DE102011018416B4

DE102011018416B4 - Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102011018416B4
Application number: DE102011018416.3A
Authority: DE
Inventors: Valeri Schuller; Michael Birk
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: DE102011018416A1

Abstract

Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung, umfassendein Rampensystem zur axialen Verschiebung einer Anpressplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung, wobeidas Rampensystem einen Verstellring (10) zur Abstützung an der Anpressplatte aufweist,wobei der Verstellring (10) zur Aufnahme eines Anschlagelementes einen nach radial außen ausgebildeten Radialabschnitt (12) aufweist,dadurch gekennzeichnet, dassder Radialabschnitt (12) ein Stützelement (20) zur radialen Abstützung des Anschlagelementes aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung, mit deren Hilfe ein unbeabsichtigtes Nachstellen einer Anpressplatte vermieden werden kann.
Reibungskupplungen können zum Ausgleich eines auftretenden Verschleißes von Reibbelägen mit einer kraftgesteuerten Nachstelleinrichtung versehen sein. Hier wird eine infolge eines Verschleißes ungünstige Entwicklung der Anpresskraft eines die Druckplatte der Reibungskupplung beaufschlagenden Hebelsystems, beispielsweise einer Tellerfeder, erfasst und abhängig von der Anpresskraft eine Nachstellung bewirkt. Alternativ kann ein bei einem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe auftretender Fehlabstand zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Hebelsystem ermittelt und abhängig von dem Fehlabstand korrigiert werden. Zur Korrektur werden dabei zwischen der Druckplatte und dem Hebelsystem angeordnete Ausgleichsmittel wie Rampensysteme oder Gewinde verdreht.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2010 045 791 A1 eine Reibungskupplung zumindest bestehend aus einem Gehäuse mit einer drehfest und axial begrenzt zu diesem verlagerbar angeordneten Anpressplatte, die von einem sich am Gehäuse abstützenden Hebelsystem gegenüber einer gehäusefest angeordneten Gegendruckplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe axial verlagerbar ist, bekannt. Bei Unterschreiten eines bei verspannten Reibbelägen gebildeten Abstands zwischen Anpressplatte und Gegendruckplatte wird ein Formschluss zwischen einem mit einer Spindel eines an der Anpressplatte angeordneten Spindeltriebs zum Drehantrieb eines zwischen Anpressplatte und Hebelsystem angeordneten Verstellrings verbundenen Ritzel und einer am Gehäuse befestigten Antriebsklinke gebildet. Dieser Formschluss wird während einer Betätigungsbewegung der Anpressplatte gegenüber dem Gehäuse nach einem Verdrehen des Ritzels mittels der Antriebsklinke gelöst. Aufgrund von dynamischen Einflüssen kann es bei Reibungskupplungen zu einem unbeabsichtigten Nachstellen des Ausgleichsmittels, beispielsweise des Rampensystems, kommen, wodurch es zu einem frühzeitigen Verschleiß und Ausfall der Reibungskupplung kommen kann.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung zu schaffen, die ein unbeabsichtigtes Nachstellen des Ausgleichsmittels vermeidet.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüche angegeben.
Die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung umfasst ein Rampensystem zur axialen Verschiebung einer Anpressplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung, wobei das Rampensystem einen Verstellring zur Abstützung an der Anpressplatte aufweist, wobei der Verstellring zur Aufnahme eines Anschlagelementes einen nach radial außen ausgebildeten Radialabschnitt aufweist. Erfindungsgemäß weist der Radialabschnitt ein Stützelement zur radialen Abstützung des Anschlagelementes auf.
Das Rampensystem der Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung kann mittels eines auf einer Spindel angeordneten Ritzels in eine relative Verdrehung versetzt werden. Das Ritzel ist dabei über eine in das Ritzel formschlüssig eingreifende Klinke betätigbar, wobei die Klinke bei einer Betätigung der Reibungskupplung in axialer Richtung relativ zu dem Ritzel bewegbar ist. Durch die Betätigung des auf der Spindel angeordneten Ritzels ist eine mit dem Verstellring verbundene Spindelmutter auf der Spindel und tangential zu dem Verstellring bewegbar, wobei der Verstellring in eine relative Bewegung versetzt wird. Der Verstellring kann Rampenflächen zur Abstützung an der mit entsprechenden Rampenflächen ausgebildeten Anpressplatte aufweisen. Zur Beeinflussung oder Steuerung der axialen Bewegung der Klinke kann ein Anschlagelement vorgesehen sein, welches klinkenseitig angeordnet sein kann. Das Anschlagelement kann, beispielsweise einstückig, an der Klinke und/oder als eine separate Klinkenfeder ausgebildet sein. Zur Aufnahme des Anschlagelementes kann der Verstellring mindestens einen zumindest teilweise an seinem Umfang radial nach außen ausgebildeten Radialabschnitt aufweisen, wobei der Radialabschnitt in radialer Richtung über den Verstellring hinausragen kann. Das Anschlagelement kann an einer axialen Fläche des Radialabschnittes den Radialabschnitt und/oder den Verstellring kontaktieren. Der Radialabschnitt weist zudem ein Stützelement auf, welches derart ausgebildet ist, dass das Anschlagelement in radialer Richtung abstützbar ist, wodurch eine radial nach außen gerichtete Bewegung des Anschlagelementes vermieden werden kann.
