WO2003087607A1 - Kupplungsanordnung - Google Patents

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WO2003087607A1
WO2003087607A1 PCT/DE2003/001176 DE0301176W WO03087607A1 WO 2003087607 A1 WO2003087607 A1 WO 2003087607A1 DE 0301176 W DE0301176 W DE 0301176W WO 03087607 A1 WO03087607 A1 WO 03087607A1
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spring
force
lever plate
plate
clutch
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PCT/DE2003/001176
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Ahnert
Original Assignee
Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Publication date
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Priority to US10/510,921 priority patent/US7341137B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/38—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/46—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs in which two axially-movable members, of which one is attached to the driving side and the other to the driven side, are pressed from one side towards an axially-located member
    • F16D13/48—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs in which two axially-movable members, of which one is attached to the driving side and the other to the driven side, are pressed from one side towards an axially-located member with means for increasing the effective force between the actuating sleeve or equivalent member and the pressure member
    • F16D13/50—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs in which two axially-movable members, of which one is attached to the driving side and the other to the driven side, are pressed from one side towards an axially-located member with means for increasing the effective force between the actuating sleeve or equivalent member and the pressure member in which the clutching pressure is produced by springs only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating

Definitions

  • the invention relates to a clutch arrangement with a clutch, in which a pressure plate is shifted against the force of the pad suspension in the axial direction for engaging; a lever plate mounted in the peripheral area, which transmits the force transmitted from a release system to a release bearing with lever transmission to the pressure plate and with a clutch actuator, whose actuating force, which is increased by the force of a linear compensation spring, acts on the release system.
  • the clutch pedal can be omitted if the clutch is actuated by an actuator system.
  • This actuator system can be electrical, hydraulic or pneumatic, an electromechanical clutch actuation being preferred.
  • the invention is based on the object of proposing a clutch arrangement in which the clutch actuating force can be adapted to a linear compensation spring with little effort.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that the load on the clutch actuator can be changed by the action of an additional spring force and can thus be better adapted to a linear compensation spring.
  • the lever system of the pressed clutch is designed so that the release bearing must apply a higher load over the entire range of motion. This force-displacement characteristic can then be advantageously compensated for by the clutch actuator with a simple linear compression spring.
  • the lever plate for applying the spring force is designed as a lever plate spring.
  • the application of the spring force therefore does not require any additional structural effort.
  • the force characteristic of a disc spring can be matched particularly well to the force characteristic of a linear compensation spring.
  • the support of the pressure plate is equipped with an adjustment ring for wear adjustment. Without such a wear adjustment, wear of the clutch linings would change the position of the lever plate or the lever plate spring and thus cause an undesired change in the force characteristics.
  • a cover stop is then preferably assigned to the radially inner region of the lever plate.
  • the adjustment plate spring is arranged on the outside of the lever plate. It is special favorable if the adjustment disc spring in the circumferential area by a
  • Lever plate is held.
  • the adjustment plate spring is arranged on the inside of the lever plate. It is particularly advantageous if the adjustment plate spring is held in the circumferential area by a cover suspension and is in contact with the lever plate in the radially inner area.
  • the size of the spring force acting on the lever plate is matched to the size of the force of the linear compensation spring in such a way that positive actuating forces result on the clutch actuator. It is advantageous that only one direction of force occurs on the release bearing. This enables the use of a conventional release bearing and a simple cover bearing. This also simplifies assembly and disassembly. There are also advantages for the design of the clutch actuator, since only one direction of force is required on the lifting gear. This is useful for the design of the gear parts and bearings and can possibly avoid the backlash of the actuators.
  • the size of the spring force acting on the lever plate can be matched to the size of the force of the compensation spring in such a way that there is a large range of motion on the coupling divider with minimal actuating forces. To achieve minimal actuating forces, a change in the actuating direction is accepted.
  • FIG. 1 shows a first clutch with a lever disk spring in a highly simplified schematic illustration
  • FIG. 2 shows a clutch actuator with a downstream release system for actuating the clutch shown in FIG. 1 in a highly simplified schematic illustration
  • Figure 5 is a diagram with the course of actuation force, compensation force and actuator load over the actuator travel in a conventional
  • FIG. 6 shows a diagram with the course of actuating force, compensation force and actuator load over the actuator travel in a clutch arrangement according to the invention
  • FIG. 7 shows a second clutch with a lever disk spring and a wear adjustment on the pressure plate in a highly simplified schematic illustration
  • FIGS 12 to 17 diagrams that illustrate how the force characteristics of pad suspension, lever-plate spring and
  • FIG. 1 shows, in a highly simplified schematic representation, a section through the upper part of a clutch, designated overall by K1.
  • K1 In the interior of the housing 1 of the clutch K1 are one after the other in an exploded view
  • Flywheel 2 a first clutch lining 3, a clutch hub 4, a lining suspension indicated by a wavy line 5, a second clutch lining 6, a pressure plate 7 with its support 70 and a lever plate 8.
