und
einer Gegendruckplatte, wie einem Schwungrad, einklemmbaren
Kupplungsscheibe beaufschlagbar ist, wobei eine zumindest den
Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe kompensierende
Nachstellvorkehrung vorhanden ist.
Selbstnachstellende Kupplungen, bei denen eine Nachstellung
entsprechend dem Belagverschleiß erfolgen soll, sind bekannt,
zum Beispiel aus der DE-PS 29 20 932 und der DE-OS 35 18 781.
Bei diesen Kupplungen erfolgt die Verschleißnachstellung über
eine axial verstellbare Auflage zwischen Druckplatte und Tel
lerfeder, wobei die Auflage über Rampen an der Druckplatte
abgestützt ist und durch Verdrehen in Umfangsrichtung relativ
zur Druckplatte in Richtung Tellerfeder verstellt wird oder
indem Keile, die zwischen Schrägflächen an der Druckplatte
oder der Auflage angreifen, entsprechend verschoben werden.
Zur Ermittlung des Belagverschleißzustandes sind in beiden
Ausführungen mehrere zwischen der Druckplatte und dem
Schwungrad bzw. dem Kupplungsdeckel wirksame Sensorelemente
vorgesehen, die bei geschlossener Kupplung entsprechend dem
Belagverschleiß verstellt werden und bei ausgerückter Kupp
lung den Abhub der Druckplatte auf einen definierten Wert
begrenzen.
Dabei wird davon ausgegangen, daß im Neuzustand der Kupplung
die Tellerfeder beim Ausrücken der Kupplung im Bereich der
Auflage genau den gleichen Abhubweg ausführt wie die Druck
platte. Tritt Belagverschleiß auf, so verschiebt sich die
Druckplatte in Richtung des Schwungrads. In diesem Ver
schleißzustand muß die Tellerfeder im Bereich der Auflage
einen um den Verschleiß größeren Weg machen als die Druck
platte, damit die Auflage entsprechend dem dann entstehenden
Spiel axial in Richtung Tellerfeder verstellt werden kann.
Eine Nachstellung dieser Art kann in der Praxis nicht zuver
lässig arbeiten, da die Abhubbewegung der Tellerfeder selbst
bei konstantem Ausrückweg an den Tellerfederzungen relativ
stark streut und außerdem sehr große Ausrückwegstreuungen am
Ausrücklager auftreten. Hinzu kommt, daß bei der Einstellung
des Ausrücksystems, z. B. bei mechanischem Ausrücksystem, Feh
ler unterlaufen können, indem zum Beispiel zu kleines Spiel
der zu große Vorlast zwischen Ausrücker und Tellerfeder ein
gestellt wird. Dadurch ergeben sich für die Kupplung ganz
unterschiedliche Betriebspunkte.
Bei Verwendung eines selbstnachstellenden Ausrücksystems,
z. B. hydraulisches System mit Geber- und Nehmerzylinder, kann
das System überhaupt nicht funktionieren, da über die Lebens
dauer immer der gleiche Ausrückweg an der Kupplung auftritt
und dann überhaupt nicht nachgestellt wird, sofern die Abhub
bewegung der Tellerfeder im Bereich der Auflage kleiner oder
gleich der Druckplattenbewegung ist. Macht die Tellerfeder
dagegen eine größere Abhubbewegung als die Druckplatte, so
wird bei jeder Ausrückbetätigung unabhängig vom Belagver
schleiß nachgestellt, und die Kupplung wäre nach kurzer Zeit
total verstellt.
Ein weiteres Problem der bekannten selbstnachstellenden
Kupplungen besteht darin, daß die Druckplatte durch Eigenre
sonanzschwingungen angeregt werden kann und dabei von der
Tellerfeder axial abhebt, wodurch die Nachstelleinrichtung
die Kupplung vollkommen verstellen kann.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine
Reibungskupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,
mit einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Nach
stellvorkehrung. Die Nachstellvorkehrung soll dabei einfach
im Aufbau sein und einen geringen Einbauraum benötigen. Wei
terhin soll die Reibungskupplung in besonders einfacher und
preiswerter Weise herstellbar sein.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß zwischen
den zum Ein- und Ausrücken der Reibungskupplung vorgesehenen
Betätigungsmitteln und der Druckplatte oder zwischen dem
Kraftspeicher und der Druckplatte eine Verschleißkompensa
tionseinrichtung vorgesehen ist, die eine praktisch gleich
bleibende Kraftbeaufschlagung der Druckplatte durch den
Kraftspeicher bewirkt, indem sie eine dem Verschleißzustand
der Reibbeläge entsprechende axiale Einstellung zwischen
Betätigungsmittel bzw. Kraftspeicher und Druckplatte durch
eine dem Verschleiß entsprechende Nachstellung einnimmt,
wobei beim Erreichen der dem aktuellen Verschleißzustand der
Reibbeläge entsprechenden Einstellung die Verschleißkompensa
tionseinrichtung durch an der Druckplatte vorgesehene Mittel
in ihrer Nachstellfunktion begrenzt bzw. blockiert wird. Es
ist also gemäß der Erfindung eine die Nachstellung der Kom
pensationseinrichtung über den tatsächlich aufgetretenen
Verschleißweg hinaus verhindernde Vorkehrung an der Druck
platte vorgesehen, wobei die Verschleißnachstellung und die
Begrenzung dieser Nachstellung während eines Kupplungs
ausrückvorganges erfolgen.
Für die Funktion und den Aufbau der Reibungskupplung kann es
besonders vorteilhaft sein, wenn zwischen Gehäuse und Druck
platte eine axial verspannte Tellerfeder vorgesehen ist, die
um eine vom Gehäuse getragene ringartige Abstützung ver
schwenkbar ist und die einen ringförmigen, den Kraftspeicher
bildenden Grundkörper besitzt, von dem radial nach innen hin
sich erstreckende Zungen zur Bildung von Betätigungsmitteln
ausgehen.
Die Begrenzungsmittel der Kompensationseinrichtung können in
einfacher Weise durch wenigstens einen Verschleißsensor ge
bildet sein, der wenigstens ein gegenüber der Druckplatte
verlagerbares Sensorbauteil besitzt, das durch Anlage an
einem axial festen Bauteil den Ausrückweg der Druckplatte
limitiert. Das axial feste Bauteil kann dabei durch das
Kupplungsgehäuse oder die Gegendruckplatte gebildet sein. In
vorteilhafter Weise ist das Sensorbauteil derart ausgestal
tet und an der Druckplatte angeordnet, daß über die Lebens
dauer der Reibungskupplung ein praktisch gleichbleibender
Ausrückweg der Druckplatte gegenüber dem Gehäuse erhalten
bleibt.
Um einen einwandfreien Ausgleich des Belagverschleißes zu
gewährleisten, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn das
Sensorbauteil gegenüber der Druckplatte axial verlagerbar
gehaltert ist. Hierfür kann das Sensorbauteil entweder mit
telbar oder unmittelbar mit der Druckplatte über eine selbst
tätige bzw. automatische Nachstelleinrichtung verbunden sein
und durch Anlage an wenigstens einem axial festen Bauteil
gegenüber der Druckplatte entsprechend dem Belagverschleiß
verlagert werden. Diese Verlagerung findet zweckmäßigerweise
während eines Einkuppelvorganges statt. Der Anlagebereich für
das Sensorbauteil kann am Kupplungsgehäuse und/oder an der
Gegendruckplatte vorgesehen sein. Durch Anlage des Ver
schleißsensors an dem entsprechenden axial festen Bauteil
kann die Kompensationseinrichtung während eines Ausrückvor
ganges entlastet werden, wodurch bei Vorhandensein eines
Belagverschleißes die Kompensationseinrichtung nachstellen
kann, bis diese Nachstellung durch Zusammenwirken eines
Nachstellelementes der Kompensationseinrichtung mit dem
Sensorbauteil begrenzt wird.
