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Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes.
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Es ist bekannt, dass Reibungskupplungen zum Ausgleich eines auftretenden Verschleißes von Reibbelägen mit einer Nachstelleinrichtung versehen sind. Hier wird eine infolge eines Verschleißes ungünstige Entwicklung der Anpresskraft eines eine Gegenplatte der Reibungskupplung beaufschlagenden Betätigungssystems zur Bewegung der Anpressplatte, 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 Betätigungssystem ermittelt („sensieren“) und abhängig von dem Fehlabstand korrigiert werden. Zur Korrektur werden dabei zwischen der Gegenplatte und dem Betätigungssystem angeordnete Ausgleichsmittel wie Rampensysteme oder Gewinde verdreht.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine Reibungskupplung mit einer Nachstelleinrichtung zu schaffen, wobei die Nachstelleinrichtung mit einem neuen Nachstellmechanismus versehen ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Reibungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Reibungskupplung zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen mit einer Gegenplatte, die in Axialrichtung verlagerbar ist, einer relativ zur Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte und einer an der Gegenplatte abgestützten Nachstelleinrichtung zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Anpressplatte zur Gegenplatte, wobei die Nachstelleinrichtung einen in Umfangsrichtung verdrehbaren Rampenring, der mit mehreren in Axialrichtung abstehenden Rampen versehen ist, und ein an dem Rampenring angreifendes Spindelsystem zum Verdrehen des Rampenrings aufweist, wobei das Spindelsystem ein Kraftspeicherelement zum Zwischenspeichern einer Vorspannkraft aufweist, die beim Verschleiß der Kupplungsscheibe durch ein Schließen der Reibungskupplung erzeugt und beim nächsten Öffnungsvorgang der Reibungskupplung zum Verdrehen des Rampenrings wieder freigesetzt ist.
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Wie oben erwähnt ist die Nachstelleinrichtung zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands einer Anpressplatte zu einer Gegenplatte einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Bei der bekannten Kupplung ist die Nachstelleinrichtung auf Seiten der Anpressplatte, wie z.B. zwischen der Anpressplatte und der Tellerfeder oder zwischen der Tellerfeder und dem Kupplungsdeckel angeordnet. Die Erfindung ermöglicht, dass eine Nachstelleinrichtung nicht auf Seiten der Anpressplatte, sondern auf Seiten der Gegenplatte, insbesondere in einem an der Gegenplatte angeordneten Massenschwungradsystem angeordnet sein kann. Das Massenschwungradsystem kann beispielsweise als Einmassenschwungradsystem oder Zweimassenschwungradsystem ausgestaltet sein. Die Nachstelleinrichtung ist mit einem Rampenring und einem an dem Rampenring angreifenden Spindelsystem zum Verdrehen des Rampenrings versehen. Dieses Spindelsystem weist ein Kraftspeicherelement zum Zwischenspeichern einer Vorspannkraft auf. Beim Verschleiß der Kupplungsscheibe wird die Vorspannkraft durch ein Schließen der Reibungskupplung erzeugt und in dem Kraftspeicherelement gespeichert. Diese Vorspannkraft wird beim nächsten Öffnungsvorgang der Reibungskupplung wieder freigesetzt. Unter Wirkung dieser Vorspannkraft wird der Rampenring um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht, um die Reibungskupplung dadurch nachzustellen.
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Vorteilhaft kann das Spindelsystem eine mit dem Rampenring formschlüssig verbundene Spindel aufweisen, an der das Kraftspeicherelement derart angeordnet ist, dass die Vorspannkraft in dem Kraftspeicherelement durch eine translatorische Bewegung der Spindel erzeugt werden kann. Beispielsweise kann das Kraftspeicherelement als Druckfeder ausgebildet sein. Bei einem vorgegebenen Verschleiß der Kupplungsscheibe kann die Spindel durch das Schließen der Reibungskupplung von der Anpressplatte verdreht werden. Da im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung der Rampenring unter der Wirkung der Anpresskraft der Anpressplatte geklemmt ist, kann der Rampenring in diesem Zustand nicht bewegt werden. In diesem Fall kann die Rotationsbewegung der Spindel durch die formschlüssige Verbindung, insbesondere durch die Verzahnung zwischen der Spindel und dem Rampenring in eine translatorische Bewegung umgesetzt werden. Durch diese translatorische Bewegung der Spindel kann die an der Spindel angeordnete Druckfeder zusammengedruckt werden. Somit kann eine Vorspannkraft in der Druckfeder gespeichert werden. Wenn die Reibungskupplung wieder ausgerückt wird, ist der Rampenring nicht mehr mit der Anpresskraft geklemmt. Demzufolge wird die in der Druckfeder gespeicherte Vorspannkraft wieder freigegeben. Unter der Wirkung dieser Vorspannkraft kann die Spindel von der Druckfeder zurück geschoben werden. Durch die Verzahnung zwischen der Spindel und dem Rampenring kann der Rampenring von der Spindel um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht werden, um die Reibungskupplung dadurch nachzustellen.
