DE102009053479B4

DE102009053479B4 - Kupplungsaggregat mit einer Nachstelleinrichtung zur Kompensation von Verschleiß

Info

Publication number: DE102009053479B4
Application number: DE102009053479.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rühle; Götz Rathke; Karl-Ludwig Kimmig
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2029-11-17
Also published as: DE102009053479A1

Abstract

Kupplungsaggregat (1) mit wenigstens einer Reibungskupplung (2, 3), bestehend aus wenigstens einer Anpressplatte (9, 10), die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse (12) verbunden ist, einer drehfest gegenüber dem Gehäuse (12) angeordneten Gegendruckscheibe (8) und zwischen Gehäuse (12) und Anpressplatte (9, 10) in ringförmiger Anordnung vorgesehenen Hebelelementen (13, 14), die an einer vom Gehäuse (12) getragenen Abwälzauflage verschwenkbar abgestützt sind, wobei zwischen den Hebelelementen (13, 14) und dem Gehäuse (12) eine automatische Nachstelleinrichtung (21, 29) angeordnet ist, die zumindest eine partielle Kompensation eines Verschleißes der Reibbeläge (6, 7) einer zwischen der zumindest einen Anpressplatte (9, 10) und der Gegendruckscheibe (8) einspannbaren Kupplungsscheibe (4, 5) bewirkt, indem der Verschleiß durch einen Überweg der Hebelelemente (13, 14) mittels eines Sensorelements (25, 32) erfasst und der Verschleiß durch einen vom Sensorelement (25, 32) gegen das Gehäuse (12) gebremsten und bei vorliegendem Verschleiß zu einer teilweisen Verdrehung freigegebenen, in Umfangsrichtung Rampen enthaltenden Sensorring (24, 31) ausgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorring (24, 31) bei nicht beabsichtigter Nachstellung mittels eines durch die Vorspannung des Sensorelements (25, 32) bewirkten Formschlusses, der durch sich axial übergreifende Oberflächenprofile gebildet ist, an einer Verdrehung gehindert ist, wobei die Oberflächenprofile Verzahnungen (41, 42, 141, 142) sind, und der Formschluss zwischen einer Verzahnung (142) am Gehäuse (12) und einer Verzahnung (141) am Sensorring (24, 31) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kupplungsaggregat mit wenigstens einer Reibungskupplung mit einer Nachstelleinrichtung zur Kompensation von Verschleiß der Reibbeläge.
Derartige Kupplungsaggregate sind bekannt und bestehen in der Regel aus wenigstens einer Antriebsplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, wobei das Gehäuse mit einer Gegendruckscheibe verbindbar ist und zwischen Gehäuse und Anpressplatte in ringförmiger Anordnung vorgesehene Hebelelemente angeordnet sind. Die Hebelelemente sind dabei an einer vom Gehäuse getragenen Abwälzauflage verschwenkbar abgestützt, wobei zwischen den Hebelelementen und dem Gehäuse oder zwischen den Hebelelementen und der Anpressplatte eine automatische Nachstelleinrichtung wirksam ist, die zumindest eine partielle Kompensation der wenigstens an den Reibbelägen einer zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckscheibe einspannbaren Kupplungsscheibe bewirkt. Insbesondere offenbart die WO 2008/058508 A1 ein Kupplungsaggregat, das auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kupplungsaggregate der vorbeschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass ein unbeabsichtigtes Nachstellen der Reibungskupplung ausgeschlossen oder zumindest vermindert werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Kupplungsaggregat gemäß Patentanspruch 1 mit wenigstens einer Reibungskupplung bestehend aus wenigstens einer Anpressplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, einer drehfest gegenüber dem Gehäuse angeordneten Gegendruckscheibe und zwischen Gehäuse und Anpressplatte in ringförmiger Anordnung vorgesehenen Hebelelementen, die an einer vom Gehäuse getragenen Abwälzauflage verschwenkbar abgestützt sind, wobei zwischen den Hebelelementen und dem Gehäuse eine automatische Nachstelleinrichtung wirksam ist, die zumindest eine partielle Kompensation eines Verschleißes der Reibbeläge einer zwischen der zumindest einen Anpressplatte und der Gegendruckscheibe einspannbaren Kupplungsscheibe bewirkt, indem der Verschleiß durch einen Überweg der Hebelelemente mittels eines Sensorelements erfasst und der Verschleiß durch einen vom Sensorelement gegen das Gehäuse gebremsten und bei vorliegendem Verschleiß zu einer teilweisen Verdrehung freigegebenen, in Umfangsrichtung Rampen enthaltenden Sensorring ausgeglichen wird, gelöst, wobei der Sensorring bei nicht beabsichtigter Nachstellung mittels eines durch die Vorspannung des Sensorelements bewirkten Formschlusses an einer Verdrehung gehindert ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
Durch die Ausbildung des Formschlusses bleibt bei einer axialen Vorspannung des Sensorrings durch das Sensorelement bei Erschütterungen, Vibrationen oder dergleichen die Drehfestigkeit des Sensorrings gegenüber dem Gehäuse beziehungsweise der zugehörigen Anpressplatte erhalten, so dass eine Verdrehung des Sensorrings nur bei gewünschter Nachstellung erfolgt. Die an dem Sensorring angeordneten, über den Umfang verteilten Rampen, die mit komplementären Gegenrampen an dem Gehäuse oder der Anpressplatte funktionell zusammenarbeiten, vergrößern daher den Abstand zwischen den Hebelelementen und der Anpressplatte nur, wenn diese in beabsichtigter Weise um einen vorgegebenen Winkel verdreht werden, beispielsweise wenn infolge eines von dem Sensorelement erfassten Verschleißes der Sensorring soweit entlastet wird, dass der Formschluss überwunden werden kann. Hierzu kann die Vorspannung des Sensorelements gegenüber dem Sensorring verringert oder aufgehoben werden.
