WO2013186044A1 - Kupplungseinrichtung und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

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WO2013186044A1
WO2013186044A1 PCT/EP2013/060997 EP2013060997W WO2013186044A1 WO 2013186044 A1 WO2013186044 A1 WO 2013186044A1 EP 2013060997 W EP2013060997 W EP 2013060997W WO 2013186044 A1 WO2013186044 A1 WO 2013186044A1
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WO
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clutch
counter
pressure plate
lever spring
friction
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PCT/EP2013/060997
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Inventor
Ulrich Gaus
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • 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
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/75—Features relating to adjustment, e.g. slack adjusters
    • F16D13/757—Features relating to adjustment, e.g. slack adjusters the adjusting device being located on or inside the clutch cover, e.g. acting on the diaphragm or on the pressure plate
    • 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
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/14—Clutches which are normally open, i.e. not engaged in released state
    • 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
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
    • F16D2500/502—Relating the clutch
    • F16D2500/50233—Clutch wear adjustment operation

Definitions

  • the invention relates to a coupling device and a method for the operation thereof with at least one of an automatically controlled clutch actuator from an open to a closed state actuated friction clutch with a platen, an axially displaceable and rotationally fixed against the platen arranged pressure plate, a firmly connected to the platen lid , a lever spring clamped between pressure plate and cover with the clutch actuator from an installed position in the closing direction, radially inwardly extended lever tongues, a clutch disc with bracing between counter-pressure plate and pressure plate, wear-loaded friction linings and an adjusting device for compensating axial wear of the friction linings with a between the lever spring and the cover axially biased, biased in the circumferential direction adjusting ring with at opposite ramps of the lid supporting, to this komp angular, circumferentially arranged ramps.
  • the friction clutch has an automated adjustment by means of two ramp systems between the pressure plates displacing lever springs and a lid portion of the friction clutch on which the lever springs are supported.
  • the ramp systems are each formed of a circumferentially biased adjusting ring with ramps arranged over the circumference, which rest on complementarily shaped counter ramps of the lid and upon rotation the distance between the lever spring and Increase the cover so that the axial wear of the friction linings is compensated and the levers essentially maintain their angle of attack after a readjustment operation relative to the new condition, thus maintaining a constant actuating travel up to the wear limit of the friction linings.
  • a ramp system serves as a sensor unit for detecting a state of wear and the other ramp system for tracking the wear. Due to shaking and the like, an unwanted adjustment can occur.
  • Wear of the friction linings of an automatically actuated by means of a clutch actuator friction clutch is initiated by a control unit of the clutch actuator.
  • the path of the lever spring is limited at fully open friction clutch in normal operation by a pivotable stop. If a state of wear is determined by the control unit on the basis of evaluated operating parameters, the stop pivots out and the lever spring executes a larger actuating travel, which leads to an adjustment of the friction clutch based on the design of the lever spring in conjunction with an adjusting device. Subsequently, the pivotable stop is pivoted again. For this purpose, a complex operating mechanism for the pivotal movement of the pivotable stopper is necessary.
  • the object of the invention is therefore to propose a coupling device and a method for its operation, in which an adjustment initiated by a control device takes place in a simple and reliable manner.
  • a coupling device with at least one of an automatically controlled clutch actuator from an open to a closed state operated friction clutch with a platen, axially displaceable and rotatably against the platen arranged pressure plate, a firmly connected to the platen lid, one between pressure plate and lid clamped lever spring with the clutch actuator from a mounting position in the closing direction displaceable, radially inwardly extended lever spring tongues, a clutch disc with between Counterpressure plate and pressure plate clamped, wear-affected friction linings and an adjusting device for compensating for axial wear of the friction linings with an axially biased between the lever spring and the lid biased, biased in the circumferential direction adjusting ring with itself on counter ramps of the lid supporting, provided to these complementary, arranged in the circumferential direction ramps in which an abutment is provided, which forms a system for the lever spring when the adjustment demand is detected from the installation position against the direction of actuation of the clutch actuator and relaxes the adjusting ring axially
  • the radial arrangement of the thrust bearing relative to the adjusting depends in this case depending on the interpretation of this friction clutch as a pressed or drawn friction clutch.
  • the thrust bearing In a closed friction clutch, the thrust bearing is arranged radially outside of the adjusting ring, while a negative friction clutch, the thrust bearing is disposed radially within the adjusting ring and preferably radially at the same height as a system of the lever spring on a contact surface of the pressure plate.
  • the abutment can be integrally formed from the lid by, for example, its inner circumference or segments folded in accordance with the direction of the counter-pressure plate folded to form support surfaces.
  • the counter bearing can be provided on the cover or in the case of training a drawn by tie rods friction clutch on the tie rod.
  • the clutch device may include a compressed and an engaged friction clutch with a common counter-pressure plate as a double clutch, wherein in each case a clutch actuator is provided for each friction clutch.
  • the pressure plate of the pressed-friction clutch is acted upon directly by a lever spring, which is supported radially on the outside of the lid.
  • the arranged on the opposite side of the platen pressure plate of the drawn friction clutch is actuated by one or more tie rods, for example, the counter-pressure plate or overlap and where the friction clutch associated with this lever spring rests radially outward, which radially inwardly on the other side of the Lid supported.