In vorteilhafter Weise können mehrere über den Umfang der
Druckplatte verteilte Verschleißsensoren vorgesehen werden,
die im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung eine gegen
über der Rotationsachse der Reibungskupplung schlagfreie
Positionierung der Druckplatte gewährleisten.
In vorteilhafter Weise können die Sensorbauteile einen
Anlagebereich besitzen, der mit einem Gegenanlagebereich
eines Kompensationsbauteiles bzw. eines Nachstellelementes
der Kompensationseinrichtung beim Ausrücken der Reibungskupp
lung zusammenwirkt. Die einen konstanten Abhub der Druckplat
te gewährleistenden Sensorbauteile können in vorteilhafter
Weise mit der Druckplatte über eine selbsttätige bzw. automa
tische Nachstelleinrichtung verbunden sein. Eine derartige
Nachstelleinrichtung kann z. B. mittels einer reibschlüssigen
Verbindung zwischen dem Sensorbauteil und der Druckplatte
erzeugt werden, wobei bei Überschreitung einer bestimmten
Kraft während eines Einkuppelvorganges der Reibschluß über
wunden wird, wodurch das Sensorbauteil gegenüber der Druck
platte entsprechend dem angefallenen aktuellen Verschleiß
nachgestellt wird. Die Nachstelleinrichtung kann jedoch auch
über eine Freilauf-ähnliche Vorkehrung erfolgen, die während
eines Einkuppelvorganges eine Nachstellung des Sensorbauteils
gegenüber der Druckplatte zuläßt, wohingegen beim Auskuppeln
der Reibungskupplung das Sensorbauteil durch die Nachstell
einrichtung gegenüber der Druckplatte blockiert wird.
Ein besonders einfacher und funktionssicherer Aufbau einer
Nachstellvorkehrung zum Ausgleich des Belagverschleißes
innerhalb einer Reibungskupplung kann dadurch gewährleistet
werden, daß die Kompensationseinrichtung ein Auflagebauteil
für den Kraftspeicher, wie insbesondere eine Tellerfeder,
umfaßt und zwischen diesem Auflagebauteil und der Druckplatte
eine Ausgleichseinrichtung vorgesehen ist, die beim Ausrücken
der Reibungskupplung eine selbsttätige Verschleißnachstellung
des Auflagebauteils bewirkt und beim Einrücken der Kupplung
selbsthemmend ist. Das bedeutet, daß beim Entlasten des Auf
lagebauteils die Ausgleichseinrichtung freigegeben wird und
beim Belasten des Auflagebauteils die Ausgleichseinrichtung
ihre Einstellung beibehält, also blockiert wird bzw. ist.
Hierfür kann es vorteilhaft sein, wenn das Auflagebauteil
axial in Richtung von der Druckplatte weg verlagerbar, in
axialer Richtung auf die Druckplatte zu jedoch arretierbar
ist. Die Kompensationseinrichtung kann dabei beim Ausrücken
der Reibungskupplung freilaufähnlich wirken, beim Einrücken
der Kupplung jedoch selbsthemmend sein.
Ein besonders einfacher Aufbau der Kompensationseinrichtung
kann durch Verwendung eines ringförmigen Bauteiles zur Bil
dung eines Kompensationsbauteiles gewährleistet werden. Das
ringförmige Bauteil kann dabei über Rampen gegenüber der
Druckplatte abgestützt sein. Diese Rampen können mit Gegen
rampen zusammenwirken, wobei diese in vorteilhafter Weise
über wenigstens ein Federelement zueinander verspannt sein
können. Die Rampen und die Gegenrampen können dabei durch
einzelne Bauteile, wie z. B. keilartige Bauteile, gebildet
sein, die zwischen der Druckplatte und dem ringförmigen
Bauteil angeordnet sein können. Es kann jedoch wenigstens
eine dieser Rampengruppen unmittelbar am ringförmigen Bauteil
oder der Druckplatte angeformt sein. Ein einfacher Aufbau der
Reibungskupplung kann dadurch erzielt werden, daß das
ringförmige Bauteil als hohles Blechformteil mit einem U-
förmigen Querschnitt ausgebildet ist, wobei im Freiraum des
Bauteils über den Umfang verteilte und die Rampen bildende
keilartige Bauteile aufgenommen sind. Diese keilartigen
Bauteile können dabei in vorteilhafter Weise mit dem ringför
migen Bauteil drehfest sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung
der Kompensationseinrichtung kann dadurch erzielt werden, daß
die keilartigen Bauteile gegenüber dem ringförmigen Bauteil
axial verlagerbar geführt sind. Die Gegenrampen können eben
falls durch keilförmige Bauteile gebildet sein, die zumindest
teilweise in den vom ringförmigen Kompensationsbauteil um
schlossenen Freiraum axial eingreifen und gegenüber der
Druckplatte und dem Kompensationbauteil verdrehbar sein kön
nen. Dabei kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn das Kom
pensationsbauteil gegenüber der Druckplatte drehfest gehal
tert ist. Um eine selbsttätige Nachstellung der Kompensa
tionseinrichtung zu gewährleisten, können die Gegenrampen in
Richtung der Rampen federbeaufschlagt sein. Diese Federbeauf
schlagung kann mittels zwischen den die Rampen und die Gegen
rampen bildenden Bauteilen verspannten Federn, wie z. B.
Schraubenfedern, erfolgen, wobei diese ebenfalls in dem ring
förmigen Freiraum des Kompensationsbauteiles aufgenommen und
in vorteilhafter Weise als Druckfedern ausgebildet sein kön
nen. Die die Gegenrampen bildenden Bauteile können axial
zwischen den die Rampen bildenden Bauteilen und dem ringför
migen Kompensationsbauteil zumindest teilweise aufgenommen
sein. Um eine einwandfreie Halterung und Führung der die
Rampen und Gegenrampen verspannenden Federn zu gewährleisten,
kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest die Endbereiche
dieser Federn durch die die Rampen und Gegenrampen bildenden
Bauteile geführt sind. Hierfür können die entsprechenden
Bauteile Ansätze bzw. Vorsprünge aufweisen, die sich zumin
dest in die Endbereiche der vorgespannten Federn erstrecken.
Diese Federn können dabei jeweils zwischen einem mit dem
ringförmigen Auflagebauteil drehfest, jedoch axial verlager
bar gekoppelten keilartigen Bauteil und einem in Umfangsrich
tung benachbarten, gegenüber dem Auflagebauteil verdrehbaren
keilartigen Bauteil vorgesehen sein.
Die die Rampen und/oder Gegenrampen bildenden Bauteile können
in einfacher Weise aus Kunststoff hergestellt werden, z. B.
durch einen Spritzvorgang. Als Kunststoff eignen sich in
vorteilhafter Weise thermisch isolierende bzw. temperaturbe
ständige Kunststoffe, wie z. B. Thermoplaste oder Duroplaste.
Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn der die Rampenbauteile
und/oder Gegenrampenbauteile bildende Werkstoff einen höheren
Reibwert besitzt, der in der Größenordnung des Reibwertes
eines Reibbelagwerkstoffes liegt. Durch entsprechende Wahl
des Auflaufwinkels der Rampen und/oder der Gegenrampen sowie
des Reibungskoeffizienten zwischen den Rampen und Gegenrampen
kann die Kompensationseinrichtung derart ausgelegt werden,
daß eine Selbsthemmung bei axialer Verspannung erfolgen kann.