Durch das Stützelement des Radialabschnittes kann eine durch dynamische Einflüsse, beispielsweise durch auf den Verstellring und das Anschlagelement wirkende Fliehkraft, eine nach radial außen gerichtete Bewegung des Anschlagelementes vermieden werden. Dadurch kann ein fliehkraftbedingtes Abgleiten des Anschlagelementes von der axialen Fläche des Radialabschnittes und ein radial außenseitiges, stirnseitiges, Verklemmen mit dem Radialabschnitt vermieden werden. Das stirnseitige Verklemmen des Anschlagelementes kann bewirken, dass bei einer Betätigung der Reibungskupplung die Klinke nicht korrekt abhebbar ist, wodurch bei jeder Kupplungsbetätigung eine Verschleißnachstellung eines nicht vorhandenen Verschleißes erfolgen könnte. Durch das Stützelement kann ein stirnseitiges Verklemmen des Anschlagelementes vermieden werden, wodurch bei einer Betätigung der Reibungskupplung eine zuverlässige axiale Bewegung der Klinke unter dynamischen Einflüssen, insbesondere einer hohen Fliehkrafteinwirkung, ermöglicht werden kann. Dadurch kann durch das Stützelement ein unbeabsichtigtes Verschleißnachstellen vermieden werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist das Stützelement in Form eines Kragens ausgebildet, wobei der Kragen radial außen an dem Radialabschnitt angeordnet ist, und der Kragen zumindest teilweise in axialer Richtung ausgebildet ist. Das Stützelement in Form eines Kragens kann einstückig mit dem Radialabschnitt und/oder dem Verstellring ausgebildet sein. Der Kragen kann zumindest teilumfänglich radial außen an dem Radialabschnitt ausgebildet sein, oder entlang der gesamten Außenkante des Radialabschnittes erstrecken. Der Kragen kann in axialer Richtung zu der Klinke hin ausgebildet sein. In axialer Richtung kann das Stützelement durch den Kragen, beispielsweise klinkenseitig, eine nutförmige Aufnahme für das Anschlagelement ausbilden. Ein freies Ende des beispielsweise klinkenseitig angeordneten Anschlagelementes kann in einer durch den Kragen ausgebildeten nutförmigen oder rinnenförmigen Aufnahme angeordnet sein. Dadurch kann das Anschlagelement gegen eine fliehkraftbedingte radial nach außen gerichtete Bewegung abgestützt werden.
Vorzugsweise ist der Kragen in Form eines Bleches ausgebildet. Der Kragen kann dabei beispielsweise eine an den Enden des Radialabschnittes abgeflachte Form aufweisen. Das Blech kann beispielsweise durch Schweißen mit dem Radialabschnitt verbunden sein. Dadurch kann kostengünstig ein erfindungsgemäßes Stützelement bei bestehenden Verstellringen ohne konstruktiven Aufwand nachgerüstet werden.
Besonders bevorzugt weist das Stützelement in radialer Richtung eine Dicke von 0,4 mm und in axialer Richtung eine Höhe von 1,6 mm auf. Durch die Dicke von 0,4 mm in radial nach außen gerichteter Richtung des Stützelementes kann bei einer entsprechenden Werkstoffauswahl eine auch für hohe Drehzahlen hinreichende Festigkeit des Stützelementes gewährleistet werden. Die Höhe des Stützelementes kann radial innenseitig oder radial außenseitig 1,6 mm betragen. Die Höhe des Stützelementes, die Erstreckung in axialer Richtung, von 1,6 mm kann bei einem fliehkraftbedingten Verformen des Anschlagelementes ein Herausspringen des Anschlagelementes über das Stützelement verhindern.
Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung umfassend mindestens eine wie vorstehend aus- und weitergebildete Nachstelleinrichtung. Durch das Stützelement kann eine unbeabsichtigte Verschleißnachstellung durch dynamische Einflüsse vermieden werden. Durch ein mit einer Spindel verbundenes Ritzel kann eine auf der Spindel aufgenommene Spindelmutter bei Verdrehung der Spindel einen zwischen der Anpressplatte und einem Betätigungssystem angeordneten Verstellring des Rampensystems verdrehen, wodurch der ursprüngliche Abstand des Hebelsystems zur Anpressplatte wiederhergestellt werden kann. Das Betätigungssystem kann insbesondere einen als Tellerfeder ausgestalteten Hebel zum axialen Bewegen der Anpressplatte aufweisen. Dabei gleitet während des Hubs der Gegenplatte gegenüber der Anpressplatte die Klinke auf den Zähnen des Ritzels und rastet bei einem vorgegebenen Verschleiß in eine Zahnlücke zwischen zwei Zähnen ein. Die Klinke nimmt beim nächsten Öffnungsvorgang der Reibungskupplung das Ritzel formschlüssig mit und verdreht dabei das Ritzel und damit die Spindel, wodurch die Spindelmutter den Verstellring um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht und die Reibungskupplung damit nachstellt.