Die Erfassung des Verschleißzustandes kann dabei durch einen durch Verschleiß verlängerten Betätigungsweg beziehungsweise eine stärkere Verschwenkung der zugehörigen Hebelelemente erfolgen. Hierbei wird das Sensorelement der entsprechenden Reibungskupplung entsprechend mitgenommen und schließlich bei ausreichend großem Verschleiß der Sensorring entspannt, so dass dieser den Formschluss überwinden kann und um einen vorgegebenen Winkel verdreht wird, wodurch der Verschleiß durch Verlagerung von Rampen und Gegenrampen gegeneinander ausgeglichen wird und der ursprüngliche Abstand zwischen Gegendruckplatte und den Hebelelementen wieder hergestellt wird.
Der Formschluss kann durch zwei ineinander greifende Oberflächenprofile wie Oberflächen mit erhöhter Rautiefe und/oder Verzahnungen gebildet werden, wobei ein Oberflächenprofil am Sensorring, beispielsweise an einer Anlagefläche des Sensorrings zu einem gehäusefesten Bauteil, und das entsprechende Gegenprofil wie Gegenverzahnung an dem gehäusefesten Bauteil vorgesehen sein kann. Der Sensorring ist dabei axial zwischen dem Gehäuse und dem Sensorelement eingespannt. Der Formschluss kann dabei gegenüber dem Gehäuse und/oder gegenüber dem Sensorelement, das fest mit dem Gehäuse verbunden wie vernietet sein kann, ausgebildet sein. Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn beide den Formschluss bildenden Partner eine Verzahnung aufweisen, wobei die Verzahnung ein normales Zahnprofil, eine Sägezahnprofilierung, die bevorzugt nur eine Verdrehung des Sensorrings in Nachstellrichtung zulässt, oder dergleichen vorgesehen sein kann.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Formschluss zwischen einer Verzahnung am Gehäuse und einer Verzahnung am Sensorring ausgebildet, wobei vorteilhafterweise Rampen und Gegenrampen des Sensorrings beziehungsweise des Gehäuses die entsprechenden Verzahnungen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Formschluss zwischen dem Sensorring und dem Sensorelement ausgebildet sein. In vorteilhafter Weise ist das Sensorelement als Klemmfeder ausgebildet, die den Sensorring gegen das Gehäuse verspannt, und ist daher aus gehärtetem Stahl ausgebildet. Um eine einfache Herstellung zu ermöglichen, kann das Sensorelement daher ein Einstellstück aufweisen, das aus weichem Material hergestellt ist, so dass eine Verzahnung in einfacher Weise vorgesehen werden kann, die dann einen Formschluss mit der am Sensorring vorgesehenen Verzahnung ausbildet.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen Halbschnitt durch ein Kupplungsaggregat mit zumindest einer erfindungsgemäß ausgestalteten Reibungskupplung,
2 ein Detail des Kupplungsaggregats der 1 in Ansicht,
3 ein Ausführungsbeispiel eines Formschlusses des Sensorrings der 2 im Detail
4 eine zu 3 alternative Ausgestaltung eines Formschlusses des Sensorrings in Ansicht.

Das in 1 dargestellte Kupplungsaggregat 1 umfasst zwei Reibungskupplungen 2, 3, wobei hier die Reibungskupplung 3 im ausgerückten, also voll geöffneten Zustand und die Reibungskupplung 2 in einem zumindest teilweise in Schließrichtung betätigten Zustand dargestellt ist.
