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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verschleißkompensationsanordnung für ein Betätigungssystem
einer Reibungskupplung, wie sie beispielswise im Antriebsstrang
eine Fahrzeugs zwischen einem Antriebsaggregat, beispielsweise einer Brennkraftmaschine,
und einem Getriebe vorgesehen sein kann.
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Derartige
Reibungskupplungen weisen das Problem auf, dass durch die reibend
miteinander in Eingriff tretenden Baugruppen im Drehmomentübertragungsbetrieb
bzw. bei der Durchführung
von Einkuppelvorgängen
und Auskuppelvorgängen
Verschleiß auftritt,
und zwar vor allem Verschleiß der Reibbeläge einer
Kupplungsscheibe oder ggf. mehrerer Kupplungsscheiben. Bedingt durch
diesen Verschleiß und
die damit einhergehende Dickenabnahme der Reibbeläge werden über die
Betriebslebensdauer hinweg verschiedene Baugruppen einer derartigen
Reibungskupplung ihre Einbaulage verändern. So wird im eingekuppelten
Zustand eine Anpressplatte, welche die Kupplungsscheibe oder die
Kupplungsscheiben beaufschlagt und gegen eine Widerlagerplatte presst,
näher in
Richtung zu dieser Widerlagerplatte heranrücken. Dies wiederum bedeutet, dass
im eingekuppelten Zustand ein Kraftspeicher oder eine sonstige Kraftbeaufschlagungsanordnung, welche
bezüglich
eines Kupplungsgehäuses
einerseits und der Anpressplatte andererseits abgestützt ist
und diese in Richtung auf die Widerlagerplatte zu beaufschlagt,
ebenfalls seine Einbaulage ändert. Beispielsweise
wird im Falle einer gedrückten
Kupplung mit einer Membranfeder als Kraftspeicher der radial innere
Endbereich der durch ein Betätigungssystem
zur Durchführung
von Betätigungsvorgängen zu beaufschlagenden
Membranfederzungen durch die Verlagerung der Anpressplatte sich
weiter in Richtung von der Widerlagerplatte weg bewegen. Dies bedeutet,
dass dieser radial innere Bereich der Membranfederzungen bei einem
vergleichsweise stark verschlissenen Zustand einer Kupplung eine
andere Positionierung aufweisen wird, als im Neuzustand. Dies wiederum
bringt Veränderungen
in Bezug zum Betätigungssystem
mit sich, da auch dieses dann an anderer Position mit den Membranfederzungen
zusammenwirken muss. Entsprechendes trifft selbstverständlich auch
für Kupplungen
des gezogenen Typs zu und ist unabhängig davon, ob bei einer derartigen
Reibungskupplung die Membranfeder oder sonstige Karftbeaufschlagungsanordnungen
innerhalb der Kupplungsgehäuses
oder außerhalb
desselben angeordnet ist. Die Veränderung der Einbaulage der
durch das Betätigungssystem
zu beaufschlagenden Baugruppe, nämlich
des Kraftspeichers oder der Kraftbeaufschlagungsanordnung an sich,
ist vor allem dann kritisch oder nachteilhaft, wenn eine automatisierte
Betätigung
stattfinden soll.
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Um
diesem Problem entgegenzutreten, ist es bekannt, innerhalb der Reibungskupplung
Verschleißkompensationsanordnungen
vorzusehen, welche dafür
sorgen, dass unabhängig
vom Verschleißzustand
die durch ein Betätigungssystem
zu beaufschlagende Baugruppe, also beispielsweise der Kraftspeicher,
immer die gleiche Einbaulage im Verhältnis zu einer definierten
Kupplungspositionierung, also beispielsweise der vollkommen eingerückten Stellung
der Kupplung, einnehmen wird. Derartige Verschleißkompensationsanordnungen
kompensieren also beispielsweise im Kraftübertragungsweg zwischen einem
Kraftspeicher und einer Anpressplatte die durch die Dickenabnahme
der Reibbeläge einer
oder mehrer Kupplungsscheiben induzierte Verschiebung der Anpressplatte,
um somit die Einbaulage des Kraftspeichers konstant halten zu können. Diese
in die Reibungskupplung selbst zu integrierenden Verschleißkompensationsanordnungen weisen
zwar den Vorteil auf, dass durch das Konstanthalten der Einbaulage
eines Kraftspeichers auch dessen Wirkbereich bezüglich seiner Kraft-Weg-Charakteristik
konstant gehalten werden kann und somit verschleißbedingte
Veränderungen innerhalb
der Kupplung nicht durch eine sich ändernde Kraftcharakteristik
spürbar
werden. Gleichwohl sind sie vergleichsweise komplex im Aufbau und
nehmen Bauraum innerhalb der Reibungskupplung in Anspruch.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verschleißkompensationsanordnung
vorzusehen, die bei einfachem Aufbau eine kompakte Baugröße einer
Reibungskupplung zuläßt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Verschleißkompensationsanordnung
für ein
Betätigungssystem
einer Reibungskupplung, umfassend eine durch eine Betätigungsbaugruppe
mit einer Betätigungskraft
zu beaufschlagende Kraftaufnahmeanordnung, eine zur Einleitung der
Betätigungskraft
in eine Reibungskupplung in Betätigungswechselwirkung
mit dieser stehende oder bringbare Kraftabgabeanordnung, eine Verschleißerfassungsanordnung
zur Erfassung von in der Reibungskupplung auftretendem Verschleiß, wobei
bei Auftreten von Verschleiß die
Verschleißerfassungsanordnung eine
im Zusammenhang mit dem Ausmaß des
aufgetretenen Verschleißes
stehende Relativbewegung der Kraftaufnahmeanordnung bezüglich der
Kraftabgabeanordnung in Richtung einer Betätigungsachse ermöglicht.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind also die Funktionalität der Verschleißerfassung
vermittels der Verscheißerfassungsanordnung
und die Funktionalität
der Kompensation des so erfassten Verschleißes in das Betätigungssystem
einer Reibungskupplung integriert. Innerhalb der Reibungskupplung
auftretende Veränderungen
werden außerhalb
der Reibungskupplung, nämlich
im Betätigungssystem
selbst, kompensiert.