  • the cover of the housing 1 arranged after the lever plate 8 is designated by 9.
  • the flywheel 2 is connected to the crankshaft of a drive motor, not shown, while the clutch hub 4 is arranged on the input shaft of the transmission, also not shown.
  • the pressure plate 7 When engaging, the pressure plate 7 is displaced in the axial direction towards the flywheel 2 until the pad suspension 5 is compressed in the closed state and the first clutch pad 3 is pressed against the flywheel 2.
  • the force of the lining suspension 5 acting in the axial direction is indicated by an arrow in FIG. 1 and designated by F «s, the index K S giving an indication of the clutch disc.
  • the pressure plate path when engaging is also indicated in FIG. 1 by an arrow and designated r.
  • the clutch K1 is actuated by a clutch divider, designated overall by 13 in FIG. 2, in which a servomotor 130, a preliminary gear 131 and a lifting gear 132 are arranged one after the other.
  • the lifting gear 132 is, for example, a spindle drive.
  • the clutch divider 13 also includes a linear compensation spring 14, the spring force of which is indicated by an arrow and is designated by F ⁇ o. This spring force F ⁇ o of the linear compensation spring 14 increases the actuating force generated by the lifting gear 132, the resulting actuating force being indicated by an arrow in FIG. 2 and denoted by Fs.
  • the actuating force Fs is transmitted to a release bearing 11 via a release system 12, which is, for example, a so-called central release, the force acting on the release bearing 11 being indicated by an arrow in FIG. 2 and by F A is designated.
  • the release bearing 11 in turn acts on the central region of the lever plate 8, which in FIG. 2 protrudes somewhat from the clutch K1, which is only shown schematically, to illustrate this process.
  • the action of the release bearing 11 on the lever plate 8 is indicated by an arrow F A extending in the axial direction.
  • lever plate 8 shown in FIGS -Tap spring formed which is installed in the preloaded state in the clutch K1, this preload is indicated in Figure 1 by an unspecified curved arrow.
  • the lever plate 8 is provided with a multiplicity of holes 81 and radial slots 82, so that it can also be viewed as a sum of radially aligned one-armed levers which are lined up in the circumferential direction.
  • the effective plate spring area of the lever plate 8 is designated 83, while the pure lever area is designated 84.
  • the spring force generated by the spring properties of the lever plate 8 is indicated by an arrow and designated F T F. It can be seen that the spring force F T F at the level of the support 70 of the pressure plate 7 acts in the same direction as the force FKS of the pad suspension 5.
  • the spring force FTF of the lever plate 8 designed as a lever-plate spring therefore has the effect that Release bearing 11 (see FIG. 2) must apply a higher load over the entire range of motion. The following relationship thus results between the force FKS of the pad suspension 5, the spring force FTF of the lever plate 8 and the force F A acting on the release bearing 11 (see FIG. 2)
  • the diagram according to FIG. 5 shows the effects of a linear compensation spring in a conventional clutch arrangement, which causes a change in the direction of force in the course of the actuator load II.
  • the diagram according to FIG. 6 shows, with the same compensation, a changed course of the actuating force I and the actuator load II, this change being caused by the spring force FTF of the lever plate 8 designed as a lever-plate spring (see FIG. 1).
  • the higher actuation forces caused by the spring force FTF are matched to the compensation forces in such a way that there is no change in the force effect in the entire course II of the actuation force.
  • Matching the spring force F T F (see FIG. 1) to the force F K o of the linear compensation spring 14 thus brings about positive actuating forces Fs of the clutch actuator 13 (see FIG. 2).
  • the clutch K2 shown in FIG. 7 largely corresponds to the clutch K1 according to FIG. 1.
  • the support 70 of the pressure plate 7 is equipped here with an adjusting ring 71 for wear adjustment.
  • This adjusting ring 71 is designed as a ramp ring, which moves to the right by rotating in the axial direction and can thus compensate for wear of the clutch linings 3 and 6.
  • the wear adjustment with the aid of the adjusting ring 71 thus enables an unchanged position of the lever plate 8 designed as a lever plate spring, i.e. a change in the force characteristics is avoided.
  • FIGS. 8 and 9 show a clutch K3, which largely corresponds to clutch K1 according to FIG. 1.
  • the lever plate designated 85 here has no or at most only slight spring properties, so that the spring force F T F (cf. FIG. 1) must be applied by an adjustment plate spring 89.
  • This adjustment Disc spring 89 the spring action of which is indicated by a curved arrow, not shown, is arranged on the outside of the lever plate 85.
  • the adaptation plate spring 89 is held by a cover suspension 91 of the cover designated here by 90, while the area lying radially on the inside is held by a suspension 86 of the lever plate 85.
  • an adjusting ring 87 is provided on the cover 90, which acts on the peripheral area of the lever plate 85.
  • the adjusting ring 87 is a ramp ring which is customary in coupling construction.
  • the adjusting ring 87 is assigned a cover stop 92 which limits the movement of the lever plate 85 when adjusting.