  • the clutch actuator of the at least one friction clutch controlled by a control unit based on operating variables control variable along an actuating travel in the direction of actuation at least one characteristic size of the actuation path continuously determined and depending on this size an adjustment by displacement of the lever tongues against the actuation direction is initiated.
  • the size is compared, for example, with a limit value characterizing an adjustment requirement and, after repeated exceeding of the limit value during an actuation of the friction clutch, an adjusting process is initiated. Since, due to wear of the friction linings, the actuation travel increases and the relationship between the torque transferable via the friction clutch and the actuation torque changes, variables for adjusting the friction clutch can be determined and evaluated in this regard.
  • a variable may be a torque that can be transmitted via the friction clutch at a predetermined path position.
  • the torque changing at a predetermined travel position or a travel position changing at a given torque is determined and an adjustment initiated when a limit value is exceeded.
  • the evaluation of the tactile point has proven, in which preferably at a low moment at which the friction clutch begins to transmit torque, a corresponding path position is determined and evaluated. At the touch point, the influence of the coefficient of friction of the friction linings is comparatively low, so that an adjustment requirement can be determined essentially independently of this.
  • FIG. 2 shows a section of FIG. 1 during an adjustment
  • FIG. 3 shows a section of an embodiment of a friction clutch which is an alternative to the friction clutch of FIG. 1,
  • Figure 4 shows a detail of a drawn friction clutch in a schematic
  • FIG. 5 shows a section of an alternative embodiment of a friction clutch with respect to the friction clutch of FIG. 4 with an abutment arranged on the tension rod
  • Figure 6 is a diagram of changing depending on the wear of the friction linings
  • Figure 1 shows a schematic representation of the coupling device 1 with a half-section transverse to a rotational axis of the pressed-friction clutch 2, the axially in both directions of actuation firmly connected to this Kupplungsaktor 3, for example, an electrical Monausschreiber, a lever actuator or the like and the controlling this control unit. 4
  • the friction clutch 2 contains the counter-pressure plate 5, which is firmly connected to the pressure plate 6, the lever spring 7, the lid 8 and the adjusting device 9 containing clutch pressure plate. Between the counter-pressure plate 5 and the pressure plate 6, the friction linings 10 of the clutch disc 1 1 are arranged clamped.
  • the lever spring is supported radially on the outside by means of the adjusting ring 12 on the cover 8 and is acted upon by the clutch actuator on the radially inwardly disposed lever spring tongues 13 by this acts on the latter axially and by means of the actuating bearing 14 in rotation.
  • the installation position So which is displaced depending on the wear of the friction linings 10 in the direction of the clutch actuator is shown here as an installation position s 0, n in the new state or compensated state of the friction clutch 2.
  • the friction clutch 2 is not actuated
  • Clutch actuator 3 by adjusting a clearance between friction linings 10 on the one hand and counter-pressure plate 5 and pressure plate 6 on the other hand open.
  • the adjusting ring 12 indicates the installation position s 0 in the case of a predetermined clearance. If the clutch actuator 3 displaces the lever spring tongues 13 in the direction of the arrow 15, the lever spring 7 displaces the pressure plate 6 in the direction of the counterpressure plate 5 and the friction linings 10 make frictional engagement with them, the friction clutch 2 is therefore successively moved as the actuating travel of the arrow 15 increases. closed.
  • the control unit 4 in this case provides the clutch actuator 3 with a control variable which converts a desired torque to be transmitted by means of a travel position set by the clutch actuator 3 on the basis of a clutch characteristic stored in the control unit and continuously updated, such as adapted.
  • the adjusting device 9 is provided. This consists of the ramp system 16 and the anvil 17.
  • the ramp system 16 includes the system of the lever spring 7 forming adjusting ring 12 with the rising ramps 18 and in the lid incorporated or inserted counter ramps 19.
  • the adjusting ring 12 is by means of spring means 20, For example, compression springs in the circumferential direction biased against the cover 8 and is prevented by the axial bearing force of the lever spring to a rotation.
  • FIG. 3 shows a modification of the coupling device 1 of FIGS. 1 and 2
  • the abutment 17a is arranged radially within the contact surface 23 of the pressure plate 6.
  • the lever spring tongues 13a of the lever spring 7a are displaced from the mounting position s 0 in the direction of the arrow 22, so that the adjusting ring 12a can rotate.
  • a low clutch torque is transmitted via this.
  • FIG. 4 shows, partially and schematically, the coupling device 1b with the friction clutch 2b in half section, which is designed as a closed friction clutch.
  • the cover 8b takes on the outside by means of the adjusting ring 12b, the lever spring 7b, which acts radially on the outside of the tie rod 25.
  • the tie rod 25 engages over the lid 8b and the counter-pressure plate, not shown, and pulls on displacement of the lever spring tongues 13b from the mounting position s 0 in the direction of arrow 15, not shown pressure plate with interposed friction linings against the back of the platen.
  • one of the friction clutches 2, 2a of Figures 1 to 3 may be provided to form a double clutch.
  • the lever spring tongues 13 b When detected wear and initiated wear adjustment, the lever spring tongues 13 b are displaced from the mounting position s 0 in the direction of arrow 22.
  • the lever spring 7b is supported radially outward on the same radius as the support surface 26 of the tie rod 25 arranged abutment 17b and relieves the biased in the circumferential direction adjusting ring 12b, so that this can compensate for the wear distance by rotation.