Das Kupplungsaggregat 1 bildet somit eine Doppelkupplung mit zwei Kupplungsscheiben 4, 5, die mit unterschiedlichen Getriebeeingangswellen eines Getriebes verbunden sind, das beispielsweise ein so genanntes Lastschaltgetriebe sein kann, welches zwei Teilgetriebe aufweist.
Die Kupplungsscheiben 4, 5 tragen radial außen Reibbeläge 6, 7, die axial zwischen einer den beiden Reibungskupplungen 2, 3 gemeinsamen Gegendruckscheibe 8 und einer der jeweiligen Reibungskupplung 2, 3 zugeordneten Anpressplatte 9, 10 einspannbar sind. Die Gegendruckscheibe 8 bildet ein Bestandteil eines Schwungrades, das mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Die Gegendruckscheibe 8 ist über axial verlaufende Bereiche, die hier nicht näher dargestellt sind, mit einer Antriebsplatte bzw. einem Antriebskorb 11 verbunden. Der Antriebskorb 11 ist als Mitnehmerring ausgebildet. Die axial verlaufenden Bereiche, die eine Verbindung zwischen der Gegendruckscheibe 8 und dem Antriebskorb 11 herstellen, können entweder an der Gegendruckscheibe 8 oder an dem Antriebskorb 11 angeformt sein oder aber auch an beiden Teilen 8, 11 zumindest teilweise vorgesehen sein. Der Antriebskorb 11 kann entweder nach Art eines Drehmomentwandlers mit einer zum Beispiel an der Kurbelwelle des Antriebsmotors vorgesehenen Antriebsplatte verschraubbar sein oder aber mit einem motorseitig angeordneten Antriebselement über eine axiale Steckverbindung verbindbar sein.
Die Gegendruckscheibe 8 kann über eine Lagerung 8a getriebeseitig gelagert und zumindest in einer Axialrichtung festgelegt sein, um die zumindest für eine der Reibungskupplungen erforderlichen Schließkräfte axial abzufangen. Alternativ kann die Gegendruckscheibe auch auf einem mit dem Getriebegehäuse fest verbundenen Abstützstutzen bzw. Abstützrohr aufgenommen und axial abgestützt sein.
Wie aus 1 erkennbar ist, besitzen die Kupplungsscheiben 4, 5 axial zwischen ihren beiden ringförmigen Reibbelägen 6, 7 eine so genannte Belagfederung, die einen progressiven Aufbau und Abbau des von den Reibungskupplungen 2, 3 übertragbaren Drehmomentes über zumindest einen Teilbereich des Betätigungsweges gewährleisten.
Die Anpressplatte 9 ist mittelbar oder unmittelbar vorzugsweise über blattfederartige Elemente mit der Gegendruckscheibe 8 drehfest, jedoch begrenzt axial verlagerbar verbunden. Die Anpressplatte 10 der Reibungskupplung 3 ist in ähnlicher Weise mit der Gegendruckscheibe 8 antriebsmäßig gekoppelt. Das Gehäuse 12 weist ein an der Gegendruckscheibe 8 angeordnetes gehäuseartiges Bauteil 12a auf, das hier als Blechdeckel ausgebildet ist. Axial beidseits dieses Bauteiles 12a sind in ringförmiger Anordnung vorgesehene Hebelelemente 13, 14 vorgesehen, mittels derer die jeweils zugeordnete Reibungskupplung 2, 3 betätigbar ist.
Die Hebelelemente 13, 14 können jeweils ein ringartiges Bauteil bilden, das tellerfederähnliche Eigenschaften aufweist, also federnd in seiner Konizität veränderbar ist. Im Folgenden werden die zu einem ringartigen Bauteil zusammengefassten Hebelelemente 13, 14 als Hebelfeder 15, 16 bezeichnet. Diese Hebelfedern 15, 16 besitzen vorzugsweise jeweils eine Federeigenschaft, die gewährleistet, dass sich diese tendenzmäßig in eine kegelstumpfförmige Position aufstellen, die einem geöffneten Zustand der Reibungskupplungen 2, 3 entspricht.
Die Anpressplatte 10 trägt Zugmittel 17, die sich axial erstrecken und an ihrem der Anpressplatte 10 abgewandten Ende 18, eine Schwenklagerung bzw. Abwälzauflage 19 tragen, an der die Hebelfeder 16 kippbar bzw. verschwenkbar abgestützt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abwälzauflage 19 einstückig mit den Zugmitteln 17 ausgebildet und durch einen radial nach innen hin gerichteten ringförmigen Bereich gebildet.