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Dies
bedeutet, dass die Reibungskupplung an sich von herkömmlichem
Aufbau sein kann und keine Systembereiche aufweisen muss, die für die Verschleißkompensation
vorgesehen oder ausgelegt sind. Die Reibungskupplung kann somit
deutlich einfacher und kompakter aufgebaut werden und kann in einfacher
Art und Weise auch nachträglich,
nämlich durch
Auswahl eines erfindungsgemäßen Betätigungssystems,
mit der Funktionalität
der Verschleißkompensation
kombiniert werden.
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Es
sei hier darauf hingewiesen, dass, sofern in Bezug auf die vorliegende
Erfindung die Rede ist davon, dass „bei" Auftreten von Verschleiß eine Kompensation
erfolgt, dies nicht notwendigerweise bedeutet, dass exakt zu dem
Zeitpunkt, zu dem der Verschleiß entsteht,
gleichzeitig auch eine Kompensation erfolgen muss. Vielmehr ist
damit angesprochen, dass immer dann, wenn Verschleiß in einem
sensierbaren und somit der Kompensation zugänglichen Ausmaß aufgetreten
ist, dieser dann durch die Wirkung der Verschleißkompensationsanordnung im
Betätigungssystem
kompensiert wird, möglicherweise auch
mit einer in Abhängigkeit
vom Betätigungszustand
der Reibungskupplung auftretenden Verzögerung.
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Um
sicher zu stellen, dass dann, wenn zu kompensierender Verschleiß aufgetreten
ist, eine derartige Kompensation auch erfolgt, wird vorgeschlagen,
dass die Kraftaufnahmeanordnung durch eine Kompensationsvorspannanordnung
zur Durchführung
eines Kompensationsvorgangs vorgespannt ist.
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Fehlerhafte
Kompensationsvorgänge
oder Kompensationsvorgänge
zur Unzeit können
dadurch vermieden werden, dass die Verschleißerfassungsanordnung die durch
die Kompensationsvorspannanordnung zur Durchführung eines Kopensationsvorgangs
vorgespannte Kraftaufnahmeanordnung gegen Durchführung eines Kompensationvorgangs
blockiert und bei Auftreten von Verschleiß zur Durchführung eines
Kompensationsvorgangs freigibt.
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Bei
einer auf Grund ihrer zuverlässigen
Wirkcharakteristik vorteilhaften Variante wird vorgeschlagen, dass
die Kompensationsvorspannanordnung zwi schen der Kraftaufnahmeanordnung
und der Kraftabgabeanordnung wirkt und dass die Verschleißerfassungsanordnung
die Kraftaufnahmeanordnung gegen Bewegung bezüglich der Kraftabgabeanordnung
blockiert.
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Um
der Kompensationsvorspannanordnung eine Gegenkraft entgegen zu setzen,
welche sicherstellt, dass nicht dann kompensiert wird, wenn kein oder
kein ausreichendeer Verschleiß vorliegt,
wird weiter vorgeschlagen, dass eine Rückhaltevorspannanordnung die
Verschleißerfassungsanordnung
bezüglich
der Kraftabgabeanordnung in einer Richtung vorspannt, welche der
Vorspannrichtung der Kompensationsvorspannanordnung entgegen gerichtet ist.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltungsvariante, die auf Grund des noch
einfacheren Aufbaus vorteilhaft ist, wird vorgeschlagen, dass die
Kompensationsvorspannanordnung zwischen der Verschleißerfassungsanordnung
und der Kraftaufnahmeanordnung wirkt.
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Um
in einfacher, gleichwohl zuverlässiger
Art und Weise die zur Durchführung
des Kompensationsvorgangs erforderliche Relativbewegung auslösen zu können, wird
vorgeschlagen, dass die Kraftaufnahmeanordnung und die Kraftabgabeanordnung in
Gewindeeingriff stehen und dass bei Durchführung eines Kompensationsvorgangs
die Kraftaufnahmeanordnung und die Kraftabgabeanordnung sich um
die Betätigungsachse
bezüglich
einander verdrehen und dabei ihre Relativpositionierung in Richtung
der Betätigungsachse
verändern.
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Dies
kann beispielsweise dadurch erlangt werden, dass die Kraftaufnahmeanordnung
ein mit Außengewinde
versehenes Hülsenelement
umfasst und die Kraftabgabeanordnung ein mit Innengewinde versehenes
Hülsenelement
umfasst.
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Die
Kompensationsvorspannanordung kann eine die Kraftaufnahmeanordnung
in Richtung der Betätigungsachse
belastende Druckfeder umfassen.
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Um
eine korrekte Funktionalität
der Verschleißerfassungsanordnung
unabhängig
vom Verschleißzustand
bzw. Kompensationszustand sicherstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass
die Verschleißerfassungsanordnung
bezüglich
der Kraftabgabeanordnung verschiebbar und nicht drehbar ist, wobei
bei dieser gegebenen Verschiebbarkeit die Rückhaltevorspannanordnung so
ausgebildet sein kann, dass sie die Verschleißerfassungsanordnung bezüglich der
Kraftabgabeanordnung in Richtung Verringerung des gegenseitigen
Abstands vorspannt.
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Die
Rückhalteanordnung
kann eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Betätigungsachse
verteilt angeordneten und zwischen der Verschleißerfassungsanordnung und der
Kraftabgabeanordnung wirkenden Zugfedern umfassen.
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Alternativ
kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Rückhaltevorspannanordnung eine Druckfeder
umfasst, was auf Grund der geringeren Teileanzahl und der kompakteren
Bauweise besonders vorteilhaft ist.
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Um
eine sichere Verschleißsensierung
zu gewährleisten,
wird vorgeschlagen, dass die Verschleißerfassungsanordnung einen
bei Auftreten von Verschleiß in
Anlage an einer Kupplungsbaugruppe mit verschleißunabhängiger Einbaulage kommenden Erfassungsbereich
umfasst.
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Die
Baugruppe, deren Einbaulage sich nicht in Abhängigkeit vom Verschleiß ändert, kann
beispielsweise ein Kupplungsgehäuse
sein oder eine andere innerhalb eines Antriebsstrangs vorhandene und
ihre Einbaulage im Betrieb nicht ändernde Baugruppe.