Hierfür können die Rampen und/oder Gegenrampen derart ausge
bildet werden, daß sie in axialer Richtung einen Steigungs
winkel besitzen, der zwischen 5° und 20° liegt, vorzugsweise
in der Größenordnung von 8° bis 12°. Es kann also durch eine
entsprechende Auslegung der Kompensationseinrichtung gewähr
leistet werden, daß diese während der Einkuppelphase der Rei
bungskupplung selbsthemmend ist, so daß keine zusätzlichen
Mittel erforderlich sind, um eine ungewollte Rückstellung der
Kompensationseinrichtung zu vermeiden.
Die die Rampen und Gegenrampen verspannenden Kraftspeicher
können derart vorgespannt sein, daß stets beim Auftreten bzw.
Vorhandensein eines Belagverschleißes eine Nachstellung er
folgt, also die Verschleißnachstellung auch bei rotierender
Kupplung erfolgen kann. Die Federbeaufschlagung der Rampen
und Gegenrampen kann dabei in vorteilhafter Weise derart
erfolgen, daß die Funktion der übrigen Federn, wie insbeson
dere der Betätigungstellerfeder und der die Druckplatte mit
dem Gehäuse bzw. Deckel verbindenen Blattfedern, nicht bzw.
praktisch nicht beeinflußt wird.
Für manche Anwendungsfälle kann es jedoch auch vorteilhaft
sein, wenn die Nachstellvorkehrung drehzahlabhängig ist. So
kann z. B. die auf einzelne Elemente der Nachstellvorkehrung
einwirkende Fliehkraft zur Betätigung und/oder zur Verriege
lung der Nachstellvorkehrung bei bestimmten Betriebszuständen
der Brennkraftmaschine herangezogen werden. Insbesondere kann
die Nachstellvorkehrung durch fliehkraftabhängige Mittel bei
einer bestimmten Drehzahl bzw. bei Überschreitung eines be
stimmten Drehzahlbereiches blockiert werden. Für viele Anwen
dungsfälle kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Nachstell
vorkehrung derart ausgelegt ist, daß sie lediglich bei zumin
dest annähernder Leerlaufdrehzahl oder Drehzahl unterhalb der
Leerlaufdrehzahl wirksam ist, so daß die Verschleißnachstel
lung nur bei geringen Brennkraftmaschinendrehzahlen erfolgen
kann. Die eine Verriegelung bzw. Entriegelung der Verschleiß
nachstellung bewirkenden Mittel können in vorteilhafter Weise
Teil der Kompensationseinrichtung sein und z. B. durch die die
Rampen und/oder Gegenrampen bildenden Bauteile gebildet sein.
Für die Nachstellfunktion der Kompensationseinrichtung kann
es besonders vorteilhaft sein, wenn beim Ausrücken der Kupp
lung der Tellerfederweg im Durchmesserbereich der Druckplat
tenbeaufschlagung durch die Tellerfeder größer ist als der
durch die Begrenzungsmittel bzw. die Verschleißsensoren fest
gelegte Abhub der Druckplatte. Dadurch kann gewährleistet
werden, daß nach Anlage der Begrenzungsmittel an einem axial
festen Bauteil die Kompensationseinrichtung entlastet und
somit zur Nachstellung freigegeben wird.
Gemäß einem weiteren erfinderischen Merkmal kann die Kompen
sationseinrichtung zwei aneinander anliegende Rampenanordnun
gen aufweisen, wobei eine der Rampenanordnungen gegenüber der
Druckplatte drehfest ist und die andere Rampenanordnung ge
genüber einem vom Kraftspeicher beaufschlagten Kompensations
bauteil drehfest ist, wobei das Kompensationsbauteil gegen
über der Druckplatte verdrehbar ist.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Reibungskupp
lung, 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 ringartige Schwenklagerung ver
schwenkbar 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, die eine
praktisch gleichbleibende Kraftbeaufschlagung der Druckplatte
durch die Anpreßtellerfeder bewirkt, wobei zwischen Anpreß
tellerfeder und Druckplatte eine Verschleißkompensationsein
richtung vorgesehen ist, die wenigstens ein axial verlagerba
res Kompensationsbauteil besitzt, das von der Anpreßtellerfe
der beaufschlagt wird, weiterhin der axiale Ausrückweg der
Druckplatte durch zwischen der Druckplatte und wenigstens
einem axial festen Bauteil, wie z. B. dem Gehäuse und/oder der
Gegendruckplatte, wirksame Begrenzungsmittel limitiert und
zumindest annähernd konstant gehalten ist und weiterhin die
Begrenzungsmittel, zumindest beim Ausrücken der Reibungskupp
lung, die axiale Verlagerung des Kompensationsbauteiles
gegenüber der Druckplatte begrenzen.
Für die Funktion der Reibungskupplung, insbesondere zur Mini
mierung des Ausrückkraftverlaufes bzw. der maximal erforder
lichen Ausrückkraft, kann es weiterhin 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 bekanntgeworden ist, angeordnet
ist. Durch Verwendung einer derartigen Kupplungsscheibe wird
die Betätigung, insbesondere der Ausrückvorgang der Reibungs
kupplung, unterstützt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß im
eingerückten Zustand der Reibungskupplung die verspannte Be
lagfederung 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 Be
lagfederung zurückgedrängt, wobei gleichzeitig, infolge des
im Ausrückbereich vorhandenen verhältnismäßig steil abfallen
den Kennlinienabschnittes der Anpreßtellerfeder, die von
dieser auf die Druckplatte ausgeübte Kraft abnimmt. Mit der
Abnahme der von der Anpreßtellerfeder auf die Druckplatte
ausgeübten Kraft kann 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,
wobei noch die Axialkraft der gegebenenfalls zwischen Druck
platte und Gehäuse verspannten Blattfedern zu berücksichtigen
ist. Nach Entspannung der Belagfederung, also beim Abhub der
Druckplatte von den Reibbelägen bzw. Freigabe der Kupplungs
scheibe durch die Druckplatte, wird die erforderliche Aus
rückkraft hauptsächlich durch die Anpreßtellerfeder bestimmt.
Die Kraft-Weg-Charakteristik der Belagfederung und die Kraft-
Weg-Charakteristik der Anpreßtellerfeder sowie die Kraft-Weg-
Charakteristik der Blattfedern können derart aufeinander ab
gestimmt sein, daß bei Freigabe der Kupplungsscheibe durch
die Druckplatte die zum Betätigen der Anpreßtellerfeder er
forderliche Kraft sich auf einem niedrigen Niveau befindet.
Es könnte also durch Annäherung oder gar Angleichung der
Belagfederungscharakteristik an den durch Anpreßtellerfeder
und eventuell vorhandene Blattfedern gebildete bzw. resultie
rende Kraftverlauf bis zur Freigabe der Kupplungsscheibe
durch die Druckplatte nur eine sehr geringe, im Extremfall
praktisch überhaupt keine Betätigungskraft für die Anpreßtel
lerfeder erforderlich sein.
Beim Abstimmen der einzelnen Federkräfte muß also die von den
zwischen der Druckplatte und dem Gehäuse wirksamen Blattfe
dern aufgebrachte Axialkraft berücksichtigt werden. Weiterhin
ist bei der Auslegung der Kupplung zu beachten, daß die Ver
schiebe- bzw. Verstellkraft der Verschleißfühler bzw. Ver
schleißsensoren durch den wenigstens einen Anpreßkraftspei
cher, wie insbesondere Tellerfeder, aufgebracht werden muß
und somit dieser Kraftspeicher entsprechend stärker ausgebil
det werden sollte. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die
Verstellkraft der Verschleißsensoren derart bemessen ist,
daß diese mit Sicherheit größer ist als die durch die Ver
spannung der die Rampen und Gegenrampen bildenden Keile
erzeugte resultierende Axialkraft, welche über die Ver
schleißsensoren abgefangen werden kann.