Die Zugmittel 17 können durch einzelne über den Umfang verteilte hakenartige Bauteile gebildet sein. In vorteilhafter Weise können diese Zugmittel 17 jedoch auch zu einem vorzugsweise aus Blech hergestellten Bauteil zusammengefasst werden, welches einen vorzugsweise geschlossenen ringförmigen Bereich besitzt, von dem aus mehrere axiale Schenkel ausgehen können, die mit der Anpressplatte 10 fest verbunden sind.
Radial innerhalb der Abwälzauflage 19 ist die Hebelfeder 16 an einem ringförmigen Verstellring 20 abgestützt. Der ringförmige Verstellring 20 ist axial zwischen dem gehäuseartigen Bauteil 12a und der Hebelfeder 16 eingespannt und bildet ein Bestandteil einer Nachstelleinrichtung 21, mittels der zumindest der an den Reibbelägen 7 auftretende Verschleiß wenigstens teilweise automatisch ausgeglichen werden kann. Zum Schließen der Reibungskupplung 3 werden die radial inneren Spitzen 22 der Hebelfeder 16 in der gezeigten Darstellung nach links beaufschlagt. Hierfür ist ein die Schließkraft zumindest im Wesentlichen in die Reibungskupplung 3 einleitendes Betätigungselement, wie zum Beispiel ein Betätigungslager vorgesehen, welches nicht näher dargestellt ist. Ein derartiges Betätigungselement bildet einen Bestandteil eines Betätigungssystems, welches als pneumatisches, hydraulisches, elektrisches oder mechanisch betätigtes Betätigungssystem ausgebildet sein kann oder aber eine Kombination der erwähnten Betätigungsmöglichkeiten aufweist, also beispielsweise als elektrohydraulisches Betätigungssystem ausgebildet ist.
Hebelelemente 13, 14 bzw. Hebelfedern 15, 16 sind beispielsweise durch die DE 103 40 665 A1 , die DE 199 05 373 A1 , EP 0 992 700 B1 und EP 1 452 760 A1 vorgeschlagen worden.
Die die Drehmomentübertragung und die axiale Verlagerbarkeit der Anpressplatte 10 gewährleistenden Federmittel, wie insbesondere Blattfedern, die in an sich bekannter Weise die Gegendruckscheibe 8 und die Anpressplatte 10 miteinander verbinden, besitzen vorzugsweise eine definierte axiale Vorspannung, die gewährleistet, dass die Anpressplatte 10 in Öffnungsrichtung der Reibungskupplung 3 beaufschlagt wird. Dies bedeutet, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Anpressplatte 10 axial in Richtung nach links von der Gegendruckscheibe 8 durch die erwähnten vorgespannten Blattfedern weggedrängt wird. Dadurch werden die Reibbeläge 7 freigegeben. Die Vorspannung der entsprechenden Federmittel, wie insbesondere Blattfedern, soll weiterhin gewährleisten, dass die Abwälzauflage 19 stets axial in Richtung der radial äußeren Bereiche der Hebelfeder 16 gedrängt wird.
Der Verstellring 20 ist mittels eines Rampensystems am gehäuseartigen Bauteil 12a axial abgestützt. Hierzu besitzt das Rampensystem in Umfangsrichtung verlaufende, sich in axialer Richtung erhebende Rampen. In bekannter Weise können entsprechende Rampen unmittelbar an dem Verstellring 20 angeformt sein und die mit diesen zusammenwirkenden Gegenrampen in vorteilhafter Weise unmittelbar im Bereich des Gehäusebodens des gehäuseartigen Bauteils 12a eingebracht sein. In Umfangsrichtung wird der Verstellring 20 von wenigstens einer nicht näher dargestellten Feder in Umfangsrichtung bzw. Nachstellrichtung beaufschlagt.
Einzelheiten bezüglich der Funktionsweise einer Nachstelleinrichtung, der Ausgestaltungsmöglichkeiten für Rampen und Gegenrampen sowie der Auslegung und Anordnung von Federn, welche eine Nachstellung innerhalb eines Rampensystems ermöglichen, können aus der DE 42 39 291 A1 , DE 42 39 289 A1 , DE 43 22 677 A1 und DE 44 31 641 A1 oder der WO 2008/058508 A1 entnommen werden.
Die Nachstelleinrichtung 21 umfasst weiterhin eine Sensoreinrichtung 23, die einen Sensorring 24 aufweist, der in ähnlicher Weise, wie dies in Zusammenhang mit dem Verstellring 20 beschrieben wurde, über ein Rampensystem am Gehäuseboden des gehäuseartigen Bauteils 12a abgestützt ist und in Nachstellrichtung durch eine Feder umfangsmäßig beaufschlagt wird. Der Sensorring 24 ist hier axial zwischen dem gehäuseartigen Bauteil 12a und den äußeren Bereichen der Hebelfeder 16 angeordnet, und zwar hier auf radialer Höhe der Abwälzauflage 19.