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Insbesondere kann das Spindelsystem eine von der Anpressplatte betätigbare Antriebsfeder zum Ermitteln des verschleißbedingten Fehlabstands der Anpressplatte zur Gegenplatte aufweisen, wobei die Spindel von der Antriebsfeder verdrehbar ist. Beispielsweise kann die Spindel ein Ritzel umfassen, das mit der Spindel drehfest verbunden ist. Zum Verdrehen des Ritzels der Spindel kann die Antriebsfeder eine in den Umfang des Ritzels eingreifbare Antriebsklinke aufweisen. Bei einem vorgegebenen Verschleiß der Kupplungsscheibe wird die Antriebsfeder durch die Bewegung der Anpressplatte zu der Gegenplatte von der Anpressplatte betätigt. Demzufolge wird das Ritzel der Spindel von der Antriebsklinke der Antriebsfeder verdreht.
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Vorzugsweise kann das Spindelsystem ein Schneckenrad zur formschlüssigen Verbindung mit dem Rampenring aufweisen, wobei das Schneckenrad auf der Spindel drehfest fixiert ist. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Rampenring und dem Schneckenrad kann beispielsweise durch ein Verzahnen erfolgen. Zum Verzahnen mit dem Rampenring kann das Schneckenrad mit mehreren Schneckengewinden versehen sein. Beispielsweise können die Spindel und das Schneckenrad einteilig ausgestaltet sein. In diesem Fall können die Schneckengewinde direkt aus der Spindel ausgeformt sein. Es ist ebenfalls möglich, dass das Schneckenrad separat zu der Spindel ausgebildet ist. Die Befestigung des Schneckenrades auf der Spindel kann beispielsweise durch Schrauben oder Schweißen erfolgen.
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Insbesondere kann der Rampenring mehrere Verbindungszähne zur formschlüssigen Verbindung mit dem Schneckenrad aufweisen. Wie oben erwähnt, kann die formschlüssige Verbindung zwischen dem Rampenring und dem Schneckenrad beispielsweise durch ein Verzahnen erfolgen. Vorteilhaft können die Formen der Verbindungszähne und der Schneckengewinde einander angepasst werden. Durch die Verzahnung zwischen den Schneckengewinden des Schneckenrades und den Verbindungszähnen des Rampenrings kann eine Rotationsbewegung des Schneckenrades in eine translatorische Bewegung umgesetzt werden.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass ein an der Gegenplatte angeordnetes Massenschwungradsystem vorgesehen sein kann, wobei die Nachstelleinrichtung in dem Massenschwungradsystem integriert sein kann. Beispielsweise kann das Massenschwungradsystem eine Schwungscheibe und mehrere Reibringe aufweisen, wobei der Rampenring zwischen der Schwungscheibe und einem Reibring oder zwischen zwei Reibringen angeordnet sein kann. Beispielsweise kann ein Reibring als Gegenplatte der Reibungskupplung ausgestaltet sein.
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Vorzugsweise kann das Massenschwungradsystem mit einer Schwungscheibe versehen sein, wobei der Rampenring zwischen der Schwungscheibe und der Gegenplatte angeordnet sein kann. Beispielsweise kann die Gegenplatte über ein Federelement an der Schwungscheibe in Axialrichtung verlagerbar angeordnet sein. Das Federelement kann beispielsweise mehrere Blattfedern umfassen.
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Beispielsweise kann die Schwungscheibe mehrere in axialer Richtung abstehende Gegenrampen zur Ausbildung eines Gegenlagers für die Rampen des Rampenrings aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Gegenrampen an der Gegenplatte angeordnet sind. Insbesondere können die Gegenrampen im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sein. Vorteilhaft kann die Anzahl der Gegenrampen der Anzahl der Rampen des Rampenrings entsprechen.