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Vor
allem dann, wenn die Verschleißsensierung
bezüglich
einer Komponente oder Baugruppe der Kupplung selbst erfolgt, also
bezüglich
einer Baugruppe, die im Fahrzustand mit der Kupplung rotiert, ist
es vorteilhaft, wenn eine Kraftkopplungsanordnung über ein
Drehentkopplungslager mit der Kraftaufnahmeanordnung in Kraftübertragungsverbindung
steht.
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Vorangehend
wurden besonders vorteilhafte Varianten oder Ausgestaltungsformen
erläutert,
bei welchen die Verschleißerfassungsanordnung
grundsätzlich
eine Blockierfunktion dann erfüllt,
wenn kein Verschleiß zu
kompensieren ist und diese Blockierfunktion aufgibt, wenn zu kompensierender
Verschleiß vorliegt.
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Bei
einer alternativen Variante kann vorgesehen sein, dass die Verschleißerfassungsanordnung einen
bei Auftreten von Verschleiß in
Anlage an einer Baugruppe mit verschleißunabhängiger Einbaulage kommenden
Erfassungsbereich und einen Beaufschlagungsbereich umfasst, welcher
dann, wenn der Erfassungsbereich in Anlage an der Baugruppe kommt,
die Kraftaufnahmeanordnung zur Durchführung eines Kompensationsvorgangs
beaufschlagt.
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Auch
bei dieser Variante erfüllt
also die Verschleißerfassungsanordnung
die Funktionalität
der Verschleißsensierung
an sich, weist jedoch alternativ zu der vorangehend beschriebenen
Blockierfunktion eine positive Beaufschlagungsfunktion auf, die
dann wirksam wird, wenn zu kompensierender Verschleiß vorliegt.
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Diese
positve Beaufschlagung bei vorhandendem, zu kompensierendem Verschleiß kann beispielsweise
dadurch erfüllt
werden, dass die Verschleißerfassungsanordnung
die Kraftaufnahmeanordnung durch Blockieren gegen Bewegung in Richtung
der Betätigungsachse
bei anhaltender Bewegung der Kraftabgabeanordnung in Richtung der
Betätigungsachse
be aufschlagt.
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Die
Kraftaufnahmeanordnung kann in Gewindeeingriff mit der Kraftabgabeanordnung
stehen und sich bei Durchführung
eines Kompensationsvorgangs bezüglich
dieser um die Betätigungsachse drehen,
so dass auf Grund des Gewindeeingriffs wieder eine Relativverlagerung
zwischen diesen beiden Anordnungen erzeugt wird.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass die Kraftaufnahmeanordnung in Reibeingriff
oder Formschlusseingriff mit der Kraftabgabeanordnung steht und
sich bei Durchführung
eines Kompensationsvorgangs bezüglich
dieser in Richtung der Betätigungsachse
verschiebt.
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Die
Kraftaufnahmeanordnung kann beispielsweise ein mit seiner Innenoberfläche an einer Außenoberfläche der
Kraftabgabeanordnung anliegendes Drehelement umfassen, kann alternativ
aber auch mit einer Mehrzahl von um die Betätigungsachse vereilt angeordneten
und von außen
gegen die Kraftabgabeanordnung anliegenden Kraftaufnahmeelementen
aufgebaut sein.
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Um
die Kraftwechselwirkung zwischen der Kraftaufnahmeanordnung und
der Kraftabgabeanordnung realisieren zu können wird vorgeschlagen, dass
die Kraftaufnahmeanordnung keilartig ausgebildet ist und durch ein
gegenkeilartig ausgebildetes Krafteinleitungselement nach radial
innen belastbar ist.
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Um
dabei einen Teil der Betätigungskraft
direkt in die Kraftabgabeanordnung einleiten zu können und
somit das Entstehen übermäßig starker Reibwechselwirkungen
vermeiden zu können,
wird vorgeschlagen, dass dass das Krafteinleitungselement über eine
elastische Abstützanordnung
bezüglich
der Kraftabgabeanordnung abgestützt
ist. Diese elastische Abstützanordnung
kann beispielsweise eine Druckfeder umfassen.
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Zum
Vermeiden einer ungewollten, beispielsweise durch vergleichsweise
starke Vibrationen ausgelösten
Durchführung
eines Kompensationsvorgangs wird vorgeschlagen, dass eine Gegenvorspannanordnung
die Kraftaufnahmeanordnung bezüglich
der Kraftabgabeanordnung gegen Durchführung eines Kompensationsvorgangs
vorspannt.
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Die
Kraftabgabeanordnung kann bei Durchführung von Kompensationsvorgängen in
Richtung der Betätigungsachse
verschiebbar und nicht um die Betätigungsachse drehbar sein.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kraftabgabeanordnung über ein
Drehentkopplungslager mit einer Reibungskupplung in Betätigungswechselwirkung
steht oder bringbar ist. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn
die Verschleißsensierung
vermittels der Verschleißerfassungsanordnung
bezüglich
einer nicht mit der Reibungskupplung rotierenden Baugruppe erfolgt
und somit wesentliche Bestandteile des Betätigungsystems bzw. der zur
Verschleißkompensation
vorgesehenen Baugruppen desselben nicht mit der zu betätigenden
Reibungskupplung rotieren.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung, umfassend
eine zur Durchführung
von Betätigungsvorgängen zu
betätigende Kraftbeaufschlagungsanordnung,
vorzugsweise Membranfeder, und ein mit der Kraftbeaufschlagungsanordnung
zusammenwirkendes Betätigungssystem
mit einer erfindungsgemäßen Verschleißkompensationsanordnung.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Teil-Prinzipdarstellung einer Verschleißkompensationsanordnung für ein Betätigungssystem
einer Reibungskupplung;
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2 eine
Längsschnittansicht
einer Verschleißkompensationsanordnung,
welche gemäß den Prinzipien
der 1 aufgebaut ist;
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3 eine
perspektivische und teilweise aufgeschnittene Ansicht der Anordnung
der 2;
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4 eine
weitere perspektivische Ansicht der Anordnung der 2;
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5 eine
Längsschnittansicht
einer alternativen Ausgestaltungsart einer gemäß den Prinzipien der 1 aufgebauten
Verschleißkompensationsanordung;
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6 eine
teilweise geschnitten dargestellte perspektivische Ansicht der Anordnung
der 5;
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7 eine
perspektivische Ansicht der in 5 dargestellten
Verschleißkompensationsanordnung;
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8 eine
Längsschnittansicht
einer alternativen Ausgestaltungsart einer gemäß den Prinzipien der 1 aufgebauten
Verschleißkompensationsanordung;
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9 eine
teilweise geschnitten dargestellte perspektivische Ansicht der Anordnung
der 8;
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10 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung der 8;
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11 eine
Längsschnittansicht
einer alternativen Ausgestaltungsart einer Verschleißkompensationsanordung;
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12 eine
teilweise geschnitten dargestellte perspektivische Ansicht der Anordnung
der 11;
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13 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung der 11;
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14 eine
Teil-Prinzipansicht einer Verschleißkompensationsanordnung für ein Betätigungssystem
gemäß einem
alternativen Aufbauprinzip;
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15 eine
Abwandlung der in 14 gezeigten Anordnung;
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16 eine
weitere Abwandlung der in 14 gezeigten
Anordnung;
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17 eine
Längsschnittansicht
einer Verschleißkompensationsanordnung,
welche gemäß den Prinzipien
der Anordnung der 16 aufgebaut ist;
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18 eine
perspektivische, teilweise geschnitten dargestellte Ansicht der
Anordnung der 17;
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19 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung der 17.