Ein Betätigungssystem zur Betätigung der Nachstelleinrichtung kann als ein Hebelsystem ausgestaltet sein, wobei unter einem Hebelsystem insbesondere eine Hebeleinrichtung zu verstehen ist, die sich unter Ausbildung eines in einer beispielsweise gezogenen Reibungskupplung einarmigen Hebels oder in einer gedrückten Reibungskupplung zweiarmigen Hebels an dem Kupplungsgehäuse abstützt, wobei der Hebel gegen das Gehäuse axial mittels eines oder mehrerer Energiespeicher verspannt ist, um eine Anpresskraft gegenüber der Anpressplatte aufbringen zu können, wodurch diese unter Ausbildung eines Reibeingriffs mit den Reibbelägen einer Kupplungsscheibe mit einer Gegenplatte, die als Einmassenschwungrad oder als Sekundärteil eines Zweimassenschwungrads ausgebildet sein kann, axial verspannt wird. Vorzugsweise kann das Hebelsystem als Tellerfeder ausgebildet sein, die mittels eines radial äußeren Kraftrands als Energiespeicher dient und radial innen mittels Tellerfederzungen von dem Betätigungssystem axial betätigt wird, indem dieses die Tellerfederzungen zum Öffnen der Reibungskupplung gegen sich zieht. Zur Rückstellung der Anpressplatte während eines Ausrückvorgangs mit nachlassender Anpresskraft sind zwischen dem Kupplungsgehäuse und der Anpressplatte axial der Anpresskraft entgegenwirkende Energiespeicher wie Blattfedern vorgesehen, die die Anpressplatte in Richtung Kupplungsgehäuse bei nachlassender Anpresskraft während des Ausrückvorgangs der Reibungskupplung verlagern. Ein Teil der Rückstellkraft dieser Energiespeicher kann vorzugsweise zur Nachstellung der Reibungskupplung verwendet werden, wobei diese entsprechend für diesen Vorgang dimensioniert sind.
Die Nachstelleinrichtung kann eine Verdreheinrichtung steuern, die auf der Anpressplatte aufgenommen sein kann, beispielsweise kann eine Blechhalterung mit der Anpressplatte vernietet sein, mittels derer die Verdreheinrichtung aufgenommen ist. Die Verdreheinrichtung kann in der Weise ausgestaltet sein, dass eine axial auf die Verdreheinrichtung übertragene Kraft mittels eines Getriebes in eine in Umfangsrichtung auf das Rampensystem wirkende Kraft umgelenkt wird. Vorteilhafterweise kann die Verdreheinrichtung eine verdrehbar auf der Anpressplatte aufgenommene Spindel sein, die von dem Ritzel angetrieben wird und eine Spindelmutter aufnimmt, die in ein ringförmig ausgestaltetes Rampensystem formschlüssig eingreift. Das Rampensystem kann dabei beispielsweise ein Verstellring mit axial ausgebildeten, über den Umfang verteilten Rampen sein, der mit an der Anpressplatte korrespondierend angeformten oder angebrachten Gegenrampen in Wechselwirkung tritt, so dass die axiale Höhe bei Verdrehung der Rampen in Richtung der gegenläufigen Rampensteigungen von Verstellring und Gegenrampen zunimmt. Der Verstellring kann für einen formschlüssigen Eingriff der Spindelmutter eine der Anzahl von Eingriffsmitteln entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweisen, mit denen die Eingriffsmittel einen Formschluss bilden. Dabei können die Eingriffsmittel an der Spindelmutter vorgesehene, beispielsweise aus dem Material dieser ausgeformte, kalottenartige, ballige oder ähnlich geformte Profile sein, die in die Ausnehmungen verschwenkbar eingreifen, so dass sich bei einer linearen Verlagerung der Spindelmutter entlang der Spindel die Profile der von diesen in einem Kreisbogen verdrehten Ausnehmungen entsprechend in den Ausnehmungen verschwenken beziehungsweise mit einem Radialspiel in den Ausnehmungen verlagern können. Dabei können die Profile einen Außenradius aufweisen, der an eine kreisbogenförmige Ausbildung der Ausnehmungen und an die relative Verdrehung von Spindelmutter und Verstellring angepasst sind, so dass sich diese gegeneinander ohne Spiel bei einem Nachstellvorgang verdrehen. Es hat sich gezeigt, dass zwei mit zwei Profilen in Wechselwirkung tretende Ausnehmungen vorteilhaft sein können, wobei die Profile auch an dem Verstellring und die Ausnehmungen an der Spindelmutter vorgesehen sein können. Es versteht sich, dass die Spindelmutter auf der Spindel gegen Verdrehung gesichert verlagert wird. Die Steigung des Gewindes der Spindel und der Spindelmutter sind so ausgebildet, dass die Verdreheinrichtung selbsthemmend wirkt. Andererseits kann die Steigung des Gewindes an den gewünschten Verdrehwinkel des Verstellrings angepasst werden, um den dieser bei einem Nachstellvorgang verdreht werden soll.
Zur Steuerung der Verdrehung durch die Nachstelleinrichtung treten die Nachstelleinrichtung und die Verdreheinrichtung im Nachstellfall formschlüssig miteinander in Wechselwirkung. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Nachstelleinrichtung am Kupplungsgehäuse befestigt ist, so dass während der Montage das Kupplungsgehäuse mit Hebelsystem und Nachstelleinrichtung und die Anpressplatte mit Rampensystem als voneinander unabhängige Module teilmontiert werden können. Das Ritzel weist ein Umfangsprofil auf, beispielsweise am Außenumfang oder einem axial abgesetzten kleineren Radius über den Umfang verteilte Zähne, die zur besseren Ausbildung eines Formschlusses mit der Nachstelleinrichtung sägezahnartig von der Anpressplatte wegweisend ausgebildet sein können.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Kurbelwelle und einer mit der Kurbelwelle verbundenen Reibungskupplung zum Kuppeln der Kurbelwelle mit mindestens einer Getriebeeingangswelle. Die Reibungskupplung kann wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verstellringes;
2: eine vergrößerte Ansicht des in 1 dargestellten Verstellringes.