Anhand der Fig. 1 bis 7 sei die Erfindung näher erläu
tert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Reibungskupplung in Ansicht,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 einen Teilschnitt gemäß der Linie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 5 einen bei der Reibungskupplung gemäß den Fig. 1
und 2 verwendeten Verstellring in Ansicht,
Fig. 6 und 7 zwei weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten für
eine erfindungsgemäße Reibungskupplung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Reibungskupplung 1
besitzt ein Gehäuse 2 und eine mit diesem drehfest verbunde
ne, jedoch axial begrenzt verlagerbare Druckscheibe 3. Axial
zwischen der Druckscheibe 3 und dem Deckel 2 ist eine Anpreß
tellerfeder 4 verspannt, die um eine vom Gehäuse 2 getragene
ringartige Schwenklagerung 5 verschwenkbar ist und die Druck
scheibe 3 in Richtung einer mit dem Gehäuse 2 fest verbunde
nen Gegendruckplatte 6, wie zum Beispiel einem Schwungrad,
beaufschlagt, wodurch die Reibbeläge 7 der Kupplungsscheibe 8
zwischen den Reibflächen der Druckscheibe 3 und der Gegen
druckplatte 6 eingespannt werden.
Die Druckscheibe 3 ist mit dem Gehäuse 2 über in Umfangsrich
tung bzw. tangential gerichtete Anlenkmittel in Form von
Blattfedern 9 drehfest verbunden. Bei dem dargestellten Aus
führungsbeispiel besitzt die Kupplungsscheibe 8 sogenannte
Belagfedersegmente 10, die einen progressiven Drehmomentauf
bau beim Einrücken der Reibungskupplung gewährleisten, indem
sie über eine begrenzte axiale Verlagerung der beiden Reibbe
läge 7 in Richtung aufeinander zu einen progressiven Anstieg
der auf die Reibbeläge 7 einwirkenden Axialkräfte ermögli
chen. Es könnte jedoch auch eine Kupplungsscheibe verwendet
werden, bei der die Reibbeläge 7 axial praktisch starr auf
wenigstens eine Trägerscheibe aufgebracht wären.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Teller
feder 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 beaufschlagen und mit radial
weiter innen liegenden Bereichen um die Schwenklagerung 5
kippbar ist. Die Schwenklagerung 5 umfaßt zwei Schwenkaufla
gen 11, 12, die hier durch Drahtringe gebildet sind und
zwischen denen die Tellerfeder axial gehaltert bzw. einge
spannt ist. Zur Drehsicherung der Betätigungstellerfeder 4
und zur Zentrierung sowie Halterung der Drahtringe 11, 12
gegenüber dem Gehäuse 2 sind Haltemittel in Form von Niet
elementen 15 am Deckel befestigt, die sich jeweils mit einem
axial sich erstreckenden Schaft 15a durch einen zwischen
benachbarten Tellerfederzungen 4b vorgesehenen Ausschnitt
erstrecken.
Die Kupplung 1 besitzt eine den axialen Verschleiß an den
Reibflächen der Druckscheibe 3 und der Gegendruckplatte 6
sowie der Reibbeläge 7 kompensierende Nachstellvorkehrung,
die aus einer zwischen Anpreßtellerfeder 4 und Druckscheibe 3
vorgesehenen Verschleißkompensationseinrichtung 16 sowie aus
den Ausrückweg der Druckscheibe 3 limitierenden Begrenzungs
mitteln 17, die als Wegsensor ausgebildet sind, besteht.
Die als Verschleißfühler wirksamen Begrenzungsmittel 17 be
sitzen jeweils eine Buchse 18, die in einer Bohrung 20 der
Druckscheibe 3 drehfest aufgenommen ist. Die Buchse 18 bildet
einen Schlitz 21, durch den sich axial zwei Blattfederelemen
te 22 erstrecken. Die Blattfederelemente 22 stützen sich an
einander ab, wobei wenigstens ein Blattfederelement gewölbt
ist, vorzugsweise beide Blattfederelemente gegensinnig ge
wölbt sind. Die Blattfederelemente 22 sind in der Buchse mit
einer definierten Vorspannung aufgenommen und sind somit ent
gegen einem vorbestimmten Reibwiderstand gegenüber der
Buchse 18 in axialer Richtung der Kupplung 1 verlagerbar. Die
axiale Länge der Blattfederelemente 22 ist derart gewählt,
daß bei eingerückter Reibungskupplung 1 diese Blattfederele
mente gegenüber einem axial festen Kupplungsbauteil - bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel gegenüber dem äußeren
Randbereich 23 des Gehäuses 2 - ein definiertes Spiel 24
aufweisen, das dem vorbestimmten Ausrückweg der Druckscheibe
3 entspricht. Bei eingerückter Reibungskupplung kommen die
Blattfederelemente 22 mit ihrem dem Gehäuse 2 abgewandten
Ende 22a an der Gegendruckplatte 6 zur Anlage, wodurch ge
währleistet wird, daß bei Verschleiß der Reibbeläge 7 die
Druckscheibe 3 entsprechend diesem Belagverschleiß gegenüber
den Blattfederelementen 22 axial verlagert wird, und zwar
entgegen der Wirkung des Reibschlusses zwischen den Blattfe
derelementen 22 und der Buchse 18, die vorzugsweise aus
Kunststoff oder aus einem Reibwerkstoff besteht.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 20,
in welche die Buchse 18 durch Einpressen sowohl in axialer
als auch in Umfangsrichtung festgelegt ist, in einem Druck
plattennocken 25 vorgesehen, der sich radial nach außen er
streckt und an dem jeweils ein Blattfederelement 9 über eine
Nietverbindung 9a angelenkt ist. Ein Verschieben der Buchse
18 in Richtung der Gegendruckplatte 6 kann auch dadurch ver
mieden werden, daß die Buchse 18 an ihrem dem Gehäuse 2 zuge
wandten Ende einen Bund 18a besitzt, über den sie sich an der
Druckscheibe 3 abstützen kann. Ein Auswandern der Buchse 18
aus der Bohrung 20 in Richtung des Gehäuses bzw. Kupplungs
deckels 2 kann dadurch vermieden werden, daß, wie dies in
Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist, die Blattfedern 9 die
Buchse 18 teilweise radial übergreifen und gegebenenfalls zu
sätzlich fest in die Bohrung 20 axial verspannen. Ein Verdre
hen der Buchse kann weiterhin dadurch verhindert werden, daß
die Buchse eine Profilierung, insbesondere einen Absatz auf
weist, der die die Buchse übergreifenden Bereiche 19 der
Blattfedern 9 aufnimmt.
Die Verschleißkompensationseinrichtung 16 besitzt ein von der
Tellerfeder 4 beaufschlagtes Kompensationsbauteil in Form
eines im Querschnitt U-förmigen Blechringes 26, der in Fig.