Die Sensoreinrichtung 23 besitzt weiterhin ein Sensorelement 25, das vorzugsweise axial federnde Bereiche besitzt. Das Sensorelement 25 klemmt, sofern kein Verschleiß aufgetreten ist, den Sensorring 24 axial ein, so dass dieser dann unverdrehbar gehaltert ist. Das Sensorelement 25 besitzt Anschlagbereiche 26, die mit vom Zugmittel 17 getragenen Gegenanschlagbereichen 27 zusammenwirken können, und zwar insbesondere beim Auftreten von Verschleiß an den Reibbelägen 7. Die axiale Anordnung der Anschlagbereiche 26 und Gegenanschlagbereiche 27 sowie die zwischen diesen beim Betätigen der Reibungskupplung 3 auftretenden Axialwege sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Schließung der Reibungskupplung 3 und fehlendem Verschleiß maximal lediglich eine Berührung zwischen den Anschlagbereichen 26 und den Gegenanschlagbereichen 27 erfolgen kann. Sofern jedoch ein Verschleiß vorhanden ist, kommen die Anschlagbereiche 26 an den Gegenanschlagbereichen 27 zur Anlage bevor der vollständige Schließweg bzw. Einrückweg der Reibungskupplung 3 erreicht ist. Dadurch wird bewirkt, dass in Abhängigkeit des aufgetretenen Verschleißes eine axiale Verlagerung der Anschlagbereiche 26 gegenüber zumindest dem Sensorring 24 erfolgt. Diese axiale Verlagerung bewirkt, dass der Sensorring 24 zumindest teilweise entlastet wird und somit sich um einen Winkel verdrehen kann, der von dem durch das Sensorelement 25 detektierten Verschleiß abhängig ist. Die dabei erfolgende axiale Verlagerung des Sensorringes 24 gegenüber dem gehäuseartigen Bauteil 12a wird durch das zwischen dem Sensorring 24 und diesem gehäuseartigen Bauteil vorgesehene Rampensystem gewährleistet.
Beim Öffnen, also Ausrücken der Reibungskupplung 3, wird die Hebelfeder 16 in eine winkelmäßige Lage zurückgedrängt, bei der die Spitzen 22 der Hebelfeder 16 eine zumindest annähernd gleich bleibende bzw. konstante axiale Lage einnehmen. Aufgrund des mittels der Sensoreinrichtung 23 erfolgten Verschleißausgleiches, der hier eine entsprechende axiale Verlagerung der Abwälzauflage 19 in der gezeigten Darstellung nach rechts bewirkt, wird der Verstellring 20 beim Öffnen der Reibungskupplung 3 entlastet, so dass auch dieser dann eine Verdrehung erfährt, die aufgrund des zwischen dem gehäuseartigen Bauteil 12a und dem Verstellring 20 vorhandenen Rampensystems eine entsprechende axiale Verlagerung des Verstellringes 20 bewirkt.
Das die Anschlagbereiche 26 aufweisende Sensorelement 25 kann durch ein ringförmiges Bauteil gebildet sein, das über den Umfang betrachtet einzelne, vorzugsweise gleichmäßig verteilte Befestigungen mit dem gehäuseartigen Bauteil 12a aufweist. Die zwischen diesen Befestigungen vorhandenen Bereiche des ringförmigen Sensorelements 25 tragen die Anschlagbereiche 26. Die in Umfangsrichtung zwischen den Befestigungen vorgesehenen Bereiche des Sensorelements 25 sind in axialer Richtung elastisch bzw. federnd verformbar. Für manche Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, wenn diese Bereiche auch einer Torsionsbeanspruchung ausgesetzt werden, die zumindest ein geringfügiges Verdrillen zumindest der seitlich der Anschlagbereiche 26 sich umfangsmäßig erstreckenden Bereiche mit geringerer radialer Breite bewirken.
