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Die
Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat zur Drehmomentübertragung
zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, mit mindestens
einer Reibungskupplung, die eine Druckplatte umfasst, die drehfest,
aber axial begrenzt verlagerbar in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei zwischen
dem Gehäuse,
insbesondere einem Kupplungsdeckel, und der Druckplatte eine Tellerfeder
wirksam ist, die mehrere sich im Wesentlichen radial nach innen
erstreckende Tellerfederzungen aufweist, durch welche die Druckplatte
in Richtung einer zwischen der Druckplatte und einer Gegendruckplatte
einklemmbaren Kupplungsscheibe mit Reibbelägen beaufschlagbar ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Kupplungsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 zu schaffen, das einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
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Die
Aufgabe ist bei einem Kupplungsaggregat zur Drehmomentübertragung
zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, mit mindestens
einer Reibungskupplung, die eine Druckplatte umfasst, die drehfest,
aber axial begrenzt verlagerbar in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei zwischen
dem Gehäuse,
insbesondere einem Kupplungsdeckel, und der Druckplatte eine Tellerfeder
wirksam ist, die mehrere sich im Wesentlichen radial nach innen
erstreckende Tellerfederzungen aufweist, durch welche die Druckplatte
in Richtung einer zwischen der Druckplatte und einer Gegendruckplatte
einklemmbaren Kupplungsscheibe mit Reibbelägen beaufschlagbar ist, dadurch
gelöst,
dass mehrere Tellerfederzungen abgewinkelte Enden aufweisen, die
so an dem Gehäuse,
insbesondere an dem Kupplungsdeckel, abgestützt sind, dass die Tellerfeder
vorgespannt wird. Durch die Vorspannung der Tellerfeder wird erreicht, dass
die Tellerfeder im geöffneten
Zustand der Reibungskupplung keine Anpresskraft auf die Druckplatte
ausübt.
Die sich radial nach innen erstreckenden Tellerfederzungen bilden
Betätigungshebel.
Die Betätigungshebel
werden über
ein Einrücklager
betätigt,
das an den Enden der Betätigungshebel
angreift. Die Vorspannung der Tellerfeder sorgt auch für die nötige Lageranpressung.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die
abgewinkelten Enden der Tellerfederzungen im Wesentlichen in axialer
Richtung erstrecken. Durch die am Gehäuse, insbesondere an dem Kupplungsdeckel,
vorgesehe nen Abstützstellen
werden die abgewinkelten Enden der Tellerfederzungen radial nach
innen gedrückt,
um die Tellerfeder vorzuspannen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass die abgewinkelten
Enden der Tellerfederzungen jeweils an einer Rolle abgestützt sind,
die drehbar an dem Gehäuse,
insbesondere an dem Kupplungsdeckel, gelagert ist. Dadurch wird
ermöglicht,
dass die abgewinkelten Enden der Tellerfederzungen reibungsarm an
den Rollen abrollen, wenn die Reibungskupplung betätigt wird.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle
eine Lagerhülse
umfasst, die auf einem Lagerbolzen drehbar gelagert ist. Die Enden
des Lagerbolzens sind in entsprechenden Ausnehmungen des Gehäuses, insbesondere
des Kupplungsdeckels, aufgenommen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
der Lagerhülse
und dem Lagerbolzen Wälzkörper angeordnet
sind. Die Wälzkörper haben
zum Beispiel die Gestalt von geraden Kreiszylindern.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass die abgewinkelten
Enden der Tellerfederzungen jeweils eine Rampe aufweisen, auf der
die zugehörige
Rolle bei einer Betätigung
der Reibungskupplung abrollt. Durch die Rampengeometrie kann die
Wirkung der abgewinkelten Enden der Tellerfederzungen beim Betätigen der
Reibungskupplung gezielt beeinflusst werden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe
eine Rampengeometrie aufweist, durch welche die Vorspannung der
Tellerfeder bei einer Betätigung
der Reibungskupplung kleiner wird. Dadurch wird beim Betätigen der
Reibungskupplung ein allmählicher
Aufbau der Anpresskraft der Druckplatte ermöglicht.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung
zwischen zwei sich im Wesentlichen radial nach innen erstreckenden