5 in Draufsicht dargestellt ist. Das Kompensationsbauteil 26
besitzt auf der der Tellerfeder 4 zugewandten Seite des Bo
dens 27 wenigstens einen ringförmigen axialen Vorsprung 28
oder mehrere Vorsprünge 28, die über den Umfang vorzugsweise
gleichmäßig verteilt sind und durch in das Blechmaterial ein
geprägte Sicken gebildet sind. Segmentartige Vorsprünge 28
gewährleisten, daß im Bereich zwischen in Umfangsrichtung
benachbarten Vorsprüngen 28 radiale Durchlässe zwischen dem
Tellerfedergrundkörper 4a und dem Kompensationsring 26 gebil
det sind, die einen Luftdurchlaß zur Kühlung ermöglichen. Wie
insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Kompensa
tionsring 26 gegenüber der Druckscheibe 3 zentriert. Hierfür
besitzt die Druckscheibe 3 wenigstens eine Abstufung 29, die
die radial innere, sich axial erstreckende Wandung 30 des
Kompensationsringes 26 zentrisch zur Druckscheibe 3 positio
niert. Die Abstufung 29 kann durch eine sich über den Umfang
erstreckende geschlossene Fläche gebildet sein, oder aber
auch durch über den Umfang im Abstand voneinander vorgesehene
segmentförmige Flächen. Der Kompensationsring 26 besitzt wei
terhin eine radial äußere sich axial erstreckende Wandung 31,
die gemeinsam mit der inneren Wandung 30 und dem Boden 27 ei
nen ringförmigen Freiraum 26a bildet. Radial außen besitzt
der Kompensationsring 26 radiale Ausleger bzw. Nocken 32, die
Anschläge bilden, welche mit Gegenanschlägen 33 der axial
verlagerbaren Bauteile in Form von Blattfederelementen 22 der
Verschleißfühler 17 zusammenwirken. Die Gegenanschläge 33
sind durch an die Blattfederelemente 22 angeformte Nasen ge
bildet, die radial nach innen weisen und die Ausleger 32
übergreifen. Dadurch wird die axiale Verlagerung des Kompen
sationsringes 26 in Richtung von der Druckscheibe 3 weg, also
in Richtung des Gehäuses, durch die Gegenanschläge 33 be
grenzt.
Zwischen dem Kompensationsring 26 und der Druckscheibe 3 ist
eine Ausgleichseinrichtung 34 vorgesehen, die beim Ausrücken
der Reibungskupplung 1 und Vorhandensein von Belagverschleiß
eine selbsttätige Nachstellung des Kompensationsringes 26
ermöglicht und beim Einrücken der Kupplung selbsthemmend,
also blockierend, wirkt, wodurch gewährleistet wird, daß
während der Einrückphase der Reibungskupplung 1 der Kombina
tionsring 26 eine definierte axiale Lage gegenüber der Druck
scheibe 3 beibehält. Diese definierte Lage kann nur während
eines Ausrückvorganges und entsprechend dem auftretenden
Belagverschleiß sich verändern.
Die Nachstelleinrichtung 34 umfaßt mehrere, vorzugsweise über
den Umfang gleichmäßig verteilte Paare von Keilen 35, 36, die
in dem ringförmigen Freiraum 26a des Blechringes 26 aufgenom
men sind. Die sich an einer ringförmigen Fläche 37 der Druck
scheibe 3 abstützende Keile 36 sind mit dem Blechring 26
drehfest, jedoch axial verlagerbar verbunden. Hierfür besitzt
der Blechring 26 im Bereich seiner axial sich erstreckenden
Wandungen 30, 31 Anformungen in Form von Sicken 38, 39, die
im Bereich des Freiraumes 26a Vorsprünge bilden, welche in
entsprechend angepaßte Vertiefungen bzw. Nuten 40, 41 der
Keile 36 eingreifen. Die Nuten 40, 41 bzw. die Anformungen
38, 39 verlaufen in axialer Richtung der Kupplung 1. Die
Keile 35 sind im wesentlichen axial zwischen dem Boden 27 des
Blechringes 26 und den Keilen 36 aufgenommen. Die Keile 35
und 36 bilden in Umfangsrichtung sich erstreckende und axial
ansteigende Auflauframpen 42, 43, über die die einem Paar zu
geordneten Keile 35, 36 sich gegeneinander abstützen. Die
Keile 35 stützen sich andererseits am Boden 27 des Ringes 26
ab und sind gegenüber diesem Ring 26 in Umfangsrichtung ver
lagerbar. Die Auflauframpen 42, 43 sind gegeneinander ver
spannt. Hierfür sind Kraftspeicher in Form von Schraubenfe
dern 44 in dem Ringraum 26a aufgenommen, welche sich mit
einem Ende an einem mit dem Ring 26 drehfesten Keil 36 und
mit ihrem anderen Ende an einem in Umfangsrichtung verlager
baren Keil 35 abstützen. Zur Halterung der Kraftspeicher 44
besitzen die Keile 35, 36 an ihren den entsprechenden Kraft
speichern zugewandten Enden Vorsprünge 45, 46, welche in die
Federwindungen eingreifen und somit die Federenden halten.
Die Federn 44 werden weiterhin durch die Wandbereiche 30, 31
und den Boden 27 des Ringes 26 geführt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ausgleichs
ring 26 gegenüber der Druckscheibe 3 gegen Verdrehung gesi
chert. Hierfür sind, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, an der
Druckscheibe 3 axiale Vorsprünge in Form von Stiften 47 vor
gesehen, die sich axial durch Ausnehmungen 48, die im Bereich
der Ausleger 32 vorgesehen sind, erstrecken. Durch diese Ver
drehsicherung wird gewährleistet, daß während des Betriebes
der Reibungskupplung die Anschlagbereiche der Laschen 32
stets unterhalb der Begrenzungsnasen 33 der Blattfederelemen
te 22 positioniert bleiben.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Keile 35,
36 aus einem hitzebeständigen Kunststoff, wie zum Beispiel
aus einem Duroplast oder Thermoplast hergestellt, der zusätz
lich noch faserverstärkt sein kann. Dadurch lassen sich die
als Nachstellelemente wirkenden Keile 35, 36 in einfacher Wei
se als Spritzteile herstellen. Vorteilhaft kann es jedoch
auch sein, wenn wenigstens einer der Keile 35, 36 eines Paa
res aus Reibmaterial, wie zum Beispiel Belagmaterial, herge
stellt ist. Die Keile bzw. Nachstellelemente 35, 36 können
jedoch auch als Blechformteil oder als Sinterteil hergestellt
sein. Der Steigungswinkel sowie die Erstreckung und der Auf
lauframpen 42, 43 sind derart ausgelegt, daß 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 gewährlei
stet ist. Der Keilwinkel 49 bzw. der Steigungswinkel 49 der
Auflauframpen 42, 43 gegenüber einer zur Rotationsachse der
Reibungskupplung senkrechten Ebene ist derart gewählt, daß
die beim Aufeinanderpressen der Auflauframpen 42, 43 entste
hende Reibung ein Verrutschen zwischen diesen Rampen verhin
dert. Je nach Werkstoffpaarung im Bereich der Auflauframpen
42, 43 kann der Winkel 49 im Bereich zwischen 5 und 20 Grad,
vorzugsweise in der Größenordnung von 10 Grad liegen. Die in
Umfangsrichtung verlagerbaren Keile 35 sind derart angeord
net, daß diese mit ihrer Keilspitze in Drehrichtung 50
zeigen.
Die Verspannung durch die Kraftspeicher 44 der Auflauframpen
42, 43 sowie der Steigungswinkel 49 sind derart ausgelegt,
daß die auf den Nachstellring 26 einwirkende resultierende
Axialkraft kleiner ist als die erforderliche Verschiebekraft
der Verschleißfühler 22 der Begrenzungsmittel 17.
Weiterhin muß bei der Auslegung der Tellerfeder 4 berücksich
tigt werden, daß die von dieser aufzubringende Anpreßkraft
für die Druckscheibe 3 um die erforderliche Verschiebekraft
für die Verschleißfühler 22 und um die Verspannkraft der zwi
schen Deckel 2 und Druckscheibe 3 verspannten Blattfedern 9
erhöht werden muß. Weiterhin müssen die einzelnen Bauteile
derart ausgelegt sein, daß der Auflageverschleiß zwischen
Tellerfeder 4 und Auflagering 26 sowie der Anlageverschleiß
zwischen den Verschleißfühlern 22 und der Gegendruckplatte 6
bzw. zwischen den Verschleißfühlern und dem Gehäuse 2 im
Verhältnis zum Verschleiß an den Belägen 7 gering bleiben.