  • FIG. 5 shows, in a modification to the clutch device 1b of FIG. 4, the clutch device 1c shown only partially schematically in the form of the friction clutch 2c shown in half section.
  • the anvil 17c is disposed on the tie rod 25c.
  • the counter bearing 17c engages over the lever spring 7c and forms an abutment to the support surface 26c of the tie rod 25c on the lever spring 7c.
  • the adjusting ring 12c is disposed radially inside between the lid 8c and the lever spring 7c.
  • the operation of the friction clutch 2c corresponds in principle to the friction clutch 2b of Figure 4.
  • the adjustment of a state of wear takes place by the lever spring 7c on displacement of the lever spring tongues 13c from the mounting position s 0 in the direction of arrow 22 is supported on the anvil 17c and relieves the adjusting ring 12c becomes.
  • FIG. 6 shows the diagram 27 of the torque M which can be transmitted via the friction clutches 2, 2a, 2b, 2c of FIGS. 1 to 5 as a function of the travel position along the actuation travel s.
  • the clutch characteristic curve 28 indicates the dependency in the new state with the installation position s 0 , n again.
  • the clutch characteristics 29, 30 represent different wear conditions, in which respective moments are assigned to larger travel positions along the actuation path. In order to determine a wear of the friction linings in need of adjustment, it is preferable to determine the tactile points which lie close to the mounting positions. If such a touch point exceeds a limit value As, a command to operate the clutch actuator in the direction opposite to the direction of actuation is output by the control unit.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb mit zu- mindest einer von einem automatisiert gesteuerten Kupplungsaktor von einem offenen in einen geschlossenen Zustand betätigten Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte (5), einer axial verlagerbar und drehfest gegenüber der Gegendruckplatte (5) angeordneten Anpressplatte (6), einem mit der Gegendruckplatte (5) fest verbundenen Deckel (8), einer zwischen Anpressplatte und Deckel verspannbaren Hebelfeder (7) mit vom Kupplungsaktor aus einer Einbaulage (S) in Schließrichtung verlagerbaren, nach radial innen erstreckten Hebelfederzungen (13), einer Kupplungsscheibe (11) mit zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte verspannbaren, verschleißbehafteten Reibbelägen (10) sowie einer Nachstelleinrichtung zur Kompensation eines axialen Verschleißes der Reibbeläge (1) mit einem zwischen der Hebelfeder und dem Deckel axial verspannten, in Umfangsrichtung vorgespannten Verstellring (12) mit sich an Gegenrampen (19) des Deckels (8) abstützenden, zu diesen komplementären, in Umfangsrichtung angeordneten Rampen (18). Um eine Nachstelleinrichtung einfach und kostengünstig weiterzubilden ist ein Gegenlager (17) vorgesehen, welches bei erkanntem Nachstellbedarf aus der Einbaulage (S) entgegen der Betätigungsrichtung gesteuertem Kupplungsaktor eine Anlage für die Hebelfeder (7) bildet und den Verstellring (12) axial entspannt.

Description

Kupplungseinrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb mit zumindest einer von einem automatisiert gesteuerten Kupplungsaktor von einem offenen in einen geschlossenen Zustand betätigten Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte, einer axial verlagerbar und drehfest gegenüber der Gegendruckplatte angeordneten Anpressplatte, einem mit der Gegendruckplatte fest verbundenen Deckel, einer zwischen Anpressplatte und Deckel verspannbaren Hebelfeder mit vom Kupplungsaktor aus einer Einbaulage in Schließrichtung verlagerbaren, nach radial innen erstreckten Hebelfederzungen, einer Kupplungsscheibe mit zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte verspannbaren, verschleißbehafteten Reibbelägen sowie einer Nachstelleinrichtung zur Kompensation eines axialen Verschleißes der Reibbeläge mit einem zwischen der Hebelfeder und dem Deckel axial verspannten, in Umfangsrichtung vorgespannten Verstellring mit sich an Gegenrampen des Deckels abstützenden, zu diesen komplementären, in Umfangsrichtung angeordneten Rampen.
Gattungsgemäße Kupplungseinrichtungen sind insbesondere aus Doppelkupplungen in Antriebssträngen mit einem Doppelkupplungsgetriebe bekannt. Um kritische Situationen eines Verblockens des Doppelkupplungsgetriebes zu vermeiden, sind die beiden Reibungskupplungen jeweils als zugedrückte Reibungskupplung ausgebildet, die beispielsweise bei einem Defekt des Kupplungsaktors selbstständig öffnen. Beispielsweise ist aus der DE 10 2008 028 179 eine Doppelkupplung mit einer zugedrückten und einer zugezogenen Reibungskupplung mit einer gemeinsamen Gegendruckplatte bekannt. Die jeweils zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte verspannbaren Reibbeläge der Kupplungsscheiben übertragen bei betätigtem Kupplungsaktor ein dem Betätigungsweg entsprechendes Kupplungsmoment auf die ihnen zugeordnete Getriebeeingangswelle. Bei einem Verschleiß der Reibbeläge verlängern sich die bei den entsprechenden Kupplungsmomenten einzustellenden Betätigungswege. Um eine aufwendige Auslegung des Kupplungsaktors und dessen Steuergrößen auf Betätigungswege bis zum Verschleißzustand der Reibbeläge zu vermeiden, verfügt die Reibungskupplung über eine automatisierte Nachstelleinrichtung mittels jeweils zweier Rampensysteme zwischen den die Anpressplatten verlagernden Hebelfedern und einem Deckelbereich der Reibungskupplung an dem sich die Hebelfedern abstützen. Die Rampensysteme sind aus jeweils einem in Umfangsrichtung vorgespannten Verstellring mit über den Umfang angeordneten Rampen gebildet, die auf komplementär ausgebildeten Gegenrampen des Deckels aufliegen und bei Verdrehung den Abstand zwischen Hebelfeder und Deckel erhöhen, so dass der axiale Verschleiß der Reibbeläge ausgeglichen und die Hebelfedern ihren Anstellwinkel nach einem Nachstellvorgang gegenüber dem Neuzustand im Wesentlichen beibehalten und damit ein konstanter Betätigungsweg bis zur Verschleißgrenze der Reibbeläge erhalten bleibt. Hierbei dient ein Rampensystem als Sensoreinheit zur Erkennung eines Verschleißzustands und das andere Rampensystem zur Nachführung des Verschleißes. Aufgrund von Schüttelbewegung und dergleichen kann eine ungewollte Nachstellung auftreten.