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In 1 ist
eine erste Ausgestaltungsart einer Verschleißkompensationsanordnung 10 dargestellt,
die in einem Betätigungssystem
für eine
Reibungskupplung eines Fahrzeugs Anwendung finden kann. Von dieser
Reibungskupplung sind nur in prinzipartiger Art und Weise ein Gehäuse bzw.
ein Teil eines Gehäuses 12 und
der radial innere Teil von Membranfederzungen 14 dargestellt.
Es sei hier angenommen, dass die Membranfeder mit ihren Membranfederzungen 14 an
der Außenseite
des Kupplungsgehäuses
liegt, was bedeutet, dass beispielsweise die Anpressplatte und die
weiteren Komponenten der Reibungskupplung in der Darstellung der 1 links
vom Gehäuse 12 liegen.
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Die
Verschleißkompenstionsanordnung 10, welche
im Wesentlichen bezüglich
der Drehachse A symmetrisch aufgebaut ist, umfasst eine als Kraftaufnahmeanordnung
wirksame erste Hülse 16,
die über ein
Drehentkopplungslager 18 durch ein Krafteinleitungselement 20 mit
einer durch einen Pfeil F dargestellten Betätigungskraft beaufschlagbar
ist. Die erste Hülse 16 weist
ein Außengewinde 22 auf,
das in Kämmeingriff
steht mit einem Innengewinde 24 einer als Kraftabgabeanordnung
wirksamen zweiten Hülse 26.
Die zweite Hülse 26 beaufschlagt
mit nach außen greifenden
Abschnitten 28 die radial inneren Enden der Membranfederzungen 14 bei
Einleitung einer Betätigungskraft
F und presst diese somit in Richtung auf das Gehäuse 12 zu. Dabei bewegt
sich dann der radial äußere Bereich
der nicht weiter dargestellten Membranfeder in Richtung vom Gehäuse weg
und gibt somit die Beaufschlagungswirkung für eine Anpressplatte auf.
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Zwischen
der ersten Hülse 16 und
der zweiten Hülse 26 ist
eine als Kompensationsvorspannanordnung wirksame Druckfeder 30 vorgesehen,
welche auf Grund ihres vorgespannten Einbaus die beiden Hülsen 16, 26 axial
bezüglich
einander vorspannt. Durch den Eingriff der beiden Gewinde 22, 24 würde diese
axiale Vorspannung grundsätzlich dazu
führen,
dass die beiden Hülsen 16, 26 sich
bezüglich
einander drehen und damit ihre Relativaxialpositionierung bezüglich der
Drehachse bzw. Betätigungsachse
A verändern
würden,
und zwar im Sinne einer Verlängerung
der die beiden Hülsen 16, 26 umfassenden
Baugruppe.
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Eine
als Spielgeberanordnung wirksame dritte Hülse 32 ist an der
Außenseite
der als Kraftabgabeanordnung wirkenden zweiten Hülse 26 vorgesehen
und axial bezüglich
dieser geführt.
Durch eine Drehsicherungsformation 34 ist dafür gesorgt,
dass die dritte Hülse 32 sich
nur bezüglich
der zweiten Hülse 26 verschieben,
sich jedoch nicht drehen kann. In einem radial nach außen greifenden
Bereich 36 kann die dritte Hülse 32 in Anlage am
Gehäuse 12 kommen,
was im Folgenden noch detaillierter erläutert wird. Eine bzw. mehrere
als Rückhaltevorspannanordnung
wirksame Zugfedern 38 sind zwischen der dritten Hülse 32 und
der zweiten Hülse 26 angeordnet
und spannen diese bezüglich
einander vor, und zwar in einer Richtung der Verringerung des gegenseitigen
Abstands bzw. einer Richtung, welche der Vorspannrichtung der Druckfeder 30 entgegen
gerichtet ist.
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An
der ersten Hülse 16 ist
eine beispielsweise ringartige Anlageformation 40 vorgesehen,
welche an einem Gegenanlagerbereich 42 der dritten Hülse 32,
also der Verschleißerfassungsanordnung, in
Anlage kommen kann, und zwar bedingt durch die Vorspannwirkung der
Druckfeder 30.
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In
einem normalen Betätigungszustand,
also beispielsweise einem nicht mit Verschleiß behafteten Neuzustand einer
Reibungskupplung, ist der Abstand der Abschnitte 28 zu
dem Bereich 36 so bemessen, dass im vollständig ausgerückten Zustand, also
dann wenn die radial inneren Endbereiche der Membranfederzungen 14 ihren
größten Abstand
zum Gehäuse 12 aufweisen,
zwar die Abschnitte 28 an diesen Membranfederzungen 14 anliegen
können, der
Bereich bzw. die Abschnitte 36 jedoch nicht am Gehäuse 12 anliegen
bzw. nicht so anliegen, dass dies eine Relativbewegung der dritten
Hülse 32 bezüglich der
zweiten Hülse 26 verursachen
würde.