Um zu verhindern, daß die gewölbten bzw. gewellten Blattfe
dern 22 infolge der bei einem Einkuppelvorgang an der Druck
scheibe 3 entstehenden sehr hohen Temperaturen ihre Verspann
kraft verlieren, sind die Buchsen 18 vorzugsweise aus einem
Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit und hohem Reibwert
hergestellt. Die Keile 35, 36 können aus dem gleichen Werk
stoff gefertigt sein.
Um eine bessere Kühlung der Kupplung, insbesondere der
Druckscheibe 3, zu ermöglichen, können in der Druckscheibe 3
radial verlaufende und über den Umfang verteilte Nuten, von
denen in Fig. 2 eine strichliert dargestellt und mit 51
gekennzeichnet ist, vorgesehen sein. Diese radialen Nuten 51
sind, in Umfangsrichtung betrachtet, zwischen jeweils zwei
benachbarten Keilpaaren vorgesehen und erstrecken sich zwi
schen dem Ring 26 und der Druckscheibe 3. Es könnte auch im
axiale Ausschnitte aufweisen, wodurch zwischen der Tellerfe
der 4 und dem Ring 26 radiale Durchlässe gebildet wären.
Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit an den verschiedenen
Auflagestellen können die entsprechenden Bereiche mit einer
verschleißfesten Schicht versehen werden, wie zum Beispiel
Hartverchromung, Molybdänbeschichtung oder aber es können im
Bereich der Kontaktstellen besondere verschleißfeste Bauteile
vorgesehen werden. So können zum Beispiel an den Verschleiß
fühlern 22 Kunststoffschuhe im Anlagebereich zur Gegendruck
platte 6 und zum Gehäuse 2 vorgesehen werden.
Die das Drehmoment auf die Druckscheibe 3 übertragenden
Blattfedern 9 sind zwischen der Druckscheibe 3 und dem Gehäu
se 2 derart vorgespannt, daß sie beim Ausrücken der Reibungs
kupplung 1 die Druckscheibe 3 in Richtung des Gehäuses 2 ver
lagern. Dadurch wird gewährleistet, daß praktisch über die
gesamte Ausrückphase bzw. bis zum Wirksamwerden der Begren
zungsmittel 17 der Ring 26 an der Tellerfeder 4 in Anlage
bleibt.
Der Ausrückweg der Kupplung im Bereich der Zungenspitzen 4c
wird vorzugsweise derart gewählt, daß bei ausgerückter Kupp
lung der Außenrand der Tellerfeder 4 um einen geringen Betrag
von dem Ring 26 abhebt. Dies bedeutet also, daß beim Ausrücken
der Reibungskupplung 1 der Tellerfederweg im Durchmesser
bereich der Druckscheibenbeaufschlagung durch die Tellerfeder
4 größer ist als der durch die Wegbegrenzungsmittel 22 fest
gelegte Abhubweg 24 der Druckscheibe 3.
Die in Fig. 2 dargestellte Relativposition der einzelnen
Bauteile entspricht dem Neuzustand der Reibungskupplung. Bei
axialem Verschleiß, insbesondere der Reibbeläge 7, verlagert
sich die Position der Druckscheibe 3 in Richtung der Gegen
druckplatte 6, wodurch zunächst eine Veränderung der Konizi
tät und somit auch der von der Tellerfeder im eingerückten
Zustand der Reibungskupplung 1 aufgebrachten Anpreßkraft ent
steht, und zwar vorzugsweise im Sinne einer Zunahme. Diese
Veränderung bewirkt, daß die Druckscheibe 3 ihre axiale Posi
tion gegenüber den sich an der Gegendruckplatte 6 axial ab
stützenden Verschleißfühlern 22 ändert. Infolge der auf den
Ring 26 einwirkenden Tellerfederkraft folgt dieser Ring 26
der durch Belagverschleiß verursachten Axialverschiebung der
Gegendruckplatte 3, wodurch die Anschlagbereiche 32 des Rin
ges 26 axial von den als Gegenanschlag dienenden Bereichen in
Form von Nasen 33 der Verschleißfühler 22 abheben, und zwar
um einen Betrag, der im wesentlichen dem Belagverschleiß
entspricht. Der Ausgleichsring 26 behält seine axiale Lage
während eines Einkuppelvorganges gegenüber der Druckscheibe 3
bei, weil er durch die Tellerfeder 4 in Richtung der Druck
scheibe 3 beaufschlagt wird und die Verschleißkompensations
einrichtung 34 während des Einkuppelvorganges selbsthemmend
ist, also als axiale Sperre wirkt. Beim Ausrücken der Rei
bungskupplung 1 wird die Druckscheibe durch die Blattfedern 9
in Richtung des Gehäuses 2 beaufschlagt und so lange verla
gert, bis die Verschleißfühler 22 am Gehäuse 2 bzw. an den
Gehäuseanschlagbereichen 23 zur Anlage kommen. Bis zu diesem
Ausrückweg, die dem Abhubweg der Druckscheibe 3 entspricht,
bleibt die axiale Position des Ringes 26 gegenüber der Druck
scheibe 3 erhalten. Bei Fortsetzung des Ausrückvorganges
bleibt die Druckscheibe 3 axial stehen, wohingegen der Ring
26 axial der Ausrückbewegung der Tellerfeder im Bereich des
Beaufschlagungsdurchmessers folgt, und zwar so lange, bis die
Anschlagbereiche 32 des Ringes 26 an den Gegenanschlagberei
chen 33 der Verschleißfühler 22 wieder zur Anlage kommen. Die
axiale Verlagerung des Ausgleichsringes 26 wird durch die
Keile 35 bewirkt, die durch die Federn 44 beaufschlagt sind.
Diese Keile 35 werden solange gegenüber den Keilen 36 in
Umfangsrichtung verlagert, bis der Ring 26 gegen die Gegenan
schläge 33 der Verschleißfühler 22 verspannt ist. Der Abhub
der Druckscheibe 3 wird bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel über die Blattfedern 9 gewährleistet, die derart zwi
schen Gehäuse 2 und Druckscheibe 3 eingebaut sind, daß diese
eine axiale Vorspannung aufweisen, welche die Druckscheibe 3
in Richtung des Gehäuses 2 drängt. Wird die Tellerfeder 4
weiterhin in Ausrückrichtung verschwenkt, so hebt diese mit
ihrem radial äußeren Bereich vom Nachstellring 26 ab, da
letzterer, wie bereits beschrieben, durch die Verschleißfüh
ler 22 gegenüber der Druckscheibe 3 axial zurückgehalten
wird. Ein derartiger, zumindest geringfügiger Abhub der Tel
lerfeder 4 gegenüber dem Nachstellring 26 während eines Aus
rückvorganges ist für die Funktion des Nachstellsystems
17 + 34 besonders vorteilhaft.