Aus der DE 10 2009 010 136 A1 ist eine Kupplungseinrichtung bekannt, bei der ein
Verschleiß der Reibbeläge einer mittels eines Kupplungsaktors automatisiert betätigten Reibungskupplung von einem Steuergerät des Kupplungsaktors eingeleitet wird. Hierzu wird der Weg der Hebelfeder bei vollständig geöffneter Reibungskupplung im Normalbetrieb durch einen verschwenkbaren Anschlag begrenzt. Wird vom Steuergerät anhand von ausgewerteten Betriebsparametern ein Verschleißzustand ermittelt, schwenkt der Anschlag aus und die Hebelfeder führt einen größeren Betätigungsweg aus, der anhand der Ausbildung der Hebelfeder in Verbindung mit einer Nachstelleinrichtung zu einer Nachstellung der Reibungskupplung führt. Anschließend wird der verschwenkbare Anschlag wieder eingeschwenkt. Hierzu ist ein aufwendiger Betätigungsmechanismus für die Schwenkbewegung des verschwenkbaren Anschlags notwendig.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Kupplungseinrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb vorzuschlagen, bei der eine von einem Steuergerät initiierte Nachstellung in einfacher und zuverlässiger Weise erfolgt.
Die Aufgabe wird durch eine Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb dieser nach Anspruch 7 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 6 beziehungsweise 8 bis 10 geben vorteilhafte Ausführungsformen wieder.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken ist eine Kupplungseinrichtung mit zumindest einer von einem automatisiert gesteuerten Kupplungsaktor von einem offenen in einen geschlossenen Zustand betätigten Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte, einer axial verlagerbar und drehfest gegenüber der Gegendruckplatte angeordneten Anpressplatte, einem mit der Gegendruckplatte fest verbundenen Deckel, einer zwischen Anpressplatte und Deckel verspannbaren Hebelfeder mit vom Kupplungsaktor aus einer Einbaulage in Schließrichtung verlagerbaren, nach radial innen erstreckten Hebelfederzungen, einer Kupplungsscheibe mit zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte verspannbaren, verschleißbehafteten Reibbelägen sowie einer Nachstelleinrichtung zur Kompensation eines axialen Verschleißes der Reibbeläge mit einem zwischen der Hebelfeder und dem Deckel axial verspannten, in Umfangsrichtung vorgespannten Verstellring mit sich an Gegenrampen des Deckels abstützenden, zu diesen komplementären, in Umfangsrichtung angeordneten Rampen vorgesehen, bei der ein Gegenlager vorgesehen ist, welches bei erkanntem Nachstellbedarf aus der Einbaulage entgegen der Betätigungsrichtung gesteuertem Kupplungsaktor eine Anlage für die Hebelfeder bildet und den Verstellring axial entspannt.
Durch Einsparung des Rampensystems zur Sensierung eines Reibbelagsverschleißes durch ein festes Gegenlager ist die Nachstelleinrichtung einfach und robust. Die Einleitung eines Nachstellprozesses erfolgt dabei mittels des Steuergeräts zur Steuerung des Kupplungsaktors. Durch die ziehend und drückend vorgesehene Betätigung der Hebelfeder, also bei axial fester Anordnung des Kupplungsaktors in beide Bewegungsrichtungen mittels des Kupplungsaktors kann eine Bewegungsrichtung der Betätigung und die andere Bewegungsrichtung der Nachstellung dienen. Hierbei kann die Betätigungsrichtung beispielsweise bei Verwendung eines Elektromotors in einfacher Weise durch Drehrichtungsumkehr wie Umpolung erzielt werden. Hierdurch werden weitere erforderliche und aufwendige Maßnahme vermieden und die Kupplungseinrichtung vereinfacht. Die Drehentkoppelung des Kupplungsaktors erfolgt mittels eines zwischen Hebelfeder und Kupplungsaktor angeordneten Betätigungslagers wie Einrücklager. Der Kupplungsaktor kann deckelfest oder gehäusefest gegenüber dem Deckel der Reibungskupplung drehentkoppelt angeordnet sein.