  • FIG. 8 shows the clutch K3 in new condition
  • FIG. 9 shows after wear of the clutch linings 3 and 6 and a corresponding actuation of the adjusting ring 87. It can be seen that the position of the lever plate 85 changes significantly as a result of the actuation of the adjusting ring 87 and that the position of the adjustment plate spring 89 remains the same, however. Adjusting the wear on the K3 clutch does not change the force characteristics.
  • FIGS. 10 and 11 show a clutch K4, which largely corresponds to clutch K1 according to FIG. 1.
  • the lever plate designated here 88 has no or at most only slight spring properties, so that the spring force F T F (cf. FIG. 1) must also be applied here again by means of an adjustment plate spring 89.
  • This adjustment plate spring 89 the spring action of which is indicated by a curved arrow, not shown, is arranged on the inside of the lever plate 88. In the circumferential area, the adaptation disk spring 89 is held by a lid attachment 96 of the lid designated here 95, while the area lying radially on the inside rests on the lever plate 88.
  • the lid attachment 96 is divided into segments in the circumferential direction, the individual segments being passed through corresponding cutouts in the lever plate 88.
  • an adjustment ring 87 arranged on the cover 95 is again provided, which acts on the peripheral region of the lever plate 88.
  • the adjusting ring 87 is assigned a cover stop 97 which limits the movement of the lever plate 88 when adjusting.
  • Figure 10 shows the clutch K4 in new condition
  • Figure 11 shows the clutch K4 after wear of the clutch linings 3 and 6 and a corresponding actuation of the adjusting ring 87. It can be seen that the position of the lever plate 88 changes significantly as a result of the actuation of the adjusting ring 87 and that the position of the adjustment plate spring 89 remains the same, however. Wear adjustment does not change the force characteristics of the K4 clutch.
  • FIGS. 12 to 17 show on the basis of diagrams how the force characteristics of the pad suspension, lever-plate spring and compensation spring change
  • VI designated course of the actuation force plotted over the pressure plate path r (see FIG. 1), the forces F being given in N and the pressure plate path in
  • Millimeters is specified.
  • the course of the actuation force designated by I the course of the actuator load designated by II and the course of the compensation force designated by III are respectively over the
  • FIGS. 12 and 13 show that a relatively high spring force F T F of the lever plate 8 designed as a lever-plate spring (see FIG. 1) and the spring force F K o of the compensation spring 14 (see FIG. 2) on the clutch actuator 13 cause positive positioning forces F s .
  • the diagrams shown in FIGS. 14 and 15 show that a reduced spring force F T F of the lever plate 8 designed as a lever-plate spring (see FIG. 1) and the spring force F K o of the compensation spring 14 (see FIG. 2) on the clutch actuator 13 cause positive positioning forces F s .
  • FIGS. 14 and 15 show that a reduced
  • Coupling divider 13 cause a change in the direction of the actuating force F s .
  • FIGS. 16 and 17 show that a relatively high spring force FTF and a higher spring force F ⁇ o of a stronger compensation spring 14 on the clutch actuator 13 cause a large range of motion with minimized actuating forces F s .
  • FIGS. 12 to 17 for the clutch K1 (cf. FIG. 1) can also be transferred to the clutches K2, K3 and K4 according to FIGS. 7, 8 and 9 and 10 and 11.

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Abstract

Es wird eine Kupplungsanordnung vorgeschlagen, bei welcher eine Kupplung (K1) über eine Hebel-Platte gegen die Kraft (FKS) der Belagfederung zum Einkuppeln zusammengedrückt wird, wobei eine an der Hebel-Platte in Gegenrichtung wirkende zusätzliche Federkraft (FTF) die Belastung des Kupplungsstellers derart verändert, dass sie besser als bisher an eine lineare Kompensationsfeder angepasst werden kann. Die zusätzliche Federkraft (FTF) wird vorzugsweise durch eine Tellerfeder aufgebracht, wobei die Hebel-Platte selbst als Hebel-Tellerfeder ausgebildet sein kann. Bei geeigneter Abstimmung der Federkräfte kann am Kupplungssteller ein Wechsel der Kraftrichtung vermieden werden.

Description

Kupplunqsanordnunq
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung mit einer Kupplung, bei welcher zum Einkuppeln eine Druckplatte gegen die Kraft der Belagfederung in axialer Richtung verschoben wird; einer im Umfangsbereich gelagerten Hebel-Platte, welche die von einem Ausrücksystem auf ein Ausrücklager übertragene Kraft mit Hebelübersetzung auf die Druckplatte überträgt und mit einem Kupplungssteller, dessen durch die Kraft einer linearen Kompensationsfeder vergrößerte Stellkraft auf das Ausrücksystem einwirkt.
Bei den in Kraftfahrzeugen eingesetzten Kupplungen kann das Kupplungspedal entfallen, wenn die Kupplung durch eine Aktorik angesteuert wird. Diese Aktorik kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch sein, wobei eine elektromechanische Kupplungsbetätigung bevorzugt wird.