Zur Durchführung
eines Auskuppelvorgangs beaufschlagt das Krafteinleitungselement 20 über das
Drehentkopplungslager 18 die erste Hülse 16, welche über die
Kopplung mittels der Gewinde 22, 24 die zweite
Hülse 26 axial
mitnimmt und dadurch die Membranfederzungen 14 in Richtung
auf das Gehäuse 12 zu
presst.
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Tritt
im Verlauf beispielsweise eines Einkuppelvorgangs oder eines Auskuppelvorgangs
ein Verschleiß der
beiden miteinander in Kontakt tretenden Baugruppen der Reibungskupplung
auf, so hat dies zur Folge, dass im Falle einer gedrückten Kupplung die
radial inneren Endbereiche der Membranfederzungen 14 bei
einem nachfolgenden Auskuppelvorgang sich weiter in Richtung vom
Gehäuse 12 weg bewegen,
als dies bei nicht vorhandenem Verschleiß der Fall wäre. Im Verlauf
einer derartigen Bewegung nehmen die radial inneren Enden der Membranfederzungen 14 die
gesamte Verschleißkompensationsanordnung 10 axial
mit, und zwar so weit, dass nunmehr auch der Bereich 36 in
Anlage am Gehäuse 12 kommt.
Da sich die Membranfederzungen 14 über das normal übliche Maß hinaus
vom Gehäuse 12 entfernen
werden, wird bei Anlage des Bereichs 36 am Gehäuse 12 die
zweite Hülse 26 sich
noch weiter bewegen, unter zunehmender Spannung der Zugfedern 38.
Dabei gibt der Gegenanlagebereich 42 seine Blockierwirkung
bezüglich
der Anlageformation 40 auf, so dass, bedingt durch die
Vorspannwirkung der Druckfeder 30, die erste Hülse 16 sich
unter Drehung um die Achse A auch axial bezüglich der zweiten Hülse 26 verlagern
wird. Die erste Hülse 16 behält letztendlich
ihre in 1 auch erkennbare Positionierung bei,
selbst wenn die zweite Hülse 26 sich
axial noch weiter vom Gehäuse 12 entfernt.
Dies bedeutet, dass unabhängig
vom aufgetretenen Verschleiß die
erste Hülse 26,
welche mit dem Krafteinleitungselement 20 zusammenwirkt,
ihre Einbaulage in einer definierten Kupplungsstellung, also beispielsweise
der vollkommen eingekuppelten Stellung, beibehalten wird. Dies ist
vor allem deshalb vorteilhaft, weil somit auch die das Krafteinleitungselement 20 mit
der Betätigungskraft
F beaufschlagenden Systembereiche keine durch Verschleiß bedingte Änderung
des Systemzustands erfahren.
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Letztendlich
ist für
diesen Wirkmechanismus der Verschleißkompensationsanordnung ein
Kräftegleichgewicht
von Bedeutung, und zwar das Kräftegleichgewicht
zwischen der Druckfeder 30, der Reibkraft, welche durch
die Wechselwirkung der beiden Gewinde 22, 24 entsteht,
der Federkraft der Zugfedern 38 und der durch die Membranfederzungen 14 ausgeübten Kraft.
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Die 2–4 zeigen
eine erste konstruktive Ausgestaltungsform einer Verschleißkompensationsanordnung 10,
welche gemäß den vorangehend mit
Bezug auf die 1 beschriebenen Prinzipien aufgebaut
ist. Man erkennt das hülsenartige
Krafteinleitungselement 20, welches über das Drehentkopplungslager 18 die
erste Hülse 16 an
einem axialen Ende beaufschlagen kann. Das Krafteinleitungselement 20,
hier als Schiebehülse
ausgebildet, kann durch einen Rastmechanismus 44 in Eingriff
mit einem weiteren Systemabschnitt gebracht werden.
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Die
zweite Hülse 26 ist
zweiteilig aufgebaut mit einem Innengewindeteil 46 und
einem damit durch Presspassung, Verschweißung oder in sonstiger Weise
verbundenen Scheibenteil 48, welches den Bereich 28 zur
Zusammenwirkung mit den Membranfederzungen bereitstellt. Von diesem
Scheibenteil 48 sind axiale Laschen 50 abgebogen,
welche in Aussparungen 52 der dritten Hülse 32, also der Spielgeberanordnung,
eingreifen und mithin die Drehsicherung für diese realisieren. Diese
dritte Hülse 32 weist
einen nach radial innen greifenden und mit Verzahnung versehenen
Flanschabschnitt 54 auf, welcher den Gegenanlagerbereich 42 bereitstellt
und einen Ring 56 axial abstützt. Die ebenfalls als Ring 58 ausgebildete
Anlageformation 40 ist am Außenumfang der ersten Hülse 16 durch
Presspassung oder in sonstiger Weise festgehalten und stützt sich
axial an dem Ring 56 ab und bildet gleichzeitig auch das
Widerlager für
die Druckfeder 30. Die über
den Umfang verteilt liegenden Zugfedern 38 sind an dem
Scheibenteil 48 einerseits und an radial nach außen gebogenen
Laschen 60 der dritten Hülse 32 andererseits eingehängt und
sorgen somit für
die vorangehend mit Bezug auf die 1 angesprochene
Vorspannung. Diese Laschen 60 bilden gleichzeitig auch
den Bereich 36, mit welchem die dritte Hülse 32,
also die Spielgeberanordnung, bezüglich des Gehäuses 12 abstützbar ist.
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Zur
Montage der in den 2–4 gezeigten
Ausgestaltungsvariante werden die Ringe 56, 58 durch
Aufschrumpfen, Übermaßpassung
oder in sonstiger Weise an der ersten Hülse 16 festgelegt. Daraufhin
wird die Druckfeder 30 eingelegt und die zweite Hülse 26 bzw.
das Gewindeteil 46 aufgeschraubt. Darauf folgend wird die
dritte Hülse 32 aufgeschoben
und es werden die Zugfedern 38 eingehängt und beispielsweise bezüglich des
Scheibenteils 48 mit Kerbstiften 62 oder dergleichen
gesichert.