Die radiale Anordnung des Gegenlagers gegenüber dem Verstellring hängt hierbei abhängig von der Auslegung dieser Reibungskupplung als zugedrückte oder zugezogene Reibungskupplung ab. Bei einer zugezogenen Reibungskupplung ist das Gegenlager radial außerhalb des Verstellrings angeordnet, während bei einer zugedrückten Reibungskupplung das Gegenlager radial innerhalb des Verstellrings und bevorzugt radial auf gleicher Höhe wie eine Anlage der Hebelfeder an einer Anlagefläche der Anpressplatte angeordnet ist. In einer besonders einfachen Ausbildung kann das Gegenlager einteilig aus dem Deckel gebildet sein, indem beispielsweise dessen Innenumfang oder -segmente entsprechend in Richtung der Gegendruckplatte umgelegt zur Bildung von Abstützflächen umgelegt sind. Je nach Ausbildung der Reibungskupplung als zugedrückte oder zugezogene Reibungskupplung kann das Gegenlager am Deckel oder im Falle der Ausbildung einer mittels Zuganker zugezogenen Reibungskupplung auch am Zuganker vorgesehen sein. Gemäß dem erfinderischen Gedanken kann die Kupplungseinrichtung eine zugedrückte und eine zugezogene Reibungskupplung mit einer gemeinsamen Gegendruckplatte als Doppelkupplung enthalten, wobei jeweils ein Kupplungsaktor für jede Reibungskupplung vorgesehen ist. Die Anpressplatte der zugedrückten Reibungskupplung wird dabei direkt von einer Hebelfeder beaufschlagt, die sich radial außen an dem Deckel abstützt. Die auf der gegenüberliegenden Seite der Gegendruckplatte angeordnete Anpressplatte der zugezogenen Reibungskupplung wird mittels eines oder mehrerer Zuganker betätigt, welche beispielsweise die Gegendruckplatte durch- oder übergreifen und an denen die dieser Reibungskupplung zugeordnete Hebelfeder radial außen anliegt, wobei sich diese radial innerhalb auf der anderen Seite des Deckels abstützt.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken ist weiterhin ein Verfahren zum Betrieb der
vorgeschlagenen Kupplungseinrichtung vorgesehen, wobei der Kupplungsaktor der zumindest einen Reibungskupplung mittels einer von einem Steuergerät anhand von Betriebsgrößen ermittelten Steuergröße entlang eines Betätigungswegs in Betätigungsrichtung gesteuert, zumindest eine charakteristische Größe des Betätigungswegs laufend ermittelt und abhängig von dieser Größe ein Nachstellvorgang durch Verlagerung der Hebelfederzungen entgegen der Betätigungsrichtung eingeleitet wird. Dabei wird die Größe beispielsweise mit einem einen Nachstellbedarf charakterisierenden Grenzwert verglichen und nach mehrmaligem Überschreiten des Grenzwerts während einer Betätigung der Reibungskupplung ein Nachstellvorgang eingeleitet. Da aufgrund eines Verschleißes der Reibbeläge sich der Betätigungsweg vergrößert und sich der Zusammenhang zwischen dem über die Reibungskupplung übertragbaren Moment und des Betätigungsmoments ändert, können diesbezüglich Größen zur Nachstellung der Reibungskupplung ermittelt und ausgewertet werden. Beispielsweise kann eine Größe ein bei einer vorgegebenen Wegposition über die Reibungskupplung übertragbares Moment sein. Hierbei wird das sich bei einer vorgegebenen Wegposition ändernde Moment oder eine bei einem vorgegebenen Moment ändernde Wegposition ermittelt und bei Überschreiten eines Grenzwerts eine Nachstellung eingeleitet. Als besonders vorteilhaft hat sich die Auswertung des Tastpunkts erwiesen, bei dem bevorzugt bei einem geringen Moment, bei dem die Reibungskupplung beginnt Moment zu übertragen, eine entsprechende Wegposition ermittelt und ausgewertet wird. Am Tastpunkt ist der Einfluss des Reibwerts der Reibbeläge vergleichsweise gering, so dass im Wesentlichen von diesem unabhängig ein Nachstellbedarf ermittelt werden kann.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 einen Teilschnitt durch eine Kupplungseinrichtung mit einer zugedrückten Reibungskupplung in schematischer Darstellung,
Figur 2 einen Ausschnitt der Figur 1 während einer Nachstellung,
Figur 3 einen Ausschnitt einer gegenüber der Reibungskupplung der Figur 1 alternativen Ausführung einer zugedrückten Reibungskupplung,
Figur 4 einen Ausschnitt einer zugezogenen Reibungskupplung in schematischer
Darstellung,
Figur 5 einen Ausschnitt einer gegenüber der Reibungskupplung der Figur 4 alternativen Ausbildung einer Reibungskupplung mit an dem Zuganker angeordnetem Gegenlager
und
Figur 6 ein Diagramm von sich abhängig vom Verschleiß der Reibbeläge ändernden
Kupplungskennlinien.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Kupplungseinrichtung 1 mit einem Halbschnitt quer zu einer Drehachse der zugedrückten Reibungskupplung 2, dem axial in beide Betätigungsrichtungen fest mit dieser verbundenen Kupplungsaktor 3, beispielsweise einem elektrischen Zentralausrücker, einem Hebelaktor oder dergleichen und dem diesen steuerenden Steuergerät 4.