Die erfindungsgemäße Nachstellvorkehrung 17 + 34 gewährlei
stet, daß die Nachstellung am Auflagering 26 durch die Nach
stellkeile 35, 36 immer entsprechend dem Belagverschleißbe
trag erfolgt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Nach
stellring 26 zwischen den Nachstellmitteln in Form von Keilen
35, 36 und den Verschleißfühlern 22 axial eingespannt ist,
wodurch verhindert wird, daß das Kompensationsbauteil in
Form des Ringes 26 um einen größeren Betrag als der entspre
chende Belagverschleiß nachgestellt wird. Weiterhin wird
durch die erfindungsgemäße Auslegung der Nachstellvorkehrung
gewährleistet, daß auch bei Überweg im Bereich der Ausrück
mittel, wie den Tellerfederzungen 4b, oder bei Axialschwin
gungen der Druckplatte keine Verstellung der Nachstellvorkeh
rung 17 + 34 erfolgen kann, da die Verschleißfühler 22 auch
bei einem harten Aufschlag am Gehäuse 2 gegenüber der Druck
scheibe 3 durch die selbstsperrende Verschleißkompensations
einrichtung 34 axial abgestützt sind, und zwar über die Ge
genanschläge 32. Es können also im ausgekuppelten Zustand
der Reibungskupplung auf die Verschleißfühler 22 axiale
Kräfte in Richtung der Gegendruckplatte 6 einwirken, die
größer sind als die kraftschlüssige Verbindung zwischen den
Verschleißfühlern 22 und der Druckscheibe 3, ohne daß die
Verschleißfühler gegenüber dieser Druckscheibe 3 axial
verlagert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Nachstellvorkehrung wird gewähr
leistet, daß über die gesamte Lebensdauer der Kupplung die
Tellerfeder praktisch über den gleichen Kennlinienbereich
arbeitet und im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 1
eine praktisch konstant bleibende Verspannlage aufweist und
somit auch eine praktisch gleichbleibende Anpreßkraft auf die
Druckscheibe 3 aufbringt. Dadurch wird es möglich, eine Tel
lerfeder mit einer degressiven Kraftkennlinie über den Aus
rückweg einzusetzen, und zwar vorzugsweise in Kombination
mit einer Kupplungsscheibe, deren Beläge 7 über Federsegmente
10 gegeneinander abgefedert sind, wodurch die effektiv aufzu
bringende Ausrückkraft auf ein verhältnismäßig niedriges Ni
veau gebracht werden kann und über die Lebensdauer der Kupp
lung, sofern sich die Belagfederkennlinie über die Lebens
dauer der Kupplung nicht wesentlich verändert, praktisch
konstant gehalten werden kann. Beim Ausrücken einer solchen
Kupplung wird die Tellerfeder 4 um ihre Deckellagerung 5
verschwenkt, wobei über einen vorbestimmten Teilbereich des
axialen Ausrückweges der Druckscheibe 3 die Federsegmente 10
sich entspannen und somit die von den Federsegmenten 10 auf
gebrachte Axialkraft den Ausrückvorgang der Reibungskupplung
1 unterstützt. Das bedeutet also, daß eine geringere maximale
Ausrückkraft aufgebracht werden muß als diejenige, welche in
der eingerückten Lage der Kupplung 1 theoretisch resultiert
aus der Einbaulage der Tellerfeder 4 und der Blattfedern 9.
Sobald der Feder- bzw. Entspannungsbereich der Segmente 10
überschritten wird, werden die Reibbeläge 7 freigegeben,
wobei aufgrund des degressiven Kennlinienbereiches, in dem
die Tellerfeder 4 arbeitet, die dann noch aufzubringende Aus
rückkraft bereits erheblich verringert ist gegenüber der,
welche dem Einbaupunkt bzw. der Einbaulage gemäß Fig. 2 ent
sprechen würde. Bei Fortsetzung des Ausrückvorganges nimmt
die Ausrückkraft weiterhin ab, und zwar zumindest so lange,
bis das Minimum bzw. der Talpunkt der vorzugsweise sinusarti
gen Kennlinie der Tellerfeder 4 erreicht ist.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Nachstellvorkehrung
17 + 34 kann in vorteilhafter Weise derart ausgelegt werden,
daß bei rotierender Reibungskupplung 1 die einzelnen Feder
windungen der Nachstellfedern 44 sich an der Außenwandung 31
des Nachstellringes 26 abstützen und die von den Federn 44 in
Umfangsrichtung aufgebrachten Verstellkräfte infolge der
zwischen den Federwindungen und dem Nachstellring 26 erzeug
ten Reibwiderstände verringert oder gar vollständig aufgeho
ben werden. Die Federn 44 können sich also bei Rotation der
Reibungskupplung 1 infolge der die Federwirkung unterdrücken
den Reibkräfte praktisch starr verhalten. Weiterhin können
die Nachstellkeile 35 aufgrund der auf sie einwirkenden
Fliehkräfte sich ebenfalls an der Wandung 31 des Nachstell
ringes 26 radial abstützen und durch die zwischen den Keilen
35 und dem Nachstellring 26 erzeugten Reibkräfte gegen Ver
drehung gesichert werden. Dadurch kann erzielt werden, daß
wenigstens bei Drehzahlbereichen oberhalb der Leerlaufdreh
zahl der Brennkraftmaschine die Verschleißkompensationsein
richtung 34 nicht durch die Federn 44 verdreht werden. Es
kann also die Reibungskupplung 1 derart ausgelegt werden, daß
ein Ausgleich des Reibbelagverschleißes nur bei Betätigung
der Reibungskupplung 1 bei Leerlaufdrehzahl bzw. zumindest
annähernd bei Leerlaufdrehzahl stattfindet. Die Blockierung
des Nachstellringes 26 kann durch entsprechende Auslegung der
Verschleißkompensationseinrichtung 34 jedoch auch derart er
folgen, daß nur bei Stillstehen der Brennkraftmaschine, also
bei sich nicht drehender Reibungskupplung 101 oder aber bei
sehr geringen Drehzahlen eine Nachstellung des Belagver
schleißes stattfinden kann.
Die Werkstoffpaarung zwischen den die Nachstellrampen bilden
den Bauteilen 35, 36 sowie der Werkstoff, der mit diesen Bau
teilen zusammenwirkenden Bauteile ist vorzugsweise derart ge
wählt, daß über die Betriebsdauer der Reibungskupplung keine,
eine Nachstellung verhindernde, Haftung zwischen den Rampen
und den mit diesen zusammenwirkenden Bauteilen auftreten
kann. Um eine solche Haftung zu vermeiden, kann wenigstens
eines dieser Bauteile mit einer Beschichtung zumindest im
Bereich der Rampen oder Abstützflächen versehen sein.
Um eine Haftverbindung zwischen Auflauframpen und Gegenauf
lauframpen 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, die ein Trennen bzw. Losreißen
der Rampen bewirkt.