Beim Einsatz von automatisierten Kupplungssystemen mit einer Kupplungsaktorik hat es sich als günstig herausgestellt, die Betätigungskraft zum Einkuppeln heranzuziehen. Dabei hat es sich gezeigt, dass die Kraftkennlinie einer zugedrückten Kupplung im wesentlichen durch die Charakteristik der Belagfederung gekennzeichnet ist. Eine Kompensation mit einer linearen Druckfeder im Kupplungssteiler kann die Betätigungskraft etwa nur halbieren, wobei ein Wechsel der Kraftrichtung zu verzeichnen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung vorzuschlagen, bei welcher die Kupplungsbetätigungskraft mit geringem Aufwand an eine lineare Kompensationsfeder angepasst werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Kupplungsanordnung der eingangs genannten Art durch eine in Richtung der Kraft der Belagfederung an der Hebel-Platte wirkende Federkraft, deren Größe auf die Größe der Kraft der linearen Kompensationsfeder abgestimmt ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sich die Belastung des Kupplungsstellers durch die Wirkung einer zusätzlichen Federkraft verändern und somit einer linearen Kompensationsfeder besser anpassen lässt. Das Hebelsystem der zugedrückten Kupplung wird dabei so ausgebildet, dass das Ausrücklager über den gesamten Bewegungsbereich eine höhere Last aufbringen muss. Diese Kraft-Weg-Kennlinie kann dann vom Kupplungssteller mit einer einfachen linearen Druckfeder vorteilhaft kompensiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Hebel-Platte zur Aufbringung der Federkraft als Hebel-Tellerfeder ausgebildet. Die Aufbringung der Federkraft erfordert somit keinen zusätzlichen baulichen Aufwand. Außerdem lässt sich die Kraft-Charakteristik einer Tellerfeder besonders gut auf die Kraft-Charakteristik einer linearen Kompensationsfeder abstimmen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Auflage der Druckplatte mit einem Nachstellring zur Verschleißnachstellung ausgerüstet. Ohne eine derartige Verschleißnachstellung würde ein Verschleiß der Kupplungsbeläge die Stellung der Hebel-Platte bzw. der Hebel-Tellerfeder verändern und damit eine unerwünschte Veränderung der Kraftkennlinien bewirken.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit zur Verschleißnachstellung ergibt sich durch einen auf den Umfangsbereich der Hebel-Platte einwirkenden Nachstellring. Dem radial innen liegenden Bereich der Hebel-Platte ist dann vorzugsweise ein Deckelanschlag zugeordnet.
Das Zusammenwirken eines auf den Umfangsbereich der Hebel-Platte einwirkenden Nachstellrings mit einem Deckelanschlag führt nach Betätigung des Nachstellrings zu einer veränderten Stellung der Hebel-Platte. Nachteilige Veränderungen der Kraftkennlinien werden dann vorzugsweise dadurch verhindert, dass der Hebel-Platte zur Aufbringung der Federkraft eine Anpassungs-Tellerfeder zugeordnet wird. Eine derartige Anpassungs-Tellerfeder kann dann so positioniert werden, dass sich durch Veränderungen in der Lage der Hebel-Platte keine Veränderungen der Federkraft ergeben.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Möglichkeit zur Positionierung ist die Anpassungs- Tellerfeder auf der Außenseite der Hebel-Platte angeordnet. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Anpassungs-Tellerfeder im Umfangsbereich durch eine
Deckeleinhängung und im radial innen liegenden Bereich durch eine Einhängung der
Hebel-Platte gehalten ist.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Möglichkeit zur Positionierung ist die Anpassungs- Tellerfeder auf der Innenseite der Hebel-Platte angeordnet. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Anpassungs-Tellerfeder im Umfangsbereich durch eine Deckeleinhängung gehalten ist und im radial innen liegenden Bereich an der Hebelplatte anliegt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Größe der an der Hebel-Platte wirkenden Federkraft derart auf die Größe der Kraft der linearen Kompensationsfeder abgestimmt, dass sich am Kupplungssteller positive Stellkräfte ergeben. Vorteilhaft ist dabei, dass am Ausrücklager nur eine Kraftrichtung auftritt. Dies ermöglicht die Verwendung eines konventionellen Ausrücklagers und eines einfachen Deckellagers. Im weiteren vereinfacht sich hierdurch die Montage und Demontage. Außerdem ergeben sich für die Konzeption des Kupplungsstellers Vorteile, da am Hubgetriebe nur eine Kraftrichtung erforderlich ist. Dies ist für die Gestaltung der Getriebeteile und Lagerungen von Nutzen und kann unter Umständen das Umkehrspiel der Aktorik vermeiden.