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Eine
Abwandlung dieses Aufbauprinzips ist in den 5–7 gezeigt.
Man erkennt hier grundsätzlich
den gleichen Aufbau. Ein Unterschied besteht jedoch darin, dass
die vorangehend beschriebenen Zugfedern 38 ersetzt sind
durch eine Druckfeder 64, die nunmehr die Funktion einer
Rückhaltevorspannanordnung übernimmt.
Zu diesem Zwecke weist das Scheibenteil 48 an mehreren
Umfangsbereichen bzw. in Umfangsrichtung auch umlaufend eine U-förmige Abbiegung 66 in
seinem radial inneren Bereich auf, in welche axial sich erstreckende
Laschen 68 der als Spielgeberanordnung wirksamen dritten
Hülse 32 sich
an einigen Umfangspositionen hinein erstrecken. Zu diesem Zwecke
ist an diesen Umfangspositionen die U-förmige Abbiegung 66 in Umfangsrichtung
unterbrochen. Auf diese Art und Weise ist auch die drehfeste Verbindung
zwischen der zweiten Hülse 26 und
der dritten Hülse 32 realisiert.
An den axialen Endbereichen der Laschen 68 ist ein Sicherungsring 70 vorgesehen,
an welchem die Druckfeder 64 mit einem axialen Endbereich
abgestützt
ist. Der andere axiale Endbereich stützt sich am Bodenbereich 72 der
U-förmigen
Abbiegung 66 ab. Auf diese Art und Weise wird die gleiche
Vorspannwirkung bzw. Vorspannrichtung erhalten, wie sie durch das
Vorsehen der Zugfedern 38 auch realisiert war. Bei grundsätzlich gleichem
Wirkmechanismus ist der Vorteil, dass weniger Bauteile erforderlich sind
bzw. auch der Vorgang des Zusammenfügens vereinfacht wird. Dieser
erfolgt dadurch, dass, nachdem hinsichtlich des Zusammenfügens der
beiden Hülsen 16 und 26 so
verfahren wurde, wie vorangehend beschrieben, die dritte Hülse 32 axial
eingeschoben wird, dann die Druckfeder 64 eingelegt wird und
durch den Sicherungsring 70 gesichert wird.
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Eine
Abwandlung der in den 5 bis 7 gezeigten
Ausgestaltungsvariante ist in den 8 bis 10 gezeigt.
Man erkennt hier, dass die axiale Abstützung der Druckfeder 64 bezüglich der
als Spiegelberanordnung wirksamen dritten Hülse 32 durch eine
Spannhülse 72 erfolgt,
die an einem axialen Ende durch Presspassung mit Laschen 74 in
entsprechende Ausparungen 76 der zweiten Hülse 32 eingefügt ist und
somit mit dieser fest verbunden ist. Die axiale Abstützung bezüglich der
als Kraftabgabeanordnung wirksamen zweiten Hülse 26 erfolgt über in 9 erkennbare,
nach radial innen umgebogene Laschen 78 derselben. Diese
nach radial innen umgebogenen Laschen 78 bilden zusammen
mit dazwischenliegenden axial sich erstreckenden Abschnitten 80 der
dritten Hülse 32 auch
die Drehsicherung für diese.
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Zur
Montage dieser Ausgestaltungsvariante wird zunächst die Druckfeder 64 zusammen
mit der Spannhülse 72 in
das Scheibenteil 48 der äußeren Hülse 26 eingelegt und
dieses dann mit dem Gewindeteil 46 verbunden, wodurch die
Druckfeder 64 gespannt wird. Daraufhin wird die zweite
Hülse 26 auf die
erste Hülse 16 aufgeschraubt
und mithin auch die Druckfeder 30 komprimiert. Abschließend wird
die dritte Hülse 32 axial
eingeschoben und die Laschen bzw. Ansätze 74 werden in die
Aussparung 76 gedrückt
und die feste Verbindung zwischen der Spannhülse 72 und der dritten
Hülse 32 erzeugt.
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Eine
weitere Ausgestaltungsvariante ist in den 11 bis 13 gezeigt.
Im Unterschied zu den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen
weist diese Ausgestaltungsvariante nur eine einzige Druckfeder,
nämlich
die Druckfeder 30 auf, die nunmehr zwischen der dritten
Hülse 32 und
der ersten Hülse 16 wirkt.
Zu diesem Zwecke ist wiederum die Spannhülse 72 vorgesehen,
welche mit ihren Ansätzen 74 an
der dritten Hülse 32 festgelegt
ist und einen Widerlagerbereich für die Druckfeder 30 bildet. Den
anderen Widerlagerbereich bildet wiederum der mit der Hülse 16 fest
verbundene Ring 58, so dass nunmehr eine Vorspannwirkung
zwischen der ersten Hülse 16,
also der Kraftaufnahmeanordnung, und der dritten Hülse 32,
also der Spielgeberanordnung, erzeugt ist. Diese ist durch eine
Drehkopplungsformation 80, beispielsweise gebildet durch
axial sich erstreckende und radial sich überlappende Abschnitte der beiden
Hülsen 26 und 32,
bezüglich
der zweiten Hülse 26 drehfest
gehalten.
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Bei
Auftreten von Verschleiß kommt
die dritte Hülse 32 mit
ihrem Bereich 36 wieder in Anlage am Kupplungsgehäuse und
verhindert somit eine weitere axiale Bewegung zusammen mit der zweiten
Hülse 26,
welche noch unter Beaufschlagung der sich weiter entspannenden Membranfeder
steht. Da die dritte Hülse 32 und
mithin auch die Spannhülse 72 dieser weiteren
axialen Bewegung nicht folgen kann, wird die Druckfeder 30 gespannt,
da die erste Hülse 16 durch
den Gewindeeingriff mit der zweiten Hülse 26 sich noch weiter
axial bewegt. Ist diese Kompression der Druckfeder 30 ausreichend
stark, wird diese sich unter Drehung der ersten Hülse 16 bezüglich der zweiten
Hülse 26 entspannen,
wodurch die beiden Hülsen 16, 26,
also die Kraftaufnahmeanordnung und die Kraftabgabeanordnung, sich
in Richtung der Betätigungsachse
bzw. Drehachse A verlagern und somit dafür sorgen, dass unabhängig von
aufgetretenem Verschleiß die
Kraftaufnahmeanordnung, also die erste Hülse 16, wieder die
gleiche Einbaulage einnimmt, wie im Neuzustand.