Die Reibungskupplung 2 enthält die Gegendruckplatte 5, welche mit der die Anpressplatte 6, die Hebelfeder 7, den Deckel 8 und die Nachstelleinrichtung 9 enthaltenden Kupplungsdruckplatte fest verbunden ist. Zwischen der Gegendruckplatte 5 und der Anpressplatte 6 sind die Reibbeläge 10 der Kupplungsscheibe 1 1 verspannbar angeordnet. Die Hebelfeder stützt sich radial außen mittels des Verstellrings 12 an dem Deckel 8 ab und wird an den radial innen angeordneten Hebelfederzungen 13 von dem Kupplungsaktor beaufschlagt, indem dieser axial und mittels des Betätigungslagers 14 drehentkoppelt auf diese einwirkt. Die Einbaulage So, welche abhängig vom Verschleiß der Reibbeläge 10 in Richtung des Kupplungsaktors verlagert wird, ist hier als Einbaulage s0,n im Neuzustand oder kompensierten Zustand der Reibungskupplung 2 dargestellt. Hierbei ist die Reibungskupplung 2 bei nicht betätigtem
Kupplungsaktor 3 durch Einstellung eines Lüftspiels zwischen Reibbelägen 10 einerseits und Gegendruckplatte 5 und Anpressplatte 6 andererseits geöffnet. Der Verstellring 12 gibt dabei bei vorgegebenem Lüftspiel die Einbaulage s0 vor. Verlagert der Kupplungsaktor 3 die Hebelfederzungen 13 in Richtung des Pfeils 15, verlagert die Hebelfeder 7 die Anpressplatte 6 in Richtung Gegendruckplatte 5 und die Reibbeläge 10 treten in Reibeingriff mit diesen, die Reibungskupplung 2 wird daher sukzessive mit zunehmendem Betätigungsweg des Pfeils 15 ge- schlossen. Kehren die Hebelfederzungen 13 bei Entlastung des Kupplungsaktors 3 wieder in die Einbaulage zurück, wird die Anpressplatte 6 unter Wirkung von zwischen Deckel 8 und Anpressplatte 6 angeordneten Blattfedern 21 von der Gegendruckplatte 5 weg verlagert und das Lüftspiel tritt wieder ein, die Reibungskupplung 2 wird wieder geöffnet. Das Steuergerät 4 gibt dabei dem Kupplungsaktor 3 eine Steuergröße vor, die ein gewünschtes zu übertragendes Moment mittels einer durch den Kupplungsaktor 3 eingestellten Wegposition anhand einer im Steuergerät abgelegten und laufend aktualisierten wie adaptierten Kupplungskennlinie umsetzt.
Mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge 10 verlagert sich die Einbaulage s0 in Richtung des Pfeils. Um eine Auslegung der Reibungskupplung 2 und des Kupplungsaktors 3 über den gesamten Verschleißbereich der Reibbeläge 10 zu vermeiden ist die Nachstelleinrichtung 9 vorgesehen. Diese besteht aus dem Rampensystem 16 und dem Gegenlager 17. Das Rampensystem 16 enthält den die Anlage der Hebelfeder 7 bildenden Verstellring 12 mit über den steigend angeordneten Rampen 18 und in dem Deckel eingearbeitete oder eingelegte Gegenrampen 19. Der Verstellring 12 ist mittels der Federeinrichtung 20, beispielsweise Druckfedern in Umfangsrichtung gegen den Deckel 8 vorgespannt und wird durch die axiale Auflagekraft der Hebelfeder an einer Verdrehung gehindert. Wird von dem Steuergerät 4 ein Nachstellbedarf erkannt, indem beispielsweise ein Grenzwert eines Tastpunkts überschritten wird, wird der Kupplungsaktor 3 in Gegenrichtung der Betätigungsrichtung entlang des Pfeils 22 verlagert. Daraufhin stützt sich die Hebelfeder 7 an dem Gegenlager 17 ab.
Wie aus der teilweisen Darstellung der Kupplungseinrichtung 1 der Figur 2 hervorgeht, hebt die Hebelfeder 7 bei einer Verlagerung deren Hebelfederzungen 13 in Richtung des Pfeils 22 aus der Einbaulage s0,v im Verschleißzustand in hier überzeichneter Darstellung bei AbStützung an dem Gegenlager 17 von dem Verstellring 12 ab beziehungsweise verringert deren Vorspannung gegenüber dem Verstellring 12, so dass sich dieser unter Antrieb der Federeinrichtung 20 verdrehen kann und die Rampen 18 und Gegenrampen 19 den zwischen dem Deckel 8 und der Hebelfeder 7 bei Verschleiß gebildeten Verschleißabstand ausgleichen und die ursprüngliche Einbaulage s0,n (Figur 1 ) entsprechend einem Neuzustand der Reibungskupplung 2 wieder einstellen. Das Gegenlager 17 ist auf radial gleicher Höhe wie die Anlagefläche 23 der Anpressplatte 6 angeordnet, so dass während einer Nachstellung durch Verlagerung der Hebelfederzungen 13 in Richtung des Pfeils 22 keine Einrückbewegung stattfindet. Figur 3 zeigt in Abänderung zu der Kupplungseinrichtung 1 der Figuren 1 und 2 die
Kupplungseinrichtung 1 a mit der Reibungskupplung 2a in schematischem und teilweisem Halbschnitt mit dem in den Deckel 8a einteilig integrierten Gegenlager 17a. Hierbei ist das Gegenlager 17a radial innerhalb der Anlagefläche 23 der Anpressplatte 6 angeordnet. Bei einer Nachstellung der Reibungskupplung 2a bei Reibbelagsverschleiß werden die Hebelfederzungen 13a der Hebelfeder 7a aus der Einbaulage s0 in Richtung des Pfeils 22 verlagert, so dass der Verstellring 12a verdrehen kann. Infolge unterschiedlicher radialer Positionen der Anlagefläche 23 und des Gegenlagers 17a erfolgt eine Verlagerung der Anpressplatte 6 in Schließrichtung der Reibungskupplung 2a, so dass ein geringes Kupplungsmoment über diese übertragen wird. Eine Auslegung der Reibungskupplung 2a erfolgt daher in der Weise, dass die erfolgte Verlagerung der Anpressplatte 6 das Lüftspiel der offenen Reibungskupplung 2a nicht übersteigt oder im nachfolgenden Getriebe kein Gang eingelegt und/oder das Kraftfahrzeug mit dieser Kupplungseinrichtung in anderer Weise am Fahren gehindert wird.