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Größe der an der Hebel- Platte wirkenden Federkraft derart auf die Größe der Kraft der Kompensationsfeder abgestimmt werden, dass sich am Kupplungssteiler ein großer Bewegungsbereich mit minimalen Stellkräften ergibt. Zur Erzielung von minimalen Stellkräften wird hier ein Wechsel der Stellkraftrichtung in Kauf genommen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 eine erste Kupplung mit einer Hebel-Tellerfeder in stark vereinfachter schematischer Darstellung, Figur 2 einen Kupplungssteller mit nachgeordnetem Ausrücksystem zur Betätigung der in Figur 1 dargestellten Kupplung in stark vereinfachter schematischer Darstellung,
Figur 3 und 4 die Hebel-Tellerfeder der in Figur 1 dargestellten Kupplung in der teilweise dargestellten Draufsicht bzw. im Schnitt,
Figur 5 ein Diagramm mit dem Verlauf von Betätigungskraft, Kompensationskraft und Stellerlast über dem Stellerweg bei einer herkömmlichen
Kupplungsanordnung,
Figur 6 ein Diagramm mit dem Verlauf von Betätigungskraft, Kompensationskraft und Stellerlast über dem Stellerweg bei einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung,
Figur 7 eine zweite Kupplung mit einer Hebel-Tellerfeder und einer Verschleißnachstellung an der Druckplatte in stark vereinfachter schematischer Darstellung,
Figur 8 und 9 eine dritte Kupplung mit einer Hebel-Platte und einer Anpassungs- Tellerfeder auf der Außenseite der Hebel-Platte im Neuzustand bzw. nach Verschleißnachstellung,
Figur 10 und 11 eine vierte Kupplung mit einer Hebel-Platte und einer Anpassungs- Tellerfeder auf der Innenseite der Hebel-Platte im Neuzustand bzw. nach Verschleißnachstellung, und die
Figuren 12 bis 17 Diagramme, die verdeutlichen, wie sich durch die Abstimmung der Kraftkennlinien von Belagfederung, Hebel-Tellerfeder und
Kompensationsfeder im Kupplungssteiler die Eigenschaften der Stellerbelastung beeinflussen lassen. Figur 1 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung einen Schnitt durch den oberen Teil einer insgesamt mit K1 bezeichneten Kupplung. Im Inneren des Gehäuses 1 der Kupplung K1 sind in auseinandergezogener Darstellung nacheinander ein
Schwungrad 2, ein erster Kupplungsbelag 3, eine Kupplungsnabe 4, eine durch eine Wellenlinie 5 angedeutete Belagfederung, ein zweiter Kupplungsbelag 6, eine Druckplatte 7 mit ihrer Auflage 70 und eine Hebel-Platte 8 zu erkennen. Der im Anschluss an die Hebel-Platte 8 angeordnete Deckel des Gehäuses 1 ist mit 9 bezeichnet. Das Schwungrad 2 wird mit der nicht näher dargestellten Kurbelwelle eines Antriebsmotors verbunden, während die Kupplungsnabe 4 auf der ebenfalls nicht näher dargestellten Eingangswelle des Getriebes angeordnet wird. Beim Einkuppeln wird die Druckplatte 7 in axialer Richtung zum Schwungrad 2 hin verschoben, bis im zugedrückten Zustand die Belagfederung 5 zusammengedrückt und der erste Kupplungsbelag 3 gegen das Schwungrad 2 gepresst ist. Die in axialer Richtung wirkende Kraft der Belagfederung 5 ist in Figur 1 durch einen Pfeil angedeutet und mit F«s bezeichnet, wobei der Index KS einen Hinweis auf die Kupplungsscheibe gibt. Der Druckplattenweg beim Einkuppeln ist in Figur 1 ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet und mit r bezeichnet.
Die Betätigung der Kupplung K1 erfolgt durch einen in Figur 2 insgesamt mit 13 bezeichneten Kupplungssteiler, in welchem nacheinander ein Stellermotor 130, ein Vorgetriebe 131 und ein Hubgetriebe 132 angeordnet sind. Bei dem Hubgetriebe 132 handelt es sich beispielsweise um einen Spindelantrieb. Zum Kupplungssteiler 13 gehört ferner eine lineare Kompensationsfeder 14, deren Federkraft durch einen Pfeil angedeutet und mit Fκo bezeichnet ist. Diese Federkraft Fκo der linearen Kompensationsfeder 14 erhöht die vom Hubgetriebe 132 erzeugte Stellkraft, wobei die resultierende Stellkraft in Figur 2 durch einen Pfeil angedeutet und mit Fs bezeichnet ist.