Die Hebelfeder 15 der Reibungskupplung 2 ist gegenüber der Hebelfeder 16 axial auf der anderen Seite der radialen Bereiche des gehäuseartigen Bauteils 12a vorgesehen. Die Hebelfeder 16 stützt sich mit einem radial äußeren Bereich an dem Verstellring 28 ab. Der Verstellring 28 ist in ähnlicher Weise wie dies in Zusammenhang mit dem Verstellring 20 beschrieben wurde, gegenüber dem gehäuseartigen Bauteil 12a verdrehbar und an diesem über ein Rampensystem axial abgestützt. Der Verstellring 28 bildet einen Bestandteil der Nachstelleinrichtung 29, die zwischen den radialen Bereichen des gehäuseartigen Bauteils 12a und der Hebelfeder 15 wirksam ist. Zwischen der Anpressplatte 9 und der Gegendruckscheibe 8 und/oder dem gehäuseartigen Bauteil 12a sind Drehmomentübertragungsmittel vorgesehen, die vorzugsweise durch an sich bekannte Blattfedern gebildet sind, welche axial derart vorgespannt sind, dass die Anpressplatte 9 axial gegen die Hebelfeder 15 gedrückt wird. Die axiale Gesamtkraft, welche auf die Hebelfeder 15 in Richtung nach rechts einwirkt, ist dabei derart bemessen, dass während des Betriebes des Kupplungsaggregates 1 eine axiale Verlagerung bzw. Verschwenkung der Hebelfeder 16 aufgrund zumindest von Resonanzerscheinungen und/oder Axialschwingungen bzw. Taumelschwingungen von zumindest einzelnen Bauteilen des Kupplungsaggregates 1 verhindert wird. Eventuell können zusätzlich zu den Blattfederelementen weitere Energiespeicher bzw. Federelemente vorgesehen werden, die auf die Anpressplatte 9 oder aber unmittelbar auf die Hebelfeder 15 einwirken.
Die Nachstelleinrichtung 29 umfasst weiterhin eine Sensoreinrichtung 30, die radial innerhalb und hier beabstandet von dem Verstellring 28 angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung 30 umfasst einen Sensorring 31, der ähnlich wie der Sensorring 24 gegenüber dem gehäuseartigen Bauteil 12a verdrehbar und über ein Rampensystem abgestützt ist. Weiterhin besitzt die Sensoreinrichtung 30 ein Sensorelement 32, das entweder mittelbar oder unmittelbar vom gehäuseartigen Bauteil 12a getragen wird. Das Sensorelement 32 besitzt zumindest einen, vorzugsweise mehrere über den Umfang verteilte Anschlagbereiche 33, die mit Gegenanschlagbereichen 34 zumindest beim Auftreten von Verschleiß an den Reibbelägen 6 der Kupplungsscheibe 4 zusammenwirken. Die Gegenanschlagbereiche 34 können durch Elemente gebildet sein, die mit der Hebelfeder 15 verbunden sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Gegenanschlagbereiche 34 durch einstückig mit der Hebelfeder 15 ausgebildete Zungen gebildet sind. Das Sensorelement 32 besitzt Bereiche 35, die mit axialer Vorspannung an Bereichen 36 des Sensorringes 31 zusammenwirken. Durch die axiale Vorspannung zumindest der Bereiche 35 wird der Sensorring 31 axial eingespannt, so dass eine Verdrehung desselben zumindest bei fehlendem Verschleiß an den Reibbelägen 6 vermieden wird. Dadurch wird eine unkontrollierte, nicht auf einen Verschleiß zurückzuführende Nachstellung der Nachstelleinrichtung 29 vermieden.
Das Sensorelement 32 kann ebenfalls durch ein ringförmiges Bauteil gebildet sein, das ähnlich ausgebildet mit dem gehäuseartigen Bauteil 12a verbunden und wirksam ist, wie dies in Zusammenhang mit dem Sensorelement 25 beschrieben wurde.
Der aus 1 ersichtliche axiale Abstand zwischen den Anschlagbereichen 33 und den Gegenanschlagbereichen 34 ist derart bemessen, dass bei voll geschlossener Reibungskupplung 2 und fehlendem Verschleiß an den Reibbelägen 6 lediglich ein Touchieren bzw. leichte Anlage zwischen diesen erfolgt, wodurch gewährleistet ist, dass der Sensorring 31 gegen Rotation blockiert bleibt. Das Schließen der Reibungskupplung 2 erfolgt in ähnlicher Weise wie dies in Verbindung mit der Reibungskupplung 3 beschrieben wurde. Es wird mittels einer Betätigungseinrichtung eine Schließkraft im Bereich der Spitzen der Hebelfeder 15 eingeleitet. Diese Schließkraft wird allmählich aufgebaut, und zwar so lange, bis die auf die Anpressplatte 9 ausgeübte Axialkraft ausreicht, um das vom Motor abgegebene Drehmoment über die Kupplungsscheibe 4 an das Getriebe weiterzuleiten. Die maximale Anpresskraft kann dabei zumindest einen konstanten Wert aufweisen. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Motors und des dabei abgegebenen Drehmomentes diese Schließkraft entsprechend anzupassen. Dies bedeutet, dass, wenn der Motor beispielsweise lediglich 50 % seines Nominaldrehmomentes abgibt, die Anpresskraft entsprechend reduziert werden kann. Eine ähnliche Betätigung ist auch für die Reibungskupplung 3 möglich.