Im Neuzustand der Reibungskupplung 1, also in dem Zustand,
den die Kupplung aufweist, bevor sie unter Zwischenlegung der
Kupplungsscheibe 8 an der Gegendruckplatte 6 befestigt wird,
befinden sich die Keile 35 gegenüber der in Fig. 3 gezeigten
Stellung in einer weiter zurückgezogenen Lage gegenüber den
Keilen 36, so daß der Nachstellring 26 seine in Richtung der
Druckscheibe 3 am weitesten zurückgezogene Lage besitzt und
somit die Einheit Druckscheibe 3/Nachstellring 26 den gering
sten axialen Bauraum benötigen. Um die Keile 35 vor der Mon
tage der Reibungskupplung 1 in ihrer zurückgezogenen Lage zu
halten, besitzen die Keile 35 Angriffsbereiche in Form von
Ausnehmungen 52 für ein Verdreh- bzw. Rückhaltemittel. Derar
tige Rückhaltemittel können bei der Herstellung bzw. beim
Zusammenbau der Reibungskupplung 1 vorgesehen werden und nach
der Montage der Reibungskupplung 1 auf das Schwungrad 6 ent
fernt werden, wodurch die Nachstelleinrichtung 34 aktiviert
wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Nach
stellring 26 in Umfangsrichtung verlaufende längliche Schlit
ze 53 vorgesehen, durch welche die Angriffsbereiche der Rück
haltemittel bzw. des Verdrehwerkzeuges zum Eingriff in die
Vertiefungen 52 hindurchgeführt werden können. Die in Um
fangsrichtung gelegten länglichen Ausnehmungen 53 müssen
dabei zumindest eine Erstreckung aufweisen, die eine Verdre
hung entsprechend dem größtmöglichen Verschleißnachstellungs
winkel der Keile 35 in Umfangsrichtung entspricht. Die bei
Neuzustand der Reibungskupplung in Umfangsrichtung in ihrer
zurückgezogenen Lage gehaltenen Keile 35 können in dieser
Position durch die Verschleißfühler 22, welche den Nachstell
ring 26 in seiner zurückgezogenen Lage sichern, gehalten
werden. Die selbstnachstellenden Verbindungen zwischen den
Verschleißfühlern 22 und der Druckscheibe 3 müssen derart
ausgebildet sein, daß die erforderliche Verschiebekraft zur
Verlagerung der Verschleißfühler 22 gegenüber der Druckschei
be 3 größer ist als die auf den Ring 26 einwirkende resultie
rende Kraft, die erzeugt wird durch die die Keile 35 beauf
schlagenden Federn 44.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 können
die Rampen 43 auch unmittelbar durch den Ring 26 gebildet
sein, zum Beispiel durch Anprägen von schrägen Flächen 43,
wobei der Ring 26 dann durch die Federn 44 gegenüber der
Druckscheibe 3 verdrehbar sein muß. Die Keile 36 sind bei
einer solchen Ausführungsform mit der Druckscheibe 3 drehfest
bzw. unmittelbar an dieser angeformt. Weiterhin müssen bei
einer derartigen Ausführungsform die als Ausleger 32 ausge
bildeten Anschläge in Umfangsrichtung entsprechend dem erfor
derlichen Nachstellverdrehwinkel des Ringes 26 verlängert
werden, um zu gewährleisten, daß eine axiale Begrenzung zwi
schen den Verschleißfühlern 22 und dem Ring 26 über die
Lebensdauer der Reibungskupplung erhalten bleibt. Bei der
letztbeschriebenen Ausführungsform kann der Nachstellring 26
auch bei montierter Reibungskupplung 1 in einfacher Weise von
radial außen her verdreht werden, und zwar insbesondere über
die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Anschlaglaschen 32,
die über am Außenmantel des Kupplungsgehäuses 2 vorgesehene
radiale Durchlässe zugänglich sind. Diese radiale Durchlässe
können insbesondere auch die Drehmomentübertragungsnocken 25
der Druckscheibe 3 sowie die Blattfedern 9 aufnehmen. Die
erfindungsgemäße Nachstellvorkehrung hat weiterhin den Vor
teil, daß deren Prinzip auch bei sogenannten gezogenen Rei
bungskupplungen Verwendung finden kann, bei denen sich die
Tellerfeder mit einem radial äußeren Randbereich an einem
Deckel verschwenkbar abstützt und mit radial weiter innen
liegenden Randbereichen die Druckscheibe beaufschlagt. Eine
derartige Kupplung ist in Fig. 6 dargestellt. Zwischen
Tellerfeder 104 und Druckscheibe 103 ist eine Verschleißkom
pensationseinrichtung 134 vorgesehen, die ähnlich ausgebildet
sein kann, wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2
beschrieben wurde. Der Nachstellring 126 wirkt wiederum über
Sensorelemente 117 mit Verschleißfühler 122 zusammen. Die
Nachstellung der Verschleißfühler 122 gegenüber der Druck
scheibe 103 erfolgt durch Anlage der Anschlagbereiche 122a am
Gehäuse bzw. Deckel 102. Die Verschleißfühler 122 tragen wie
derum Anschläge 133, die den axialen Weg der Druckscheibe
103 bei einem Ausrückvorgang begrenzen. Um eine einwandfreie
Funktion der Nachstellvorkehrung gemäß Fig. 6 zu ermögli
chen, besitzt der Ring 126 wenigstens eine geringfügige
axiale Bewegungsmöglichkeit gegenüber den Verschleißfühlern
122. Dies kann dadurch erfolgen, daß eine entsprechende An
schlagverbindung 133a mit Spiel zwischen den Verschleißfüh
lern 122 und dem Ring 126 vorhanden ist oder aber auch da
durch, daß der Ring 126 radiale Bereiche 126a besitzt, die
in axialer Richtung federnd verformbar sind, also eine
elastische Nachgiebigkeit aufweisen.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann der
Verschleißfühler 122 anstatt mit dem Deckel 102 mit der
Tellerfeder 104 zumindest in einer axialen Richtung vorzugs
weise zumindest bei eingerückter Kupplung zusammenwirken.
Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn der Anschlag zwischen
dem Verschleißfühler 122 und der Tellerfeder 104 zumindest
annähernd auf radialer Höhe des Tellerfederauflage- bzw.
Abstützdurchmessers am Gehäuse 102 erfolgt. Für gezogene
Kupplungen kann es zweckmäßig sein, wenn der Abstützdurch
messer des Verschleißfühlers an der Tellerfeder größer ist
als der Abstützdurchmesser der Tellerfeder an der Druck
platte.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Verschleißsensorelemente 217 unmittelbar im Grundkörper der
Druckscheibe 203 aufgenommen. Die Verschleißfühler 222 besit
zen Anschlagbereiche 222a, die mit Deckelbereichen 223, wel
che Gegenanschläge bilden, zusammenwirken. Die Deckelbereiche
223 sind einteilig mit Befestigungsmittel 202a, über die die
Tellerfeder 204 am Deckel 202 schwenkbar gelagert ist. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Befestigungs
bzw. Haltemittel 202a durch einteilig aus dem Deckelmaterial
gebildete Laschen, die sich axial durch die Tellerfeder 204
hindurcherstrecken, gebildet. Radial außerhalb der im radia
len Bereich des Tellerfedergrundkörpers 204a vorgesehenen
Verschleißsensoren 217 ist die Verschleißkompensationsein
richtung 234 vorgesehen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 kann der Verschleißfüh
ler 222 anstatt mit dem Gehäuse 202 bzw. mit den Deckelbe
reichen 223 axial zusammenzuwirken, an der Tellerfeder 204
zumindest in einer axialen Richtung abstützbar sein, vor
zugsweise zumindest bei eingerückter Kupplung. Hierfür kann
die Tellerfeder 204 eine axiale Ausnehmung aufweisen, durch
welche der Verschleißfühler 222 sich hindurcherstreckt, so
daß die Anschlagbereiche 222a im eingerückten Zustand der
Reibungskupplung sich anstatt an den Gegenanschlagbereichen
223 an der Tellerfeder 204 axial abstützen. Beim Ausrücken
der Reibungskupplung können die Anschlagbereiche 222a von der
Tellerfeder 204 abheben, da die Anschlagbereiche 222a auf
einem kleineren Durchmesser vorgesehen sind als der Abstütz
durchmesser der Tellerfeder 204 an der Druckplatte 203. Dies
ist darauf zurückzuführen, daß die Anschlagbereiche 222a sich
näher am Schwenkdurchmesser der Tellerfeder 204 befinden als
der Abstützdurchmesser zwischen Druckplatte 203 und Tellerfe
der 204.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebe
nen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch
Varianten, die durch Kombination von einzelnen in Verbindung
mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Merk
malen bzw. Elementen gebildet werden können. Weiterhin können
einzelne, in Verbindung mit den Figuren beschriebene Merkmale
bzw. Funktionsweisen für sich alleine genommen eine selbstän
dige Erfindung darstellen.