Es ist zu erkennen, dass die Stellkraft Fs über ein Ausrücksystem 12, bei welchem es sich beispielsweise um einen sogenannten Zentralausrücker handelt, auf ein Ausrücklager 11 übertragen wird, wobei die am Ausrücklager 11 wirkende Kraft in Figur 2 durch einen Pfeil angedeutet und mit FA bezeichnet ist. Es ist ferner zu erkennen, dass das Ausrücklager 11 seinerseits auf den zentralen Bereich der Hebel-Platte 8 einwirkt, die in Figur 2 zur Verdeutlichung dieses Vorgangs etwas aus der nur schematisch dargestellten Kupplung K1 herausragt. In Figur 1 ist die Einwirkung des Ausrücklagers 11 auf die Hebel-Platte 8 durch einen in axialer Richtung verlaufenden Pfeil FA angedeutet. Die im Umfangsbereich in einer nicht näher bezeichneten umlaufenden Nut des Gehäuses 1 gelagerte Hebel-Platte 8 überträgt die Kraft FA mit Hebelübersetzung auf die Auflage 70 der Druckplatte 7. Andererseits ist die in den Figuren 3 und 4 näher dargestellte Hebel-Platte 8 als Hebel-Tellerfeder ausgebildet, die in vorgespanntem Zustand in die Kupplung K1 eingebaut ist, wobei diese Vorspannung in Figur 1 durch einen nicht näher bezeichneten gekrümmten Pfeil angedeutet ist. Gemäß Figur 3 ist die Hebel-Platte 8 mit einer Vielzahl von Löchern 81 und radialen Schlitzen 82 versehen, so dass sie auch als eine Summe von radial ausgerichteten einarmigen Hebeln angesehen werden kann, die in Umfangsrichtung aneinandergereiht sind. In dem Schnitt gemäß Figur 4 ist der wirksame Tellerfederbereich der Hebel-Platte 8 mit 83 bezeichnet, während der reine Hebelbereich mit 84 bezeichnet ist.
In Figur 1 ist die durch die Federeigenschaften der Hebel-Platte 8 erzeugte Federkraft durch einen Pfeil angedeutet und mit FTF bezeichnet. Es ist zu erkennen, dass die Federkraft FTF in Höhe der Auflage 70 der Druckplatte 7 in gleicher Richtung wirkt, wie die Kraft FKS der Belagfederung 5. Die Federkraft FTF der als Hebel-Tellerfeder ausgebildeten Hebel-Platte 8 bewirkt also, dass das Ausrücklager 11 (vgl. Figur 2) über den gesamten Bewegungsbereich eine höhere Last aufbringen muss. Zwischen der Kraft FKS der Belagfederung 5 der Federkraft FTF der Hebel-Platte 8 und der am Ausrücklager 11 (vgl. Figur 2) wirkenden Kraft FA ergibt sich somit folgender Zusammenhang
O = FKS + FTF - i • FA , wobei mit i die durch die Abmessungen der Hebel-Platte 8 bestimmte Hebelübersetzung bezeichnet ist.
Die durch die Tellerfederwirkung der Hebel-Platte 8 aufgebrachte Federkraft FTF wird auf die Kraft FKo der Kompensationsfeder 14 (vgl. Figur 2) abgestimmt, wobei diese Abstimmung anhand der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Diagramme erläutert wird. In diesen beiden Diagrammen ist jeweils der mit I bezeichnete Verlauf der Betätigungskraft, der mit II bezeichnete Verlauf der Stellerlast und der gestrichelt dargestellte und mit III bezeichnete Verlauf der Kompensationskraft über den Stellerweg s dargestellt, wobei die Kräfte F in N angegeben sind und wobei der Stellerweg s in mm angegeben ist.
Das Diagramm gemäß Figur 5 zeigt die Auswirkungen einer linearen Kompensationsfeder bei einer herkömmlichen Kupplungsanordnung, die im Verlauf der Stellerlast II einen Wechsel der Kraftrichtung bewirkt. Das Diagramm gemäß Figur 6 zeigt demgegenüber bei gleicher Kompensation einen veränderten Verlauf der Betätigungskraft I und der Stellerlast II, wobei diese Veränderung durch die Federkraft FTF der als Hebel-Tellerfeder ausgebildeten Hebel-Platte 8 (vgl. Figur 1) bedingt ist. Die durch die Federkraft FTF hervorgerufenen höheren Betätigungskräfte sind so auf die Kompensationskräfte abgestimmt, dass im gesamten Verlauf II der Betätigungskraft kein Wechsel der Kraftwirkung zu verzeichnen ist. Die Abstimmung der Federkraft FTF (vgl. Figur 1) auf die Kraft FKo der linearen Kompensationsfeder 14 bewirkt somit positive Stellkräfte Fs des Kupplungsstellers 13 (vgl. Figur 2).
Bei einem Verschleiß der Kupplungsbeläge würde sich die Stellung der Hebel-Tellerfeder verändern. Die Folge wäre eine rapide Veränderung der Kraftkennlinien. Die in den Figuren 7 bis 11 vorgeschlagenen Maßnahmen zeigen verschiedene Lösungen dieses Problems.
Die in Figur 7 dargestellte Kupplung K2 entspricht weitgehend der Kupplung K1 gemäß Figur 1. Die Auflage 70 der Druckplatte 7 ist hier jedoch mit einem Nachstellring 71 zur Verschleißnachstellung ausgerüstet. Dieser Nachstellring 71 ist als Rampenring ausgebildet, der sich durch Verdrehen in axialer Richtung nach rechts bewegt und somit einen Verschleiß der Kupplungsbeläge 3 und 6 ausgleichen kann. Die Verschleißnachstellung mit Hilfe des Nachstellrings 71 ermöglicht somit eine unveränderte Stellung der als Hebel-Tellerfeder ausgebildeten Hebel-Platte 8, d.h. eine Veränderung der Kraftkennlinien wird vermieden.