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Der
Vorteil dieser Anordnung ist, dass nur eine Feder erforderlich ist,
und nicht zwei gegensinnig arbeitende Federn, wie in den vorangehend
beschriebenen Ausgestaltungsformen.
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Die
in den 11 bis 13 dargestellte Ausgestaltungsvariante
wird zusammengesetzt, indem zunächst
die beiden Teile 46, 48 der zweiten Hülse 26 zusammengefügt werden.
Daraufhin wird die Druckfeder 30 zusammen mit der Spannhülse 72 eingelegt.
Die Verbindung mit der dritten Hülse 32 wird über die
Ansätze 74 erzeugt,
welche in die Aussparungen 76 eingepresst werden.
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Bei
allen vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen bildet die
Spielgeberanordnung, also die dritte Hülse 32, einen Anschlag
bzw. eine Blockierung für
die erste Hülse 16 bzw.
deren Relativbewegung bezüglich
der zweiten Hülse 26.
Bei Auftreten von Verschleiß wird
diese Blockierwirkung aufgegeben, so dass, auch der Vorspannwirkung
der Druckfeder 30 folgend, dann ein Kompensationsvorgang
durch Relativbewegung der beiden Hülsen 16, 26 bezüglich einander
erfolgt, bis die Anlageformation 40, also der Ring 56,
welcher an der ersten Hülse 16 festgelegt
ist, wieder durch den Gegenanlagebereich 42 der dritten
Hülse 32 an
einer weiteren Bewegung gehindert wird.
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Im
Folgenden werden Ausgestaltungsformen einer Verschleißkompensationsanordnung
beschrieben, die nach einem anderen Prinzip arbeiten.
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So
erkennt man zunächst
in 14, dass die erste Hülse 16a nunmehr als
Außenhülse ausgebildet
ist, welche die als Kraftabgabeanordnung wirksame zweite Hülse 26a umgbit.
Das Gewinde 22a der ersten Hülse 16a ist nunmehr
als Innengewinde ausgebildet, während
das Gewinde 24a der zweiten Hülse 26a als Außengewinde
ausgebildet ist. Die beispielsweise wiederum hülsenartig ausgebildete Spielgeberanordnung,
hier wieder als dritte Hülse 32 bezeichnet,
ist die zweite Hülse 26a außen umgebend
angeordnet und an dieser axial verschiebbar geführt. Eine Druckfeder 30a wirkt
zwischen den beiden Hülsen 16a und 26a und
ist unter Vorspannung eingebaut. Die zweite Hülse 26a ist an einer
Führungshülse 86a drehsicher
und axialbeweglich geführt,
wobei die Führungshülse 86a beispielsweise an
einem Getriebegehäuse 84a festgelegt
sein kann.
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Die
Spielgeberanordnung, also die dritte Hülse 32a, weist einen
Erfassungsbereich 88a auf, welcher, wie im Folgenden dargelegt,
bei Auftreten von Verschleiß beispielsweise
in Anlage an der Führungshülse 86a oder
dem Getriebegehäuse 84a kommen
kann. Am anderen axialen Ende weist die dritte Hülse 32a einen Beaufschlagungsbereich 90a auf,
welcher bei Auftreten von Verschleiß auf die erste Hülse 16a einwirkt.
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Bewegt
sich bei Auftreten von Verschleiß die Membranfeder in eine
weiter entspannte Positionierung, hat dies zur Folge, dass die radial
inneren Enden der Membranfeder 14a sich auch weiter in
Richtung vom Kupplungsgehäuse
weg und beispielsweise in Richtung auf das Getriebegehäuse 84a zu
bewegen werden. Die Folge davon ist, dass die gesamte Verschleißkompensationsanordnung,
umfassend die beiden Hülsen 16a und 26a,
sich auch axial weiter bewegen wird. Wird ein gewisses Ausmaß an Verschleiß erreicht
oder überschritten,
so hat dies zur Folge, dass der Erfassungsbereich 88a der
Spielgeberanordnung, also der dritten Hülse 32a, in Anlage an
einer sich nicht verschleißbedingt
bewegenden Komponente, also beispielsweise der Führungshülse 86a, kommt und
sich nicht mehr weiter axial verschieben kann. Da die Hülse 16a sich
bedingt durch die anhaltende axiale Bewegung der Hülse 26a noch weiter
verschieben wird, wird sie nunmehr axial vom Beaufschlagungsbereich 90a der
dritten Hülse 30a beaufschlagt
bzw. an einer weiteren axialen Bewegung gehindert, was dazu führt, dass
durch den Eingriff der beiden Gewinde 22a, 24a die
Hülse 16a sich bezüglich der
Hülse 26a drehen
wird, und zwar in der Darstellung der 14 nach
links. Dies führt
zu einer weiteren Kompression der Druckfeder 30a, welche dieser
Relativbewegung grundsätzlich
entgegenwirkt, um eine Durchführung
eines Kompensationsvorgangs dann, wenn tatsächlich kein Verschleiß vorliegt,
zu verhindern. Auf dieser Art und Weise wird sichergestellt, dass
bei auftretendem Verschleiß zwar die
Hülse 26a sich
weiter axial verschieben wird, als dann, wenn kein Verschleiß vorliegt,
dass jedoch die Hülse 16a,
welche unter Beaufschlagung des Krafteinleitungselements 20a steht, beispielsweise
im vollkommen eingekuppelten Zustand, also bei maximal entspannter
Membranfeder, eine vom Verschleiß unabhängige Positionierung einnehmen
kann.