Tellerfederzungen jeweils eine abgewinkelte Tellerfederzunge angeordnet
ist. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung
der Vorspannkraft über
den Umfang der Tellerfeder ermöglicht.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder
drei sich radial nach innen erstreckende Tellerfederzungen und drei
abgewinkelte Tellerfederzungen aufweist. Diese Anzahl hat sich im
Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kupplungsaggregats ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
der Tellerfeder und der Druckplatte eine Verschleißnachstelleinrichtung
wirksam ist. Die Verschleißnachstelleinrichtung
dient dazu, im Betrieb des Kupplungsaggregats zum Beispiel durch
Reibung auftretenden Verschleiß auszugleichen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
ein Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es
zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Kupplungsaggregat
in der Draufsicht;
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2 das
Kupplungsaggregat aus 1 im Längsschnitt;
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3 einen
Halbschnitt des Kupplungsaggregats aus 1 im geöffneten
Zustand der Kupplung;
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4 den
gleichen Halbschnitt wie in 3 im geschlossenen
Zustand der Kupplung;
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5 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 4;
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6 einen
weiteren Halbschnitt des in 1 dargestellten
Kupplungsaggregats im geschlossenen Zustand der Kupplung;
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7 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 1 und
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8 ein
kartesisches Koordinatendiagramm, in dem die Ausrückkraft über dem
Ausrückweg
des in den 1 bis 7 dargestellten
Kupplungsaggregats in Form von verschiedenen Kennlinien aufgetragen
ist.
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In
den 1 und 2 ist ein Kupplungsaggregat 1 mit
einer zugedrückten
Kupplung 3 dargestellt. Bei der Kupplung 3 handelt
es sich um eine Reibungskupplung. Das Kupplungsaggregat 1 kann zusätzlich zu
der Kupplung 3 noch eine weitere Kupplung umfassen. Die
Reibungskupplung 3 umfasst eine Kupplungsscheibe 5,
die radial innen einstückig
mit einer Kupplungsnabe 6 verbunden ist. Radial außen sind
an der Kupplungsscheibe 5 Reibbeläge 8, 9 angebracht,
die zur Drehmomentübertragung
zwischen einer Druckplatte 11 und einer (nicht dargestellten)
Gegendruckplatte eingeklemmt werden können. Die Gegendruckplatte
ist zum Beispiel über
Schraubverbindungen fest mit einem Kupplungsdeckel 16 verbunden,
der auch als Kupplungsgehäuse
bezeichnet wird. Der Kupplungsdeckel 16 ist drehfest mit
einer (nicht dargestellten) Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine
verbunden. Die Kupplung 3 dient dazu, im geschlossenen
Zustand, der in 4 dargestellt ist, ein Drehmoment
von der Brennkraftmaschine auf eine Getriebeeingangswelle zu übertragen.
Im geschlossenen Zustand sind die Reibbeläge 8, 9 der
Kupplungsscheibe 5 zwischen der Druckplatte 11 und
der Gegendruckplatte eingeklemmt. Die Druckplatte 11 ist
relativ zu der Gegendruckplatte axial bewegbar. Im geöffneten
Zustand der Kupplung 3, der in 3 dargestellt
ist, ist die Druckplatte 11 in axialer Richtung von dem
Reibbelag 9 der Kupplungsscheibe 5 beabstandet.
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In
den 1 und 2 befindet sich die Reibungskupplung 3 ebenfalls
im geschlossenen, das heißt
eingerückten
Zustand. In axialer Richtung ist zwischen der Druckplatte 11 und
dem Kupplungsdeckel 16 ein Grundkörper 19 einer Tellerfeder 20 angeordnet.
Der Grundkörper 19 hat
im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe, von der sich
drei Tellerfederzungen 21 bis 23 radial nach innen
erstrecken. Die Tellerfederzungen 21 bis 23 bilden
Betätigungshebel,
mit deren Hilfe die Druckplatte 11 aus ihrem in 3 dargestellten
geöffneten
in ihren in den 1, 2 und 4 dargestellten
geschlossenen Zustand verlagert wird. Die Betätigung der Reibungskupplung 3 erfolgt über ein
Einrücklager,
das an den freien Enden der Betätigungshebel 21 bis 23 angreift.