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Vorteilhaft können die Gegenrampen direkt aus der Schwungscheibe ausgeformt sein. In dem Fall, dass die Gegenrampen an der Gegenplatte angeordnet sind, können die Gegenrampen ebenfalls direkt aus der Gegenplatte ausgeformt sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht einer Reibungskupplung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2: eine schematische Draufsicht einer Nachstelleinrichtung der Reibungskupplung aus 1,
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3: eine schematische Schnittansicht einer Reibungskupplung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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4: eine schematische Schnittansicht der Reibungskupplung aus 3 in einer geschlossenen Situation, wobei der Reibungskupplung sich in einem normalen Betriebszustand befindet,
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5: eine schematische Schnittansicht der Reibungskupplung aus 3 in einer teilweise geöffneten Situation, wobei der Reibungskupplung sich in einem normalen Betriebszustand befindet,
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6: eine schematische Schnittansicht der Reibungskupplung aus 3 in einer geöffneten Situation, wobei der Reibungskupplung sich in einem normalen Betriebszustand befindet,
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7: eine schematische Schnittansicht der Reibungskupplung aus 3 in einer geschlossenen Situation, wobei der Reibungskupplung sich in einem Verschleißzustand befindet, und
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8: eine schematische Schnittansicht der Reibungskupplung aus 3 in einer geöffneten Situation, wobei der Reibungskupplung sich in einem Verschleißzustand befindet.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Reibungskupplung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Reibungskupplung 10 weist einen Kupplungsdeckel 14 und eine mit Hilfe von einer Tellerfeder 16 axial bewegbare Anpressplatte 18 auf, die mit Hilfe von der Tellerfeder 16 auf eine Gegenplatte 20 bewegt werden kann, um eine mit Reibbelägen 22 versehene Kupplungsscheibe 24 zwischen der Anpressplatte 18 und der Gegenplatte 20 zum Schließen der Reibungskupplung 10 zu verpressen. Diese Reibungskupplung 10 ist ferner mit einem Massenschwungradsystem 12 versehen. Das Massenschwungradsystem 12 weist einen Anlasserzahnkranz 26 und eine Schwungscheibe 28 auf, mit der ein Deckel 30 verbunden ist. Zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Anpressplatte 18 zu der Gegenplatte 20 ist das Massenschwungradsystem 12 mit einer Nachstelleinrichtung 32 versehen, die in dem Deckel 30 angeordnet ist. Die Nachstelleinrichtung 32 weist einen in Umfangsrichtung verdrehbaren Rampenring 34 auf, wobei der Rampenring 34 mit mehreren in axialer Richtung abstehenden Rampen 36 versehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Rampenring 34 zwischen der Schwungscheibe 28 und der Gegenplatte 20 angeordnet. Die Schwungscheibe 28 weist mehrere in axialer Richtung abstehende Gegenrampen 38 auf. Zum Verdrehen des Rampenrings 34 relativ zur Schwungscheibe 28 ist die Nachstelleinrichtung 32 mit einer an dem Rampenring 34 angreifenden Spindelsystem 40 versehen. Das Spindelsystem 40 weist eine Spindel 42, ein auf der Spindel 42 drehfest fixiertes Schneckenrad 44 und ein drehfest mit der Spindel 42 verbundenes Ritzel 46 auf. Das Ritzel 46 weist mehrere in den Umfang des Ritzels 46 verteilte Zähne 47 auf. Das Ritzel 46 kann von einer in die Zähnen 47 des Ritzels 46 eingreifbaren Antriebsklinke 48 verdreht werden. Wie in 1 gezeigt ist die Antriebsklinke 48 an einer Antriebsfeder 50 fixiert. Die Antriebsfeder 50 kann durch ein an der Antriebsfeder 50 fixiertes Betätigungselement 52 von der Anpressplatte 18 betätigt werden.