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Man
erkennt, dass die erste Hülse 16a,
also die Kraftaufnahmeanordnung, keilartig ausgebildet ist, und
dass das Kraftbeaufschlagungselement 20a gegenkeilartig
ausgebildet ist. Auf diese Art und Weise entsteht im Normalzustand
eine Keilwechselwirkung mit vergleichsweise großer Reibkraft zwischen der
Hülse 16a und
dem Kraftbeaufschlagungselement 20a, welche einer ungewollten
Verdrehung der Hülse 16a dann,
wenn tatsächlich
kein Verschleiß vorliegt,
ebenfalls entgegenwirkt. Auch die zwischen den Gewinden 22a und 24a vorhandene
Reibkraft wirkt dieser Drehung entgegen. Erst wenn durch die Einwirkung
der dritten Hülse 32a eine
weitere axiale Bewegung der ersten Hülse 16a nicht mehr
möglich ist,
werden diese Reibkräfte
im Wesentlichen aufgehoben bzw. durch die dann verstärkt gespannte Druckfeder 30a überwunden,
so dass die Hülse 16a sich
drehen kann und entsprechend der Verschleiß kompensiert werden kann.
Diese Kompensation kann beispielsweise auch dadurch erfolgen, dass
bei entsprechender Elastizität
der ersten Hülse 16a oder/und
der zweiten Hülse 26a ein
rastartiges Überspringen
von Zähnen
der Verzahnungen 22a, 24a erfolgt.
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Eine
Abwandlung dieses Funktionsprinzips ist in 15 gezeigt.
Ein Unterschied besteht darin, dass die beiden Hülsen 16a und 26a nicht
mehr in Gewindeeingriff, sondern in Reibeingriff stehen. Die Hülse 16a,
welche auch als Ringelement bezeichnet werden kann, wird durch das
gegenkeilartige Krafteinleitungselement 20a nach radial
innen und gegen die Außenoberfläche der
Hülse 26a gepresst.
Bei Auftreten von Verschleiß findet
hier lediglich eine Relativverschiebung der beiden Hülsen bzw.
Ringelemente 16a, 26a bezüglich einander statt, und zwar entgegen
der Vorspannwirkung der Druckfeder 30a. Ebenso wie bei
der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsvariante wird die zur
Erzeugung der Relativbewegung erforderliche axiale Kraft zur Durchführung eines
Kompensationsvorgangs durch die Membranfederzungen 14a der
sich entspannenden Membranfeder geliefert. Weiter erkennt man, dass
bei diesem Funktionsprinzip die Verschleißkompensationsanordnung 10 bzw.
die wesentlichen Bereiche derselben nicht mit der Reibungskupplung
rotieren, so dass nunmehr das Drehentkopplungslager 18a zwischen
der Kraftabgabeanordnung, also der zweiten Hülse 26a, und den Membranfederzungen 14a wirkt,
während
bei den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsvarianten die wesentlichen
Bereiche der Verschleißkompensationsanordnung
zusammen mit der Reibungskupplung rotieren.
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Weiter
erkennt man in 15, dass bei dieser Ausgestaltungsvariante,
bei welcher kein Gewindeeingriff vorhanden ist, die zweite Hülse 26a zwar auf
der Führungshülse 86a axial
geführt
ist, grundsätzlich
aber auch nicht durch irgendwelche Formationen an einer Drehung
bezüglich
dieser gehindert ist.
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Eine
weitere Abwandlung dieses Ausgestaltungsprinzips ist in 16 gezeigt.
Man erkennt, dass hier zusätzlich
zur Druckfeder 30a, die zwischen den beiden Hülsen 16a und 26a wirkt,
eine Druckfeder 92a vorhanden ist, die zwischen der zweiten
Hülse 26a,
also der Kraftabgabeanordnung, und dem Krafteinleitungselement 20a wirkt.
Diese Druckfeder 92a bringt die Folge mit sich, dass ein
Teil der auf das Krafteinleitungselement 20a einwirkenden Betätigungskraft
F über
diese Druckfeder 92a direkt in die Kraftabgabeanordnung,
also die zweite Hülse 26a,
eingeleitet wird. Nur noch ein Teil der Betätigungskraft F wird über die
erste Hülse 16a und
deren Reibwechselwirkung mit der zweiten Hülse 26a bzw. auch
die Druckfeder 30a übertragen.
Durch diese Aufteilung der Kraftübertragungswirkung
wird erreicht, dass variierende Reibverhältnisse nicht zu einem undefinierten
Nachstellverhalten führen.
Insbesondere wird vermieden, dass eine zu starke Klemmung bzw. Selbsthemmung
eine Verschleißkompensation vollständig verhindert.
Zu diesem Zwecke ist es auch vorteilhaft, geeignete Schmierstoffe
einzusetzen bzw. die reibend miteinander in Wechselwirkung tretenden
Oberflächen
insbesondere der beiden Hülsen 16a und 26a mit
entsprechenden Gleitstoffen zu beschichten.
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Die 17 bis 19 zeigen
eine Konstruktion einer Verschleißkompensationsanordnung 10a, welche
gemäß den Prinzipien
der 16 aufgebaut ist. Man erkennt die erste Hülse 16a,
hier aufgebaut mit zwei Ringelementen, wovon ein Ringelement 96a die
Abstützung
für die
Druckfeder 30a bildet und das andere Ringelement 98a keilartig
ausgebildet ist. Die beiden Druckfedern 30a und 92a liegen
radial ineinander geschachtelt, wobei die innere Druckfeder 30a zwischen
der ersten Hülse 16a und
der zweiten Hülse 26a wirkt,
während
die äußere Druckfeder 92a zwischen
dem Krafteinleitungselement 20a und der zweiten Hülse 26a wirkt.
Durch eine durch Rastverbindung mit dem Kraftbeaufschlagungselement 20a verbundene
hülsenartige
Abdeckung 100a ist der Innenbereich, in welchem die Druckfedern 30a und 94a angeordnet
sind und wo auch die reibend miteinander in Eingriff tretenden Oberflächen angeordnet sind,
vor Verschmutzung geschützt.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die erste Hülse 16a durch
mehrere in Umfangsrichtung verteilt liegende Klemmelemente gebildet
sein kann. Beispielsweise bei der Ausgestaltungsform der 17 könnte das
Ringelement 98a durch derartige Klemmelemente ersetzt sein,
welche dann eine stärkere
radial Kompression durch das Krafteinleitungselement 20a erfahren
könnten.
Diese bilden dann im Sinne der vorliegenden Erfindung die Kraftaufnahmeanordnung.