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In
Umfangsrichtung ist zwischen jeweils zwei Betätigungshebeln 21 bis 23 eine
Tellerfederzunge 24 bis 26 angeordnet, die ebenfalls
von dem Grundkörper 19 der
Tellerfeder 20 ausgeht. Die Tellerfederzungen 25 bis 27 weisen
jeweils ein in axialer Richtung abgewinkeltes Ende 31 bis 33 auf.
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In
den 3 und 4 sieht man, dass an dem abgewinkelten
Ende 31 der Tellerfederzunge 25 eine Rampe 41 ausgebildet
ist, an der eine Rolle 44 abrollt, die an mindestens einem
Schenkel 46 drehbar gelagert ist, der von dem Kupplungsdeckel 16 ausgeht.
Die Drehachse der Rolle 44 verläuft senkrecht zur Zeichenebene.
Der Kupplungsdeckel 16 weist für die abgewinkelten Enden der
Tellerfedern jeweils eine Aussparung auf, die von zwei Schenkeln begrenzt
wird. In den Aussparungen sind die auf Bolzen drehbar gelagerten
Laufrollen angebracht. Die Tellerfeder 20 ist in axialer
Richtung in den Kupplungsdeckel 16 montiert. Die Rollen,
von denen in den 3 und 4 nur die
Rolle 44 zu sehen ist, drücken die abgewinkelten Enden,
von denen in den 3 und 4 nur das
abgewinkelte Ende 31 zu sehen ist, radial nach innen. Dadurch
wird die Tellerfeder 20 vorgespannt. Die Tellerfeder 20 erzeugt
so keine Anpresskraft an der Druckplatte 11. Die restlichen
Tellerfederzungen, welche die Betätigungshebel bilden, kommen
mit dem Einrücklager
in Berührung
und sorgen gleichzeitig auch für
die nötige
Lageranpressung.
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In 4 ist
der eingerückte
Zustand der Reibungskupplung 3 dargestellt, der auch als
geschlossener Zustand bezeichnet wird. Der Einrückvorgang wird durch die sich
radial nach innen erstreckenden Tellerfederzungen oder Betätigungshebel
(21 bis 23 in 1) bewirkt.
Beim Einrücken
der Kupplung 3 rollt die Rolle 44 auf der Rampe 41 ab.
Die Rampengeometrie ist dabei so gewählt, dass die Vorspannung der
Tellerfeder 20 durch das in axialer Richtung abgewinkelte
Ende 31 immer kleiner wird. Das liefert den Vorteil, dass
die Anpresskraft auf die Druckplatte 11 allmählich aufgebaut
wird.
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Bei
der erfindungsgemäßen Anordnung
ist vorteilhaft, dass die Kraftkompensation direkt in die Reibungskupplung 3 integriert
ist. Dadurch können kleine
Einrückkräfte, das
heißt
auch kleine Einrücklager
und eine relativ einfache Aktorik verwendet werden. Die Hysterese
der Pedalkraft ist durch das gesenkte Kraftniveau auch wesentlich
kleiner. Die Rampen 41 befinden sich direkt auf den Tellerfederzungen 25 und
bilden dadurch eine harte Lauffläche
für die
zugehörigen
Rollen 44. Als zusätzliches
Element für
die Kompensation werden nur die Laufrollen verwendet. Die Kompensationskraft
wird vollständig durch
die Tellerfederzungen erzeugt. Für
den Fall, dass die Abrollwege für
die Rollen in Abhängigkeit vom
zur Verfügung
stehenden Bauraum zu kurz werden sollten, kann die Wirkrichtung
der Rollenkraft so gewählt
werden, dass sich die abgewinkelten Zungen beim Vorspannen auch
in axialer Richtung verformen. Dadurch kann der Rollenweg beim Entspannen
vergrößert werden.
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In 5 ist
der Ausschnitt mit der Rolle 44 aus 4 vergrößert dargestellt.