Die Figur 4 zeigt teilweise und schematisch die Kupplungseinrichtung 1 b mit der Reibungskupplung 2b im Halbschnitt, welche als zugezogene Reibungskupplung ausgebildet ist. Der Deckel 8b nimmt dabei an dessen Außenseite mittels des Verstellrings 12b die Hebelfeder 7b auf, die radial außen den Zuganker 25 beaufschlagt. Der Zuganker 25 übergreift den Deckel 8b und die nicht gezeigte Gegendruckplatte und zieht bei Verlagerung der Hebelfederzungen 13b aus der Einbaulage s0 in Richtung des Pfeils 15 die nicht dargestellte Anpressplatte bei zwischengelegten Reibbelägen gegen die Rückseite der Gegendruckplatte. Auf der Innenseite des Deckels kann zur Bildung einer Doppelkupplung eine der Reibungskupplungen 2, 2a der Figuren 1 bis 3 vorgesehen sein.
Bei erkanntem Verschleiß und eingeleiteter Verschleißnachstellung werden die Hebelfederzungen 13b aus der Einbaulage s0 in Richtung des Pfeils 22 verlagert. Hierbei stützt sich die Hebelfeder 7b radial außen an dem auf gleichem Radius wie die Abstützfläche 26 des Zugankers 25 angeordneten Gegenlager 17b ab und entlastet den in Umfangsrichtung vorgespannten Verstellring 12b, so dass dieser durch Verdrehung den Verschleißabstand ausgleichen kann.
Figur 5 zeigt in Abwandlung zu der Kupplungseinrichtung 1 b der Figur 4 die lediglich teilweise schematisch in Form der im Halbschnitt dargestellten Reibungskupplung 2c gezeigte Kupplungseinrichtung 1 c. Im Unterschied zur Reibungskupplung 2b der Figur 4 ist das Gegenlager 17c an dem Zuganker 25c angeordnet. Hierzu übergreift das Gegenlager 17c die Hebelfeder 7c und bildet ein Gegenlager zu der Abstützfläche 26c des Zugankers 25c an der Hebelfeder 7c. Der Verstellring 12c ist radial innerhalb zwischen dem Deckel 8c und der Hebelfeder 7c angeordnet.
Die Betätigung der Reibungskupplung 2c entspricht prinzipiell der Reibungskupplung 2b der Figur 4. Die Nachstellung eines Verschleißzustands erfolgt, indem sich die Hebelfeder 7c bei Verlagerung der Hebelfederzungen 13c aus der Einbaulage s0 in Richtung des Pfeils 22 an dem Gegenlager 17c abstützt und der Verstellring 12c entlastet wird.
Figur 6 zeigt das Diagramm 27 des über die Reibungskupplungen 2, 2a, 2b, 2c der Figuren 1 bis 5 abhängig von der Wegposition entlang des Betätigungswegs s übertragbaren Moments M. Hierbei gibt die Kupplungskennlinie 28 die Abhängigkeit im Neuzustand mit der Einbaulage s0,n wieder. Die Kupplungskennlinien 29, 30 geben unterschiedliche Verschleißzustände wieder, bei denen entsprechenden Momenten jeweils größere Wegpositionen entlang des Betätigungswegs zuzuordnen sind. Zur Ermittlung eines nachstellungsbedürftigen Verschleißes der Reibbeläge werden bevorzugt die nahe den Einbaulagen liegenden Tastpunkte ermittelt. Ü- berschreitet ein derartiger Tastpunkt einen Grenzwert As, wird von dem Steuergerät ein Befehl zum Betrieb des Kupplungsaktors in die der Betätigungsrichtung entgegengesetzte Richtung ausgegeben. Dies ist in dem gezeigten Diagramm 27 bei der Kupplungskennlinie 30 der Fall. Bei einem Verhalten entsprechend Kupplungskennlinie 29 wird noch nicht dargestellt. Die Nachstellung erfolgt, indem von der im Verschleißzustand vorliegenden Einbaulage s0,v die Hebelfederzungen in Richtung kleinerer Betätigungswege s vom Kupplungsaktor verlagert werden.