Die Figuren 8 und 9 zeigen eine Kupplung K3, welche weitgehend der Kupplung K1 gemäß Figur 1 entspricht. Die hier mit 85 bezeichnete Hebel-Platte besitzt jedoch keine oder allenfalls nur geringe Federeigenschaften, sodass die Federkraft FTF (vgl. Figur 1) durch eine Anpassungs-Tellerfeder 89 aufgebracht werden muss. Diese Anpassungs- Tellerfeder 89, deren Federwirkung durch einen nicht näher bezeichneten gekrümmten Pfeil angedeutet ist, ist auf der Außenseite der Hebel-Platte 85 angeordnet. Im Umfangsbereich ist die Anpassungs-Tellerfeder 89 durch eine Deckeleinhängung 91 des hier mit 90 bezeichneten Deckels gehalten, während der radial innen liegende Bereich durch eine Einhängung 86 der Hebel-Platte 85 gehalten ist. Zur Verschleißnachstellung ist hier ein am Deckel 90 angeordneter Nachstellring 87 vorgesehen, der auf den Umfangsbereich der Hebel-Platte 85 einwirkt. Bei dem Nachstellring 87 handelt es sich um einen im Kupplungsbau gebräuchlichen Rampenring. Dem Nachstellring 87 ist ein Deckelanschlag 92 zugeordnet, der die Bewegung der Hebel-Platte 85 beim Nachstellen begrenzt.
Figur 8 zeigt die Kupplung K3 im Neuzustand, während in Figur 9 die Kupplung K3 nach einem Verschleiß der Kupplungsbeläge 3 und 6 und einer entsprechenden Betätigung des Nachstellringes 87 zeigt. Es ist zu erkennen, dass sich die Stellung der Hebel-Platte 85 durch die Betätigung des Nachstellringes 87 deutlich verändert und dass die Stellung der Anpassungs-Tellerfeder 89 jedoch gleich bleibt. Eine Verschleißnachstellung führt bei der Kupplung K3 somit zu keiner Veränderung der Kraftkennlinien.
Die Figuren 10 und 11 zeigen eine Kupplung K4, welche weitgehend der Kupplung K1 gemäß Figur 1 entspricht. Die hier mit 88 bezeichnete Hebel-Platte besitzt jedoch keine oder allenfalls nur geringe Federeigenschaften, sodass die Federkraft FTF (vgl. Figur 1) auch hier wieder durch eine Anpassungs-Tellerfeder 89 aufgebracht werden muss. Diese Anpassungs-Tellerfeder 89, deren Federwirkung durch einen nicht näher bezeichneten gekrümmten Pfeil angedeutet ist, ist auf der Innenseite der Hebel-Platte 88 angeordnet. Im Umfangsbereich ist die Anpassungs-Tellerfeder 89 durch eine Deckeleinhängung 96 des hier mit 95 bezeichneten Deckels gehalten, während der radial innen liegende Bereich an der Hebel-Platte 88 anliegt. Die Deckeleinhängung 96 ist in Umfangsrichtung in Segmente gegliedert, wobei die einzelnen Segmente durch entsprechende Aussparungen der Hebel- Platte 88 hindurchgeführt sind. Zur Verschleißnachstellung ist auch hier wieder ein am Deckel 95 angeordneter Nachstellring 87 vorgesehen, der auf den Umfangsbereich der Hebel-Platte 88 einwirkt. Dem Nachstellring 87 ist ein Deckelanschlag 97 zugeordnet, der die Bewegung der Hebel-Platte 88 beim Nachstellen begrenzt. Figur 10 zeigt die Kupplung K4 im Neuzustand, während die Figur 11 die Kupplung K4 nach einem Verschleiß der Kupplungsbeläge 3 und 6 und einer entsprechenden Betätigung des Nachstellringes 87 zeigt. Es ist zu erkennen, dass sich die Stellung der Hebel-Platte 88 durch die Betätigung des Nachstellringes 87 deutlich verändert und dass die Stellung der Anpassungs-Tellerfeder 89 jedoch gleich bleibt. Eine Verschleißnachstellung führt somit auch bei der Kupplung K4 zu keiner Veränderung der Kraftkennlinien.
Bei den anhand der Figuren 1 , 7, 8 und 9 sowie 10 und 11 erläuterten Kupplungen K1 , K2, K3 und K4 können die durch die zusätzliche Federkraft FTF (vgl. Figur 1) hervorgerufenen höheren Ausrückkräfte durch ein deckelfestes Ausrücksystem abgestützt werden. Höhere Belastungen der Kurbelwellenlager können hierdurch vermieden werden.