Der in 1 dargestellte Verstellring 10 einer Nachstelleinrichtung (nicht dargestellt) weist an einem Teilbereich seines Umfanges einen Radialabschnitt 12 auf. Der Radialabschnitt 12 ist radial nach außen über den Umfang des Verstellringes 10 hinaus ausgebildet, wobei der Verstellring 10 radial außenseitig an dem Radialabschnitt 12 eine Ausnehmung 14 aufweist. Der Radialabschnitt 12 weist eine klinkenseitig angeordnete axiale Fläche 16 zur Aufnahme und/oder axialen Abstützung eines Anschlagelementes (nicht dargestellt) auf. Radial außenseitig, an einer Stirnfläche 18 des Radialabschnittes 12 ist ein Stützelement 20 angeordnet. Das Stützelement 20 ist entlang der gesamten Stirnseite 18 des Radialabschnittes 12 ausgebildet und bildet einen in axialer Richtung ausgeformten Kragen aus, wodurch die axiale Fläche 16 radial außenseitig begrenzt ist.
In der vergrößerten Ansicht (2) des Verstellringes 10 ist gezeigt, dass das Stützelement 20 in Form eines Bleches ausgebildet ist, welches an der Stirnfläche 18 des Radialabschnittes 12, beispielsweise durch Schweißen, angeordnet ist. Das Stützelement 20 erstreckt sich entlang der Stirnfläche 18 des Radialabschnittes 12. An jedem Ende weist das Stützelement 20 eine Abflachung 22 auf, wobei die Höhe des Stützelementes 20 bis auf die Höhe des Radialabschnittes 12 abnimmt.
Bezugszeichenliste

10: Verstellring
12: Radialabschnitt
14: Ausnehmung
16: axiale Fläche
18: Stirnfläche
20: Stützelement
22: Abflachung

Claims

Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung, umfassend ein Rampensystem zur axialen Verschiebung einer Anpressplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung, wobei das Rampensystem einen Verstellring (10) zur Abstützung an der Anpressplatte aufweist, wobei der Verstellring (10) zur Aufnahme eines Anschlagelementes einen nach radial außen ausgebildeten Radialabschnitt (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialabschnitt (12) ein Stützelement (20) zur radialen Abstützung des Anschlagelementes aufweist.
Nachstelleichrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (20) in Form eines Kragens ausgebildet ist, wobei der Kragen radial außen an dem Radialabschnitt (12) angeordneten ist, und der Kragen zumindest teilweise in axialer Richtung ausgebildet ist.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen in Form eines Bleches ausgebildet ist.
Nachstelleichrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (20) in radialer Richtung eine Dicke von 0,4 mm und in axialer Richtung eine Höhe von 1,6 mm aufweist.
Reibungskupplung, umfassend mindestens ein Nachstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4.