In der vergrößerten Darstellung
sieht man, dass die Rolle 44 eine Lagerhülse 50 umfasst,
die beim Betätigen
der Kupplung 3 auf der Rampe 41 abrollt. Die Lagerhülse 50 ist
mit Hilfe von vier Wälzkörpern 51 bis 54,
die durch einen Käfig 55 in
Position gehalten werden, auf einem Lagerbolzen 56 drehbar
gelagert. Die Wälzkörper 51 bis 54 haben
die Gestalt von Kreiszylindern. Der Lagerbolzen 56 weist
zwei Enden auf, die in entsprechend ausgebildeten Aussparungen aufgenommen
sind, die wiederum in dem Kupplungsdeckel 16 vorgesehen
sind.
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In 6 ist
die untere Hälfte
des Längsschnitt
aus 2 vergrößert dargestellt.
In der vergrößerten Darstellung
sieht man, dass ein Bolzen 58, der zur Lagerung einer Lagerhülse 59 dient,
zwei Enden 61 und 62 aufweist. Die Lagerhülse 59 liegt
an dem abgewinkelten Ende 32 der Tellerfederzunge 26 an.
Die beiden Enden 61, 62 des Lagerbolzens 58 sind
in entsprechenden Aussparungen gehalten, die an zwei Schenkeln 66, 67 des
Kupplungsdeckels 16 vorgesehen sind.
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In 7 ist
ein Ausschnitt aus 1 vergrößert dargestellt. In der vergrößerten Darstellung
sieht man, dass das abgewinkelte Ende 31 der Tellerfederzunge 25 an
einer Lagerhülse 69 anliegt,
die auf einem Lagerbolzen 70 drehbar gelagert ist. Der
Lagerbolzen 70 weist zwei Enden 71, 72 auf,
die jeweils in einer entsprechenden Aussparung an einem Schenkel 75, 76 gehalten
sind, der von dem Kupplungsdeckel 16 ausgeht.
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In
den 3 und 4 sieht man, dass in axialer
Richtung zwischen dem Grundkörper 19 der Tellerfeder 20 und
der Druckplatte 11, die auch als Anpressplatte bezeichnet
wird, eine Verschleißnachstelleinrichtung 78 wirksam
ist. Die Verschleißnachstelleinrichtung 78 dient
dazu, im Betrieb der Reibungskupplung 3 zum Beispiel an
den Reibbelägen 8, 9 auftretenden
Verschleiß auszugleichen.
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In 8 ist
in einem kartesischen Koordinatendiagramm die Ausrückkraft
A der Reibungskupplung über
dem Ausrückweg
W in Form von verschiedenen Kennlinien 81 bis 83 aufgetragen.
Bei der Kennlinie 81 handelt es sich um eine unkompensierte Linie.
Bei der Kennlinie 82 handelt es sich um eine Kompensationskennlinie.
Bei der Kennlinie 83 handelt es sich um eine lineare Kennlinie,
die mit dem erfindungsgemäßen Kupplungsaggregat
realisierbar ist.
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- 1
- Kupplungsaggregat
- 3
- Kupplung
- 5
- Kupplungsscheibe
- 6
- Kupplungsnabe
- 8
- Reibbelag
- 9
- Reibbelag
- 11
- Druckplatte
- 16
- Kupplungsdeckel
- 19
- Grundkörper
- 20
- Tellerfeder
- 21
- Betätigungshebel
- 22
- Betätigungshebel
- 23
- Betätigungshebel
- 25
- Tellerfederzunge
- 26
- Tellerfederzunge
- 27
- Tellerfederzunge
- 31
- abgewinkeltes
Ende
- 32
- abgewinkeltes
Ende
- 33
- abgewinkeltes
Ende
- 41
- Rampe
- 44
- Rolle
- 46
- Schenkel
- 50
- Lagerhülse
- 51
- Wälzkörper
- 52
- Wälzkörper
- 53
- Wälzkörper
- 54
- Wälzkörper
- 55
- Käfig
- 56
- Lagerbolzen
- 58
- Lagerbolzen
- 59
- Lagerhülse
- 61
- Ende
- 62
- Ende
- 66
- Schenkel
- 67
- Schenkel
- 69
- Lagerhülse
- 70
- Lagerbolzen
- 71
- Ende
- 72
- Ende
- 75
- Schenkel
- 76
- Schenkel
- 78
- Verschleißnachstelleinrichtung
- 81
- Kennlinie
- 82
- Kennlinie
- 83
- Kennlinie