Über den normalen Betätigungsweg der Reibungskupplungen 2, 3 muss stets gewährleistet sein, dass die Sensorringe 24, 31 an dem zugeordneten Sensorelement 25, 32 angefedert bleiben, um ein Abheben beziehungsweise eine zeitweise Entlastung zu verhindern, da ansonsten eine unkontrollierte, nicht auf einen Verschleiß zurückzuführende Sensierung eines Verschleißes erfolgen könnte, der an den Verstellringen 20, 28 nachfolgend zu einer unkontrollierten Nachstellung erfolgen würde. Die vorerwähnte Anfederung kann, wie bereits erwähnt, mittels der auf die Anpressplatten 9, 10 axial einwirkenden Blattfederelemente, die gleichzeitig die Drehmomentübertragung gewährleisten, erfolgen. Gemäß der Erfindung wird eine unkontrollierte Sensierung eines Verschleißes durch Bildung eines Formschlusses zwischen dem Sensorring 24, 31 und einem gehäusefesten Bauteil, beispielsweise dem gehäusefest angeordneten Sensorelement 25, 32 und/oder dem Gehäuse 12 wie gehäuseartigen Bauteil 12a selbst vermieden. Durch den Formschluss wird der Sensorring 24, 31 durch das Sensorelement 25, 32 drehfest und formschlüssig vorgespannt und erst bei der durch die sich bei Verschleiß axial verlagernden Hebelelemente 13, 14 gesteuerten Vorspannung der Sensorelemente 25, 32 zur Verdrehung freigegeben. Der Formschluss kann dabei durch Oberflächenprofile wie Verzahnungen ausgebildet sein, wobei eine Nachstellung dann erfolgt, wenn die Entlastung des Formschlusses durch das Sensorelement 25, 32 soweit erfolgt, dass eine axiale Entflechtung des Oberflächenprofils erfolgt. Hierbei hat sich eine axiale Profiltiefe zwischen 0,02 mm und 0,2 mm, vorzugsweise 0,05 mm bis 0,15 mm, als besonders vorteilhaft erwiesen. In diesem Bereich ist ein ausreichender Formschluss bei einer genügenden Auflösung der Verschleißabstände der Reibbeläge gegeben.
Die 2 bis 4 erläutern Lage und Ausführung des Formschlusses im Detail anhand der Nachstelleinrichtung 21 der 1. Die Ausführungen treffen in vergleichbarer Weise auf die Nachstelleinrichtung 29 der 1 zu. Im weiteren können auch die Verstellringe 20, 28 über einem dem Sensorring 24, 31 entsprechenden Formschluss mit dem Gehäuse 12 beziehungsweise der zugeordneten Hebelfeder 15, 16 (1) aufweisen.
2 zeigt einen konstruktiv ausgearbeiteten Ausschnitt des Kupplungsaggregats 1 der 1 in Ansicht. Der Übersicht halber sind hierbei die Zugmittel 17 und die Hebelfeder 16 der 1 abgenommen. Aus der 2 wird das Gehäuse 12 mit dem gehäuseartigen Bauteil 12a ersichtlich, an dem der Sensorring 24 aufgenommen ist. Das Sensorelement 25 spannt den Sensorring 24 axial vor. Hierzu sind an dem Sensorring 24 mehrere über den Umfang verteilte Einstellstücke 37 befestigt, beispielsweise mittels nicht dargestellter Nieten vernietet. Über die Einstellstücke 37 ist das Sensorelement 25 weiterhin drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Die Einstellstücke 37 weisen zur Beaufschlagung des Sensorrings 24 eine axiale Anlagefläche 38 auf, die sich in Anlagekontakt mit einer Anlagefläche 39 des Sensorrings 24 befindet. Die Vorspannung der beiden Anlageflächen 38, 39 aufeinander bleibt so lange erhalten, bis das Sensorelement 25 axial durch Verschleiß bedingt abgehoben beziehungsweise deren Vorspannung verringert wird, so dass der Sensorring 25 durch einen nicht dargestellten, beispielsweise an dem Haken 40 angreifenden, in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher unter Aufhebung des Formschlusses verdreht wird. Da der Sensorring 24 am Gehäuse 12 aufliegt und über den Umfang wirksame Rampen aufweist, nähert er sich axial dem Sensorelement 25 bei Verdrehung an, so dass wiederum eine Vorspannung und die Bildung des Formschlusses eintreten.