Die Figuren 12 bis 17 zeigen anhand von Diagrammen, wie sich durch die Abstimmung der Kraftkennlinien von Belagfederung, Hebel-Tellerfeder und Kompensationsfeder die
Eigenschaften der Stellerbelastung beeinflussen lassen. In den Diagrammen gemäß den
Figuren 12, 14 und 16 ist jeweils der mit IV bezeichnete Verlauf der Kraft der
Belagfederung, der mit V bezeichnete Verlauf der Kraft der Hebel-Tellerfeder und der mit
VI bezeichnete Verlauf der Betätigungskraft über den Druckplattenweg r (vgl. Figur 1) aufgetragen, wobei die Kräfte F in N angegeben sind und wobei der Druckplattenweg in
Millimetern angegeben ist. In den Diagrammen gemäß den Figuren 13, 15 und 17 ist jeweils der mit I bezeichnete Verlauf der Betätigungskraft, der mit II bezeichnete Verlauf der Stellerlast und der mit III bezeichnete Verlauf der Kompensationskraft über den
Stellerweg s dargestellt, wobei die Kräfte F in N angegeben sind und wobei der Stellerweg in Millimetern angegeben ist.
Die in den Figuren 12 und 13 dargestellten Diagramme zeigen, dass eine relativ hohe Federkraft FTF der als Hebel-Tellerfeder ausgebildeten Hebel-Platte 8 (vgl. Figur 1) und die Federkraft FKo der Kompensationsfeder 14 (vgl. Figur 2) am Kupplungssteller 13 positive Stellkräfte Fs bewirken. Die in den Figuren 14 und 15 dargestellten Diagramme zeigen, dass eine verringerte
Federkraft FTF bei gleicher Federkraft Fκo der Kompensationsfeder 14 am
Kupplungssteiler 13 einen Wechsel in der Richtung der Stellkraft Fs bewirken.
Die in den Figuren 16 und 17 dargestellten Diagramme zeigen, dass eine relativ hohe Federkraft FTF und eine höhere Federkraft Fκo einer stärkeren Kompensationsfeder 14 am Kupplungssteller 13 einen großen Bewegungsbereich mit minimierten Stellkräften Fs bewirken.
Die in den Figuren 12 bis 17 für die Kupplung K1 (vgl. Figur 1) gezeigten Zusammenhänge können auch auf die Kupplungen K2, K3 und K4 gemäß den Figuren 7, 8 und 9 sowie 10 und 11 übertragen werden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungsanordnung mit einer Kupplung (K1 ; K2; K3; K4), bei welcher zum Einkuppeln eine Druckplatte gegen die Kraft (FKs) der Belagfederung in axialer Richtung verschoben wird; einer im Umfangsbereich gelagerten Hebelplatte , welche die von einem
Ausrücksystem auf ein Ausrücklager übertragene Kraft (FA) mit Hebelübersetzung auf die Druckplatte überträgt und mit einem Kupplungssteller , dessen durch die Kraft (FKo) einer linearen Kompensationsfeder vergrößerte Stellkraft (Fs) auf das Ausrücksystem einwirkt, gekennzeichnet durch eine in Richtung der Kraft (FKS) der Belagfederung an der
Hebel-Platte wirkende Federkraft (FTF), deren Größe auf die Größe der Kraft (FKo) der linearen Kompensationsfeder abgestimmt ist.
2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel- Platte zur Aufbringung der Federkraft (FTF) als Hebel-Tellerfeder ausgebildet ist.
3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage der Druckplatte mit einem Nachstellring zur Verschleißnachstellung ausgerüstet ist.
4. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen auf den Umfangsbereich der Hebel-Platte einwirkenden Nachstellring zur Verschleißnachstellung.
5. Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem radial innen liegenden Bereich der Hebel-Platte ein Deckelanschlag zugeordnet ist.
6. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 , 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel-Platte zur Aufbringung der Federkraft (FTF) eine Anpassungs-Tellerfeder zugeordnet ist.
7. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-Tellerfeder auf der Außenseite der Hebel-Platte angeordnet ist.
8. Kupplungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-Tellerfeder im Umfangsbereich durch eine Deckeleinhängung und im radial innen liegenden Bereich durch eine Einhängung der Hebel-Platte gehalten ist.
9. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-Tellerfeder auf der Innenseite der Hebel-Platte angeordnet ist.
10. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-Tellerfeder im Umfangsbereich durch eine Deckeleinhängung gehalten ist und im radial innen liegenden Bereich an der Hebel-Platte anliegt.
11. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der an der Hebel-Platte wirkenden Federkraft (FTF) derart auf die Größe der Kraft (Fκo) der linearen Kompensationsfeder abgestimmt ist, dass sich am Kupplungssteiler positive Stellkräfte (Fs) ergeben.
12. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der an der Hebel-Platte wirkenden Federkraft (FTF) derart auf die Größe der Kraft (Fκo) der linearen Kompensationsfeder abgestimmt ist, dass sich am Kupplungssteller ein großer Bewegungsbereich mit minimalen Stellkräften (Fs) ergibt.
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