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Wie man aus 2 erkennen kann, ist ein als Druckfeder 54 ausgestaltetes Kraftspeicherelement 56 an der Spindel 42 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Druckfeder 54 zwischen der Spindel 42 und einem Befestigungshalter 58 angeordnet, wobei der Befestigungshalter 58 zur Befestigung des Spindelsystems 40 auf der Schwungscheibe 28 fixiert ist. Wie anhand von 2 ferner zu erkennen ist, weist der Rampenring 34 mehrere Verbindungszähne 60 zur formschlüssigen Verbindung mit dem Schneckenrad 44 auf. Entsprechend ist das Schneckenrad 44 mit mehreren Schneckengewinden 62 zur formschlüssigen Verbindung mit dem Rampenring 34 versehen. Durch das Eingreifen der Schneckengewinde 62 zwischen den Verbindungszähnen 60 des Rampenrings 34 ist das Schneckenrad 44 des Spindelsystems 40 mit dem Rampenring 34 formschlüssig verbunden.
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Bei einem vorgegebenen Verschleiß der Kupplungsscheibe 24 wird das an der Antriebsfeder 50 fixierte Betätigungselement 52 durch das Schließen der Reibungskupplung 10 von der Anpressplatte 18 nach unten gedrückt. Demzufolge wird das Ritzel 46 von der Antriebsklinke 48 der Antriebsfeder 50 verdreht. Somit drehen sich ebenfalls das Schneckenrad 44 und die Spindel 42. Da im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung 10 der Rampenring 34 unter der Wirkung der Anpresskraft der Anpressplatte 18 geklemmt ist, kann der Rampenring 34 in diesem Zustand nicht bewegt werden. Die Rotationsbewegung der Spindel 42 bzw. des Schneckenrads 44 wird durch die Verzahnung zwischen den Schneckengewinden 62 und den Verbindungszähnen 60 des Rampenrings 34 in eine translatorische Bewegung umgesetzt. Durch diese translatorische Bewegung der Spindel 42 wird die zwischen der Spindel 42 und dem Befestigungshalter 58 angeordnete Druckfeder 54 zusammengedruckt. Somit wird eine Vorspannkraft in der Druckfeder 54 erzeugt und gespeichert. Wird die Reibungskupplung 10 ausgerückt, ist der Rampenring 34 nicht mehr mit der Anpresskraft geklemmt, sondern lediglich durch die Klemmkraft der Antriebsfeder 50, wobei die Klemmkraft der Antriebsfeder 50 kleiner als die in der Druckfeder 54 gespeicherte Vorspannkraft ist. Beim Ausrückvorgang der Reibungskupplung 10 wird die in der Druckfeder 54 gespeicherte Vorspannkraft wieder freigegeben. Unter der Wirkung dieser Vorspannkraft werden die Spindel 42 und das Schneckenrad 44 von der Druckfeder 54 in der zu dem Befestigungshalter 58 abgewandten Richtung zurück geschoben. Dadurch werden die Verbindungszähne 60 des Rampenrings 34 von der Schneckengewinde 62 des Schneckenrads 44 geschoben, wodurch der Rampenring 34 um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht wird, um die Reibungskupplung 10 dadurch nachzustellen.
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Reibungskupplung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Unterschied zwischen der Reibungskupplung 10 aus 1 und der Reibungskupplung aus 3 liegt in der Ausgestaltung von der Antriebsfeder 50 und dem Betätigungselement 52. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Betätigungselement 52 nicht an der Antriebsfeder 50 fixiert, sondern an der Anpressplatte 18 angeordnet. Wie in 3 gezeigt weist die Nachstelleinrichtung 32 ein Wegbegrenzungselement 64 zur Begrenzung des Anhebens der Antriebsfeder 50 auf. Dieses Wegbegrenzungselement 64 ist an dem Deckel 30 des Massenschwungradsystems 12 befestigt. Wie anhand von 3 ferner zu erkennen ist, ist die Gegenplatte 20 über ein Federelement 66 an der Schwungscheibe 28 in Axialrichtung verlagerbar angeordnet. Das Federelement 66 kann beispielsweise mehrere Blattfedern umfassen.
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4 bis 6 zeigen einen Betriebsablauf der Reibungskupplung 10 aus 3 in einem normalen Betriebszustand. 4 zeigt die Reibungskupplung 10 in einer geschlossenen Situation. In dieser Situation wird die Antriebsfeder 50 von dem Betätigungselement 52 der Anpressplatte 18 nur leicht nach unten gedrückt. Wie in 4 gezeigt befindet sich die Antriebsklinke 48 der Antriebsfeder 50 zwischen zwei Zähnen 47 des Ritzels 46; jedoch übt keine Kraft von der Antriebsklinke 48 auf die Zähne 47 des Ritzels 46 aus. Demzufolge wird das Ritzel 46 nicht von der Antriebsfeder 50 verdreht.