3 zeigt die in 2 dargestellte Anordnung weiter vergrößert. Aus 3 wird eine Alternative des Formschlusses zwischen den Anlageflächen 38, 39 deutlich. Hierzu ist an der Anlagefläche 39 des Sensorrings 24 eine Verzahnung 41 vorgesehen, in die eine Verzahnung 42 der Anlagefläche 38 des an dem Sensorelement 25 fest aufgenommenen Einstellstücks 37 eingreift. Zumindest eine der Verzahnungen 41, 42 kann als Sägeverzahnung mit in Richtung des Pfeils 43 verlaufenden Drehrichtung in des Sensorrings flacherem Zahnwinkel ausgebildet sein.
4 zeigt eine zusätzliche oder alternative Ausgestaltung des Formschlusses zwischen dem Sensorring 24 und dem Gehäuse 12. Wie zuvor bereits beschrieben weist der Sensorring 24 über den Umfang verteilte Rampen 44 auf, die mit dem Gehäuse 12, beispielsweise mit Gegenrampen 45 des Gehäuses 12 in Verbindung stehen. Der Formschluss kann im Kontaktbereich von Sensorring 24 und Gehäuse 12 durch Ausbildung von Verzahnungen 141, 142 gebildet werden und wird entsprechend der unter 3 gemachten Ausführungen abhängig von der Vorspannung durch das Sensorelement 25 (1 bis 3) gebildet und aufgehoben.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsaggregat
2: Reibungskupplung
3: Reibungskupplung
4: Kupplungsscheibe
5: Kupplungsscheibe
6: Reibbelag
7: Reibbelag
8: Gegendruckscheibe
8a: Lagerung
9: Anpressplatte
10: Anpressplatte
11: Antriebskorb
12: Gehäuse
12a: gehäuseartiges Bauteil
13: Hebelelement
14: Hebelelement
15: Hebelfeder
16: Hebelfeder
17: Zugmittel
18: abgewandtes Ende
19: Abwälzauflage
20: Verstellring
21: Nachstelleinrichtung
22: Spitzen
23: Sensoreinrichtung
24: Sensorring
25: Sensorelement
26: Anschlagbereich C
27: Gegenanschlagbereich
28: Verstellring
29: Nachstelleinrichtung
30: Sensoreinrichtung
31: Sensorring
32: Sensorelement
33: Anschlagbereich
34: Gegenanschlagbereich
35: Bereich
36: Bereich
37: Einstellstück
38: Anlagefläche
39: Anlagefläche
40: Haken
41: Verzahnung
42: Verzahnung
43: Pfeil
44: Rampe
45: Gegenrampe
141: Verzahnung
142: Verzahnung

Claims

Kupplungsaggregat (1) mit wenigstens einer Reibungskupplung (2, 3), bestehend aus wenigstens einer Anpressplatte (9, 10), die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse (12) verbunden ist, einer drehfest gegenüber dem Gehäuse (12) angeordneten Gegendruckscheibe (8) und zwischen Gehäuse (12) und Anpressplatte (9, 10) in ringförmiger Anordnung vorgesehenen Hebelelementen (13, 14), die an einer vom Gehäuse (12) getragenen Abwälzauflage verschwenkbar abgestützt sind, wobei zwischen den Hebelelementen (13, 14) und dem Gehäuse (12) eine automatische Nachstelleinrichtung (21, 29) angeordnet ist, die zumindest eine partielle Kompensation eines Verschleißes der Reibbeläge (6, 7) einer zwischen der zumindest einen Anpressplatte (9, 10) und der Gegendruckscheibe (8) einspannbaren Kupplungsscheibe (4, 5) bewirkt, indem der Verschleiß durch einen Überweg der Hebelelemente (13, 14) mittels eines Sensorelements (25, 32) erfasst und der Verschleiß durch einen vom Sensorelement (25, 32) gegen das Gehäuse (12) gebremsten und bei vorliegendem Verschleiß zu einer teilweisen Verdrehung freigegebenen, in Umfangsrichtung Rampen enthaltenden Sensorring (24, 31) ausgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorring (24, 31) bei nicht beabsichtigter Nachstellung mittels eines durch die Vorspannung des Sensorelements (25, 32) bewirkten Formschlusses, der durch sich axial übergreifende Oberflächenprofile gebildet ist, an einer Verdrehung gehindert ist, wobei die Oberflächenprofile Verzahnungen (41, 42, 141, 142) sind, und der Formschluss zwischen einer Verzahnung (142) am Gehäuse (12) und einer Verzahnung (141) am Sensorring (24, 31) ausgebildet ist.
Kupplungsaggregat (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (141) an Rampen (44) des Sensorrings (24, 31) vorgesehen ist.