Bezuqszeichenliste
Kupplungseinrichtung
a Kupplungseinrichtung
b Kupplungseinrichtung
c Kupplungseinrichtung
Reibungskupplung
a Reibungskupplung
b Reibungskupplung
c Reibungskupplung
Kupplungsaktor
Steuergerät
Gegendruckplatte
Anpressplatte
Hebelfeder
a Hebelfeder
b Hebelfeder
c Hebelfeder
Deckel
a Deckel
b Deckel
c Deckel
Nachstelleinrichtung
0 Reibbelag
1 Kupplungsscheibe
2 Verstellring
2a Verstellring
2b Verstellring
2c Verstellring
3 Hebelfederzunge
3a Hebelfederzunge
3b Hebelfederzunge
3c Hebelfederzunge
4 Betätigungslager 15 Pfeil
16 Rampensystem
17 Gegenlager
17a Gegenlager
17b Gegenlager
17c Gegenlager
18 Rampe
19 Gegenrampe
20 Federeinrichtung
21 Blattfeder
22 Pfeil
23 Anlagefläche
25 Zuganker
25c Zuganker
26 Abstützfläche
26c Abstützfläche
27 Diagramm
28 Kupplungskennlinie
29 Kupplungskennlinie
30 Kupplungskennlinie
M Moment s Betätigungsweg
So Einbaulage
So,n Einbaulage
So,v Einbaulage
As Grenzwert

Claims

Patentansprüche
1 . Kupplungseinrichtung (1 , 1 a, 1 b, 1 c) mit zumindest einer von einem automatisiert gesteuerten Kupplungsaktor (3) von einem offenen in einen geschlossenen Zustand betätigten Reibungskupplung (2, 2a, 2b, 2c) mit einer Gegendruckplatte (5), einer axial verlagerbar und drehfest gegenüber der Gegendruckplatte (5) angeordneten Anpressplatte (6), einem mit der Gegendruckplatte (5) fest verbundenen Deckel (8, 8a, 8b, 8c), einer zwischen Anpressplatte (6) und Deckel (8, 8a, 8b, 8c) verspannbaren Hebelfeder (7, 7a, 7b, 7c) mit vom Kupplungsaktor aus einer Einbaulage (s0, s0,n, s0,v) in Schließrichtung verlagerbaren, nach radial innen erstreckten Hebelfederzungen (13, 13a, 13b, 13c), einer Kupplungsscheibe (1 1 ) mit zwischen Gegendruckplatte (5) und Anpressplatte (6) verspannbaren, verschleißbehafteten Reibbelägen (10) sowie einer Nachstelleinrichtung (9) zur Kompensation eines axialen Verschleißes der Reibbeläge (10) mit einem zwischen der Hebelfeder (7, 7a, 7b, 7c) und dem Deckel (8, 8a, 8b, 8c) axial verspannten, in Umfangsrichtung vorgespannten Verstellring (12, 12a, 12b, 12c) mit sich an Gegenrampen (19) des Deckels (8, 8a, 8b, 8c) abstützenden, zu diesen komplementären, in Umfangsrichtung angeordneten Rampen (18), dadurch gekennzeichnet, dass ein Gegenlager (17, 17a, 17b, 17c) vorgesehen ist, welches bei erkanntem Nachstellbedarf aus der Einbaulage (s0,v) entgegen der Betätigungsrichtung gesteuertem Kupplungsaktor eine Anlage für die Hebelfeder (7, 7a, 7b, 7c) bildet und den Verstellring (12, 12a, 12b, 12c) axial entspannt.
2. Kupplungseinrichtung (1 b, 1 c) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zugezogenen Reibungskupplung (2b, 2c) das Gegenlager (17b, 17c) radial außerhalb des Verstellrings (12b, 12c) angeordnet ist.
3. Kupplungseinrichtung (1 , 1 a) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zugedrückten Reibungskupplung (2, 2a) das Gegenlager (17, 17a) radial innerhalb des Verstellrings (12, 12a) angeordnet ist.
4. Kupplungseinrichtung (1 a) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (17a) einteilig aus dem Deckel (8a) gebildet ist.
5. Kupplungseinrichtung (1 , 1 a, 1 b, 1 c) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktor (3) mit den Hebelfederzungen (13, 13a, 13b, 13c) in beide axiale Bewegungsrichtungen fest verbunden ist.
6. Kupplungseinrichtung (1 , 1 a, 1 b, 1 c) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zugedrückte und eine zugezogene Reibungskupplung (2, 2a, 2b, 2c) mit einer gemeinsamen Gegendruckplatte (5) als Doppelkupplung ausgebildet sind.
7. Verfahren zum Betrieb einer Kupplungseinrichtung (1 , 1 a, 1 b, 1 c) gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, wobei der Kupplungsaktor (3) der zumindest einen Reibungskupplung (2, 2a, 2b, 2c) mittels einer von einem Steuergerät (4) anhand von Betriebsgrößen ermittelten Steuergröße entlang eines Betätigungswegs (s) in Betätigungsrichtung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine charakteristische Größe des Betätigungswegs (s) laufend ermittelt wird und abhängig von dieser Größe ein Nachstellvorgang durch Verlagerung der Hebelfederzungen (13, 13a, 13b, 13c) entgegen der Betätigungsrichtung eingeleitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe mit einem
Grenzwert (As) verglichen und nach mehrmaligem Überschreiten des Grenzwerts (As) ein Nachstellvorgang eingeleitet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe ein bei einer vorgegebenen Wegposition über die Reibungskupplung übertragbares Moment ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Wegposition ein Tastpunkt der Reibungskupplung ist.
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