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5 zeigt die Reibungskupplung 10 in einer teilweise geöffneten Situation. Im Schritt zwischen der geschlossenen Situation und der teilweise geöffneten Situation bewegt sich die Anpressplatte 18 nach oben. Demzufolge wird die Antriebsfeder 50 nicht mehr von dem Betätigungselement 52 gedrückt. Dadurch hebt sich die Antriebsfeder 50 nach oben. Es findet keine Kontakt zwischen der Antriebsklinke 48 und den Zähnen 47 des Ritzels 46 statt.
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6 zeigt die Reibungskupplung 10 in einer geöffneten Situation. Im Schritt zwischen der teilweise geöffneten Situation und der geöffneten Situation bewegt sich die Anpressplatte 18 weiter nach oben. Ein weiteres Anheben der Antriebsfeder 50 ist von dem Wegbegrenzungselement 64 begrenzt.
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7 bis 8 zeigen einen Nachstellablauf der Reibungskupplung 10 aus 3. 7 zeigt eine geschlossene Situation der Reibungskupplung 10 bei einem Verschleißzustand. In dieser Situation wird das Betätigungselement 52 von der Anpressplatte 18 nach unten gedrückt. Demzufolge drückt die Antriebsklinke 48 auf einen Zahn 47 des Ritzels 46. Dadurch wird das Ritzel 46 von der Antriebsklinke 48 der Antriebsfeder 50 verdreht. Somit drehen sich ebenfalls das Schneckenrad 44 und die Spindel 42, die mit dem Ritzel 46 drehfest verbunden sind. Da im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung 10 der Rampenring 34 unter der Wirkung der Anpresskraft der Anpressplatte 18 geklemmt ist, kann der Rampenring 34 in diesem Zustand nicht bewegt werden. Die Rotationsbewegung der Spindel 42 bzw. des Schneckenrads 44 wird durch die Verzahnung zwischen den Schneckengewinden 62 und den Verbindungszähnen 60 des Rampenrings 34 in eine translatorische Bewegung umgesetzt. Durch diese translatorische Bewegung der Spindel 42 wird die zwischen der Spindel 42 und dem Befestigungshalter 58 angeordnete Druckfeder 54 zusammengedruckt. Somit wird eine Vorspannkraft in der Druckfeder 54 erzeugt und gespeichert.
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8 zeigt eine geöffnete Situation der Reibungskupplung 10 bei einem Verschleißzustand. In dieser Situation ist der Rampenring 34 nicht mehr mit der Anpresskraft geklemmt. Beim Ausrückvorgang der Reibungskupplung 10 wird die in der Druckfeder 54 gespeicherte Vorspannkraft wieder freigegeben. Unter der Wirkung dieser Vorspannkraft werden die Spindel 42 und das Schneckenrad 44 von der Druckfeder 54 in der zu dem Befestigungshalter 58 abgewandten Richtung zurück geschoben. Dadurch werden die Verbindungszähne 60 des Rampenrings 34 von der Schneckengewinde 62 des Schneckenrads 44 geschoben, wodurch der Rampenring 34 um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht wird, um die Reibungskupplung 10 dadurch nachzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reibungskupplung
- 12
- Massenschwungradsystem
- 14
- Kupplungsdeckel
- 16
- Tellerfeder
- 18
- Anpressplatte
- 20
- Gegenplatte
- 22
- Reibbelag
- 24
- Kupplungsscheibe
- 26
- Anlasserzahnkranz
- 28
- Schwungscheibe
- 30
- Deckel des Massenschwungradsystems
- 32
- Nachstelleinrichtung
- 34
- Rampenring
- 36
- Rampe
- 38
- Gegenrampe
- 40
- Spindelsystem
- 42
- Spindel
- 44
- Schneckenrad
- 46
- Ritzel
- 47
- Zähne des Ritzels
- 48
- Antriebsklinke
- 50
- Antriebsfeder
- 52
- Betätigungselement
- 54
- Druckfeder
- 56
- Kraftspeicherelement
- 58
- Befestigungshalter
- 60
- Verbindungszähne des Rampenrings
- 62
- Schneckengewinde
- 64
- Wegbegrenzungselement
- 66
- Federelement
